机械自动化技术在机械制造中的运用探讨

2022-11-22李海英李小梅

中国金属通报 2022年1期

李海英，李小梅

随着时代的不断进步及工业科技的快速发展，对于工业生产技术水平及工业技术进步提出了更高的技术要求，不仅需要充分适应当前工业生产、发展的实际情况需要，而且还需要将我国现代化工业科学生产技术逐步融入其中，真正做到可持续、创新性地求发展。当前，我国机械工业生产技术水平仍依然存在较大的技术发展提升空间，机械自动化技术为较大的技术攻关与结构优化发展方向。为此，下文将重点围绕工程机械自动化技术在机械制造过程中的实际运用问题进行深谈。

1 机械的设计制造过程设计及自动化的内涵

机械的研究设计开发制造及应用自动化工程包括的研究内容主要有：研究设计与开发制造相关工业应用机械设备的新产品，以及对这些机械设备的自动控制及日常运行的技术研究等。在进行理论学习时，要把现代自动化的过程控制系统技术与现代计算机及其他现代的各种信息电子技术设备进行深层次的紧密融合，继而更好地掌握解决各个行业的控制技术基础问题。在我国飞速发展的工业现代化和信息时代，计算机与现代信息电子技术两者的完美结合，给目前的新型机械制造设备智能化产业发展趋势提供了一种有利条件，各式各样的新型智能化制造机械设备也不断地大量出现在国际市场中，进入人民大众的生活视野。计算机与其他信息电子技术在现代机械制造与工业自动化中一直占有重要地位。目前，伴随着国家不断优化调整的市场经济发展结构，对工程机械的研究设计开发制造及工业自动化发展产生了与其相应的重要影响。然而，这并不能直接使其在行业经济发展中的主导作用彻底减弱，为了能够使整个行业核心竞争力有效率地增强，机械制造与工业自动化制造行业充分利用电子信息、计算机与移动互联网等新技术等来实现整个行业的经济持续健康发展与自主创新，这是势在必行的。

2 机械自动化技术应用概况

在现代科技进步的今天，机械自动化技术作为现代工业生产重要技术，在工业发展的过程中扮演着重要的角色。从行业整体来说，机械自动化技术极大程度提升了机械生产率，降低了对于企业人力资源的严重浪费，可谓我国社会经济生产力技术进步的重要推动力。在实际的生产经营过程中，绝大多数大型企业都对于机械工业自动化技术十分重视，并对其投入了一定精力。然而部分大型企业过分对此技术有过度依赖，由此带来致使对于专业技术人员重视的程度明显不足。从长远来讲，机械自动化技术尽管已经具备很多技术优势，但还不能完全直接替代人工劳动力量，譬如在企业技术研发、支持服务方面，人工力量技术仍然非常需要予以充分的和重视。基于此，企业既要时刻关注掌握机械生产自动化相关技术，又必须要合理安排兼顾机械人工与工业智能机械生产的有机结合，并在企业整体生产过程中密切关注发现并及时着力研究解决不少有利于机械自动化企业生产的机械相关技术问题，如及时更换和更新生产设备，引进或自主研发新的生产技术等，只有充分考虑组织领导能力，才能达到批量生产和自动化生产的目的，企业员工的技术创新能力和企业管理实践能力。

3 机械设计制造及自动化的设计原则

3.1 有效满足设备需求

机械设备的开发设计与加工制造是为了能够更好地满足现代人们的不同使用功能需要，特别现在是现代工业生产，对工业机械设备的工作效率与生产可靠性都提出了较高的要求。不同工业产品的主要核心技术竞争力与主要设计工作量的目标要求是不同的，例如电动车床，必须在短时间内完成高精度机械零部件的设计加工，因此，在工业机械设计工作环节必须要充分考虑到不同用户对工业机械的具体使用功能要求，明确工业机械的具体技术应用需求环节，准确地把握工业机械设计的主要工作目标与技术研究发展方向，确保每个产品在机械制造和工业生产后期都能够较好地充分实现其自身应有的功能，以充分满足用户的不同使用需求。

3.2 充分利用先进技术

将工业信息处理技术知识引入我国机械设计师与设备制造应用领域进而对于能够切实有效实现提升通用机械设备产品设计制造应用系统中的设计应用性能，保证通用机械设备的制造设计过程智能化与加工操作上的人性化。在通用机械设备生产企业经营发展过程中，机床与通用机械设备生产者与装备制造设施的各种设备使用工业信息处理能够切实有效地改变各种通用机器设备整体结构形状与通用机械整体结构，提升了通用机械设备产品的设计制造工艺质量与设备使用性能。对于充分利用先进工业综合信息处理应用技术对各种通用机械设计师与设备产品进行应用信息处理资料分析，能够进一步大大提升各种工业信息处理技术，可以将各种工业信息处理直接引入机械设备生产制造环节，使强大的各种应用信息处理资料分析应用功能进而对于能够将各种应用信息处理资料直观地准确率的呈现在通用机械设计者与机械设备制造生产者面前。

4 机械自动化技术在机械制造中的重要性

4.1 智能化算法提高机械加工精度

在工业机械设计和产品加工以及制造各个环节，由于某些机器设备的质量误差和某些机械加工制造原理自身可能存在的质量误差，使得机械产品本身存在质量误差几乎是必然的。另外，在一个产品设计制造工艺过程中很多环节都可能存在着质量误差，这些环节误差的存在，直接影响着一个产品最终的生产加工质量，在实际遇到问题过程中，不能忽视产生这些误差的根本原因，要对这些误差产生的根本原因进行更加详细分析，探究到底究竟是哪一个加工环节出现误差，如果仅仅是产品设计加工过程中存在误差，可以通过研究完善各种相关误差设计方案方法来加以解决，如果是自身制造工艺或者生产设备自身存在问题，可以通过采用智能化加工法，对于误差信息进行更加智能化的修改，从而最终达到提高材料加工的工艺精度和保证加工工艺质量。

4.2 提高工业生产的效率，节约成本

传统的工业生产技术由于很多都是人工操作，而人工操作无法做到像仪器那样的精度，如果将机械化自动技术应用到现代化工业生产中，就可以有效减少因人工的操作而产生的误差。以前对于这种需要多个机械手工人共同操作才能自己动手操作完成的复杂机械生产工艺没有要求，目前只至少要求需要一个手工操作人和一台复杂生产用的机器。未来由于我国现代工业生产会朝着工业机械化和智能化的发展方向进一步发展，将来会逐渐发展出现无人自动遥控操作或者尤其的像是远程自动遥控操作这一类的工业机械。极大的提高了生产效率，为提升企业的经济也效益了很大帮助。

5 机械自动化技术在机械制造中的应用

5.1 数控技术的运用

由于我国传统的工业生产技术模式主要是通过人体劳动来对一些设备零件进行加工生产的，可以充分看出，传统的现代工业生产技术模式主要具有对人力生产需求大、物力资源损失大、人力财力相结合的基本特征。因此，随着我国市场经济和工程科技的不断进步和发展，工业生产技术领域正逐步走向自动化，进入工业生产领域的设备生产由自动控制设备管理系统、驱动装置系统和设备执行生产任务管理系统组成。而目前数控技术的广泛运用，主要是利用计算机作为数控技术的基础，然后将用户想要完成设计的工作思想通过传输输入到一台计算机中，进而可以实现在恶劣的工作环境下，也能顺利的设计完成工业生产操作程序的一种技术目标。因此针对数控技术在现代工业产品制造过程中的合理推广运用，可以在充分保证数控生产技术人员的生命安全基础上，还能进一步的提升其现代工业产品的数控生产技术质量。此外，更值得注意的是，数控技术在现代工业机械制造过程中的批量控制模版系统主要原理是对所有需要批量生产的各种零件以及模型，通过利用计算机的各种方式计算，来设计一套完整的控制程序，然后在批量生产的整个过程中，按照事先所已经设计好的控制模版程序进行批量生产。假如在工业生产的整个过程中某处装置存在着某些错误，那么系统就有机会进行自动识别并发出报警，企业相关技术人员及时纠正错误，确保整个工业生产质量稳定。此外，机械设备一直是现代新型工程机械设备制造业快速发展的重要组成部分。如果企业未来能够成功拥有这样一台自动控制和操作能力强的自动数控机床设备，就能够快速融入新社会发展背景下的机械制造发展浪潮中。数控技术逐渐发展起来能够进一步提升各种大型机床设备的加工控制自动功能，利用这种新型数控技术，人们可以轻松控制各种大型机床的的自动加工，这种数控机床被人们称为高级数控机床。这一台数控机床就能够自动完成数控操作和自动监控，它是一台数控机床的“大脑”。不仅能够有效使其在加工时的精度、质量等得到极大提高，而且它还能够大大减轻机械劳动的工作强度，相比于普通切削机床，其在同时具有更强的复杂机械零件的破碎处理加工能力。

5.2 集成化技术的应用

集成技术极大地促进了我国制造业和企业快速实现流程信息化。使得整个机械设计和设备制造基于移动计算机的过程网络化在信息科学技术的加持下，先进的信息科学技术被广泛用于将整个机械设计、制造的全过程信息置于有效统一的和全自动化的机械制造管理系统中。在一个自动化制造的企业系统管理体系里，每个子系统都将发挥自己的作用，如自动化的管理系统、制造系统、信息技术，这些独立的小系统都起到了不可替代的作用，是机械设计、制造集成度提高的重要保证基础。从机械行业的发展性质和特点看，建成计算机集成制造系统，可以强有力地促进机械行业的快速发展。

5.3 智能化技术的应用

由于现代计算机技术的不断成熟和延伸，计算机也应用于更多领域。其中，计算机的网络技术结合自动化技术可以实现人机一体化发展备，机械制造将变得非常智能。机械制造的相关生产会更加的安全可靠，效率也会大大提高。机械智能就是为了把自动化技术，云控制、机械设计、制造环节完全的集成，形成关于机械制造的一个具有类人脑工程的智能系统。使三者组成相互影响相互作用的整体，变成比较完善、完美的系统。在此系统中，通过使用人工智能技术进行其设计制造的产品逻辑数据判断、数据推理、数据分析，可以直接做到比使用人工计算更准确。通过这种管理方式，可以更好地准确反映企业自动化生产技术，充分发挥其技术优势，将大幅度地促进企业生产管理效率的提高，满足机械制造现代化的发展需要。同时，对于问题的解决此系统也可进行分析。

5.4 柔性自动化

柔性技术在现代工业领域应用中的发挥作用主要为针对各种外界使用条件发生变化及时调整自身使用情况，以便迅速适应各种外界使用环境。实际上不论是哪个类型行业与哪个类型企业在进入市场竞争过程中，都需要根据自身市场需求变化不断调整自身行业发展战略方法，做出自身相应战略决策，工业制造领域同样如此。柔性机械技术期刊能够为中国机械制造企业提供合理、科学的专业参考技术建议。如果在机械传动装置与电子设备的快速制造中，在遇到客户生产需求突然发生变化时，就可以快速应用柔性制造技术，提高其在制造中的应变能力，快速制造转变生产方式可以满足用户实际生产需求。另外因其本身也具有着较强的市场适应能力，所以可以有效提高各类产品批量生产工作效率和产品生产工艺质量，为各项可靠性高的生产工作保驾护航。

5.5 轻工业的自动化技术的应用

轻工业主要用于批量生产一些耗材和一些小型手工机械产品。这些消耗品的批量生产完全是基于这样一个事实，即它不能再依靠一些全自动的手动机械设备进行批量生产。目前，各种新型压铸塑料模具、自动塑料切割机、自动塑料切割机等层出不穷。我国这部分轻工业产品的质量生产管理也得到了很大的提升，整个行业很容易实现各类轻工业产品的自动化。例如汽车压缩机，目前它在我国已经基本具备很多相关技术条件和配套设备可以进行工业自主生产，从汽车的车体设计制造到车体钣金的焊接加工以及后期的设备装配等都已经可以直接进行自动化工业生产。

5.6 重工业的自动化技术的应用

我国现代重工业主要包含产品种类众多，无论是大型工业器械的研发制造还是各种大型生产机械设备的研发制造乃至化工冶金等都一直属于我国重工业重要活动。在这样的开采行业之中，所以最需要的就是开采资金力度以及需要开采者的数量也都是非常大的。一个国家的重工业生产规模可以体现一个国家的综合经济实力。相比较于轻工业而言，重工业正处于发展阶段的现代工业生产自动化和生产控制设备对技术条件的要求比较高。首先，就整个铸造加工设备运输行业而言，对于以自动化为基础的各种物料运输设备，对各种物料的运输和精度不一定有非常准确的要求，比如把大量的铸造原料或原材料放到一个大的熔炼炉里，投入多少钱不一定很精确，有时只是一个材料精度在10mm以上，而这个间隙可能会直接影响整个铸造设备从熔炼炉的产量，不能及时报废。另外，比如整个石油行业的能源生产线的研发、开发、生产和运营活动，也需要我们充分利用这一工业自动化安全管理技术，既能有效保障整个石油企业员工的安全，还能够有效地提高整个石油工业生产线的工作效率。因此，在我国现代重工业中，特别是对于自动化装备制造业来说，应用的技术更是需要现代工业化中的精准化和智能化。

6 机械自动化技术在机械制造中的发展

近些年来，对于机械设计制造及自动化技术的不断探索革新发展研究，机械设计制造及自动化技术已日益成熟，伴随着我国当今信息技术的不断发展，机械设计制造及自动化技术也需要充分适应我国现代技术不断革新发展。在通常的机械制造产业链中，在进行某一产品的设计制造时，需要有专业技术人员进行产品草图的拟画，在进行多次审核修改后最终成为产品模型草图，之后机械制造根据产品模型草图进行产品制造，由于产品草图的拟画过程需要较多的专业技术人才付出长时间的过程，及其损耗人力物力财力，所以机械设计制造及其自动化在未来发展中可以利用现代信息技术化的编程绘图技术，运用自动化技术进行草图拟画，相关工作人员可以通过计算机进行编程，将所要拟画的产品草图输入程序，然后代入整个设计制造过程中，再将其代入程序，最终得出最佳产品草图方案，从而缩短产品草图的拟画过程，提高整个设计制造过程工作效率。

近年来，雾霾引起了我国有关部门和工作人员的关注。不仅国家，而且人们都非常重视环境保护。绿色设计不应是绿色制造的例外。环境保护和节能是指利用最少的资源实现价值最大化。机械设计制造的过程中，会消耗大量的能源，很多都会释放出对环境有害的气体以及污染物，对于我们日常的生活环境来说都是十分地不安全。对机械设计制造进行智能化、数字化的改良，可以在很大程度上对生产过程进行改良。例如，在使用注塑机的过程中，由于其生产的原理是利用塑料的热塑性进行生产的，而塑料本身对于环境的危害较大，很多情况下，塑料是不能被土壤分解利用的。因此，在进行数字化和智能化的改良过程中可以在其中加入一些生产原料让其降低对环境的危害，达到绿色环保的目的。