机械自动化技术在机械制造中的应用研究

2021-11-23李萍

商品与质量 2021年39期

李萍

江西省鼎元建筑科技有限公司江西萍乡 337000

随着科学技术的不断发展，机械化自动化技术在机械制造领域中扮演的角色越来越重要，尤其是现如今机械制造技术的不断智能化、集成化的基础上，自动化和机械化的关系越来越密切，继承度越来越高。

1 机械自动化技术的概述

机械自动化技术是在机械制造生产中，全面通过自动化技术呈现对机械零部件自动性的制造及生产，在实际制作期间可有效地逐步改善自身工艺，降低零部件中不良构件的形成。该技术在最大程度上促进了机械制造领域的综合发展，在机械制造生产过程中逐步提升产品的质量以及生产效率，可较好地确保零部件的制造正常完成，在工期方面也较人工生产制造节省了诸多时间。另外，在机械制造中，全面通过自动化技术实施生产可在最大限度上解放人工，优化工人工作条件，降低产品在生产期间因为人为失误而导致的加工损失[1]。因此，在逐步发展的科学技术的大力支持下，系统利用机械自动化技术实施机械制造生产及加工，是现今机械领域内可进一步迅速发展的核心动力。

2 机械制造自动化的优点

2.1 操作更加便捷

在过去的机械生产中，机械设备操作步骤相对较为繁琐，同时也需利用较多的人工实施具体操作，人性化设计层面相对匮乏，机械设备体积通常较大，操作工序极为复杂，甚至每个细节步骤均需一次繁琐的操作方可呈现。而机械自动化技术就是把机械设备的诸多性能融合在一起，让机械设备不但操作简便，同时性能多样化。在此加工流程中，机械制造引进了计算机等处理设备及信息采集技术，对信息实施采集，同时利用计算机加以处理，并输入机械设备中，最后呈现机械设备自动化加工及生产。此流程操作特别简便，以往的信息采集、生产加工等均可利用自动化设备加以实施。

2.2 节约了生产制造成本

在机械设计和生产过程中使用自动化技术可以使企业节约成本运营资本。过去机械设计中使用的生产设备的原材料技术跟不上时代的要求，传统机械设计和生产设备，小型机械设备简陋设计，造成许多企业存在严重浪费原材料和机械的问题。自动化技术也体现了节能环保的原则，为公司产业带来了巨大的经济效益。虽然自动化技术涉及到的算法非常多且复杂，但是它在现场加工的各个环节都采用了适合终端产品的细节设计，利用自动化技术与传统的机械设计相比，生产出的终端产品功能更强大、更可靠，使其在市场上具有充分的优势地位[2]。

2.3 提高产品质量

在过去的机械制造加工流程中，不但需要生产者对机械设备加以操作，同时还需要诸多质监者负责实施检验工作。人工操作的稳定性不好掌控，而且还时常发生操作失误的状况，对机械制造产品的质量具有较大影响。而在机械制造业中引进机械设备自动化生产，不但能让生产节奏均维持在一个水平上，而且持续时间较长，在实际制造期间几乎不会存在波动状况，能使生产效率获得一定保证，同时所制造的产品状态更加稳定，产品质量也会得到很大的提高。产品质量与生产效率提高在机械制造自动化技术下均可实现，当然，这需要以健全的机械自动化技术来做支撑，并且需对制造生产的综合流程实施高效的管控，尽可能降低机械制造自动化生产过程中的劳动力成本。

2.4 改善生产过程中可能出现的安全性问题

生产中，利用机械设计和自动化技术来预防比较常见的生产风险，保证生产机械设备在工作场所的稳定运行，企业必须有一到两名员工对整个生产过程进行监控，但在实际生产中，会对人力资源的生产连接监控出现误差问题，以影响整个生产过程。这样会导致生产设备的损坏以及安全事故的发生。机器的设计和生产都可以进入自动化技术控制系统，系统可以监控生产人员的流失情况，根据生产指令，实现人力资源的高度集中，最大限度地减少人为造成的错误，并实时显示生产管理状态，保证作业质量和效率提升。将生产工程应用到机械设计和自动化技术中，不仅可以节省人力，还可以避免生产过程中的风险，提高生产和生产的安全性。

3 机械自动化在机械制造生产中的运用

3.1 柔性自动化应用

基于当前激烈的市场竞争中市场经济发展形势变化莫测的情况，机械制造公司不但要具有较为灵活的应变能力，还要针对不同客户的需求快速做出判断及回应，并且要逐步实施技术产品的创新，以此较好地符合客户的需求。在机械制造期间柔性自动化制造技术的运用，能够较好地呈现人机之间的互动优化，提升操作技术的自动化水平，让计算机数据化管理技术获得全面发挥。柔性自动化的运用，不但能融合多样的生产要求，处理各种批量的生产状况，还能确保产品的生产效率与生产质量。融合市场实际生产要求，机械制造公司能灵活地调整实际生产方式，较好地迎合市场要求[3]。

3.2 集成化应用

机械自动化技术是一多学科、应用普遍广泛的学科技术，也是系统工程的一种表现方式。从组成成分来看，构成机械自动化技术的内容主要有：

（1）程序单元：主要作用是有效解决整个制造系统中“做什么”和“怎样做”部分的有关问题，是整个机械自动化系统中非常重要的一个组成部分。

（2）传感单元：主要的作用是完成对整个控制系统工作实时状态及工作性能参数的实时检测工作，是系统中的基础组成部分。

（3）作用单元：主要作用是实现对整个系统的能量施加，以及定位目标任务，是整个系统中前期的组成部分。

（4）制定单元：主要作用是整理分析、对比传感单元传输出的参数信息，进一步做出判断，发出相应的信号，控制动作。是整个机械自动系统中非常关键的核心组成部分。

（5）控制单元：主要作用是制定工作单元，并根据信息对其中的动作进行有效调节，是整个机械自动化系统中的后勤保障单元，对机械制造中机械自动化应用的顺利开展具有重要作用。集成自动化技术在机械制造中的应用主要采用系统工程理论和信息技术的方法来优化组织的整体生产过程，并通过多种方法促进适度的自动化。例如绩效改善和流程重组机构以及计算机数据库。在信息系统和网络的支持下，机器制造组织和管理活动的各个要素已完全集成到有机物中，从而实现了以人为本的灵活机器生产。自动化和相关技术的集成应用对于产品质量的提高，新产品质量的降低和生态环境的保护具有非常重要的现实意义。

3.3 虚拟化应用

虚拟化技术是一项综合性技术，由多种不同的科技组成，通过应用仿真技术对这项技术的帮助，对机械生产制造环节进行模拟，发现机械生产制造过程可能存在的问题，帮助工作人员更好地对这些内容进行完善，完善机械生产制造过程。在应用传统的机械制造技术的时候，会有很多的问题存在，这些问题会对机械生产的整体质量以及整体效率产生严重影响。虚拟化技术就是为了解决这一问题而出现的，在应用这项技术的时候，会应用模拟软件、人工智能以及计算机等多项技术，所以这项技术比较具有综合性。在开展生产工作之前，这项技术可以和市场的变化以及客户的需求相结合，模拟生产产品的使用以及生产过程，对生产以及使用产品的时候可能会出现的问题进行分析，制定对应的预防措施，不断提高产品的使用寿命以及产品质量，更好向客户提供服务，不断提高产品的生产质量，为机械制造企业提供更大的利润。

3.4 智能化应用

信息化时代背景下，以前的制造技术和机械制造模式已经不能满足当前时代发展的要求了，机械制造技术也有新的概念体系，其主要是指经过一系列的分析和判断，实现对生产过程的自动化控制。因此，机械制造企业需要加强智能化设备，在实际生产过程中的有效应用，形成一种人机和智能系统的操作体系。在具体的生产制造过程中，每一个制造设备都需要结合人工智能，通过模拟专家智能活动，对生产过程进行全面分析，及时发现其中的问题，实现对整个生产过程自动化的控制。此外，智能系统还能够对生产过程中的内部零件实际运行状态进行全面检查，如果他们收到了外部或者是内部的影响，操作人员可以自动调节提供的参数，让各个系统都处于最好的工作状态。同时，智能化系统还具有可以对信息和能量的物质进行交换的特征，其中的组织系统具有开放性，能够通过模块化的方式，不断提高生产模块的质量和柔和性，实现对其中自动化信息的整合，促进不同信息之间的共享，保证信息传递的准确性，从而为机械生产过程的顺利进行提供更多的技术支持。

3.5 功能性应用

功能性应用主要就是了解用户界面的需要，在用户的界面应用图形，可以提高人们的工作，不断提高人们对数据理解的效率，而且还有一些比较具有多样化的补偿方式。补偿方式不同，可以有效地满足不同用户的需求，将机械制造的精准度不断提高，提高机械制造的生产效率。而且用户可以通过对PLC程序应用，将自己的应用程序改变，实现自动化以及综合性，不断帮助机械制造向智能化的方向发展。

3.6 数控技术应用

由于机械制造生产线是比较复杂，要想实现对此部分内容的自动化管理，需要加强数控技术在机械设备运行等部分的有效应用，解决机械设备生产线中的安全隐患，实现对相关机械设备的自动化和数字化生产。数控技术在此过程中的应用，不仅能够改变其中的机床设备，还能够在一定程度上解决当前我国机械制造中的切割精度过低等多种问题，提高此部分工作的效率。数控技术还能够对生产过程中的内部零件实际运行状态进行全面检查，如果他们受到了外部或者是内部的影响，操作人员可以自动调节提供的参数，让各个系统都处于最好的工作状态。此外，数控技术和计算机技术地结合，不仅可以实现对机械生产中数据信息的全面整合，还能够让其中的数据变得更加精确，进而保证加工零部件应用的安全性，让其在具体的加工过程中可以发挥本身更大的效应，逐渐满足零件加工技术的根本需求，保证机械制造更加完善。

4 机械自动化在机械制造中的发展前景

4.1 智能型

智能化的机械制造系统已经被应用在机械制造之中，但是应用还不够彻底和广泛，智能化的机械和机械工程专家共同组成的人机一体化机械制造智能系统是未来智能化的具体发展方向。这种智能系统在机械生产制造的实践中能够实现人机的交流和活动，如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。其优点在于智能化系统中“机械智能”，因为这个系统的良好的工作界面促使生产制造过程中能够顺利实现人机交流和互动。除此之外，机械设计和生产过程中应用模块化的方法可以实现较大的可协调性和适应性能；有利于生产人员进行智能化制造更加高效；有利于企业或社会进行更加充分的协作和竞争；有利于减少环境污染和资源浪费等。

4.2 绿色型

现阶段，绿色环保的制造观念是今后工业持续发展万不可忽略的关键点，节能减排式绿色化机械制造生产也是机械制造业以后的核心发展方向。绿色化机械制造是在制造生产期间尽可能降低环境的污染与能源的过度消耗，在现代机械自动化制造生产中，应向着这个方向逐渐改进，在制造生产中倡导无污染生产，对产品实施二次利用及回收等。绿色自动化产品将会成为以后机械制造最主要的发展趋势，同时也能推动机械制造业良性持续发展。

4.3 综合型

综合型机械制造产业在实际制造及生产中可在一定程度上把社会可利用资源实施整合，消费人员、企业、人才网络、研究机构等均是其呈现科学化生产的关键因素。而对于这样的体系，有关机械制造业专家可将其设置在新的发展研究组织中，展现产品筹资、规划立项、采购、生产、销售及售后等综合流程中对资源的科学运用，全面集成用户与设计方的观念，呈现技能与硬件的高效融合，进而实现适宜不同时期机械制造业要求的目的。