张海英　聂修军　袁庆辉

摘 要：随着互联网及智能制造技术的发展，机械自动化技术在我国各行各业取得了长足发展，基本实现了自动化生产。机械自动化技术节省了大量人力资源成本，整个加工生产线的运作都是依靠大型的仪器设备。与人工生产加工相比，机械加工出错的概率较低，生产效率大大提高。在工业制造类企业中，很多一线生产加工操作的危险系数较高，化工企业还存在大量污染辐射，直接威胁人们的健康。对于市场需求量大的产品来说，机械加工制造的利润空间更大，效率更高。近年来，机械加工制造成为工业领域重要的研究课题，新技术的研究与发展使机械自动化生产技术应用的范围更广，其智能制造化水平越来越高，节省更多的人力资源成本可以加大企业对生产制造技术方面的研发投入，为企业未来发展进行长远谋划。文章聚焦机械自动化技术及其在机械制造中的应用，通过分析研究技术应用案例，实现机械自动化技术在工业制造发展中的重要作用。

关键词：机械自动化技术;机械制造;应用

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2022）03-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.032

1 机械自动化技术的概念

自动化技术是指机器或者相关装置设备在无人干预的情况下，按照预定的程序或者输入的指令自动进行生产或操作的过程，而机械自动化就是对机器设备实现自动化控制的过程[1]。

传统的生产加工制造虽然是利用机械加工生产，但是没有形成完整的加工生产线，采用的是粗放式模式，生产过程中会造成大量原料消耗，生产效率也非常低，增加了企业加工制造的成本，利润空间并不大。在此基础上，企业采用机械自动化技术形成加工生产链是一种精细化加工模式，产品加工后剩余的废料可以再次加工利用，提高了原料的利用率，实现了精细化管控，利润空间更大。

同时，企业根据实际生产经营状况形成符合企业内部发展的机械自动化加工生产线，生产加工体系更加完善，进一步保证机械自动化生产线的可靠性与安全性，其最大优势在于加工生产线不需要人力资源的大量投入。

2 我国机械自动化技术应用现状

当前，机械自动化技术在我国各行各业得到了广泛应用，传感器技术、自动化控制技术、仿真技术贯穿产品设计、生产加工、监督管理等环节，渗透于产品生产的各个方面[2]。其中，传感器应用于各行各业的信息输出与管理，基于声、光、热、力、电多个传感器应用于人们的日常生活。例如，家用空调借助温度传感器感知室内温度，很多加热设备厂也在应用温度传感器检测温度变化，及时优化改进加热设备的使用性能。在家庭物联网中也少不了传感器的应用，主要应用于多种智能配件。

自动化技术是一项综合性较强的技术，其中，控制理论和计算机技术对于自动化技术的影响最大，自动化技术逐步扩大应用范围，代替了很多人力劳动;在办公环境中自动化技术的应用，例如门禁系统、资料的审核;自动化仪器仪表在工业生产加工中的应用，可以代替工人完成高危险、单调性、复杂性的工作。当前，自动化技术已经逐渐应用于办公系统、机械自动化、工业自动化、污水处理自动化等，未来也会与更多的信息技术结合，从物理自动化向信息活动自动化转变。

仿真技术是利用仿真硬件和仿真软件，通过仿真试验数据的计算和处理提前获得使用产品的模型，应用于航空航天、水利建设、原子能技术等研发领域[3]。仿真技术能够利用计算机网络技术把分散的数据通过计算整合，将不同地点的研发者、用户联系在一起。在工业研发领域，通过仿真技术的应用，进行结构动力学分析、控制力学分析、结构分析、热分析等，带来的社会经济效益是非常大的。

3 机械自动化技术在机械制造中的应用

当前，机械自动化技术在我国各生产制造类企业中都有应用，中小型生产制造企业也引入了机械自动化生产流水线，结合企业发展特点，充分利用机械自动化的相关技术，形成独特的生产线，很多企业为了获得一定的经济效益，针对产品特点建立与之相适应的自动化生产运作模式。

现阶段，我国的工业制造类企业都在朝着集成化、智能化、柔性化、虚拟化的方向发展，机械自动化技术的应用离不开计算机集成制造技术，日渐进步的计算机处理技术为机械自动化生产线的建立提供了技术支持，促进了机械自动化技术在企业内部的进一步发展[4]。

3.1 集成化应用

企业生产流水线的建立是集成化应用的典范，制造企业从产品的研发设计、生产制造、检测到最后的出库管理，都是在生产线上完成的，基本上实现了产品的集成化管理。一体化制造技術在工业生产领域得到了充分应用，在有关理论体系的指导下重新组合加工生产指令，进一步简化生产机构，实现自动化生产运作。

企业可以利用信息化技术终端网络系统和工程数据库系统，将企业生产运作的产品信息和自动化生产线有效结合，建立具有企业产品特色的加工生产线。从某种程度上说，信息技术终端网络直接影响企业的生产加工运作模式，影响最终产品的形成。

3.2 智能化应用

企业加工生产线的生成是将机械制造技术、自动化技术、智能化技术、标准化的系统工程进行有效结合，智能化应用体现在人为操控生产机器，或在计算机终端实现对生产指令的修改。

企业对大型生产机械设备的维修主要体现在维修智能终端设备，可以实现自动化系统维护与修改提示。该技术的应用是一种全新的人工智能制造体系，在这种体系下可以大规模实现人机系统合一。实施独立的操作、识别、决策等多种智能化行为，智能化操作是借助技术模拟专家的行为，以此代替专家在操作系统中的作用，进一步解放了更多的人力资源，将企业的发展目标放在对运行与改进技术设备方面。

3.3 柔性自动化应用

当前，智能化技术在人们生活中的应用越来越多，人们的工作与生活已经离不开智能技术，表现在对受众群体的针对性服务与随机应变性。智能电子产品能够根据人们的喜好推送相关文章内容，随机应变性较强。

在工业化生产制造领域，机械自动化技术体现了较强的柔性自动化及随机应变素质，一台良好的机械设备具有较强的随机应变能力，才能针对生产过程中的突发状况及时采取调整与改进措施。因此，在生产加工领域采用柔性自动化应用是非常有用的。

大型设备的应用如果只停留在硬性应用而不作任何调整与改变，那么设备在应用过程中一旦出现错误则无法调整，会对设备的运行机制产生负面影响。此外，柔性自动化应用就是能在目前的运行机制上加以升级改革和优化。市场需求不断变化，生产加工企业为了迎合市场需求变化，要调整内部生产加工流水线，以期生产出性能更加优良的产品。生产加工设备柔性化应用可以随时对其进行调整与优化，更好地适应市场变化。因此，柔性的自动化应用应以市场数据变化为基准，同时进行改革变化[5]。

3.4 虚拟化应用

虚拟化应用的典型代表是仿真技术，其是一项综合性较强的技术，主要由多媒体技术、人工智能、电子信息等构成。在机械加工领域，虚拟化应用主要通过仿真技术实现，还可以有效解决生产加工过程中产生的问题。此项技术的应用可以通过建立数据模型，了解正在研发的产品的3D模型，通过模型的应用查找当前产品应用过程中存在的问题，进一步减少科研成本投入，解决生产加工中的实际问题。

虚拟化应用能够提高企业的竞争力，使生产加工工序及制造技术更加完善。例如，在汽车生产加工制造中应用仿真技术，提前获得汽车的3D模型图，可以在不浪费加工成本的同时实现汽车使用性能的安全测试。

仿真模型下的汽车3D模型图如图1所示。

3.5 数控技术的应用

数控技术是运用信息化技术，编写机械设备生产程序，调配生产数控机床，进行生产加工的一种技术，数控机床技术广泛应用于工业制造领域，如图2所示。

生产加工过程需要输入生产指令，用于加工生产高精尖零部件，能够很好地解决复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。在工业制造企业中，数控技术是一种柔性化、高性能的自动化机床生产加工技术，是典型的机电一体化产品，代表了现代数控机床技术的发展方向。

如果要转换数控机床的加工生产指令，只要在计算机信息终端输入修改指令即可，可以节省大量的生产准备时间。生产设备能够自动根据输入的生产指令开展自动连续化的生产加工工艺，操作人员只需要负责程序的输入、编辑与发送以及设备加工、零件检验等部分工序，极大地减少了劳动力输出，一线生产工人数量急剧减少，机床操作人员的劳动更趋向于智力劳动。同时，数控机床的生产中，运用的都是大型机械设备，一线人工操作很少，能够保证生产车间工作人员的生命健康安全，安全稳定性更高。现代数控机床已经与现代生产车间管理制度相结合，实现生产加工管理一体化操作[6]。

4 机械自动化技术未来发展前景及发展方向

4.1 機械制造自动化及信息化

随着人工智能化的普及及大数据信息时代的到来，未来机械自动化朝着智能化、信息化、集成化的方向发展，其中，物联网信息技术与机械生产技术相结合，机械加工效率更高。未来，工业加工制造将与移动通信技术一样，建立一个工业物联网络，将工业制造阶段分成不同的层级和阶段，通过移动终端的控制，远程控制机械的生产加工，实现加工和设计的分离，为客户制定个性化服务。

远程控制的基础是完善生产加工设备，生产产品的精细化不仅要实现输入算法的精细化和全面化，更要实现基础加工设备的精细化生产。在研究信息技术终端加工算法的同时，要确保加工设备达到产品精细加工生产要求，进一步研究解决基础设备加工中存在的问题。例如，提高生产机械设备的生产精度，解决生产设备在生产过程中存在的误差问题，这些都会影响产品最终的安全和质量要求。未来，生产设备实现信息化生产是一方面，还要保证信息化生产设备加工的安全性和高质量，在创新生产加工技术的同时建立一个安全的生产防护系统，保证安全可靠的生产环境，更好地开展生产加工任务。

4.2 绿色化发展方向

工业生产制造领域产生的污染是较大的，人类追求工业化生产发展的同时是以牺牲自然环境质量为前提的，工业生产会产生大量的污染物质，气体、固体、液体废物等大多来自工业生产。当前，绿色化发展生产是主流，各行各业的加工生产都在朝着绿色化的方向发展，国家对于环境治理的力度非常大，新能源汽车的大力推广、油价的提高都从侧面证明了国家对于污染治理的重视。

近年来，为实现绿色可持续健康发展，工业生产一直在不断调整生产结构，创新应用更加先进的生产加工技术，提高生产原料的加工效率，减少不必要的能源消耗。绿色化发展是未来各行各业研究的主流，要在技术研究与工业生产的研发过程中注重绿色材料、绿色工艺、绿色技术的应用，提高产品设计加工质量。

4.3 减小加工误差

机械自动化技术是利用信息技术终端输入加工生产指令，当前的生产加工工艺信息化程度较强，但基础加工设备在生产过程中还会存在很多失误，加工误差较大，减少加工工艺中存在的误差。

首先，加强加工工艺的控制，在零部件加工生产过程中检查重要加工节点，检查相关设备及刀具、夹具的稳定性与可靠性，定期检查调试设备，减少外部因素对于零件加工的影响。

其次，加强对加工生产环节的质量控制，产品出现质量问题可能是某个环节或多个环节加工生产出现问题，把控生产加工各个环节的质量和安全性。产品检测环节对出现质量问题的产品进行分析，确定发生在生产环节的哪一阶段，然后调整相应的生产工序。

5 结语

机械自动化技术对于工业生产领域具有重要的推动作用，机械制造技术要实现与自动化技术的结合应用，能够有效提高机械加工制造的水平，提高产品质量和安全稳定性，机械自动化加工制造技术是未来研究的主流，技术研究倾向于自动化及信息化、绿色化、减少加工误差的方向发展。工业化发展对于提高国家经济实力的意义重大，企业应将更多的人力资源、资金投入机械加工制造技术研发，提高企业在行业内部的竞争力。

参考文献

[1] 杨鹏飞.谈机械自动化技术及其在机械制造中的应用[J].现代工业经济和信息化，2021，11（9）：156-157，161.

[2] 高改会.浅谈机械自动化技术在汽车制造中的应用实践研究[J].内燃机与配件，2021（17）：187-188.

[3] 姜雪.机械自动化技术及其在机械制造中的应用分析[J].内燃机与配件，2021（15）：200-201.

[4] 赵鸿元.机械制造中机械自动化技术的应用及发展趋势探讨[J].职业，2021（14）：29-32.

[5] 闵林锋.机械自动化技术在机械制造中的应用研究[J].中国设备工程，2021（12）：228-229.

[6] 王宏，唐和业.机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2021（7）：196-197.