基于自动化机械制造

【摘 要】随着科学技术快速发展,网络的普及范围越来越广,越来越多的工业企业在生产过程当中开始引进机械,然而只有一部分中小企业处于机械制造的范畴.倘若企业打算增加生产规模,提升生产效率就务必对生产的项目以及设施进行变革,其中最佳的解决手段就是引进基于自动化机械技术进行生产.自动化只有和机械制造有机结合在一起才可以满足市场的需求,抵抗住市场的严峻考验.

【关 键 词】自动化,机械制造,关键技术

所谓自动化制造系统FM,指的就是自动化水平比较高的制造体系.至今我们提及的FMS一般是指在大批量加工切削里以高度的自动化以及先进的自动化作为目的的制造体系.随着人们对生产周期短、成本低、产品多样性等方面的需要日益强烈,FMS系统也有了飞速发展,而且因为通信、计算机以及微电子技术和控制与机械设备的快速发展,也促进了自动化技术越来越成熟,21世纪,自动化制造业迈进了一个新的时代,CIMS--即以计算机为基础的集成制造时代,FMS已经成为各个工业制造国机械自动化的研究重点.

一、机械制造的自动化规模

根据规模的大小,我们把机械自动化的系统分为以下几类：

(一)自动化制造单元--FMC

FMS的出道及被用于工业生产的时间大约比FMC早了七八年,它由三种主要的设备组成,首先它以一至两台作为加工中心,然后是工业机器人,紧接着是存贮运送物料和数控机床.这样的设计比较适合加工那些品种很多比较灵活的产品.其实我们可以视FMC为向小型廉价化发展的一类产物.FMC是所有FMS中规模最小的系统,主要特点就是实现了单机能够自动化,迄今为止FMC已迈入应用普及阶段.

(二)自动化制造系统--FMS

FMS一般至少由四台全自动人工中心以及数控机床等构成的管理体系.它能连接物料搬运体系以及集中的控制体系,并且可以在确保没有停机的前提下管理与加工中、小批量以及多品种的机械制造.

(三)自动化制造线--FML

这种系统属于品种多的中小批量FMS与品种较少或单一大规模非自动化生产线间的生产线.它的加工机器可能是专用机床NC或者专用机床,也可能是CNC机床或者普通的加工中心.一般对物料转移体系的自动化的要求要比FMS低很多,但却有着很高的生产效率.它的代表系统主要是：连续型生产中的分散型控制系统以及离散生产当中的自动化控制系统,主要特点是生产线已经实现了自动化,它的技术也日益成熟,目前已进入应用过程.

(四)自动化制造工厂--FMF

该系统将很多个FMS连接在一起,并提供其自动式立体仓库,通过计算机系统相互联系,运用从、设计、加工、装配、检验、运送到发货的一整个完整的FMS系统.其中含有CAM/CAD,使得计算机集成制造体系（CIMS）运用到实际里,实现了生产系统高度的自动化,从而实现了全工厂领域的制造管理、材料加工和物料运贮过程的全面化.FMF可以说是自动化生产里面的最高反映,显示出全世界最发达的自动化技术.它把管理经营、产品研发以及制造的自动化合为一个整体,例如其中的一个代表,智能制造体系IMS,它通过信息流对物质流进行控制,主要特色实现了工厂自动化.

二、自动化关键技术

该技术是通过模拟智能生物的神经网络进而对信息并行处理的方法.所以人工神经网络也属于一种人工的智能化工具.在自控领域,神经网络在未来不长时间以后将和模糊控制体系以及专家系统并列属于现代社会自动化系统中的组成部分.

截止到目前,FMS里面使用的人工智能大部分指的都是以规则为基础的专家系统.该系统运用推理规则以及专家知识来推理,解决各种问题,比如控制、命令、修复、监视、计划、设计、故障分析、诊断、预测、解释等.由于该专家系统可以更加简便地结合经过经验取得的知识与将经验和各种事实查验过的理论,所以专家系统加强了FMS各个方面的工作的自动化.遐想将来,通过知识处理,知识密集的人工智能技术,包括专家系统,一定会在FMS（特别是智能型）领域里发挥至关重要的作用.至今FMS系统中使用的各种技术,最有前途的应该是人工智能IMT.预测到二十一世纪中期,FMS中人工智能的使用规模至少会比现在大四倍.智能制造技术目的在于把人工智能加入到制造过程中的各环节,依靠模拟专家的智能活动,延伸或取造业中部分人类脑力劳动.在制造过程里面,系统可以自动监视其运行状况,在遭到内部或者外界刺激时可以自动调节它的参数,以便达到最优工作状态,形成自组织的能力.因此IMT被当做未来期间的制造技术.该技术是随着人工智能以及计算机应用科技出现的,使得传感器有内在的“决策”能力.

模糊数学在实际生活当中主要的应用是模糊控制器.前不久研发出来的高性能模糊控制器拥有自学习的能力,它可以在控制进程里一直获得新信息并并且对控制量自动进行调整,极大提高了系统的性能.以神经人工网络为基础的自学模式受到人们的广泛关注.

CAD技术以后的发展趋势是将引进专家系统,赋予其智能化技术,这样就可以对任何复杂的问题进行处理.目前该技术的最新突破是光敏立体成形技术.该技术直接使用CAD数据,借助受控于计算机的激光扫描体系,把三维的数据模型拆分为几层二维的片状图片,并参照二维的片状图扫描池里面的光敏树脂液面,液面一旦被扫描到,就固化为塑料,这样循环进行,逐层扫描形成图形,而且自动粘合分层成形的所有固化片状塑料,只需要确定数据,就可以数小时内制作出准确的原型.该技术有助于研发新结构以及新产品开发的速度.

三、结语

机械制造和自动化的技术水平是衡量国家科技先进与否的主要标志,也被视为激烈竞争的重要指标.我国的社会主义进程虽然进展的不错,但依据当前的国情,我国的文化科教、科学技术、市场经济等方面的发展均处于起步期,机械制造以及自动化是我们更加不可以忽略的薄弱环节.我们必须一直研究学习机械制造和自动化技术,减少与发达国家的差距,才有可能在市场的激烈竞争中长久处于不败之地.