自动化技术在机械制造中的应用

【摘 要】自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分和主要的发展方向,其在机械制造中的应用和发展受到越来越多的关注和研究.文章详细介绍了自动化技术的概念,分析探讨了目前机械制造中自动化技术的应用形式,并对自动化技术在机械制造中的应用发展趋势进行了展望.

【关 键 词】自动化；机械制造；应用形式；展望

0、前沿

从20世纪年始,机械制造开始广泛的应用于各个行业,并且获得了人们的广泛关注.机械自动化技术的发展起源于20世纪20年代,开始主要是应用于机械制造冷加工过程中,后期随着相关技术的不断完善,从20世纪60年代末开始建立关于可变性的自动化生产系统,而随着现代信息技术的发展,机械制造行业的自动化程度也越来越高【1】.自动化技术能够快速提高制造效率,缩短机械制造的生产时间,节约人力资源,大大降低成本费用,有效提升企业竞争力,使企业的效益快速提高,同时使工作环境也得到明显改善.

1.自动化技术概述

自动化一般是说机器或装置在无人操作的情况下按照事先设定好的程序自动进行操作或控制的过程,在机械制造领域中主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现对加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动化生产过程,加快生产投入原料的加工变换和流动速度,节约人力资源.

在机械制造系统中自动化系统一般由五个单元组成：

（1）程序单元,决定系统该做什么和如何做；

（2）作用单元,对系统施加能量和定位；

（3）传感单元,检测系统工作过程的性能和状态；

（4）制定单元,对传感单元输送过来的信息进行比较分析,制定和发出指令信号；

（5）控制单元,进行制定并调节作用单元的机构.

自动化技术的研究内容主要涵盖了集成技术与系统技术、制造单元制度、柔性制造技术以及与现代化生产模式相适应的制造环境等.在不断进步中,全球化、网络化、虚拟化、敏捷化、智能化及绿色化是现代机械制造的自动化技术的发展目标.在自动化技术中应用较为广泛的是数控技术,其是现造系统中的核心技术,综合了计算机、微电子、信息处理、自动检测以及自动控制等先进技术,其很明显的特点就是效率高、精度高且能实现柔性自动化.

2.自动化技术在机械制造中的应用

实现机械制造自动化的理论基础是控制理论,控制理论发展及应用彻底的改变了人类传统的生产、生存、生活和管理模式.自动化技术在机械制造中的应用主要体现在以下方面.

2.1集成化应用

计算机集成技术是21世纪机械制造企业的主要生产方式.信息技术的不断发展以及自动化技术在机械制造领域应用的不断增多使得许多新技术得到发展,例如计算机辅助设计技术、辅助制造技术、辅助测试艺术、信息管理系统技术等.自动化技术在机械制造中的集成化应用,主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化,通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化,并在计算机数据库和信息网络的支持下,将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体,实现了机械制造以人为中心的柔性化生产.

2.2智能化应用

随着计算机技术的飞跃发展,智能技术也越来越强,人机一体化机械制造设备也越来越多的走进机械制造企业中,通过智能化的制造系统进行生产中,实现了人机相互活动的智能化,如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等.智能机械制造技术是人工智能技术与机械制造技术的有效结合,它把人工智能融入到了机械制造系统中的各个环节,可以借助专家智力活动的模拟,代替机械制造过程中很多需要专家亲自完成的活动,实现对机械制造过程的自动化监测,并对监测到的问题进行自动的改进或预防,并且对突发事件有一定的调整和应对能力.

2.3虚拟化的应用

虚拟化制造技术主要包含控制理论、计算机技术、多媒体技术、信息管理、人工智能、以及现造工艺等新技术,并以计算机仿真模拟分析技术为基础形成的一项由多学科交叉的系统技术.机械虚拟制造技术通过计算机仿真技术和信息技术对机械制造的过程进行仿真,进而发现和解决机械制造过程中可能出现的问题,这对降低机械制造成本、缩短机械产品开发周期、提高产品合格率等等是非常有意义的.

3.自动化技术在机械制造中应用的发展趋势

当今科技的发展使得自动化技术在机械制造领域的应用会越来越广泛,在市场竞争的环境下,其可以作为机械制造企业的核心生产竞争力的限制因素而影响到企业的生存与发展.因此,自动化技术在机械制造中的应用发展关系重大,而其发展的趋势主要在性能和功能发展两个方面.

3.1性能的发展趋势

（1）实现精度、速度的提高.为了使这两个机械制造技术中的主要性能指标得到提高,可以将高速CPU芯片、RISC芯片等先进技术应用于机械制造中.

（2）实现实时智能控制.区别于以往的实时系统,实时智能控制是现代科学发展中人工智能和实时系统的结合体,能更智能、更实时地调度任务的进行,从而为任务的按时完成提供保障.

3.2功能的发展趋势

（1）实现用户界面的图形化.由于用户对界面的要求各异,所以为了满足不同用户的需求,图形用户界面应运而生,这极大地方便了非专业用户的使用.

（2）实现科学计算可视化.图形、图像及动画等可视信息增加了机械制造中信息交流的途径,而不再拘泥于用文字或语言表达,从而使数据处理与数据解释能够更加高效地进行.

4.结论

随着科学技术的日新月异,自动化技术在机械制造中的应用只会越来越广泛和不可替代.机械制造中自动化技术应用的发展不仅可以极大促进机械制造水平的提高,增加经济效益,更体现着一个国家的综合国力.自动化技术在机械制造行业的应用发展会使得机械制造更加智能化、虚拟化和人性化,而其性能和功能方面的发展也会使得其应用的形式会更加多样化.