机械自动化在机械制造中的应用

机械自动化在机械制造中的应用

谭建正

摘要：机械自动化技术指的是使用数字技术操控设备并完成生产任务的技术手段，具有节约人力成本、提高制造质量等价值。新时代在环保、低耗等绿色发展理念广泛推行的基础上，机械制造工艺、流程、标准需不断优化，传统的制造手段显然无法满足生产者与消费者的需求，这就需要增强机械制造的自动性，在创新争优、节约成本、控制能耗的层面上彰显技术优势。基于此，为了助推我国机械制造产业稳健发展，研究机械自动化技术在机械制造中的应用策略显得尤为重要。

关键词：机械自动化技术；机械制造；数控技术；控制能耗

引言

机械自动化对机械制造产业的发展有重要价值，在实际制造生产过程中，通过集成化应用、智能化应用、数控化应用、虚拟化应用以及柔性化应用，提高机械制造整体水平。在机械自动化技术实践中，基于制造产业的实际需求，完善和优化制造流程和模式，对机械设备以及控制系统进行兼容和协调，增强制造控制能力。

1机械自动化概述

机械自动化技术是机械制造中一项自动化水平较高的机械生产加工技术，该技术的应用可实现流水线自动生产，不仅可以大量节省人力资源投入，同时，可推动机械制造行业实现由量变到质变的飞跃。具体来说，机械自动化技术有四方面含义：（1）机械自动化旨在通过恰当技术的应用打造流水线式的机械制造局面，最大化提升机械制造效率。（2）所谓机械化、自动化，即机械制造对于设备和技术的需求更高，对人类劳动的需求较小，这是对传统手工机械制造模式的一次革新。（3）机械自动化对人力资源数量要求不高，对应的生产成本也会降低，有利于机械制造企业创造更高的经济效益。（4）机械自动化彰显了先进生产理念，随着机械自动化产品市场竞争呈现出白热化态势，机械自动化将会是企业提升综合实力的重要努力方向，只有加速自动化技术的研发和应用，机械制造企业才能把握时代发展机遇，实现可持续发展。

2机械自动化在机械制造中的应用

2.1虚拟技术在机械制造中的应用

虚拟技术主要是指能够构建虚拟世界的信息技术，依托仿真系统模拟真实环境，运用诸多信息搭建三维场景，逼真的视觉、听觉、触觉与嗅觉能给人一种身临其境的真实感，“真”正是虚拟技术的优势。虚拟技术具有沉浸、交互、想象三大特征，在机械制造中“交互”与“想象”这两个特征较为突出。专职人员可使用虚拟技术把脑海中的设想呈现出来，提高虚拟设计质量，利用多维信息设计机械产品，在感性认知、理性探究互相影响的基础上深化产品概念，优化产品结构，提升设计制造水平。以汽车设计制造为例，在传统的设计制造流程中，图纸设计、铸模、评测、修改等环节需投入较多的时间成本，还会耗费大量的资金，汽车新品研发压力随之加剧。使用虚拟技术则无需构建实体模型，有效简化了机械制造工序，利用CAM、CAD等程序中的数据加强仿真模拟，压缩机械制造周期，同时使用虚拟技术能及时发现机械制造环节可能存在的问题，如管道铺设不合理、元件精度不达标等，设计人员将利用多维模型再次改进设计方案，有效解决不合理的设计问题。机械装配是机械制造重要一环，专职人员把诸多的零部件组装到一起，最终得到机械产品，因装配不达标而降低产品质量的情况客观存在，基于此专职人员可使用虚拟技术提升装配水平，在线模拟装配流程，检查装配设计方案，并以解决装配问题为导向自动修整装配方案。因为虚拟技术具有交互性，所以专职人员如同在真实情境中拆装零部件，系统提供序列处理、装配约束处理、碰撞检测等功能，使专职人员能够客观地分析、规划、验证装配序列。仿真装配完毕后，系统不仅能记录虚拟装配相关数据，还能得到视频、评审报告等内容，以便专职人员后续分析与优化机械装配程序。

2.2自动巡检

自动巡检是机械制造自动化控制系统中重要组成部分，随着信息技术和智能技术的发展，巡检工作开始向数字化和智能化方向发展，越来越多的巡检机器人被广泛应用。在智能化技术的辅助下，巡检机器人根据预先设定好的巡检时间和路线，完成自动化巡检工作。在机器人头部装备视频监控摄像头，摄像头可720°自由旋转，及时将巡检画面发送给自动化控制。与此同时，智能化的巡检机器人还具备红外线测温功能，发现机械制造过程中存在设备运行风险后，可及时对故障设备进行识别和定位，自动标识，如出现严重异常后，对异常数据进行自动存储，发出警报。与传统巡检方式比较，在数控机械自动化系统中融入自动化巡检技术，能够显著提升机械制造巡查工作效率。

2.3机械制造虚拟化

人工智能、信息技术等都可以归为虚拟技术范畴，通过模拟现实来接近真实的工作条件，对生产中可能存的问题进行预测。加强对虚拟技术的研究，可以提前分析生产阶段存在的问题，制定出切实有效的解决办法，最大程度地排除潜在故障，达到较高的生产效率，产品质量也可以得到改善。当前，虚拟技术还存在着诸多不足，需要从多个方面进行改善，应该加强技术攻关，注重理论知识的研究，提高工程技术应用能力，提高技术人员的整体素质，减少人为因素对机械加工制造的干扰，从而纠正虚拟技术应用中的不足。

2.4柔性化应用

随着科技发展速度的加快，很多制造产业的产品更新换代都非常快，这就给传统制造业带来挑战。制造企业的生产投入往往较大，尤其是一些规模性的生产作业中，企业购置的设备数量较多，这些设备应变性不足时，当产品必须更新换代时，企业如果要跟随时代进步，就必须重置设备，这对于很多企业而言，都是难以承受的成本压力，但如果不能及时换代，则产品将会失去市场竞争力。这种两难的境地，让很多制造企业在市场竞争中被淘汰。机械自动化的发展，促使制造过程向着柔性化改进。柔性自动化技术，是从机械设备和控制方式上综合着手，改变既有的机械功能模块，让机械设备能够适应产品制造参数等方面的调整。在柔性机械化作业模式下，企业能够按照市场需求以及产品更新换代情况，在不淘汰和更换机械设备的前提下，只需要利用柔性技术，对设备予以重新改进和升级。设备硬件为基础，对自动化系统的单元重新分解、组合，基于柔性模块的独立单元，实现新的制造模式。柔性化的应用，让制造过程和设备重新匹配，通过灵活的参数设置、程序编辑和模块单元分组等，让制造设备具备了新的功能，可以适应新的产品生产加工任务。柔性化让机械制造功能最大程度予以扩展，为机械制造企业增强市场竞争力提供了助力。

结语

综上所述，机械自动化技术的迅猛发展为我国机械制造行业的创新转型提供了契机。针对机械制造行业中存在的制造工艺不完善、设计具有局限性的问题，机械制造企业需要加大自动化技术创新研发投入，汲取国内外先进的机械自动化生产经验，打造与机械自动化发展需求相一致的人才体系，建设智能化、集成化、敏捷化、虚拟化以及柔性自动化的机械制造模式，推动我国机械制造行业实现可持续的繁荣发展。

参考文献

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