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中圖分類號: TH16 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
近年來,我國機械制造自動化技術得到了快速發展,機械制造的總規模和產品的總產量不斷增加,中國已成為世界前三的機械制造強國。只有不斷改進提高機械制造自動化技術才能振興國家的機械制造工業。
一、機械制造自動化的優勢
1、生產能力和工作質量高
機械制造自動化大多采用高精度、高靈敏度的機械化設備,由自動化控制系統進行生產過程的自動化控制,大大減少了因人為失誤帶來的產品質量不合格現象。在機械制造生產中,由自動化控制人員啟動自動化控制系統,系統就會嚴格按照事先設定的生產流程進行自動化操作,大大提高了生產能力和生產效率,保證了最佳工作質量。
2、安全可靠性高
不論是自動化控制系統還是自動化設備,一般都自帶事故報警、自動診斷處理等功能,當生產過程中遇到事故時,就減免了人身傷害的發生,提高了生產過程的安全性。另外,自動化設備多采用電子元器件,電子元器件相比于傳統機械設備,它不存在機械磨損,使用壽命得到了大大提高,保證了自動化控制系統的可靠性。
3、改善行業的勞動形式
隨著機械制造自動化程度的不斷增加,人們逐漸從繁重的體力勞動轉化為高知識、高技術性的腦力勞動,機械制造的產品也愈趨向于技術密集型,在改變機械制造行業的勞動形式的同時,也大大促進工業現代化的發展。
4、節約能源消耗
節約能源是我國可持續發展的重要戰略目標。機械制造自動化的應用,在節約人力資源的同時,也大大提高了能源的利用率。
5、自動化技術應用面廣。拋開機械制造自動化產品不談,針對產品生產過程中使用的自動化控制技術,包括自動校驗、自動保護、自動報警、自動處理等,不僅僅適用于機械制造業,同樣可以應用在工業、農業、建筑業等領域,其優勢也同樣顯著。
二、機械制造技術應用
1、機械制造技術的全球化發展
隨著國內市場與國際市場的競爭日益激烈,國內有許多知名的機械制造企業在激烈的競爭中落敗或者被其它企業所兼并,有的機械制造企業甚至面臨倒閉、破產,同時網絡技術的快速發展與計算機的廣泛應用進一步激化了機械制造行業的競爭。為了實現機械制造技術的全球化發展,首先要讓機械制造技術的網絡化得以實現。
2、機械制造技術的網絡化應用
人們隨著網路的迅速發展和普及,給企業的管理與生產帶來了革命性的改變。無論是產品的那個方面向設計、材料的采購、零件制造、市場開拓與銷售都可以從全世界的方面。另外,網絡科技的快速發展,可以加強我們與世界各地信息交流,我們還可以加強產品開發與合作和學習更先進的經營管理經驗,推動了企業的發展。
3、機械制造技術的虛擬化應用
機械制造技術的虛擬技術主要是指利用計算機系統的仿真功能來模擬真實的操作系統,通過模擬生產產品、檢驗產品的制造過程。可以通過機械制造技術的虛擬化對產品的可加工性進行檢驗,對產品的制作工藝與加工方法的合理性進行探討,從而確保產品的質量安全、保障產品的制造工藝,避免產品出現錯誤或者缺陷。
4、機械制造技術的綠色化應用
機械制造的綠色化應用包括很多方面,例如:產品的綠色生產、產品的綠色設計、采用綠色設備、使用綠色包裝、采用綠色管理等。機械制造技術的綠色化不但能夠提高能源和原材料的利用率,還能減少不良副產品造成的環境影響。
三、機械自動化技術應用
1、機械制造的自動化信息系統
機械制造的自動化信息系統包括有:計算機輔助設計、輔助制造、產品數據庫系統、工藝輔助設計等。計算機輔助設計主要是指輔助工程師通過計算機的相關設備和圖形設計軟件對機械部件以及構造進行設計;工藝輔助設計主要是優化和提高產品的生產工藝,增加其標準化程度;輔助制造主要是指采用計算機的數值控制技術,在產品的生產工藝過程中控制生產;產品數據庫系統主要對計算機在設計和生產制造過程中的相關數據信息進行合理、系統化地管理。
2、機械制造的自動化物資供輸系統
機械制造的自動化物資供輸系統能夠自動將機械制造中所需的成品與各種原材料輸送到具體的、預定的位置。機械制造的自動化物資供輸系統主要由自動化軟件系統、自動輸送設備、單機自動裝置等組件構成,它是機械制造自動化過程中必不可少的細分系統。
3、機械制造的自動化生產系統
機械制造的自動化生產系統能夠自動的裝卸機械的相關組件,自動地、持續地循環工序。機械制造企業采用自動化生產系統不但可以減少機械在生產過程中人為操作的失誤率,還能夠代替工人的體力勞動,改善工人的勞動環境,提升產品的質量。
4、機械制造的自動化設備裝配系統
設備裝配系統是機械制造生產過程中十分重要的環節,而機械制造的自動化設備裝配系統能夠將特定形狀與規格的機械零配件通過預定設計好的技術要求,實現組裝、搬運、試驗、調試、驗收等步驟,從而形成一套能夠進行自動生產制造的流水線。自動化設備裝配系統的應用時現代化機械制造中非常重要的技術,它不但取代了人工循環復雜的裝配工作,還提高了機械的產品質量和生產效率。
5、機械制造的自動化檢測系統
隨著科學技術水平的快速發展,機械制造中不斷地運用到各種有特殊功能要求的復雜的加工設備和新型的材料與部件,增加了產品檢測工作的難度,僅憑傳統的人工檢測方法,已不能滿足現代化機械產品高精度工藝水平的檢測要求,自動化檢測技術的應用時機械制造發展的必然結果。目前應用較多的檢測技術包括有:具有多判斷系統的智能設備診斷技術與基于人工神經網絡、電流信號、時序的識別檢測技術。
四、機械制造自動化的發展方向
1、機電一體化
機電一體化是21世紀機械制造產品發展的必然趨勢,也是機械制造自動化的延伸。只有實現機電一體化,才能更好地提高生產效率和產品質量。
2、智能化
智能化的目標就是使機械設備生產能夠更加自主,就像是擁有人工智能一樣,機械設備不再是完全機械化的生產,它會擁有一定的思維能力,并作出正確的處理措施。
3、微型化
機械自動化控制系統屬于微電子產品,微電子產品正朝著超大規模集成的微觀領域發展,未來的機械自動化控制系統體積會更小,操作會更加靈活,能耗會更低。
4、綠色化
人類的經濟發展不能以破壞環境為代價,環境破壞給人們帶來的影響越來越被重視,未來的機械自動化在方便生活的同時也將最大程度降低對環境的破壞。
5、模塊化
隨著機械制造工業規模的不斷擴大,涉及的設備種類、技術工種也越來越多,單獨的企業或廠家往往不能完成整個機械生產流程。機械制造自動化流程就需要劃分為大小不一的模塊,分別由專業的部門或企業來完成,通過多方配合實現大規模的機械自動化生產。
6、網絡化
隨著計算機技術的發展,網絡已經融入到生活、生產的各個角落。機械制造自動化每一環節可以通過網絡將數據匯總到遠程控制終端,由計算機進行實時分析并進行控制。
結束語
機械制造業對世界各國的工業生產都有著非常重要的作用,機械制造自動化技術水平不僅影響了機械制造行業的整體發展水平,也顯示出了這個國家國民經濟的提高程度與工業發展水平。所以,必須加大機械制造業人力和物力的投入,促進機械制造自動化技術的不斷更新和發展。
參考文獻
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【關鍵詞】機械制造;自動化;機制自動化
0.引言
機械制造與自動化是一門專業性和知識性很強的學科,通過自動化技術的引入與應用,機械制造業實現加工對象地連續自動生產和生產過程的有效優化。自動化技術在機械制造的應用與發展,是機械制造業進行技術改造和技術發展的主要手段。而機械自動化技術水平的高低,對我國機械制造業和國民經濟發展部門的技術進步與否產生了直接的影響。
1.我國機械自動化技術的發展
上個世紀20年代,機械制造冷加工的大批量生產過程首先開始應用機械自動化技術。到了60年代,可變性自動化生產技術開始出現,其適應了市場的需求與變化,增強了機械制造業對市場需求變化的快速反應能力。這種技術在制造系統維持不變或者變化很小的情況下,生產過程或機器設備通過自動檢測、信息分析處理自動地實現預先設定的某種過程或操作,并且能從制造一種零件自動轉變到制造另一種零件。目前,我國的機械自動化還處在操作階段自動化的水準,與國外發達國家生產部門的機械自動化水平還有很大的差異。因此,我國引進國外先進自動化技術還需要一個循序漸進的過程。我國應在吸收、消化國際自動化技術理論基礎上,從我國實情出發,不斷發展創新,從而形成符合我國國情的機械制造自動化技術理論,并將其應用于實踐當中,推動我國機械自動化技術向高水平方向發展。
2.機械自動化技術的作用
機械自動化是一種新的具有明確范疇的技術領域。這種技術是主要應用于工業,能夠大大地提高制造業的社會效益和綜合經濟效益。同時,國民經濟生產部門通過采用該種技術能夠實現生產過程的自動化,節約了企業的人力、物力和財力成本,從而提高其與全球競爭的能力。在我國工業生產過程中,機械自動化技術發揮了很大的作用,主要體現在以下幾個方面:第一,機械自動化技術的應用可以提高工業生產過程的安全性,減少生產安全事故的發生;第二,機械自動化技術夠通過自動檢測、信息處理自動地實現預先設定的某種過程,實現不同零件制造的自動轉換,有效地提升了生產效率;第三,機械自動化是用計算機控制生產的過程,能夠做到標準化、精準化生產,不僅可以減少能源和原材料的耗損,還大大提高了產品的質量。
3.我國機械自動化技術應用的現狀
隨著現代信息技術的快速發展,我國各行業開始廣泛采用計算機集成制造系統,推動了機械自動化技術的發展。但與國外工業發達的國家相比,我國的機械自動化技術仍是處在操作階段自動化的水平。目前,我國工業生產過程中主要在以下幾個方面應用機械自動化技術:在管理方面,工業發達的國家廣泛采用了計算機進行管理,結合生產實際已經推出了精益生產(LP)、準時生產(JIT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)等新的管理理念和管理技術。但是當前我國還有少數的大型企業拒不采用計算機輔助管理生產,大多數小型企業仍舊處于傳統的經驗管理階段。
在工業制造設計方面,工業發達的國家加強設計研發,不斷提出新的設計準則和設計方法,通過廣泛采用CAD 技術即計算機輔助設計技術,許多大型企業開始了工業無圖紙化設計和生產。但目前我國工業制造部門采用CAD 技術的比例還很低。在制造工藝方面,工業發達的國家廣泛采用微細加工、精細加工、高精密加工、微型機械和微米、納米技術、電磁加工技術、超塑加工技術、激光加工技術以及復合加工技術等新型技術對工業產品進行加工。而我國對于這些新型的加工技術目前普及率還很低,仍在開發和掌握的過程之中。在自動化技術應用方面,工業發達的國家普遍通過數控機床、柔性制造系統(FMS)、加工中心及柔性制造單元(FMC)、計算機集成制造系統(CIMS)等自動化技術,實現了生產過程的智能化、集成化和柔性自動化。而目前我國的自動化技術應用方面還是處在剛性自動化和單機自動化階段,只有少數幾間大型企業采用了柔性制造系統和單元。
4.提高我國機械自動化程度的建議
機械制造的自動化技術應用就是以自動控制理論為指導,對生產過程中的物與人的作用進行綜合研究,通常涉及到機械技術、計算機技術和微電子技術等先進現代信息技術。我國要推進機械自動化技術的發展,必須要著重關注電子學、零件檢測、電子計算機技術以及機床裝料自動化等技術和學科的發展,并在工業生產過程中廣泛采用程序數控機床,結合實際研制高效可靠的自動化生產線、自動化生產控制系統等。我國要推進機械自動化技術的發展,首先要扎扎實實地做好機械自動化技術應用項目的基礎工作和推廣工作,不僅要發展主機,還要自主研發控制系統和自動化元件,如微處理機、可編程控制器、各種傳感器、新型控制系統及系統軟件等。其次,我國還需要引入其他學科的新理念、新概念和新技術,并通過其對機械制造業的傳統生產理念和生產技術進行改造和融合,促進我國機械制造業形成新的生產理念和生產技術。再次,對機械制造業的工程技術人員、管理人員和工人進行專業培訓,提高其機械自動化知識的水平。這是因為隨著機械制造業自動化發展成為一種必然趨勢,我國機械制造業的發展將來會更多地依賴各種自動化技術的新理念、新方法及其應用。這種新的制造模式要求管理人員、技術人員和工人掌握更多的自動化技術知識和更高層次的自動化技術知識結構,而對于其在技能和經驗上的要求正在逐漸降低,因此抓緊自動化技術專業人才的培養是當務之急。只有如此,我國工業才能在大范圍內推廣和應用自動化技術,提高我國機械制造業的自動化水準。
綜上所述,我國的機械自動化技術的發展還需要借鑒工業發達國家的新理念和新技術,同時堅持普及與提高相結合的方針,我國的機械自動化技術的應用和發展才能走向健康、高質和高效之路。
【參考文獻】
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該系統將很多個FMS連接在一起,并提供其自動式立體倉庫,通過計算機系統相互聯系,運用從訂購、設計、加工、裝配、檢驗、運送到發貨的一整個完整的FMS系統。其中含有CAM/CAD,使得計算機集成制造體系(CIMS)運用到實際里,實現了生產系統高度的自動化,從而實現了全工廠領域的制造管理、材料加工和物料運貯過程的全面化。FMF可以說是自動化生產里面的最高反映,顯示出全世界最發達的自動化技術。它把管理經營、產品研發以及制造的自動化合為一個整體,例如其中的一個代表,智能制造體系IMS,它通過信息流對物質流進行控制,主要特色實現了工廠自動化。
二、自動化關鍵技術
(一)人工神經網絡技術--ANN該技術是通過模擬智能生物的神經網絡進而對信息并行處理的方法。所以人工神經網絡也屬于一種人工的智能化工具。在自控領域,神經網絡在未來不長時間以后將和模糊控制體系以及專家系統并列屬于現代社會自動化系統中的組成部分。
(二)專家系統、人工智能以及智能傳感技術截止到目前,FMS里面使用的人工智能大部分指的都是以規則為基礎的專家系統。該系統運用推理規則以及專家知識來推理,解決各種問題,比如控制、命令、修復、監視、計劃、設計、故障分析、診斷、預測、解釋等。由于該專家系統可以更加簡便地結合經過經驗取得的知識與將經驗和各種事實查驗過的理論,所以專家系統加強了FMS各個方面的工作的自動化。遐想將來,通過知識處理,知識密集的人工智能技術,包括專家系統,一定會在FMS(特別是智能型)領域里發揮至關重要的作用。至今FMS系統中使用的各種技術,最有前途的應該是人工智能IMT。預測到二十一世紀中期,FMS中人工智能的使用規模至少會比現在大四倍。智能制造技術目的在于把人工智能加入到制造過程中的各環節,依靠模擬專家的智能活動,延伸或取代制造業中部分人類腦力勞動。在制造過程里面,系統可以自動監視其運行狀況,在遭到內部或者外界刺激時可以自動調節它的參數,以便達到最優工作狀態,形成自組織的能力。因此IMT被當做未來期間的制造技術。該技術是隨著人工智能以及計算機應用科技出現的,使得傳感器有內在的“決策”能力。
(三)模糊控制技術模糊數學在實際生活當中主要的應用是模糊控制器。前不久研發出來的高性能模糊控制器擁有自學習的能力;它可以在控制進程里一直獲得新信息并并且對控制量自動進行調整;極大提高了系統的性能。以神經人工網絡為基礎的自學模式受到人們的廣泛關注。
(四)計算機輔助設計--CADCAD技術以后的發展趨勢是將引進專家系統,賦予其智能化技術,這樣就可以對任何復雜的問題進行處理。目前該技術的最新突破是光敏立體成形技術。該技術直接使用CAD數據,借助受控于計算機的激光掃描體系,把三維的數據模型拆分為幾層二維的片狀圖片,并參照二維的片狀圖掃描池里面的光敏樹脂液面,液面一旦被掃描到,就固化為塑料,這樣循環進行,逐層掃描形成圖形,而且自動粘合分層成形的所有固化片狀塑料,只需要確定數據,就可以數小時內制作出準確的原型。該技術有助于研發新結構以及新產品開發的速度。
三、結語
關鍵詞:制造規模;關鍵技術;發展趨勢
隨著社會對產品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,FMS發展頗為迅速,并且由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展。
一、自動化機械制造規模
按規模大小FMS可分為如下4類
(一)自動化制造單元
FMC:的問世并在生產中使用約比FMS晚6~8年,它是由1~2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成,具有設置應加工多品種產品的靈活性。FMC可視為一個規模最小的FMS,是FMS向廉價化及小型化方向發展和一種產物,其特點是實{目單機自動化化及自動化,迄今已進入普及應用階段。
(二)自動化制造系統
通常包括4臺或更多臺全自動數控機床及人工中心與車削中心等),由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來,可在不停機的情況下實現多品種、中小批量的加工及管理。
(三)自動化制造線
它是處于單一或少品種大批量非自動化自動線與中小批量多品種f:MS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床,亦可采用專用機床或NC專用機床,對物料搬運系統自動化的要求低于FMS,但生產率更高。
(四)自動化制造工廠
FMt是將多條FMS連接起來,配以自動化立體倉庫,用計算機系統進行聯系,采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使計算機集成制造系統(C1MS)投入實際,實現生產系統自動化化及自動化,進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平,反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控制物質流的智能制造系統IMS)為代表,其特點是實現工廠自動化化及自動化。
二、自動化關鍵技術
(一)計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統,使之具有智能化,可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術,該項新技術是直接利用CAD數據,通過計算機控制的激光掃描系統,將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環操作,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數據,數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
(二)模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整,使系統性能大為改善,其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更起人們極大的關注。
(三)工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合,因而專家系統為FMS的諸方面工作增強了自動化。展望未來,以知識密集為特征,以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在FMS(尤其智能型)中關鍵性的作用。人工智能在未來FMS中將發揮日趨重要的作用。目前用于FMS中的各種技術,預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初,人工智能在FMS中的應用規模將要比目前大4倍。智能制造技術fIMT旨在將人工智能融入制造過程的各個環節,借助模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統能自動監測其運行狀態,在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數,以達到最佳工作狀態,具備自組織能力。
(四)人工神經網絡技術
人工神經網絡fANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并行處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域,神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統,成為現代自支化系統中的一個組成部分。轉貼于
三、啟動控制技術發展趨勢
(一)FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
(二)朝多功能方向發展
1自動化技術在機械制造中的具體應用現狀
1.1信息自動化
現階段研究機械制造行業,信息自動化是普及度高的技術類工種。該項技術設計的內容包括產品的數據庫管理和工業輔助設計這兩部分內容。信息自動化是通過輔助工業設計多項設計。產品設計中會產生的數據信息,借助數據庫歸納和總結相關的數據信息,分析數據信息的各項指標,指導未來生產,并為生產提供更多的可用信息。輔助制造功能,是對數控技術的統稱,這是機械制造的核心技術手段之一,能控制產品的生產數量,能量化處理產品的工業和技術,進而通過數據整理,控制機械生產全過程。其中工業的輔助設計、計算機的輔助制造均能提升產品性能。為讓產品性能更好,需要在制造中融入工業性和科學性的內容。
1.2生產自動化
目前我國機械制造行業中最廣泛的自動化技術是生產自動化,該技術將整個自動化系統引入生產的各個環節,逐步制造機械組件,在生產機械組件中重復性的完成各項制造工業。制造過程中,不但要轉變傳統制造環節,更要提升生產進度,從而提升企業的經濟效益。另外,使用該項技術能夠減少勞動生產強度,緩解人員工作壓力。
1.3集成化
從機械創新的角度探尋問題,創新和發展能夠讓微電子、計算機和機械自動化科技融為一起,由于這些內容是影響制造企業長遠發展的技術因素。從當前的狀況可以獲悉,最為簡潔的研發方式是將這些技術整合成微系統。集成制造是借助于信息技術優化全部企業參與鏈條,在系統工程學理論指導下,重新組合和精簡化所有的制造環節,通過優化機械制造的各類技術,讓機械制造實現效率最大化。科學技術的持續發展,計算機技術日益強大,特別是計算機運算功能,大規模的集成運算,讓網絡技術控制數據庫,所有要素全部整合在一起,優化各個生產要素。集成化的組合模式,能制造新產品,開發新技術,節約制造成本,提升科技含量。
1.4智能化
計算機技術的飛速前行,能讓計算機技術在人們生活中各個領域內有滲透。當前受到計算機智能化技術的推廣和普及的影響,人及一體化的制作設備也開始日益進入到企業的生產中,智能化系統制作行業發展中,讓人機有效配合,能減少人為的控制,避免人力資源的大規模投入,也能節約投入的成本。所以,智能化的控制系統能滿足生產發展的需求。比如,工業構想和設計的時候,為能讓邏輯推理和分析得到深化,就要在智能機械大背景下,為人機的生產提供技術性支持。開展制造業生產,強化人機智能,從而提升自動化的智能發展,并利用模塊化的組合方式,讓各模塊獨立運行,便于發現問題,并且在某一模塊出現問題以后也能及時的處理,避免整個機械設備全部停止運行。
2機械制造行業的自動化應用分析
新時展背景下,自動化技術的作用也日益凸顯,很多機械制造企業都能意識到自動化技術在機械制造中的重要性,因而在具體的施工中將機械自動化應用到制造行業的各個環節內,不但能保障其生產質量,也更能維護企業的生產效益。實際生產中,機械自動化技術在很多方面都得到過應用,如信息、物流和裝配。計算機制造主要是通過控制計算機技術,監控機械制造的基礎過程,讓生產要素積極的應用到計算機生產活動中,但要注意消極因素會對整個生產過程產生不良影響,故而盡量在生產之初解決消極影響因素,發揮積極因素的作用。另外,受信息自動化的影響,項目借助于新技術發展,能消除內在存有的風險,在提升其生產效率的同時,強化機械制造質量,使自動化的作用更好的發揮出來。
3自動化技術在機械制造業應用中的未來發展新趨勢
3.1綠色化
環境危機是世界上每個國家都關注的問題,人口激增,環境日益惡化,特別是大機械生產是工業化發展的產物,所以機械生產中綠色化生產,是發展的必然趨勢。傳統工業生產會消耗大量能源,產生大量資源能耗,威脅自然環境,破壞生態環境。世界范圍內資源數量有限度,隨著世界人口持續攀升,大規模的物質生產讓能源消耗率逐年加大,環境也將背負巨大壓力。故此,隨著工業化的持續發展,綠色發展趨勢是人們的必有之路,提升資源利用效率的同時,應盡量減少環境危害,以期滿足可持續發展。
3.2虛擬化
虛擬化可以被稱之為虛擬化演練,即在整個計算機技術使用期間結合現有的生產和設計理念,通過虛擬運行的方式找到演練中可能出現的各類問題,便于在實際的操作中做好虛擬預案,以減少后續使用問題出現。基于此,虛擬化的使用能避免大規模機械化運行時由于某個環節設施不當對資源造成的實質性浪費,在虛擬的環境中開展模仿能讓很多問題馬上體現出來,及時的進行處理和提出解決方案,可以讓機械質量不受到損害的情況下,減少人力、物力的浪費。
4結語
機械自動化發展前景廣闊,運用機械自動化技術能提高生產效率,降低生產成本,在保有生產質量的同時,提升企業的核心競爭實力。因而,強化機械自動化技術有具有實質性的意義。雖然我國機械制造行業已經從起步階段逐步進入到發展階段,技術方面也有較大的發展。但實際生產中,還存有問題,這就要求技術人員開拓思路,不要因循守舊,創新自動化技術,發揮機械自動化的技術優勢,進而推促企業的長遠發展。
作者:劉昌碩 季田 單位:大連工業大學
參考文獻:
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關鍵詞:機械;機械自動化;機械制造
當前,在我國工業化獲得良好發展的狀態下,人們認為應該將先進的科學技術作為第一生產力,尤其機械自動化技術,更應該廣泛的應用到各個領域當中。就機械制造業而言,機械自動化技術在其中發揮了巨大的積極作用,能夠有效的降低生產當中對生產原料以及諸多有限資源的消耗,且能夠相應提高生產效率與質量,大大促進了我國機械制造業的穩健發展。隨著科學技術水平的進步,現今的機械自動化技術已經能夠促使機械以及設備,在按照既定程序以及指令的情況積極實現自動的控制與操作,并不需要大量的人為干涉,有效的節約了人力資源,降低了勞動強度。因而,為了促進我國機械制造業的進一步發展,必須要積極進行機械自動化技術的應用探索。
1機械自動化技術概述
1.1機械自動化技術的內涵
自動化技術屬于綜合性的技術,能夠將自動控制、控制論、信息論、計算機技術、電子學、系統工程等諸多學科知識進行相應的融合,其中,計算機技術以及控制理論尤為重要。機械自動化主要是指生產當中的機械以及設備,通過既定程序或者指令能夠實現自動化控制,屬于一種先進的自動控制系統,亦是自動化的重要組成部分。機械自動化技術在我國出現的時間比較早,具體并無法考證。但是,在《墨子》當中有所記載,發現我國最早的機械自動化技術產生應該在春秋戰國時期,體現在魯班制造的木鳥當中[1]。但是,機械自動化技術真正受到人們的重視卻是在工業革命時期,即瓦特蒸汽機的發明成功,促使機械自動化技術進入到了人們的視野。
1.2機械自動化技術的發展
隨著科學技術的不斷進步,機械自動化技術在發展當中呈現著機電一體化的趨勢,主要體現在包裝機械發展方面。同時,機械功能會越來越多元化,以便能夠適應市場需求。在整體的結構設計方面,機械自動化會更加標準化與模組化,即在短時間內便能夠完成新機型的轉換。智能化與高精度化亦將成為機械自動化技術的發展趨勢。總而言之,機械自動化技術在未來必定會得到更加廣泛的應用,且能夠走上積極的、健康的、快速的發展道路。
2機械自動化技術在機械制造中的應用
2.1智能化應用
在機械制造當中對機械自動化技術進行智能化應用,有助于實現人機一體化,改變傳統生產過程當中消耗大量勞動力的狀態,人并不用在生產當中處于十分關鍵的地位[2]。可以說,通過機械自動化技術的智能化應用能夠相應降低人在勞動當中的主要作用。就數控技術而言,其屬于機械制造業當中智能化應用機械自動化技術的雛形,具有快捷便利、形式多樣、工作職能等特點。通過數控技術的應用,在生產當中能夠明顯提高產品生產的效率與精度,且能夠節省大量的人力資源。
2.2虛擬化應用
機械自動化技術在機械制造業當中的虛擬化應用時,主要包含了多媒體技術、計算機圖形技術、信息技術以及現代制造工藝等多方面的全新虛擬藝術。與此同時,在虛擬化應用當中,機械制造業必須要將系統建模以及計算機仿真技術進行有效的結合,形成能夠融合多方面知識內容的綜合性技術[3]。機械制造業對機械自動化技術進行虛擬化應用,主要會通過在產品的生產制造當中進行信息、數據、物與人之間的全面設計配合,提前進行生產過程當中可能出現的問題預見,進而制定針對性的預防措施,以便保障產品的生產制造過程得以順利完成,產品能夠一次性制造成果。該種虛擬化應用的方式能夠幫助機械制造業進行生產成本的降低,亦能夠盡量縮短產品開發與生產的周期,提升行業的市場綜合競爭能力,具有重要積極意義。
2.3集成化應用
機械制造業對機械自動化技術的虛擬化應用主要通過計算機集成制造有所展現。計算機集成制造的模式在二十一世紀得到了機械制造業的重視與發展,并且一躍成為了各個國家諸多企業的主要生產方式之一。利用計算機集成制造模式,企業能夠通過采取信息技術在產品生產的過程當中對整體的生產思想進行優化,因而該模式屬于技術功能以及技術經營的多方面集成。此外,計算機集成模式無論在互聯網系統或者是單機模式下,無論在生產任務簡單或者復雜的情況下,均能夠實現有效的生產技術以及相關系統的集成。近年來,在信息、數據、質量等多方面處理技術均獲得發展的情況下,計算機集成制造模式必定能夠促使機械制造業獲得更加良好的發展。
3結論
綜上所述,當前世界已經進入到了信息技術高速發展的時代,各項技術均在不斷的更新發展當中,各個行業若要在此大背景下獲得充足的發展動力,占據更多的市場份額,便必須要不斷學習且應用全新的科學技術。其中,機械制造業必須要能夠廣泛的且積極的應用機械自動化技術,在恰當的智能化、虛擬化和集成化應用當中,要證實自身生產發展中存在的問題,尋找有效的解決措施,盡量早日突破傳統生產模式的禁錮,通過機械自動化技術謀求更加穩健的發展,從整體上提升生產加工的社會與經濟效益。
作者:楊義武 單位:武漢船舶職業技術學院
參考文獻:
[1]任士一.淺談機械自動化技術及其在機械制造中的應用[J].機電信息,2012,12(05):184-185.
關鍵詞:機械工程;自動化技術;制造業
機械工程自動化指的是,將自動化技術廣泛地推廣和應用在機械制造的過程中,就是以更快的速度進行原材料加工,并且同時加快機械生產過程中原材料的流動速度,這就有利于提高機械化過程中的勞動生產效率,改善傳統效率低下的生產模式,進而促進機械自動化技術的大力發展。在機械工程中廣泛地推廣和應用自動化技術,不僅是機械行業的一個飛速發展,同時,也有利于實現在機械制造過程中的自動連續生產,進而能夠達到簡化生產過程和優化生產效率的目標。在我國整體的機械化過程中,自動化所占比例嚴重偏低,因此,我國機械自動化水平依然處于初級階段。因此,在我國仍要實現自動化在機械工程中的大力發展,促進科技成果的轉換,加快我國機械自動化的進程。
一、工程機械制造與機電自動化
1.1工程機械制造的概念和意義
人類文明的進步與工程機械制造的發展和進步具有重要關系,機械制造的發展與進步推動著人類文明的進步。綜合的說,人類文明的進步史其實就是機械制造的發展史。工程機械廣義上指的是用于工程建筑上使用的機械裝置,是用于工程建設的施工過程中所有機械的總稱。工程機械制造從事著各種各樣的機械制造,包括運輸機械、起重機械、礦工冶金機械、紡織機械等,在社會的發展與工程的建設當中具有重大作用。在世界各國對工程機械制造的定義大致相同。機械制造業的發展水平是一個國家工業水平發展狀況的具體體現,是一個國家國民經濟建設中重要的基礎裝備,為整個國民經濟的發展提供最重要也是最基本的技術設備。
然而到目前為止,我國的工程機械化水平和制造業的發展與世界各發達國家的先進水平存在著較大的差距,與我國目前的“第二個世界工廠”身份和世界第二經濟體的國際地位相距十分遠,還具有廣闊的發展空間和前景,我國巨大的機械制造業市場被世界工程機械巨頭搶占。只有充分發揮我國工程機械制造業的潛力,引進先進的技術設備,才能縮短與世界先進水平的差距。
1.2機電自動化技術
機電自動化是一門綜合的機電技術,自動化的機電技術是現代化社會的重要標志,也是現代化生產過程中必不可少的關鍵環節。科學技術的不斷發展和進步,推動著不同專業不同學科之間的相互滲透和互相交叉,機電自動化的出現,引發了工程領域中的技術革命。隨著計算機和電子技術設備的快速發展形成了自動化的機電,對工程領域中的工業的控制、成本的計算、工程的生產方式和工程企業內部的管理體系等均產生了重要影響。
二、機械工程自動化技術的現狀及問題
在自動化技術在機械工程方面的應用,我國還處于初級階段;在機械工程自動化的生產和管理方面,我國的多數企業仍然采用傳統的管理和經營模式;在人才管理方面,我國現有的人才管理機制并不實用,仍是照搬外國的人才管理模式,并沒有形成適用于自身的人才模式,主要表現在人員專業素質高,理論性強,但是實用技術低下;在工藝水平方面,精細加工等初級階段雖然得到廣泛應用,但在復合加工方面仍處于追趕階段;在機械設計方面,沒有及時地將科技成果進行有效轉化,設計照搬照抄的較多,設計水平并不高。
機械工程自動化技術在我國存在著一些問題:缺乏應用于實際的專業技術人才,在近幾十年的發展過程中,過分重視理論研究和理論人才得培養,忽視了實用型人才的培養,導致實際機械工程自動化過程中,技術應用程度不高。同時,我國的技術相對發達國家相差很大。我國大多數人僅有知識理論而沒有實踐經驗技術,只有不斷研究創新,才能提高實際機械工程自動化實現技術,但是我國的自動化技術采用傳統的封閉式體系結構。在機械工程自動化應用方面,將技術應用實際的廣度不夠,缺乏對專業人才的重視和正確的科研投入,并且沒有制定專門的自動化技術的管理策略。
三、機械自動化技術在機械制造中的應用
3.1集成化的應用
在機械制造中,集成化的運用主要是用來加強制造技術的功能的集成。比如,在制造某一個設備或者裝置的時候,可以充分利用現代計算機網絡技術,實現對制造全過程的有效控制與優化。在此過程中,集成化的應用不僅可以有效加強制造技術,而且還可以實現對設備與裝置制造的科學管理。為了有效構成制造中不同級別的集成系統,最有效的方式就是對集成化的應用,它能夠使整個機械的制造形成一個有機的統一體。隨著科學技術的不斷進步,這種集成化會在機械制造中得到更為廣泛的運用,成為其主導之一。
3.2智能機械制造的應用
對于智能機械制造而言,它是一門綜合性很強的交叉學科技術,其中包含了自動化技術、人工智能技術以及機械制造技術等等。通過對這些先進技術的交叉運用,可以形成一種統一的智能化系統。而人工智能技術的有效運用,可以將專家參與的工序由機械智能來完成。比如,在機械制造中,人們根據具體的制造情況,生產出了機器人,同時,還在機器人中安裝了人工智能系統,這樣就可以讓機器人來代替一些人工的操作。當然,在此過程中,智能機械制造還可以及時發現其中存在的問題,并采取有效措施加以解決。
3.3柔性自動化的應用
在機械制造中,柔性自動化主要是針對外界因素的產異性,作出相對性的適應能力。在不斷變化與發展的現代競爭市場中,任何企業都應該學會根據市場的變化,作出相應的決策,而機械制造企業也不例外。柔性自動化在機械制造中的應用主要體現在為企業決策的制定提供必要的依據。比如,在機械設備與裝置的制造過程中,一旦客戶的需求發生變化,就可以利用柔性自動化技術提高其制造的應變能力,從而滿足不同客戶的生產需要。同時,它還可以有效提高產品的質量與效率,為系統的可靠性提供保障。
3.4虛擬化的應用
對于虛擬制造技術而言,它也是一種包含多種學科內容的綜合技術,比如計算機圖形學、人工智能、機械制造工藝以及多媒體技術等等。虛擬化的應用是建立在一定的仿真與模擬技術的基礎之上。比如,在機械設備與裝置的制造過程中,可以利用虛擬化技術,對一些可能出現的故障與問題進行仿真與模仿研究,防止類似問題的出現,從而達到機械產品制造成功的目的,這樣就可以有效降低生產成本,縮短生產周期,進而提高產品的質量與效率,為機械制造帶來更多的社會經濟效益。
總之,要想大力發展我國的機械制造工程的自動化技術,就要不斷地分析自身存在的問題,充分認識機械自動化的發展方向;加強機械自動化技術的發展力度;合理地使用機械自動化技術;注重自動化技術的發展趨勢及前景。要充分利用自動化技術,實現機械化與自動化的充分集成,就要不斷利用教育、管理和技術來促進機械自動化的發展。■
關鍵詞:機械自動化;機械制造;實踐與應用
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)03-0106-02
隨著自動化技術的普遍應用,機械制造業中的自動化技術可以有效提高產品生產效率和產品質量,因此,自動化技術的水平的發展直接影響著機械制造行業。現如今,我國的機械制造水平尚處于起步階段,與發達國家還存在一定差距,因此,提升機械自動化技術水平尤為重要。
1 機械自動化技術的發展
20世紀20年代左右,我國已經出現機械自動化技術,但是因為長期戰亂,機械自動化技術的發展一直處于停滯狀態。建國以后,由于科技基礎差,我國機械制造業主要依賴西方制造業發達國家,導致國內機械自動化水平一直無法緊跟世界發展步伐。
直到改革開放之后,國家建設的巨大需求為自動化技術的推廣提供了前所未有的機遇,與此同時,國家投入大量人力、物力進行科學研究事業,使得機械自動化技術快速發展。新世紀之后,伴隨著現代計算機技術的推廣應用,數控技術得以普及,但目前僅部分發達國家實現高度自動化生產,發展中國家的自動化生產技術尚不完全成熟,因此,我國的機械自動化技術的普及工作還需要大量時間來完成。
2 機械自動化技術在機械制造業中的實踐
2.1 虛擬機械自動化技術
虛擬機械自動化是一種融合了仿真、現代信息、人工智能、多媒體、計算機圖形、機械制造等技術形成的新型綜合性技術,涉及多個領域的知識,比較復雜。在機械制造過程中,運用虛擬機械自動化技術可以對機械制造進行全程仿真,模擬生產過程,針對可能出現的問題提前作出判斷并進行解決。這種技術的應用有效地提高了生產效率,并且極大地降低了研發成本,從而提高企業生產能力和競爭力。
2.2 智能化技術
智能化技術是指在生產過程中運用先進的計算機技術實現生產的智能化。在機械制造過程中通過計算機系統將制造技術、人工人能技術和自動化有機地結合在一起。由智能機械技術和專家組成一體化系統,對機械制造過程中發生的問題進行分析,并且提出相應的解決方案,這種一體化系統有效地減少了在生產中人力資源的投入。
隨著科學技術的大力發展,各企業節約勞動力和提高生產效率變得尤為重要,因此大規模采用可以提高生產效率的智能化的生產管理技術是經濟社會發展的必然要求,機械制造行業要有與時俱進的發展意識和摒棄落后發展方式的魄力,采用新型智能化技術,制定更加科學、完善的生產管理方案。
2.3 集成化應用
集成化應用類似于智能化技術,均通過現代計算機技術提高產品生產效率,而集成化應用技術偏重于對傳統機械制造工藝的精簡與優化,并完成進一步的集成化管理,是對傳統制造技術的改進。
簡而言之,集成化制造系統是將操作者由傳統的人變成了電腦,通過電腦向機器發出指令,完成全部的生產過程,因此,集成化技術的應用使企業可以完成大規模制造,提高了生產效率。
2.4 數控技術的實踐與應用
數控技術是通過編譯好的計算機程序,預先設置好產品生產過程中的各項數據,然后操控機器制造,完成特定工作。數控技術包含計算機技術、光電技術、電子感應技術等多項現代科學技術,是自動控制、軟件編程和機械制造結合的新型技術,同時,數控技術也是機械自動化開展的基礎技術。
與傳統的制造行業相比,數控技術的應用極大地提高企業生產效率,保證了產品質量,同時大大減少了生產時間和人力投入,降低生產成本。因此,數控技術對于企業批量生產、高規格和高要求的產品來說是非常實用的。
2.5 柔性自動化應用
機械自動化技術的應用離不開熟練的、靈活的柔性自動化技術的輔助工作。通過柔性自動化技術,企業可以方便地對生產過程中的不同問題做出迅速反應并且積累經驗,為之后的產品生產提供便利。
另外,柔性自動化技術的發展也可以從側面影響機械自動化技術,使自動化技術向著更全面、更優化、更實用方向發展,因此發展柔性自動化技術是非常重要的。
3 機械自動化技術發展趨勢
3.1 網絡化制造
網絡虛擬化制造技術的優勢在于在虛擬環境下完成產品的建模與仿真,在產品進入投產之前對其進行全方位分析,完成各項改進,盡可能滿足市場需求,有效地降低了殘次品的出現,提高企業經濟效益。
互聯網技術如今已經滲透到生活中各個層面,不論從個人還是企業乃至國家的發展都離不開互聯網技術帶來的資源。網絡化制造借助互聯網設備形成虛擬環境,在虛擬的環境中對產品進行模擬生產,并完成一系列的評活動,減少初期產品研發的資源投入。
基于此,網絡虛擬化制造技術對機械自動化技術發展的重要性不言而喻,現代機械制造業要將機械制造和計算機網絡有機結合。
3.2 綠色化制造
生態保護是人類社會永恒的主題,在發展科學技術的同時要兼顧環境保護的問題,不能以犧牲生態環境為代價,因此,機械自動化技術的發展也要遵循綠色發展的要求,必須走綠色化發展之路。
首先,機械自動化發展要以節能減排為第一要義,促進企業發展有效的生產管理方案;其次,要運用綠色環保的生產方式,通過新型的、有效的、符合時代要求的技術促進制造產業升級。
另外,可以運用良性的市場競爭手段淘汰落后的技術和企業,減少對環境的破壞,提升整個制造行業水平。
4 結 語
我國機械自動化起步晚,發展時間較為短暫,一些方面的技術水平尚不能達到世界平均水準,機械自動化在機械制造行業中的應用還有廣泛的提升空間。國家應以培養新型機械自動化人才為目標,培養出新型的有助于制造業升級的科技人才。人才的任用能更好地推動機械自動化發展。企業也應加大研發力度,提高自身核心競爭力。
我們要緊跟世界制造業發展的步伐,努力提高自身科研能力,使我國機械自動化技術進一步發展,進而推動國家進步。
參考文獻:
[1] 高瞻.機械自動化在機械制造中的實際應用[J].中國科技信息,2014,(2).
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[3] 孫峰.機械制造中機械自動化技術的應用及發展前景[J].電子制作,
1.1智能化應用
智能化應用是指通過各種現代先進技術,例如計算機網絡技術、智能技術、編程技術等實現的具有高度智能化的應用,它是科學發展的必然。智能化應用于現代經濟,要求拋棄原有的落后制造技術和理念,在市場經濟條件下,充分考慮商品和人為因素,通過人性化的加工商品來理解和制造更加符合人們要求的加工方案。智能化在機械制造領域應用主要是指為全面提高機械性能,將自動化技術與人工智能技術完美結合,相互滲透融合而形成的綜合制造技術。智能化制造技術不僅可以實現高度人性化的人工智能,還能夠在制造加工過程中對專家和相關技術人員的思維活動和技能進行模仿,取代專家的思維方式。
1.2集成化應用
機械制造中的重要技術之一就是集成化技術,該技術主要通過信息技術實現機械制造的優化集成。在機械制造過程中,需要綜合運用計算機網絡技術、微電子技術、通訊技術等,各種技術之間相互關聯、相互影響,在融合過程中,不可避免地將產生各種高新技術,例如現代社會常用的柔性制造技術等。為最大限度的促進高新技術的生產,必須要將各種現有各項技術進行集成,各種現有設備系統也要實現一定程度的整合,這有助于產生新的管理應用技術。機械自動化技術中的集成制造可以有效實現現代意義上的柔性生產變革,將人放在中心位置,保證產品生產質量和服務質量。
1.3虛擬化應用
現代機械制造技術將CAD、CAPP等制造工藝與計算機制圖技術有機融合,這些技術極大的完善了傳統人工制圖技術,一方面降低了勞動力成本,另一方面也提供了制圖質量和水平,在精準度和速度方面有質的提升。CAD技術不僅在作圖速度方面有較大優勢,并且在出現錯誤時可以及時修改。虛擬自動化可以利用計算機仿真技術對機械制造活動進行仿真,不僅縮短了生產周期,豐富了產品種類,并且有更高的能力應對日益復雜多變的市場需求。
1.4柔性自動化應用
柔性自動化技術在現代企業已經廣為運用,該技術并沒有完全依賴自動化,而是在柔性生產的前提下對信息系統進行完善,以實現利用計算機管理企業的目標,它在應對市場變化方面有較大優勢。柔性自動化有效解決了大批量和小批量生產之間的問題,在保證生產效率和產品質量的前提下,能夠根據市場靈活調整生產,保證供給和需求的有效平衡。柔性自動化在企業中的應用已經不斷趨于成熟,也顯示出了其應有的實用價值。
2機械自動化在機械制造中的應用前景
我國機械自動化起步較晚,發展和應用時間較為短暫,某些方面的技術水平還不成熟。與西方發達國家相比,仍有很大差距。同時這也表明我國機械自動化在機械制造行業中的應用仍有很大空間。科技就是生產力,人才是將科學技術轉變為先進生產力的關鍵因素,因此,為更好的促進機械自動化發展,首先要加大培養機械自動化人才的力度,為該行業培養優秀的技術人才,在未來不斷創新科技,開發出具有自主知識產權的產品,只有這樣才能提高企業的核心競爭力,這同時也是我國機械自動化在機械制造中應用的主要方向。機械自動化技術將成為未來企業不可缺少的技術,是企業發展的必然,是引領企業走向科學、可持續發展道路的重要手段。該行業在新時期是最具發展潛力的朝陽行業,隨著科學技術的不斷進步,機械自動化也會迎來新的發展機遇。
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