李存利

摘要：本文針對我國機械自動化的產(chǎn)生、發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，針對物資供輸生產(chǎn)自動化、自動化、設(shè)備裝配自動化等方面對機械自動化技術(shù)應(yīng)用進行了探討，指出其不斷向高度集成化、智能化發(fā)展的前景。

1.機械自動化產(chǎn)生及定義

在1971年日本的《機械設(shè)計》雜志副刊上刊登了機電一體化這一名詞，隨著機電一體化的發(fā)展而被廣泛的應(yīng)用。美國機械工程師協(xié)會于1984年為現(xiàn)代機械下了如下定義：“由計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。20世紀(jì)90年代國際機器與機構(gòu)理論聯(lián)合會，給出了這樣的定義，機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計、制造過程中的協(xié)同結(jié)合。

2.機械自動化在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

機械自動化技術(shù)實現(xiàn)機械自動化的理論基礎(chǔ)是控制理論?？刂评碚撌墙鉀Q當(dāng)今具有挑戰(zhàn)性的社會生產(chǎn)與科技研究問題發(fā)揮了重要作用，是實現(xiàn)自動化控制的理論基礎(chǔ)，其發(fā)展及應(yīng)用將徹底改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)生產(chǎn)、生存、生活和管理模式。機械自動化生產(chǎn)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。

2.1.生產(chǎn)自動化自動化的機械制造加工系統(tǒng)，可以自動持續(xù)進行重復(fù)工序的循環(huán)，同時還可以自動裝卸機械組件。

2.2.信息自動化包括計算機輔助設(shè)計、輔助制造以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。計算機輔助設(shè)計是指通過計算機的圖形設(shè)計軟件及設(shè)備，輔助工程師進行機械部件及構(gòu)造的設(shè)計工作；產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理是對計算機設(shè)計、生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)化管理。

2.3.設(shè)備裝配自動化設(shè)備裝配自動化是將特定規(guī)格、形狀的機械零配件按照設(shè)計預(yù)定的技術(shù)要求，通過搬運、組裝、調(diào)試、試驗、驗收等步驟，自動組裝為一套能夠進行生產(chǎn)制造的工藝流水線。

2.4.物資供輸自動化物資供輸自動化管理可將機械制造系統(tǒng)中所需的各種原材料或成品輸送到預(yù)定的相應(yīng)位置。

2.5.檢測自動化隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高，各種新型材料和部件以及有特殊功能要求的新型復(fù)雜加工設(shè)備不斷被應(yīng)用到機械制造業(yè)中，使產(chǎn)品的檢測技術(shù)和工作難度也不斷增大，自動化檢測技術(shù)必然被引入到機械制造中，現(xiàn)在應(yīng)用相對較多的技術(shù)主要包括基于時序、電流信號、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對刀具、組件磨損狀態(tài)的識別檢測以及多判斷系統(tǒng)的智能設(shè)備診斷技術(shù)等。

3.機械自動化的優(yōu)點和效益

隨著機械自動化技術(shù)的快速發(fā)展，機械自動化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品趨勢。與傳統(tǒng)機電產(chǎn)品相比，機械自動化產(chǎn)品具有高的功能水平和附加值，它將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來社會和經(jīng)濟效益。

3.1.改善勞動條件，有利于自動化生產(chǎn)

機械自動化產(chǎn)品自動化程度高，是知識密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)品，是將人們從繁重的體力勞動中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農(nóng)業(yè)自動化、交通自動化甚至是家庭自動化，從而可促進我國四個現(xiàn)代化的實現(xiàn)。

3.2.生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量的提升

機械自動化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動化控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和較高的產(chǎn)品合格率。同時，由于機械自動化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作自動化，所以生產(chǎn)力大大提高。此外，由于機械自動化工作方式具有可通過調(diào)整軟件來適應(yīng)需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、加速更新?lián)Q代的重要途徑。

3.3.使用安全性和可靠性提高

機械自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身與設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機械自動化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，故障率降低，壽命得到了延長。

3.4.節(jié)約能源，減少耗材

節(jié)約能源是國家的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是用戶十分關(guān)心的問題。機械自動化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動機構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設(shè)備的能源利用率，可達到明顯的節(jié)能效果。由于多種學(xué)科的交叉融合，機械自動化系統(tǒng)的許多功能一方面從機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計算機系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件系統(tǒng)，從而使得機械自動化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。

4.機械自動化的發(fā)展方向

近30多年我國研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)雖對機械自動化發(fā)展方向這方面進行了大量研究，對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量工作，并取得了一定的成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當(dāng)差距。機械自動化在技術(shù)、工程系統(tǒng)方面已有很大的發(fā)展，但基礎(chǔ)理論方面尚在發(fā)展中，還很不完備。今后的發(fā)展方向有如下幾個方面。

4.1_機電一體化

機電一體化就是機械自動化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品只有向機電一體化方向發(fā)展，才是機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。

4.2.具有復(fù)合功能，適用面廣

機械自動化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能的限制，具有復(fù)合功能和復(fù)合技術(shù)，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機械自動化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)整等功能。

4.3.智能化

智能化是21世紀(jì)機械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上吸收人工智能。

5.總結(jié)

機械自動化在設(shè)計和制造上具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義，所以機械的設(shè)計、制造都是圍繞著機械自動化來進行的。機械自動化技術(shù)所面臨的共性關(guān)健技術(shù)是傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動化控制技術(shù)、接口技術(shù)、精密機械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。所以說，機械自動化系統(tǒng)就是機電一體化系統(tǒng)。

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