曲功鐸

摘 要：在機械工程中應(yīng)用自動化技術(shù)，是機械制造業(yè)不斷發(fā)展，提高生產(chǎn)效率的必然要求。但縱觀當前我國機械制造工程自動化，仍處于初級階段，與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍有很大一段距離。為此，為了能擴大自動化技術(shù)在機械工程的應(yīng)用范圍，本文就其在機械工程的應(yīng)用進行闡述，并簡要提出了自動化技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù) 機械工程 應(yīng)用

1.前言

自動化技術(shù)是以微電子技術(shù)、工程軟件、計算機信息等為基礎(chǔ)發(fā)展起來的信息技術(shù)，將其應(yīng)用于機械工程，可很好地改善機械工程傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，提高原材料的流動速度，優(yōu)化機械工程整個生產(chǎn)信息系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、加工裝備系統(tǒng)、檢測優(yōu)化系統(tǒng)等，并能夠促進整個機械制造的連續(xù)性。但縱觀當前我國機械工程自動化的現(xiàn)狀，其與國外一些工業(yè)發(fā)達國家相比，仍存在很大的差距。如，在自動化管理方面仍采用傳統(tǒng)的管理模式；在設(shè)計上仍是生搬硬套國外的技術(shù)，沒有結(jié)合我國機械工程的生產(chǎn)實際，使得所引進的設(shè)計技術(shù)不能實現(xiàn)有效地轉(zhuǎn)換；在工藝方面，如數(shù)控加工技術(shù)仍停留在精細加工等初級階段，尚未掌握較為高端的復合加工手段；在人才方面，我國缺乏大量具有機械自動化實踐經(jīng)驗技術(shù)的高端復合型人才，在技術(shù)的應(yīng)用上只停留在淺層次。這些存在的問題，使得我國機械工程應(yīng)用自動化技術(shù)仍處于初級階段，不能充分發(fā)揮自動化技術(shù)在機械工程中的功能和作用。為此，加強對機械工程自動化技術(shù)應(yīng)用的研究，以提高機械工程的生產(chǎn)效率等，顯得尤為重要。

2. 機械工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1集成自動化技術(shù)的應(yīng)用

在機械制造工程中，集成自動化技術(shù)主要是將制造生產(chǎn)過程中的相關(guān)技術(shù)和生產(chǎn)信息進行高效的集成，以實現(xiàn)對機械制造全過程的有效控制與優(yōu)化，最終實現(xiàn)集成能力的不斷增強。目前，集成自動化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械制造工程的設(shè)計、評估、生產(chǎn)和銷售信息等環(huán)節(jié)，對各類技術(shù)、原材料及物流等信息實施集成。在機械制造業(yè)中，計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）應(yīng)用最為廣泛，得到了機械制造業(yè)的普遍認可。它集成了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中多種技術(shù)與相關(guān)生產(chǎn)信息，以系統(tǒng)工程理論為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，精簡了產(chǎn)品生產(chǎn)流水線，建立了標準流程，擴大了機械生產(chǎn)，降低了資源浪費，是目前相對成熟的集成制造系統(tǒng)。而在未來的發(fā)展中，隨著制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，為計算機集成系統(tǒng)營造了一個良好的應(yīng)用環(huán)境，也必將促使其不斷發(fā)展，最終形成一套集質(zhì)量工程、數(shù)據(jù)庫信息、產(chǎn)品設(shè)計制造、管理決策等整個生產(chǎn)信息的復雜集成制造系統(tǒng)。

2.2智能自動化技術(shù)的應(yīng)用

智能自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用，是指把人工智能技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)制造控制流程融于一體，用人工智能系統(tǒng)來取代人類專家在制造過程中的控制操作，解決生產(chǎn)過程中復雜的決策問題，并實時動態(tài)監(jiān)督整個制造生產(chǎn)過程，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并予以實時解決，從而提高自動化機械制造系統(tǒng)水平和實用性。目前，智能制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要類型有：以提高制造系統(tǒng)智能為目標，智能機器人、智能體等為手段的智能制造系統(tǒng)；通過互聯(lián)網(wǎng)把企業(yè)的建模、加工、測量、機器人的操作一體化的智能制造系統(tǒng)。

2.3柔性自動化技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動化技術(shù)主要是指在對市場需求仔細調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場及客戶反饋信息，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或類型做出調(diào)整優(yōu)化， 細分產(chǎn)品市場，滿足不同階梯市場的需求。當前，由于機械制造技術(shù)及市場需求千變?nèi)f化，這就要求機械制造企業(yè)能根據(jù)市場需求的變化，及時作出相應(yīng)的決策，根據(jù)市場需求調(diào)整制造產(chǎn)品，從而最大限度滿足客戶需求。但由于傳統(tǒng)的機械制造業(yè)自身調(diào)節(jié)能力較弱，而將柔性自動化技術(shù)應(yīng)用于機械制造業(yè)，就很好地解決了這一問題，其可大大提高制造企業(yè)對市場的適應(yīng)能力，加速產(chǎn)品更新，保證制造產(chǎn)品的市場占有率、覆蓋率。同時，應(yīng)用柔性自動化技術(shù)，還能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短制造周期和交貨期，大幅度降低企業(yè)生產(chǎn)成本。因而，柔性自動化技術(shù)也成為了各國機械制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

2.4虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)是指利用信息技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機技術(shù)等對現(xiàn)實制造過程中人、物、信息及產(chǎn)品設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造等生產(chǎn)過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的故障與問題，預測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等，達到機械產(chǎn)品制造成功的目的，最終實現(xiàn)降低成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的目的。

3、機械設(shè)計制造及其自動化的設(shè)計原則

3.1、滿足對于機器的功能性要求

為了滿足人們的某種需要人們開始開發(fā)一種具有某種功能的產(chǎn)品，因為需求的不同而具有不同的主要功能，機械自動化具有物質(zhì)、能量、信息（即工業(yè)三大要素）處理的功能，機械自動化綜合了機電一體化技術(shù)和一體化產(chǎn)品兩方面的內(nèi)容，又滿足了功能性在設(shè)計、制造等方面的特定功能。機械自動化系統(tǒng)的核心功能是將信息和能量進行轉(zhuǎn)化后提供人們需要的信息和能量。

3.2、利用先進科學技術(shù)不斷進行創(chuàng)新

機械設(shè)計制造及其自動化以各種先進技術(shù)為基礎(chǔ)和重要的保證，因此，技術(shù)是產(chǎn)品或系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能，以展現(xiàn)智能化和人性化的現(xiàn)代機械。機械產(chǎn)品和系統(tǒng)的分類主要可以從主功能的不同方面考慮，在利用先進科學技術(shù)的同時，開拓思路，創(chuàng)造發(fā)明和設(shè)計、分析各類機械自動化產(chǎn)品，在創(chuàng)新過程中制造出質(zhì)量一流的機械自動化產(chǎn)品。在此過程中，也要擴展機械自動化的發(fā)展空間，充分發(fā)揮想象力。

3.3、能量轉(zhuǎn)換機械、信息處理機械和其他功能的機械等

要想創(chuàng)新思維，設(shè)計出不同類型的產(chǎn)品，必須要了解機械自動化的主要功能，不同種類的運動方式可以適用于不同用途的機械設(shè)備，這使得機械自動化擁有巨大的發(fā)展空間，人們的創(chuàng)新和設(shè)計會完善未來的機械自動化發(fā)展。

4、機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢與效益

4.1、有效地提高了生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量，同時也提高了使用的安全性和可靠性

利用機械先進的自動化技術(shù)和信息處理技術(shù)等能夠有效提高機械的自動控制水平和智能化操作，這樣一方面可以保證機械順利執(zhí)行操作，高效地代替人工完成一些高難度的工作，在提高工作效率的同時，又可以加強工作的質(zhì)量。

4.2、操作方便，復合功能性強，適用范圍較廣

機械設(shè)計制造中的自動化技術(shù)可以自行控制機械系統(tǒng)，減少手工操作的同時也簡化了機械的操作流程，降低了機械的操作難度，進一步優(yōu)化了操作。機械自動化產(chǎn)品不再受限制于傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的單技術(shù)、單功能操作，復合技術(shù)和功能更強，在日常生產(chǎn)和生活中更加高效、穩(wěn)定，在不同的場合和領(lǐng)域的應(yīng)用也更加廣泛，功能多樣，滿足了大多數(shù)用戶的需求，適應(yīng)了較強的應(yīng)變能力，可以輕松處理不同用戶的問題。

4.3、改善了機器的性能，方便調(diào)整和維修，也減少了材料的消耗，節(jié)約了能源

為了適應(yīng)不同用戶對象的功能需要和適應(yīng)現(xiàn)場參數(shù)的適時變化，機械自動化產(chǎn)品改變了工作方式，在安裝調(diào)試時改變控制程序。在進行操作時，無需改變產(chǎn)品的任何零部件，而是在控制程序中自動輸入需要變化的指令，機械自動化產(chǎn)品進行存儲后，根據(jù)輸入的代碼信號，針對不同的用戶對象按照指令進行程序自動展開工作。這樣，可以利用最低的耗能驅(qū)動、控制和調(diào)節(jié)機械系統(tǒng)，不僅減少了材料的消耗，大大提高了機械設(shè)備的能源利用率，也起到了節(jié)約能源的作用，達到了有效的節(jié)能效果。

5、結(jié)束語

機械設(shè)計制造及其自動化在進行設(shè)計、制造時秉持著功能性原則，不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，不僅實現(xiàn)了多功能、高質(zhì)量、高效率、高穩(wěn)定性和可靠性的自動化功能，方便操作，改善機械性能，也節(jié)約了能源，國家和社會應(yīng)致力于機械自動化的發(fā)展。

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