孫海良 焦惠寧

【摘 ?要】談到自動(dòng)化在人們腦海中的固有印象是用機(jī)械動(dòng)作取代人工勞作的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備，可以自行的完成各項(xiàng)任務(wù)，不需要人工的參與，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于自動(dòng)化的定義有了新的變化，即機(jī)械自動(dòng)化動(dòng)作不僅能夠代替工人進(jìn)行生產(chǎn)加工，也可以在部分領(lǐng)域代替人腦實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造。基于此，本文主要對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，希望可以為相關(guān)工作人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械工程;應(yīng)用分析

引言

機(jī)械工程技術(shù)的運(yùn)用對(duì)推動(dòng)我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展發(fā)揮著很重要的作用，尤其是在我國現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展的環(huán)境下，機(jī)械工程和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效融合成為了必然，各項(xiàng)技術(shù)的有效融合，簡(jiǎn)化了機(jī)械設(shè)計(jì)中的通信工程技術(shù)等的設(shè)計(jì)程序，對(duì)完善各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和運(yùn)用意義重大。

1機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

目前我國的機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)仍然處于發(fā)展的初級(jí)階段，只是在一定程度上實(shí)現(xiàn)了單向自動(dòng)化的發(fā)展，但是在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)具備了更為智能化、集成化以及柔性化的自動(dòng)化技術(shù)，這種自動(dòng)化模式已經(jīng)為目前生產(chǎn)加工的需求帶來了更快的發(fā)展機(jī)遇。單從一方面來說，我國在對(duì)機(jī)械工程制造業(yè)進(jìn)行管理的過程中，仍然還采用最為傳統(tǒng)的管理模式，并沒有把現(xiàn)代發(fā)展過程中的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大力投入到機(jī)械生產(chǎn)的管理中去，這就造成了生產(chǎn)模式和管理模式的極度不適應(yīng)，進(jìn)一步造成機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的滯后。

2針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中起到的作用進(jìn)行分析

2.1能夠有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)的效率

當(dāng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，能夠幫助機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)建立起自身的智能化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的智能化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)加工、自動(dòng)裝配、自動(dòng)檢測(cè)。有效提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，加強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2.2能夠有效的改善機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)環(huán)境

目前，國內(nèi)提倡綠色生產(chǎn)。因此，需要中國制造行業(yè)改善自身的生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中，可以通過自動(dòng)化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)方案的優(yōu)化，控制生產(chǎn)所造成的環(huán)境污染，減少生產(chǎn)的耗能，實(shí)現(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

3自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用分析

3.1建模、仿真及設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、感知技術(shù)等各技術(shù)的發(fā)展融合，機(jī)械中較為復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、智能化特征更加明顯。而從現(xiàn)在的技術(shù)水平看，運(yùn)用機(jī)械工程技術(shù)有一個(gè)前提條件，即在進(jìn)行復(fù)雜機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮客戶情感及文化需求。同時(shí)，在對(duì)各類復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行加工設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該對(duì)各類材料做創(chuàng)意設(shè)計(jì)、建模、仿真等一系列操作，為了讓機(jī)械工程設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用更加系統(tǒng)完善，還要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助設(shè)計(jì)、制造等。需要注意的是，建模、仿真等技術(shù)的有效應(yīng)用都依賴于信息物理系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。

3.2裝配系統(tǒng)應(yīng)用

機(jī)械裝配是機(jī)械制造中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌凑展ば蛞髞硗瓿伞Ｈ缤ㄟ^手工操作，就有工作效率低的問題，在較復(fù)雜的裝配要求下，手工裝配就不能滿足生產(chǎn)需求，也不利于安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率。通過自動(dòng)化技術(shù)來完成裝配工作，可有效地提高機(jī)械裝配的工作效率，最大限度地符合技術(shù)要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拼裝和調(diào)試后，按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，最終圓滿完成自動(dòng)化裝配任務(wù)。當(dāng)下在機(jī)械制造領(lǐng)域，自動(dòng)化裝配已基本取代了傳統(tǒng)的手工裝配，除了裝配效率得到提升之外，也降低了裝配誤差，使產(chǎn)品的精細(xì)化程度更高，同時(shí)，整體生產(chǎn)成本也有效下降?，F(xiàn)階段使用最廣泛的是自動(dòng)裝配機(jī)、裝配機(jī)器人等。

3.3加工系統(tǒng)應(yīng)用

傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)具有勞動(dòng)密集型的特點(diǎn)，也因勞動(dòng)強(qiáng)度過高，勞動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致工人失誤造成損失的情況。在引入機(jī)械加工模式后避免了這一問題，有效地減少了人工成本。在機(jī)械加工系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)來參與工作，不再要求普通工人的直接參與，而是以自動(dòng)化技術(shù)方式，完成對(duì)加工系統(tǒng)機(jī)器和設(shè)備的設(shè)置，以及自動(dòng)化工作程序和對(duì)應(yīng)的參數(shù)，參照機(jī)械加工工作規(guī)律進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行，從而達(dá)到高效完成的目的。近年來，機(jī)械加工系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床、加工中心等設(shè)備中，自動(dòng)化技術(shù)的大量使用，都大大增強(qiáng)了產(chǎn)品加工效率。

3.4生產(chǎn)車間應(yīng)用

我國的部分生產(chǎn)車間達(dá)到了自動(dòng)化與機(jī)械化的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，主要是通過某一個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化運(yùn)行來達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)，并設(shè)定綜合管理系統(tǒng)對(duì)各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)掌控，提升生產(chǎn)加工的制造效率，改善生產(chǎn)加工的品質(zhì)。例如，在汽車生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中自動(dòng)化技術(shù)被大量應(yīng)用，PLC技術(shù)的應(yīng)用超過了9成;機(jī)器人技術(shù)特別機(jī)械手被廣泛運(yùn)用到汽車生產(chǎn)與裝配中，很多企業(yè)成立了機(jī)器人研究小組推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展;IT技術(shù)在生產(chǎn)制造中也同樣廣泛，像辦公以及物流等環(huán)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的監(jiān)管、裝配品質(zhì)檢查以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等地方發(fā)揮重大作用，是維持生產(chǎn)正常運(yùn)行的重要一部分。機(jī)器人視覺是一種利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)三維現(xiàn)實(shí)世界掃描的技術(shù)，可以代替人類眼睛實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的識(shí)別和測(cè)量，在機(jī)械制造領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。例如，將機(jī)器人視覺結(jié)合精密測(cè)量?jī)x器中，可以提高精密儀器的測(cè)量范圍與精度等級(jí)，機(jī)器人視覺測(cè)量中檢測(cè)系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、CCD攝像頭以及計(jì)算機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)等，具體的檢測(cè)方法是從設(shè)備中發(fā)射一條平行的光線覆蓋在被測(cè)量物體的表面，之后將被掃描物體的形狀特征經(jīng)過攝像機(jī)出現(xiàn)到CCD像面上，最后經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行、計(jì)算將物體的現(xiàn)狀模擬出來，機(jī)器人視覺測(cè)量方法不僅能夠節(jié)約人力與物力，同時(shí)對(duì)于提高測(cè)量精度也有顯著的效果。

3.5機(jī)械工程生產(chǎn)設(shè)備的智能化應(yīng)用

當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生異常問題時(shí)，智能操作系統(tǒng)能夠立刻做出反應(yīng)，發(fā)出警報(bào)，將故障產(chǎn)生的位置、原因等確定好，為維修人員及時(shí)搶修設(shè)備提供了條件。如在隧道工程施工中經(jīng)常要用到履帶式鑿巖車，作為一門技術(shù)性強(qiáng)的施工機(jī)械，融合智能化技術(shù)，能夠?qū)_擊次數(shù)、回轉(zhuǎn)速度等進(jìn)行智能化控制，還能夠依據(jù)巖石的質(zhì)地將鉆入的深度確定下來;自卸車屬于無人駕駛的機(jī)械工具，在礦山開采中應(yīng)用的比較多。借助激光傳感器能夠減少誤差，借助定位技術(shù)能夠?qū)\(yùn)行過程中的自卸車進(jìn)行控制;輪式裝載機(jī)，將其與智能化技術(shù)融合起來能夠構(gòu)成V字形自控移動(dòng)、自動(dòng)防側(cè)滑系統(tǒng)等等;鋼索式挖掘機(jī)，可借助視覺傳感器對(duì)鏟斗擺動(dòng)的實(shí)際情況進(jìn)行檢測(cè)，只要對(duì)吊臂的移動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)整就能夠控制鏟斗等等。這些都是智能化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用。

結(jié)束語

綜上所述，隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不斷進(jìn)步，國內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)的市場(chǎng)環(huán)境變化幅度較大，制造生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)當(dāng)將更為綠色、更為智能化的自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合到機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造當(dāng)中，保證自身企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營水平，提高自身企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及經(jīng)濟(jì)收益，讓企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)更加的快速、效率，以促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

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