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中图分类号: TH16 文献标识码: A 文章编号:
引言
近年来,我国机械制造自动化技术得到了快速发展,机械制造的总规模和产品的总产量不断增加,中国已成为世界前三的机械制造强国。只有不断改进提高机械制造自动化技术才能振兴国家的机械制造工业。
一、机械制造自动化的优势
1、生产能力和工作质量高
机械制造自动化大多采用高精度、高灵敏度的机械化设备,由自动化控制系统进行生产过程的自动化控制,大大减少了因人为失误带来的产品质量不合格现象。在机械制造生产中,由自动化控制人员启动自动化控制系统,系统就会严格按照事先设定的生产流程进行自动化操作,大大提高了生产能力和生产效率,保证了最佳工作质量。
2、安全可靠性高
不论是自动化控制系统还是自动化设备,一般都自带事故报警、自动诊断处理等功能,当生产过程中遇到事故时,就减免了人身伤害的发生,提高了生产过程的安全性。另外,自动化设备多采用电子元器件,电子元器件相比于传统机械设备,它不存在机械磨损,使用寿命得到了大大提高,保证了自动化控制系统的可靠性。
3、改善行业的劳动形式
随着机械制造自动化程度的不断增加,人们逐渐从繁重的体力劳动转化为高知识、高技术性的脑力劳动,机械制造的产品也愈趋向于技术密集型,在改变机械制造行业的劳动形式的同时,也大大促进工业现代化的发展。
4、节约能源消耗
节约能源是我国可持续发展的重要战略目标。机械制造自动化的应用,在节约人力资源的同时,也大大提高了能源的利用率。
5、自动化技术应用面广。抛开机械制造自动化产品不谈,针对产品生产过程中使用的自动化控制技术,包括自动校验、自动保护、自动报警、自动处理等,不仅仅适用于机械制造业,同样可以应用在工业、农业、建筑业等领域,其优势也同样显著。
二、机械制造技术应用
1、机械制造技术的全球化发展
随着国内市场与国际市场的竞争日益激烈,国内有许多知名的机械制造企业在激烈的竞争中落败或者被其它企业所兼并,有的机械制造企业甚至面临倒闭、破产,同时网络技术的快速发展与计算机的广泛应用进一步激化了机械制造行业的竞争。为了实现机械制造技术的全球化发展,首先要让机械制造技术的网络化得以实现。
2、机械制造技术的网络化应用
人们随着网路的迅速发展和普及,给企业的管理与生产带来了革命性的改变。无论是产品的那个方面向设计、材料的采购、零件制造、市场开拓与销售都可以从全世界的方面。另外,网络科技的快速发展,可以加强我们与世界各地信息交流,我们还可以加强产品开发与合作和学习更先进的经营管理经验,推动了企业的发展。
3、机械制造技术的虚拟化应用
机械制造技术的虚拟技术主要是指利用计算机系统的仿真功能来模拟真实的操作系统,通过模拟生产产品、检验产品的制造过程。可以通过机械制造技术的虚拟化对产品的可加工性进行检验,对产品的制作工艺与加工方法的合理性进行探讨,从而确保产品的质量安全、保障产品的制造工艺,避免产品出现错误或者缺陷。
4、机械制造技术的绿色化应用
机械制造的绿色化应用包括很多方面,例如:产品的绿色生产、产品的绿色设计、采用绿色设备、使用绿色包装、采用绿色管理等。机械制造技术的绿色化不但能够提高能源和原材料的利用率,还能减少不良副产品造成的环境影响。
三、机械自动化技术应用
1、机械制造的自动化信息系统
机械制造的自动化信息系统包括有:计算机辅助设计、辅助制造、产品数据库系统、工艺辅助设计等。计算机辅助设计主要是指辅助工程师通过计算机的相关设备和图形设计软件对机械部件以及构造进行设计;工艺辅助设计主要是优化和提高产品的生产工艺,增加其标准化程度;辅助制造主要是指采用计算机的数值控制技术,在产品的生产工艺过程中控制生产;产品数据库系统主要对计算机在设计和生产制造过程中的相关数据信息进行合理、系统化地管理。
2、机械制造的自动化物资供输系统
机械制造的自动化物资供输系统能够自动将机械制造中所需的成品与各种原材料输送到具体的、预定的位置。机械制造的自动化物资供输系统主要由自动化软件系统、自动输送设备、单机自动装置等组件构成,它是机械制造自动化过程中必不可少的细分系统。
3、机械制造的自动化生产系统
机械制造的自动化生产系统能够自动的装卸机械的相关组件,自动地、持续地循环工序。机械制造企业采用自动化生产系统不但可以减少机械在生产过程中人为操作的失误率,还能够代替工人的体力劳动,改善工人的劳动环境,提升产品的质量。
4、机械制造的自动化设备装配系统
设备装配系统是机械制造生产过程中十分重要的环节,而机械制造的自动化设备装配系统能够将特定形状与规格的机械零配件通过预定设计好的技术要求,实现组装、搬运、试验、调试、验收等步骤,从而形成一套能够进行自动生产制造的流水线。自动化设备装配系统的应用时现代化机械制造中非常重要的技术,它不但取代了人工循环复杂的装配工作,还提高了机械的产品质量和生产效率。
5、机械制造的自动化检测系统
随着科学技术水平的快速发展,机械制造中不断地运用到各种有特殊功能要求的复杂的加工设备和新型的材料与部件,增加了产品检测工作的难度,仅凭传统的人工检测方法,已不能满足现代化机械产品高精度工艺水平的检测要求,自动化检测技术的应用时机械制造发展的必然结果。目前应用较多的检测技术包括有:具有多判断系统的智能设备诊断技术与基于人工神经网络、电流信号、时序的识别检测技术。
四、机械制造自动化的发展方向
1、机电一体化
机电一体化是21世纪机械制造产品发展的必然趋势,也是机械制造自动化的延伸。只有实现机电一体化,才能更好地提高生产效率和产品质量。
2、智能化
智能化的目标就是使机械设备生产能够更加自主,就像是拥有人工智能一样,机械设备不再是完全机械化的生产,它会拥有一定的思维能力,并作出正确的处理措施。
3、微型化
机械自动化控制系统属于微电子产品,微电子产品正朝着超大规模集成的微观领域发展,未来的机械自动化控制系统体积会更小,操作会更加灵活,能耗会更低。
4、绿色化
人类的经济发展不能以破坏环境为代价,环境破坏给人们带来的影响越来越被重视,未来的机械自动化在方便生活的同时也将最大程度降低对环境的破坏。
5、模块化
随着机械制造工业规模的不断扩大,涉及的设备种类、技术工种也越来越多,单独的企业或厂家往往不能完成整个机械生产流程。机械制造自动化流程就需要划分为大小不一的模块,分别由专业的部门或企业来完成,通过多方配合实现大规模的机械自动化生产。
6、网络化
随着计算机技术的发展,网络已经融入到生活、生产的各个角落。机械制造自动化每一环节可以通过网络将数据汇总到远程控制终端,由计算机进行实时分析并进行控制。
结束语
机械制造业对世界各国的工业生产都有着非常重要的作用,机械制造自动化技术水平不仅影响了机械制造行业的整体发展水平,也显示出了这个国家国民经济的提高程度与工业发展水平。所以,必须加大机械制造业人力和物力的投入,促进机械制造自动化技术的不断更新和发展。
参考文献
[1]王英.机械自动化技术应用与发展前景[J].科技传播,2010.
[2]张世昌.机械制造技术基础[M].天津:天津大学出版社,2007.
[3]冯衡滨.试论我国机械自动化技术的发展[J].民营科技,2008
【关键词】机械制造;自动化;机制自动化
0.引言
机械制造与自动化是一门专业性和知识性很强的学科,通过自动化技术的引入与应用,机械制造业实现加工对象地连续自动生产和生产过程的有效优化。自动化技术在机械制造的应用与发展,是机械制造业进行技术改造和技术发展的主要手段。而机械自动化技术水平的高低,对我国机械制造业和国民经济发展部门的技术进步与否产生了直接的影响。
1.我国机械自动化技术的发展
上个世纪20年代,机械制造冷加工的大批量生产过程首先开始应用机械自动化技术。到了60年代,可变性自动化生产技术开始出现,其适应了市场的需求与变化,增强了机械制造业对市场需求变化的快速反应能力。这种技术在制造系统维持不变或者变化很小的情况下,生产过程或机器设备通过自动检测、信息分析处理自动地实现预先设定的某种过程或操作,并且能从制造一种零件自动转变到制造另一种零件。目前,我国的机械自动化还处在操作阶段自动化的水准,与国外发达国家生产部门的机械自动化水平还有很大的差异。因此,我国引进国外先进自动化技术还需要一个循序渐进的过程。我国应在吸收、消化国际自动化技术理论基础上,从我国实情出发,不断发展创新,从而形成符合我国国情的机械制造自动化技术理论,并将其应用于实践当中,推动我国机械自动化技术向高水平方向发展。
2.机械自动化技术的作用
机械自动化是一种新的具有明确范畴的技术领域。这种技术是主要应用于工业,能够大大地提高制造业的社会效益和综合经济效益。同时,国民经济生产部门通过采用该种技术能够实现生产过程的自动化,节约了企业的人力、物力和财力成本,从而提高其与全球竞争的能力。在我国工业生产过程中,机械自动化技术发挥了很大的作用,主要体现在以下几个方面:第一,机械自动化技术的应用可以提高工业生产过程的安全性,减少生产安全事故的发生;第二,机械自动化技术够通过自动检测、信息处理自动地实现预先设定的某种过程,实现不同零件制造的自动转换,有效地提升了生产效率;第三,机械自动化是用计算机控制生产的过程,能够做到标准化、精准化生产,不仅可以减少能源和原材料的耗损,还大大提高了产品的质量。
3.我国机械自动化技术应用的现状
随着现代信息技术的快速发展,我国各行业开始广泛采用计算机集成制造系统,推动了机械自动化技术的发展。但与国外工业发达的国家相比,我国的机械自动化技术仍是处在操作阶段自动化的水平。目前,我国工业生产过程中主要在以下几个方面应用机械自动化技术:在管理方面,工业发达的国家广泛采用了计算机进行管理,结合生产实际已经推出了精益生产(LP)、准时生产(JIT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)等新的管理理念和管理技术。但是当前我国还有少数的大型企业拒不采用计算机辅助管理生产,大多数小型企业仍旧处于传统的经验管理阶段。
在工业制造设计方面,工业发达的国家加强设计研发,不断提出新的设计准则和设计方法,通过广泛采用CAD 技术即计算机辅助设计技术,许多大型企业开始了工业无图纸化设计和生产。但目前我国工业制造部门采用CAD 技术的比例还很低。在制造工艺方面,工业发达的国家广泛采用微细加工、精细加工、高精密加工、微型机械和微米、纳米技术、电磁加工技术、超塑加工技术、激光加工技术以及复合加工技术等新型技术对工业产品进行加工。而我国对于这些新型的加工技术目前普及率还很低,仍在开发和掌握的过程之中。在自动化技术应用方面,工业发达的国家普遍通过数控机床、柔性制造系统(FMS)、加工中心及柔性制造单元(FMC)、计算机集成制造系统(CIMS)等自动化技术,实现了生产过程的智能化、集成化和柔性自动化。而目前我国的自动化技术应用方面还是处在刚性自动化和单机自动化阶段,只有少数几间大型企业采用了柔性制造系统和单元。
4.提高我国机械自动化程度的建议
机械制造的自动化技术应用就是以自动控制理论为指导,对生产过程中的物与人的作用进行综合研究,通常涉及到机械技术、计算机技术和微电子技术等先进现代信息技术。我国要推进机械自动化技术的发展,必须要着重关注电子学、零件检测、电子计算机技术以及机床装料自动化等技术和学科的发展,并在工业生产过程中广泛采用程序数控机床,结合实际研制高效可靠的自动化生产线、自动化生产控制系统等。我国要推进机械自动化技术的发展,首先要扎扎实实地做好机械自动化技术应用项目的基础工作和推广工作,不仅要发展主机,还要自主研发控制系统和自动化元件,如微处理机、可编程控制器、各种传感器、新型控制系统及系统软件等。其次,我国还需要引入其他学科的新理念、新概念和新技术,并通过其对机械制造业的传统生产理念和生产技术进行改造和融合,促进我国机械制造业形成新的生产理念和生产技术。再次,对机械制造业的工程技术人员、管理人员和工人进行专业培训,提高其机械自动化知识的水平。这是因为随着机械制造业自动化发展成为一种必然趋势,我国机械制造业的发展将来会更多地依赖各种自动化技术的新理念、新方法及其应用。这种新的制造模式要求管理人员、技术人员和工人掌握更多的自动化技术知识和更高层次的自动化技术知识结构,而对于其在技能和经验上的要求正在逐渐降低,因此抓紧自动化技术专业人才的培养是当务之急。只有如此,我国工业才能在大范围内推广和应用自动化技术,提高我国机械制造业的自动化水准。
综上所述,我国的机械自动化技术的发展还需要借鉴工业发达国家的新理念和新技术,同时坚持普及与提高相结合的方针,我国的机械自动化技术的应用和发展才能走向健康、高质和高效之路。
【参考文献】
[1]周一鸣,索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程,2011(12).
该系统将很多个FMS连接在一起,并提供其自动式立体仓库,通过计算机系统相互联系,运用从订购、设计、加工、装配、检验、运送到发货的一整个完整的FMS系统。其中含有CAM/CAD,使得计算机集成制造体系(CIMS)运用到实际里,实现了生产系统高度的自动化,从而实现了全工厂领域的制造管理、材料加工和物料运贮过程的全面化。FMF可以说是自动化生产里面的最高反映,显示出全世界最发达的自动化技术。它把管理经营、产品研发以及制造的自动化合为一个整体,例如其中的一个代表,智能制造体系IMS,它通过信息流对物质流进行控制,主要特色实现了工厂自动化。
二、自动化关键技术
(一)人工神经网络技术--ANN该技术是通过模拟智能生物的神经网络进而对信息并行处理的方法。所以人工神经网络也属于一种人工的智能化工具。在自控领域,神经网络在未来不长时间以后将和模糊控制体系以及专家系统并列属于现代社会自动化系统中的组成部分。
(二)专家系统、人工智能以及智能传感技术截止到目前,FMS里面使用的人工智能大部分指的都是以规则为基础的专家系统。该系统运用推理规则以及专家知识来推理,解决各种问题,比如控制、命令、修复、监视、计划、设计、故障分析、诊断、预测、解释等。由于该专家系统可以更加简便地结合经过经验取得的知识与将经验和各种事实查验过的理论,所以专家系统加强了FMS各个方面的工作的自动化。遐想将来,通过知识处理,知识密集的人工智能技术,包括专家系统,一定会在FMS(特别是智能型)领域里发挥至关重要的作用。至今FMS系统中使用的各种技术,最有前途的应该是人工智能IMT。预测到二十一世纪中期,FMS中人工智能的使用规模至少会比现在大四倍。智能制造技术目的在于把人工智能加入到制造过程中的各环节,依靠模拟专家的智能活动,延伸或取代制造业中部分人类脑力劳动。在制造过程里面,系统可以自动监视其运行状况,在遭到内部或者外界刺激时可以自动调节它的参数,以便达到最优工作状态,形成自组织的能力。因此IMT被当做未来期间的制造技术。该技术是随着人工智能以及计算机应用科技出现的,使得传感器有内在的“决策”能力。
(三)模糊控制技术模糊数学在实际生活当中主要的应用是模糊控制器。前不久研发出来的高性能模糊控制器拥有自学习的能力;它可以在控制进程里一直获得新信息并并且对控制量自动进行调整;极大提高了系统的性能。以神经人工网络为基础的自学模式受到人们的广泛关注。
(四)计算机辅助设计--CADCAD技术以后的发展趋势是将引进专家系统,赋予其智能化技术,这样就可以对任何复杂的问题进行处理。目前该技术的最新突破是光敏立体成形技术。该技术直接使用CAD数据,借助受控于计算机的激光扫描体系,把三维的数据模型拆分为几层二维的片状图片,并参照二维的片状图扫描池里面的光敏树脂液面,液面一旦被扫描到,就固化为塑料,这样循环进行,逐层扫描形成图形,而且自动粘合分层成形的所有固化片状塑料,只需要确定数据,就可以数小时内制作出准确的原型。该技术有助于研发新结构以及新产品开发的速度。
三、结语
关键词:制造规模;关键技术;发展趋势
随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。
一、自动化机械制造规模
按规模大小FMS可分为如下4类
(一)自动化制造单元
FMC:的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
(二)自动化制造系统
通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
(三)自动化制造线
它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床,亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。
(四)自动化制造工厂
FMt是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。
二、自动化关键技术
(一)计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
(二)模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。
(三)工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。
(四)人工神经网络技术
人工神经网络fANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。转贴于
三、启动控制技术发展趋势
(一)FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
(二)朝多功能方向发展
1自动化技术在机械制造中的具体应用现状
1.1信息自动化
现阶段研究机械制造行业,信息自动化是普及度高的技术类工种。该项技术设计的内容包括产品的数据库管理和工业辅助设计这两部分内容。信息自动化是通过辅助工业设计多项设计。产品设计中会产生的数据信息,借助数据库归纳和总结相关的数据信息,分析数据信息的各项指标,指导未来生产,并为生产提供更多的可用信息。辅助制造功能,是对数控技术的统称,这是机械制造的核心技术手段之一,能控制产品的生产数量,能量化处理产品的工业和技术,进而通过数据整理,控制机械生产全过程。其中工业的辅助设计、计算机的辅助制造均能提升产品性能。为让产品性能更好,需要在制造中融入工业性和科学性的内容。
1.2生产自动化
目前我国机械制造行业中最广泛的自动化技术是生产自动化,该技术将整个自动化系统引入生产的各个环节,逐步制造机械组件,在生产机械组件中重复性的完成各项制造工业。制造过程中,不但要转变传统制造环节,更要提升生产进度,从而提升企业的经济效益。另外,使用该项技术能够减少劳动生产强度,缓解人员工作压力。
1.3集成化
从机械创新的角度探寻问题,创新和发展能够让微电子、计算机和机械自动化科技融为一起,由于这些内容是影响制造企业长远发展的技术因素。从当前的状况可以获悉,最为简洁的研发方式是将这些技术整合成微系统。集成制造是借助于信息技术优化全部企业参与链条,在系统工程学理论指导下,重新组合和精简化所有的制造环节,通过优化机械制造的各类技术,让机械制造实现效率最大化。科学技术的持续发展,计算机技术日益强大,特别是计算机运算功能,大规模的集成运算,让网络技术控制数据库,所有要素全部整合在一起,优化各个生产要素。集成化的组合模式,能制造新产品,开发新技术,节约制造成本,提升科技含量。
1.4智能化
计算机技术的飞速前行,能让计算机技术在人们生活中各个领域内有渗透。当前受到计算机智能化技术的推广和普及的影响,人及一体化的制作设备也开始日益进入到企业的生产中,智能化系统制作行业发展中,让人机有效配合,能减少人为的控制,避免人力资源的大规模投入,也能节约投入的成本。所以,智能化的控制系统能满足生产发展的需求。比如,工业构想和设计的时候,为能让逻辑推理和分析得到深化,就要在智能机械大背景下,为人机的生产提供技术性支持。开展制造业生产,强化人机智能,从而提升自动化的智能发展,并利用模块化的组合方式,让各模块独立运行,便于发现问题,并且在某一模块出现问题以后也能及时的处理,避免整个机械设备全部停止运行。
2机械制造行业的自动化应用分析
新时展背景下,自动化技术的作用也日益凸显,很多机械制造企业都能意识到自动化技术在机械制造中的重要性,因而在具体的施工中将机械自动化应用到制造行业的各个环节内,不但能保障其生产质量,也更能维护企业的生产效益。实际生产中,机械自动化技术在很多方面都得到过应用,如信息、物流和装配。计算机制造主要是通过控制计算机技术,监控机械制造的基础过程,让生产要素积极的应用到计算机生产活动中,但要注意消极因素会对整个生产过程产生不良影响,故而尽量在生产之初解决消极影响因素,发挥积极因素的作用。另外,受信息自动化的影响,项目借助于新技术发展,能消除内在存有的风险,在提升其生产效率的同时,强化机械制造质量,使自动化的作用更好的发挥出来。
3自动化技术在机械制造业应用中的未来发展新趋势
3.1绿色化
环境危机是世界上每个国家都关注的问题,人口激增,环境日益恶化,特别是大机械生产是工业化发展的产物,所以机械生产中绿色化生产,是发展的必然趋势。传统工业生产会消耗大量能源,产生大量资源能耗,威胁自然环境,破坏生态环境。世界范围内资源数量有限度,随着世界人口持续攀升,大规模的物质生产让能源消耗率逐年加大,环境也将背负巨大压力。故此,随着工业化的持续发展,绿色发展趋势是人们的必有之路,提升资源利用效率的同时,应尽量减少环境危害,以期满足可持续发展。
3.2虚拟化
虚拟化可以被称之为虚拟化演练,即在整个计算机技术使用期间结合现有的生产和设计理念,通过虚拟运行的方式找到演练中可能出现的各类问题,便于在实际的操作中做好虚拟预案,以减少后续使用问题出现。基于此,虚拟化的使用能避免大规模机械化运行时由于某个环节设施不当对资源造成的实质性浪费,在虚拟的环境中开展模仿能让很多问题马上体现出来,及时的进行处理和提出解决方案,可以让机械质量不受到损害的情况下,减少人力、物力的浪费。
4结语
机械自动化发展前景广阔,运用机械自动化技术能提高生产效率,降低生产成本,在保有生产质量的同时,提升企业的核心竞争实力。因而,强化机械自动化技术有具有实质性的意义。虽然我国机械制造行业已经从起步阶段逐步进入到发展阶段,技术方面也有较大的发展。但实际生产中,还存有问题,这就要求技术人员开拓思路,不要因循守旧,创新自动化技术,发挥机械自动化的技术优势,进而推促企业的长远发展。
作者:刘昌硕 季田 单位:大连工业大学
参考文献:
[1]张长虹,易映强,周华忠.浅谈自动化技术在机械制造中的应用[J].装备制造技术,2012(10):17~18.
[2]杨毅.机械制造中自动化技术的应用讨论[J].科技传播,2015(08):19~20.
[3]张岚,张夏蕾,夏丽.机械自动化在机械制造中的应用价值[J].科技展望,2014(09):11~12.
关键词:机械;机械自动化;机械制造
当前,在我国工业化获得良好发展的状态下,人们认为应该将先进的科学技术作为第一生产力,尤其机械自动化技术,更应该广泛的应用到各个领域当中。就机械制造业而言,机械自动化技术在其中发挥了巨大的积极作用,能够有效的降低生产当中对生产原料以及诸多有限资源的消耗,且能够相应提高生产效率与质量,大大促进了我国机械制造业的稳健发展。随着科学技术水平的进步,现今的机械自动化技术已经能够促使机械以及设备,在按照既定程序以及指令的情况积极实现自动的控制与操作,并不需要大量的人为干涉,有效的节约了人力资源,降低了劳动强度。因而,为了促进我国机械制造业的进一步发展,必须要积极进行机械自动化技术的应用探索。
1机械自动化技术概述
1.1机械自动化技术的内涵
自动化技术属于综合性的技术,能够将自动控制、控制论、信息论、计算机技术、电子学、系统工程等诸多学科知识进行相应的融合,其中,计算机技术以及控制理论尤为重要。机械自动化主要是指生产当中的机械以及设备,通过既定程序或者指令能够实现自动化控制,属于一种先进的自动控制系统,亦是自动化的重要组成部分。机械自动化技术在我国出现的时间比较早,具体并无法考证。但是,在《墨子》当中有所记载,发现我国最早的机械自动化技术产生应该在春秋战国时期,体现在鲁班制造的木鸟当中[1]。但是,机械自动化技术真正受到人们的重视却是在工业革命时期,即瓦特蒸汽机的发明成功,促使机械自动化技术进入到了人们的视野。
1.2机械自动化技术的发展
随着科学技术的不断进步,机械自动化技术在发展当中呈现着机电一体化的趋势,主要体现在包装机械发展方面。同时,机械功能会越来越多元化,以便能够适应市场需求。在整体的结构设计方面,机械自动化会更加标准化与模组化,即在短时间内便能够完成新机型的转换。智能化与高精度化亦将成为机械自动化技术的发展趋势。总而言之,机械自动化技术在未来必定会得到更加广泛的应用,且能够走上积极的、健康的、快速的发展道路。
2机械自动化技术在机械制造中的应用
2.1智能化应用
在机械制造当中对机械自动化技术进行智能化应用,有助于实现人机一体化,改变传统生产过程当中消耗大量劳动力的状态,人并不用在生产当中处于十分关键的地位[2]。可以说,通过机械自动化技术的智能化应用能够相应降低人在劳动当中的主要作用。就数控技术而言,其属于机械制造业当中智能化应用机械自动化技术的雏形,具有快捷便利、形式多样、工作职能等特点。通过数控技术的应用,在生产当中能够明显提高产品生产的效率与精度,且能够节省大量的人力资源。
2.2虚拟化应用
机械自动化技术在机械制造业当中的虚拟化应用时,主要包含了多媒体技术、计算机图形技术、信息技术以及现代制造工艺等多方面的全新虚拟艺术。与此同时,在虚拟化应用当中,机械制造业必须要将系统建模以及计算机仿真技术进行有效的结合,形成能够融合多方面知识内容的综合性技术[3]。机械制造业对机械自动化技术进行虚拟化应用,主要会通过在产品的生产制造当中进行信息、数据、物与人之间的全面设计配合,提前进行生产过程当中可能出现的问题预见,进而制定针对性的预防措施,以便保障产品的生产制造过程得以顺利完成,产品能够一次性制造成果。该种虚拟化应用的方式能够帮助机械制造业进行生产成本的降低,亦能够尽量缩短产品开发与生产的周期,提升行业的市场综合竞争能力,具有重要积极意义。
2.3集成化应用
机械制造业对机械自动化技术的虚拟化应用主要通过计算机集成制造有所展现。计算机集成制造的模式在二十一世纪得到了机械制造业的重视与发展,并且一跃成为了各个国家诸多企业的主要生产方式之一。利用计算机集成制造模式,企业能够通过采取信息技术在产品生产的过程当中对整体的生产思想进行优化,因而该模式属于技术功能以及技术经营的多方面集成。此外,计算机集成模式无论在互联网系统或者是单机模式下,无论在生产任务简单或者复杂的情况下,均能够实现有效的生产技术以及相关系统的集成。近年来,在信息、数据、质量等多方面处理技术均获得发展的情况下,计算机集成制造模式必定能够促使机械制造业获得更加良好的发展。
3结论
综上所述,当前世界已经进入到了信息技术高速发展的时代,各项技术均在不断的更新发展当中,各个行业若要在此大背景下获得充足的发展动力,占据更多的市场份额,便必须要不断学习且应用全新的科学技术。其中,机械制造业必须要能够广泛的且积极的应用机械自动化技术,在恰当的智能化、虚拟化和集成化应用当中,要证实自身生产发展中存在的问题,寻找有效的解决措施,尽量早日突破传统生产模式的禁锢,通过机械自动化技术谋求更加稳健的发展,从整体上提升生产加工的社会与经济效益。
作者:杨义武 单位:武汉船舶职业技术学院
参考文献:
[1]任士一.浅谈机械自动化技术及其在机械制造中的应用[J].机电信息,2012,12(05):184-185.
关键词:机械工程;自动化技术;制造业
机械工程自动化指的是,将自动化技术广泛地推广和应用在机械制造的过程中,就是以更快的速度进行原材料加工,并且同时加快机械生产过程中原材料的流动速度,这就有利于提高机械化过程中的劳动生产效率,改善传统效率低下的生产模式,进而促进机械自动化技术的大力发展。在机械工程中广泛地推广和应用自动化技术,不仅是机械行业的一个飞速发展,同时,也有利于实现在机械制造过程中的自动连续生产,进而能够达到简化生产过程和优化生产效率的目标。在我国整体的机械化过程中,自动化所占比例严重偏低,因此,我国机械自动化水平依然处于初级阶段。因此,在我国仍要实现自动化在机械工程中的大力发展,促进科技成果的转换,加快我国机械自动化的进程。
一、工程机械制造与机电自动化
1.1工程机械制造的概念和意义
人类文明的进步与工程机械制造的发展和进步具有重要关系,机械制造的发展与进步推动着人类文明的进步。综合的说,人类文明的进步史其实就是机械制造的发展史。工程机械广义上指的是用于工程建筑上使用的机械装置,是用于工程建设的施工过程中所有机械的总称。工程机械制造从事着各种各样的机械制造,包括运输机械、起重机械、矿工冶金机械、纺织机械等,在社会的发展与工程的建设当中具有重大作用。在世界各国对工程机械制造的定义大致相同。机械制造业的发展水平是一个国家工业水平发展状况的具体体现,是一个国家国民经济建设中重要的基础装备,为整个国民经济的发展提供最重要也是最基本的技术设备。
然而到目前为止,我国的工程机械化水平和制造业的发展与世界各发达国家的先进水平存在着较大的差距,与我国目前的“第二个世界工厂”身份和世界第二经济体的国际地位相距十分远,还具有广阔的发展空间和前景,我国巨大的机械制造业市场被世界工程机械巨头抢占。只有充分发挥我国工程机械制造业的潜力,引进先进的技术设备,才能缩短与世界先进水平的差距。
1.2机电自动化技术
机电自动化是一门综合的机电技术,自动化的机电技术是现代化社会的重要标志,也是现代化生产过程中必不可少的关键环节。科学技术的不断发展和进步,推动着不同专业不同学科之间的相互渗透和互相交叉,机电自动化的出现,引发了工程领域中的技术革命。随着计算机和电子技术设备的快速发展形成了自动化的机电,对工程领域中的工业的控制、成本的计算、工程的生产方式和工程企业内部的管理体系等均产生了重要影响。
二、机械工程自动化技术的现状及问题
在自动化技术在机械工程方面的应用,我国还处于初级阶段;在机械工程自动化的生产和管理方面,我国的多数企业仍然采用传统的管理和经营模式;在人才管理方面,我国现有的人才管理机制并不实用,仍是照搬外国的人才管理模式,并没有形成适用于自身的人才模式,主要表现在人员专业素质高,理论性强,但是实用技术低下;在工艺水平方面,精细加工等初级阶段虽然得到广泛应用,但在复合加工方面仍处于追赶阶段;在机械设计方面,没有及时地将科技成果进行有效转化,设计照搬照抄的较多,设计水平并不高。
机械工程自动化技术在我国存在着一些问题:缺乏应用于实际的专业技术人才,在近几十年的发展过程中,过分重视理论研究和理论人才得培养,忽视了实用型人才的培养,导致实际机械工程自动化过程中,技术应用程度不高。同时,我国的技术相对发达国家相差很大。我国大多数人仅有知识理论而没有实践经验技术,只有不断研究创新,才能提高实际机械工程自动化实现技术,但是我国的自动化技术采用传统的封闭式体系结构。在机械工程自动化应用方面,将技术应用实际的广度不够,缺乏对专业人才的重视和正确的科研投入,并且没有制定专门的自动化技术的管理策略。
三、机械自动化技术在机械制造中的应用
3.1集成化的应用
在机械制造中,集成化的运用主要是用来加强制造技术的功能的集成。比如,在制造某一个设备或者装置的时候,可以充分利用现代计算机网络技术,实现对制造全过程的有效控制与优化。在此过程中,集成化的应用不仅可以有效加强制造技术,而且还可以实现对设备与装置制造的科学管理。为了有效构成制造中不同级别的集成系统,最有效的方式就是对集成化的应用,它能够使整个机械的制造形成一个有机的统一体。随着科学技术的不断进步,这种集成化会在机械制造中得到更为广泛的运用,成为其主导之一。
3.2智能机械制造的应用
对于智能机械制造而言,它是一门综合性很强的交叉学科技术,其中包含了自动化技术、人工智能技术以及机械制造技术等等。通过对这些先进技术的交叉运用,可以形成一种统一的智能化系统。而人工智能技术的有效运用,可以将专家参与的工序由机械智能来完成。比如,在机械制造中,人们根据具体的制造情况,生产出了机器人,同时,还在机器人中安装了人工智能系统,这样就可以让机器人来代替一些人工的操作。当然,在此过程中,智能机械制造还可以及时发现其中存在的问题,并采取有效措施加以解决。
3.3柔性自动化的应用
在机械制造中,柔性自动化主要是针对外界因素的产异性,作出相对性的适应能力。在不断变化与发展的现代竞争市场中,任何企业都应该学会根据市场的变化,作出相应的决策,而机械制造企业也不例外。柔性自动化在机械制造中的应用主要体现在为企业决策的制定提供必要的依据。比如,在机械设备与装置的制造过程中,一旦客户的需求发生变化,就可以利用柔性自动化技术提高其制造的应变能力,从而满足不同客户的生产需要。同时,它还可以有效提高产品的质量与效率,为系统的可靠性提供保障。
3.4虚拟化的应用
对于虚拟制造技术而言,它也是一种包含多种学科内容的综合技术,比如计算机图形学、人工智能、机械制造工艺以及多媒体技术等等。虚拟化的应用是建立在一定的仿真与模拟技术的基础之上。比如,在机械设备与装置的制造过程中,可以利用虚拟化技术,对一些可能出现的故障与问题进行仿真与模仿研究,防止类似问题的出现,从而达到机械产品制造成功的目的,这样就可以有效降低生产成本,缩短生产周期,进而提高产品的质量与效率,为机械制造带来更多的社会经济效益。
总之,要想大力发展我国的机械制造工程的自动化技术,就要不断地分析自身存在的问题,充分认识机械自动化的发展方向;加强机械自动化技术的发展力度;合理地使用机械自动化技术;注重自动化技术的发展趋势及前景。要充分利用自动化技术,实现机械化与自动化的充分集成,就要不断利用教育、管理和技术来促进机械自动化的发展。■
关键词:机械自动化;机械制造;实践与应用
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0106-02
随着自动化技术的普遍应用,机械制造业中的自动化技术可以有效提高产品生产效率和产品质量,因此,自动化技术的水平的发展直接影响着机械制造行业。现如今,我国的机械制造水平尚处于起步阶段,与发达国家还存在一定差距,因此,提升机械自动化技术水平尤为重要。
1 机械自动化技术的发展
20世纪20年代左右,我国已经出现机械自动化技术,但是因为长期战乱,机械自动化技术的发展一直处于停滞状态。建国以后,由于科技基础差,我国机械制造业主要依赖西方制造业发达国家,导致国内机械自动化水平一直无法紧跟世界发展步伐。
直到改革开放之后,国家建设的巨大需求为自动化技术的推广提供了前所未有的机遇,与此同时,国家投入大量人力、物力进行科学研究事业,使得机械自动化技术快速发展。新世纪之后,伴随着现代计算机技术的推广应用,数控技术得以普及,但目前仅部分发达国家实现高度自动化生产,发展中国家的自动化生产技术尚不完全成熟,因此,我国的机械自动化技术的普及工作还需要大量时间来完成。
2 机械自动化技术在机械制造业中的实践
2.1 虚拟机械自动化技术
虚拟机械自动化是一种融合了仿真、现代信息、人工智能、多媒体、计算机图形、机械制造等技术形成的新型综合性技术,涉及多个领域的知识,比较复杂。在机械制造过程中,运用虚拟机械自动化技术可以对机械制造进行全程仿真,模拟生产过程,针对可能出现的问题提前作出判断并进行解决。这种技术的应用有效地提高了生产效率,并且极大地降低了研发成本,从而提高企业生产能力和竞争力。
2.2 智能化技术
智能化技术是指在生产过程中运用先进的计算机技术实现生产的智能化。在机械制造过程中通过计算机系统将制造技术、人工人能技术和自动化有机地结合在一起。由智能机械技术和专家组成一体化系统,对机械制造过程中发生的问题进行分析,并且提出相应的解决方案,这种一体化系统有效地减少了在生产中人力资源的投入。
随着科学技术的大力发展,各企业节约劳动力和提高生产效率变得尤为重要,因此大规模采用可以提高生产效率的智能化的生产管理技术是经济社会发展的必然要求,机械制造行业要有与时俱进的发展意识和摒弃落后发展方式的魄力,采用新型智能化技术,制定更加科学、完善的生产管理方案。
2.3 集成化应用
集成化应用类似于智能化技术,均通过现代计算机技术提高产品生产效率,而集成化应用技术偏重于对传统机械制造工艺的精简与优化,并完成进一步的集成化管理,是对传统制造技术的改进。
简而言之,集成化制造系统是将操作者由传统的人变成了电脑,通过电脑向机器发出指令,完成全部的生产过程,因此,集成化技术的应用使企业可以完成大规模制造,提高了生产效率。
2.4 数控技术的实践与应用
数控技术是通过编译好的计算机程序,预先设置好产品生产过程中的各项数据,然后操控机器制造,完成特定工作。数控技术包含计算机技术、光电技术、电子感应技术等多项现代科学技术,是自动控制、软件编程和机械制造结合的新型技术,同时,数控技术也是机械自动化开展的基础技术。
与传统的制造行业相比,数控技术的应用极大地提高企业生产效率,保证了产品质量,同时大大减少了生产时间和人力投入,降低生产成本。因此,数控技术对于企业批量生产、高规格和高要求的产品来说是非常实用的。
2.5 柔性自动化应用
机械自动化技术的应用离不开熟练的、灵活的柔性自动化技术的辅助工作。通过柔性自动化技术,企业可以方便地对生产过程中的不同问题做出迅速反应并且积累经验,为之后的产品生产提供便利。
另外,柔性自动化技术的发展也可以从侧面影响机械自动化技术,使自动化技术向着更全面、更优化、更实用方向发展,因此发展柔性自动化技术是非常重要的。
3 机械自动化技术发展趋势
3.1 网络化制造
网络虚拟化制造技术的优势在于在虚拟环境下完成产品的建模与仿真,在产品进入投产之前对其进行全方位分析,完成各项改进,尽可能满足市场需求,有效地降低了残次品的出现,提高企业经济效益。
互联网技术如今已经渗透到生活中各个层面,不论从个人还是企业乃至国家的发展都离不开互联网技术带来的资源。网络化制造借助互联网设备形成虚拟环境,在虚拟的环境中对产品进行模拟生产,并完成一系列的评活动,减少初期产品研发的资源投入。
基于此,网络虚拟化制造技术对机械自动化技术发展的重要性不言而喻,现代机械制造业要将机械制造和计算机网络有机结合。
3.2 绿色化制造
生态保护是人类社会永恒的主题,在发展科学技术的同时要兼顾环境保护的问题,不能以牺牲生态环境为代价,因此,机械自动化技术的发展也要遵循绿色发展的要求,必须走绿色化发展之路。
首先,机械自动化发展要以节能减排为第一要义,促进企业发展有效的生产管理方案;其次,要运用绿色环保的生产方式,通过新型的、有效的、符合时代要求的技术促进制造产业升级。
另外,可以运用良性的市场竞争手段淘汰落后的技术和企业,减少对环境的破坏,提升整个制造行业水平。
4 结 语
我国机械自动化起步晚,发展时间较为短暂,一些方面的技术水平尚不能达到世界平均水准,机械自动化在机械制造行业中的应用还有广泛的提升空间。国家应以培养新型机械自动化人才为目标,培养出新型的有助于制造业升级的科技人才。人才的任用能更好地推动机械自动化发展。企业也应加大研发力度,提高自身核心竞争力。
我们要紧跟世界制造业发展的步伐,努力提高自身科研能力,使我国机械自动化技术进一步发展,进而推动国家进步。
参考文献:
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[2] 臧凯.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创新与应用,2014,(6).
[3] 孙峰.机械制造中机械自动化技术的应用及发展前景[J].电子制作,
1.1智能化应用
智能化应用是指通过各种现代先进技术,例如计算机网络技术、智能技术、编程技术等实现的具有高度智能化的应用,它是科学发展的必然。智能化应用于现代经济,要求抛弃原有的落后制造技术和理念,在市场经济条件下,充分考虑商品和人为因素,通过人性化的加工商品来理解和制造更加符合人们要求的加工方案。智能化在机械制造领域应用主要是指为全面提高机械性能,将自动化技术与人工智能技术完美结合,相互渗透融合而形成的综合制造技术。智能化制造技术不仅可以实现高度人性化的人工智能,还能够在制造加工过程中对专家和相关技术人员的思维活动和技能进行模仿,取代专家的思维方式。
1.2集成化应用
机械制造中的重要技术之一就是集成化技术,该技术主要通过信息技术实现机械制造的优化集成。在机械制造过程中,需要综合运用计算机网络技术、微电子技术、通讯技术等,各种技术之间相互关联、相互影响,在融合过程中,不可避免地将产生各种高新技术,例如现代社会常用的柔性制造技术等。为最大限度的促进高新技术的生产,必须要将各种现有各项技术进行集成,各种现有设备系统也要实现一定程度的整合,这有助于产生新的管理应用技术。机械自动化技术中的集成制造可以有效实现现代意义上的柔性生产变革,将人放在中心位置,保证产品生产质量和服务质量。
1.3虚拟化应用
现代机械制造技术将CAD、CAPP等制造工艺与计算机制图技术有机融合,这些技术极大的完善了传统人工制图技术,一方面降低了劳动力成本,另一方面也提供了制图质量和水平,在精准度和速度方面有质的提升。CAD技术不仅在作图速度方面有较大优势,并且在出现错误时可以及时修改。虚拟自动化可以利用计算机仿真技术对机械制造活动进行仿真,不仅缩短了生产周期,丰富了产品种类,并且有更高的能力应对日益复杂多变的市场需求。
1.4柔性自动化应用
柔性自动化技术在现代企业已经广为运用,该技术并没有完全依赖自动化,而是在柔性生产的前提下对信息系统进行完善,以实现利用计算机管理企业的目标,它在应对市场变化方面有较大优势。柔性自动化有效解决了大批量和小批量生产之间的问题,在保证生产效率和产品质量的前提下,能够根据市场灵活调整生产,保证供给和需求的有效平衡。柔性自动化在企业中的应用已经不断趋于成熟,也显示出了其应有的实用价值。
2机械自动化在机械制造中的应用前景
我国机械自动化起步较晚,发展和应用时间较为短暂,某些方面的技术水平还不成熟。与西方发达国家相比,仍有很大差距。同时这也表明我国机械自动化在机械制造行业中的应用仍有很大空间。科技就是生产力,人才是将科学技术转变为先进生产力的关键因素,因此,为更好的促进机械自动化发展,首先要加大培养机械自动化人才的力度,为该行业培养优秀的技术人才,在未来不断创新科技,开发出具有自主知识产权的产品,只有这样才能提高企业的核心竞争力,这同时也是我国机械自动化在机械制造中应用的主要方向。机械自动化技术将成为未来企业不可缺少的技术,是企业发展的必然,是引领企业走向科学、可持续发展道路的重要手段。该行业在新时期是最具发展潜力的朝阳行业,随着科学技术的不断进步,机械自动化也会迎来新的发展机遇。
3结语