浅谈自动化技术在机械制造中的应用

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  • 更新时间2018-08-16
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  摘要:机械制造过程非常复杂繁琐,通过自动化技术能够有效提高制造的品质,同时还能够有效提升机械制造的效率,有效提升企业的市场竞争力。结合自动化以及机械自动化技术进行了探讨,分析了当下机械制造中自动化技术的应用形式,并对自动化技术在机械制造中的发展前景进行了展望。


  关键词:机械制造;自动化技术;自动化;


  作者简介:张长虹(1967—),男,甘肃定西人,工程师,研究方向:机械设计与制造等。


  自动化技术能够帮助制造厂快速提高制造效率,并能够使制造品质更加优秀,大大缩短机械制造过程的生产时间,节约人力资源,使成本费用得到了有效的控制,有效提升企业在市场中的竞争力,使企业的效益快速提高,同时使工作环境也得到明显改善。


  1自动化与机械自动化技术


  自动化可以说是动态发展的理念,其发展的过程主要呈现为动态的特点。以往,人们多认为自动化主要是指用机械来替代人工进行操作,并且不需要进行人工干预就能够完成需要处理的所有事项。但伴随着科学技术的快速发展,电子技术日新月异的更新,计算机技术也有了突飞猛进的发展,人们对自动化的认识也随之出现了改变,有了更深的认识,认为通过机械来代替人工进行体力作业,并能够在一部分的工作上取代人脑进行作业。


  在对自动化进行定义时,应当从三方面来进行认识:


  一是,取代人工劳力运作或者非辅助部分,取代人脑活动,进而成功将机械制造过程中人工操作部分与机械运作有机统一,使机械制造系统运行更加顺利、管理更加方便。


  二是,在机械设备的功能上,自动化设备能够在部分环节上实现完全取代劳动力和脑力劳动,并最大程度化地实现机械设备系统的完全自动化,使机械制造过程更加流程化。


  三是,在自动化运行上,涉及到机械制造自动化,需要使生产过程更加具体化,包括产品在整个生产过程的生命周期。


  当机械制造以及生产时,通过运用自动化技术,使制造过程能够更加连续化,并能够快速落实自动化审查,使大批量产品的生产过程,能够更加高效优质,这就称之为机械自动化[1]。在机械制造自动化较早时期主要是运用机械以及电气部件来有效实现机械制造自动化。到上个世纪60年代后期,计算机和控制技术的不断发展,计算机辅助设备等的出现。使信息化管理逐渐走入到了机械制造的过程中,进而形成了计算机集成制造系统。


  2自动化技术在机械制造中的应用


  在机械制造的实际操作中,对机械自动化生产的实际运用更加重视。随着机械制造自动化理论研究不断深入,自动化的目的也更加明确,使其更加适用于实际生产。为此,在实现机械制造的自动化进行研究时,主要是结合企业发展的需要,不断针对生产环节进行突破,使其更加符合企业的需要,并能够有效实现自动化,促进企业实现经济效益的目的,同时推进自动化技术的不断发展。


  就当下我国机械制造自动化技术的实际情况而言,自动化技术主要集中于投资少回报快的技术上。特别是我国在机械制造水平上正处在较为落后的情况,更加应当注重发展潜力大、成本费用较低,并且能够得到快速回报的自动化技术上,使企业的经济效益能够得到快速的回报。麻省理工大学在二十世纪所提出的LP精细生产模式,就能够有效实现低投入高回报的典型代表技术[2]。结合我国当前情况来看,机械制造企业运用的生产设备大多是通用设备,并且随着自动化机械制造过程的不断发展,不断对自动化生产设备进行改进,但均是围绕企业机械制造生产的实际需要来推进自动化设备的生产布局,并在重点关键环节进行制造设备的添置,同时,结合CAD\CAM技术、优秀的计算机队伍,通过计算机自动化技术对机械制造系统进行有效的整合,使自动化技术的优势能够得到了有效发挥,全面推进了我国机械制造自动化技术水平的不断上升。


  就当下我国在机械制造自动化的水平上来看,我国企业在自动化的发展上,主要还是依照循序渐进的方式来开展,重点发展具有现代化特色的机械自动化。当前情况而言,机械制造自动化技术主要是遵循由低级、简单到高级、复杂的发展过程,有效突加快了自动化管理品质的快速提升。在当前的机械制造行业中,大多数的企业基本上已经实现了自动化控制设备,在机械制造生产过程也逐渐实现了机械控制自动化、数字化以及智能化的发展。


  在实现了机械化和自动化生产的工厂中,运用单机自动化生产设施来实现生产线的自动化,并通过综合自动化设备来对生产线进行管理,进而能够更加有效控制生产,促使生产效率的快速提升,使机械制造自动化更加符合理想需要。例如:在汽车制造行业中自动化技术被广泛运用,使用PLC技术就已经达到了覆盖率的90%以上;变频器技术在汽车制造过程中几乎涉及到了所有调速和软启动过程,并基本上取代了机械变速;机器人技术也逐渐进入到制造过程中,不少制造企业成立了机械人课题组来推进自动化技术;在机械制造行业中IT技术更是基本覆盖了办公以及物流等各个环节,在对产品进行品质采集、装配防错以及设备故障管理等方面更是广泛运用,并成为了企业生产重要的支柱;大部分企业在生产过程中将识别系统和柔性生产融入到了其中,形成了基于识别技术和IT系统的柔性多品种混流生产;同时在制造变速器、发动机以及底盘等机械时,通过运用数控设备与加工中心,使其逐渐形成了柔性制造生产线,大大节约了成本,使产品得到了不断的更新换代。


  当前,我国在机械制造水平上相较于先进的制造水平还有着较大的差距。为此,大多数的企业并没有在生产过程中,将计算机完全应用到其中,对“高度自动化”的追求也稍有欠缺,并且针对制造过程中出现关键环节,也均是通过将低成本的自动化手段来进行改革实现自动化。随后在此基础上,通过不断积累自动化技术的经验,以及对设备的改进,来实现自动化生产,最终目的是:实现高度自动化的CIMS生产。


  随着我国在机械制造自动化的不断发展,技术水平的不断提高,部分企业尤其是劳动密集型企业,在机械自动化的生产、技术以及管理等方面上均有了很大的提高。


  因此,自动化设备应当逐渐向高级自动化、集成化发展,使机械制造自动化生产体系更加趋于成熟。


  3自动化技术在机械制造中的应用发展趋势


  当前,我国自动化在设备上、技术上以及管理方法上均有了非常明显的提升,通过逐渐的积累,我国在机械制造自动化技术的经验更加丰富,发展也日渐成熟,逐渐向集成化、虚拟化以及智能化方向发展。


  3.1高度集成化


  在二十一世纪机械制造自动化发展方向中,集成制造技术可以说是最为重要的方向,更是当下机械制造企业不断改革的生产模式[3]。将计算机组合应用作为基础,再通过有效的整合使生产制造系统能够作为一个整体来进行运作,通过多个分系统相互关联使其呈现为模块式的组合模式,自动化制造系统、自动化管理系统以及自动化信息系统均包含其中,同时信息集成程度高的制造系统则还将品质信息系统一并包含。


  3.2智能化


  伴随计算机的日渐发达,覆盖率的全面化,智能技术也随之越来越强,人机一体化机械制造设备也随之走入到了机械制造企业中来,通过智能化的制造系统使进行生产,实现了人机相互活动的智能化,例如:在工艺构想与设计时,以及逻辑推理以及分析判断等形式。机械智能化为人机提供了一个非常好的环境,这是智能化中非常重要的特点,在进行制造生产时,通过有效的人机交流与互动,不仅能够有效提高自动化,并且通过集合模块化的组合模式,能够更好地提高机械自动化系统的实用性和协调性。


  3.3虚拟化


  虚拟化主要是结合控制理论以及计算机技术等更多非常现代化的高端技术,使机械产品在设计和生产的过程中,能够实现完全模拟,在进行实际的生产时,通过将产品完全的模拟,进而提高生产的效率和品质。例如:结合计算机仿真技术以及信息控制技术,在进行机械制造时,实际操作过程被完全的模拟,进而有效发现生产中隐存的问题,再通过有效的措施有针对性地解决,使机械制造产品品质更好,效率更高。通过虚拟化能够大大节约成本费用,提高产品生产周期,促使市场竞争力不断上升。