機(jī)械制造過程的自動化控制方法分析

周前峰

摘要：機(jī)械自動化是機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是機(jī)械制造信息化建設(shè)的必然結(jié)果，相關(guān)人員在將機(jī)械制造和自動化技術(shù)以及相關(guān)的控制方法結(jié)合在一起時，應(yīng)首先對機(jī)械自動化技術(shù)的內(nèi)涵和概念進(jìn)行了解，然后基于其優(yōu)勢，對機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用特點進(jìn)行研究，對機(jī)械制造中的自動化控制方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造；自動化；控制方法

現(xiàn)代的機(jī)械制造同時具備了機(jī)械化和信息化特點與優(yōu)勢，機(jī)械化方面的揚長避短，使得機(jī)械制造更加靈活，而信息化方面的優(yōu)勢則使機(jī)械制造水平更高。信息化下的機(jī)械制造智能化、自動化以及集成化程度更高，這會使機(jī)械零部件更加精細(xì)。在機(jī)械制造信息化建設(shè)中，自動化控制技術(shù)得到了發(fā)展。該技術(shù)可對機(jī)械制造過程進(jìn)行控制，使相關(guān)的機(jī)械制造信息都得到有效分析、處理，使產(chǎn)品生產(chǎn)效率也提高。

一、機(jī)械自動化技術(shù)概述

機(jī)械自動化技術(shù)是信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)等多種高科技與傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)相互集成的綜合性技術(shù)，該技術(shù)可以應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)制造的所有流程環(huán)節(jié)中，這意味著所有操作都是在實時監(jiān)測、控制中完成的，在不斷消除機(jī)械制造影響因素的同時，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、分析以及處理中，機(jī)械生產(chǎn)的整個流程也變得到了優(yōu)化與改善，這可有效規(guī)避多種生產(chǎn)風(fēng)險。傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)量以及生產(chǎn)類型有限，在結(jié)合自動化技術(shù)后，相關(guān)的制造裝置可以生產(chǎn)出批量更多，種類更多的產(chǎn)品。現(xiàn)時代機(jī)械自動化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展正處于方興未艾階段，其還有很多需要深入挖掘的點，相關(guān)人員應(yīng)對兩者繼續(xù)研究，以使機(jī)械生產(chǎn)制造實現(xiàn)完全自動化，使自動化技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用優(yōu)勢更加顯著。

二、機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的應(yīng)用

（一）智能化的應(yīng)用

多種先進(jìn)技術(shù)的集成決定了機(jī)械自動化控制的智能化特點，這使整個機(jī)械制造行業(yè)都得到了進(jìn)步與發(fā)展。在智能化要求下，相關(guān)人員在利用機(jī)械制造技術(shù)時，需要對自動化以及智能化控制下的機(jī)械制造理念進(jìn)行更新，并使所有的制造生產(chǎn)人員都接受此觀念，這些觀念還應(yīng)被徹底執(zhí)行到機(jī)械制造生產(chǎn)每個流程環(huán)節(jié)中[1]。智能化不僅指技術(shù)上的高超，還指產(chǎn)品符合人性化要求，這也逐漸變成機(jī)械制造成品的基本要求，這與市場基本導(dǎo)向是直接相關(guān)的。對機(jī)械制造自動控制中的智能化進(jìn)行具體分析，可看成將人工智能技術(shù)、要求與自動化控制方法的集成，這可使機(jī)械性能更加滿足人們需求，在這機(jī)械性能中，滲透著人工智能。相關(guān)的工作人員在利用自動化控制技術(shù)控制機(jī)械制造過程時，其本身對人工智能技術(shù)和自動化技術(shù)等的利用將會更加嫻熟。優(yōu)秀的員工加上智能化自動控制技術(shù)，會制造出更優(yōu)質(zhì)的機(jī)械制造產(chǎn)品。

（二）虛擬自動化的應(yīng)用

機(jī)械制造需要依賴相關(guān)的機(jī)械圖紙，在信息化條件下，多種繪圖軟件被引入到機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計中，CAD軟件是應(yīng)用較廣泛的軟件，該軟件利用計算機(jī)繪制出二維或三維機(jī)械產(chǎn)品，從而使圖紙的參考價值更大。計算機(jī)軟件的應(yīng)用可使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計快速完成，快速出圖，出現(xiàn)的設(shè)計變更也可在軟件原圖中得到有效修改。CAD軟件中體現(xiàn)的是虛擬自動化技術(shù)，這種技術(shù)使機(jī)械制圖仿真能力增強(qiáng)，也使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計實現(xiàn)多元化特點，這意味著機(jī)械產(chǎn)品種類會增多。在這種虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用下，設(shè)計變更會顯而易見，機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)中的故障會減少。

（三）柔性自動化的應(yīng)用

機(jī)械制造生產(chǎn)工藝應(yīng)與時俱進(jìn)，滿足市場需求和用戶的高要求，要達(dá)到此目的，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)源源不斷引入高科技，使機(jī)械制造煥發(fā)新生機(jī)，重新具備應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力。柔性自動化技術(shù)便可很好體現(xiàn)這一點，這種技術(shù)為機(jī)械生產(chǎn)制造產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供了支持，所以產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與種類的調(diào)節(jié)能力才能跟上市場的變遷[2]。柔性自動化技術(shù)在機(jī)械制造過程中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在人機(jī)界面優(yōu)化完善中，這會使工作人員對機(jī)械生產(chǎn)操控能力增強(qiáng)，使信息系統(tǒng)更加健全，最終可擴(kuò)展到企業(yè)管理等方面。在信息系統(tǒng)完善健全中，工作人員擁有操控信息能力。工作人員可對信息系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，將其作為市場信息獲取渠道，相關(guān)的計算機(jī)設(shè)備會對這些共享信息進(jìn)行分析處理，獲得的結(jié)論最終會成為市場需求分析定論。所以柔性自動化的應(yīng)用，可以使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和企業(yè)更加適應(yīng)于市場的變化。

（四）集成化的應(yīng)用

多種高科技的集成可以使機(jī)械產(chǎn)品的性能更加綜合，這種集成化在機(jī)械生產(chǎn)制造中可以得到更深刻的解釋，即使機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計環(huán)節(jié)、決策判斷環(huán)節(jié)以及管理等過程產(chǎn)生的信息得到智能分析，使機(jī)械生產(chǎn)制造過程監(jiān)測以及檢測、檢修能力加強(qiáng)，比較關(guān)鍵的是這些能力發(fā)揮全靠計算機(jī)設(shè)備級相關(guān)的軟件技術(shù)，人工雖然可以干預(yù)，但在集成化發(fā)展中，這種干預(yù)會越來越少，信息技術(shù)發(fā)布的指令將會對機(jī)械制造生產(chǎn)形成全面控制。在這種集成化控制下，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)可打破生產(chǎn)限制和生產(chǎn)規(guī)模限制，使資源浪費現(xiàn)象減少，使企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模增加。

（五）敏捷化的應(yīng)用

自動化技術(shù)的應(yīng)用可以使機(jī)械制造多種環(huán)節(jié)更加靈活、敏捷，這種敏捷化應(yīng)用不僅可以使機(jī)械產(chǎn)品制造效率提高，還可以使信息集成延伸為企業(yè)集成。這意味著機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和企業(yè)都會得到良好發(fā)展，而這會與機(jī)械自動化形成良好的相輔相成關(guān)系，所以敏捷化的應(yīng)用也會促進(jìn)機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展。

三、機(jī)械制造過程的自動化控制方法

自動化控制方法應(yīng)用在機(jī)械制造流程中，會使機(jī)械設(shè)備以及設(shè)備操作、原材料控制力度加強(qiáng)。在這種作用模式下，相關(guān)人員可通過人機(jī)界面，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用程序進(jìn)行更改，機(jī)械生產(chǎn)流程中的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也會隨之作出反應(yīng)，自動投入到下一種產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中?；诖藘?yōu)勢，相關(guān)人員還應(yīng)將這種控制方法應(yīng)用到以下方面中。

（一）質(zhì)量檢驗

自動化技術(shù)可對材料質(zhì)量、設(shè)備性能以及產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢驗控制，相關(guān)人員可從以下兩方面入手，對質(zhì)量檢驗中的自動控制方法進(jìn)行研究。其一聚類分析。機(jī)械制造過程中應(yīng)用的設(shè)備運行對應(yīng)著相關(guān)的定量分析數(shù)據(jù)，相關(guān)人員可采集正常狀態(tài)下的原始數(shù)據(jù)，作為異常數(shù)據(jù)的對照，這些異常數(shù)據(jù)最終會顯示在監(jiān)測器中，相關(guān)人員可對異常數(shù)據(jù)對應(yīng)的設(shè)備局部進(jìn)行檢查，該局部便是故障部分，所以相關(guān)人員完全可以用數(shù)據(jù)來檢驗設(shè)備的運行狀態(tài)[3]。數(shù)據(jù)分析有多種模式，聚類分析是比較有效的方法之一，相關(guān)人員可將機(jī)械制造生產(chǎn)中的多種工藝參數(shù)作為聚類為分析對象，通過分析結(jié)果預(yù)測設(shè)備運行過程中的故障或質(zhì)量隱患，預(yù)測結(jié)果將會對故障檢驗和解決等具有重大參考價值。

其二非參數(shù)檢驗。這種檢驗方式對運行參數(shù)種類和類型沒有作限制要求，且其對所有參數(shù)的兼容性比較強(qiáng)，所有參數(shù)都要參與測算，相關(guān)人員在利用該檢驗方式時，應(yīng)做好所有參數(shù)的統(tǒng)計收集工作，并對其建立相關(guān)的計算系統(tǒng)。在組織機(jī)械制造參數(shù)時，會遇到很多非參數(shù)，這些非參數(shù)也要接受檢驗，但其與計算系統(tǒng)不適應(yīng)，所以相關(guān)人員不能將其作為機(jī)械控制管理的參考依據(jù)。這些非參數(shù)也代表了很多機(jī)械制造生產(chǎn)信息，為了使信息資源得到有效利用，相關(guān)人員還要對其價值進(jìn)行測評，從中篩選出測評價值較大的信息，將其應(yīng)用在質(zhì)量檢測中。非參數(shù)控制分析對象并非為所有參數(shù)，其會對總體參數(shù)分布情況進(jìn)行調(diào)整，使相關(guān)的需求在得到滿足，弱化這種架設(shè)需求，即使需求設(shè)定數(shù)值出現(xiàn)錯誤，其最終對機(jī)械制造環(huán)節(jié)造成的影響也會降至最低。這種檢驗方法有好多種，F(xiàn)riedman檢驗、Cochran檢驗等，相關(guān)人員還要從中選擇最佳檢驗方法，以使自動化控制在質(zhì)量檢驗中的應(yīng)用優(yōu)勢更加顯著[4]。

（二）生產(chǎn)加工控制

機(jī)械生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)需要絕對的自控，任何的失控事項都有可能造成生產(chǎn)偏差，這種偏差最終表現(xiàn)在機(jī)械零部件尺寸精度等方面。相關(guān)人員要利用自動化技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，使相關(guān)的程序以及設(shè)備本身不會出現(xiàn)錯誤，使所有的矛盾環(huán)節(jié)都不會出現(xiàn)，使整個生產(chǎn)流程都更加健全完善順暢。自動化技術(shù)要對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)督和管理，使設(shè)備故障和生產(chǎn)障礙能被提前發(fā)現(xiàn)，提前修復(fù)。自動化技術(shù)下的生產(chǎn)環(huán)節(jié)克服障礙的能力也會提升，這會使生產(chǎn)環(huán)節(jié)受到數(shù)據(jù)變化影響減小。在設(shè)備應(yīng)用自動化控制技術(shù)的所有環(huán)節(jié)中，可加入人工干預(yù)，這里的人工干預(yù)主要指生產(chǎn)運行狀態(tài)的檢查監(jiān)督工作，相關(guān)人員可將設(shè)備運行數(shù)據(jù)作為重點監(jiān)察對象，在出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，相關(guān)人員還要做好標(biāo)記，并作出妥善處理。在自動化控制下，相關(guān)人員還可應(yīng)用其對產(chǎn)品種類更換環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，產(chǎn)品生產(chǎn)種類的更換主要以程序替換為主，相關(guān)人員在編程時，還應(yīng)遵循產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)范，使程序運行更加自如，使檢測管理中的自動化加工生產(chǎn)要素產(chǎn)生的影響降至最低。

（三）統(tǒng)計過程控制

機(jī)械制造中的自動化控制方法還可表現(xiàn)在統(tǒng)計過程控制中，控制對象為各種運行數(shù)據(jù)，這些運行數(shù)據(jù)代表著設(shè)備及生產(chǎn)制造所有過程的真實情況，也代表著設(shè)備本身的狀態(tài)[5]。統(tǒng)計的數(shù)據(jù)經(jīng)常被作為設(shè)備故障檢修參考?；诖耍嚓P(guān)人員可將統(tǒng)計控制過程作為機(jī)械自動化控制的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，在執(zhí)行統(tǒng)計控制工作時，相關(guān)人員還要參考質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)運行中的控制數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)作為輔助數(shù)據(jù)，要對機(jī)械生產(chǎn)制造過程的監(jiān)督控制起到輔助作用。

為了獲得更加全面、完善的信息，尤其是設(shè)備運行故障方面的信息，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)還要及時引入相關(guān)的儀器設(shè)備，如檢修儀器以及監(jiān)測裝置等，相關(guān)人員要將這些反映異常數(shù)據(jù)的裝置與機(jī)械制造流程中的設(shè)備建立聯(lián)系，在連接中，前者可隨時采集后者的運行數(shù)據(jù)，運行數(shù)據(jù)異常，在前者預(yù)警范圍內(nèi)，前者中的預(yù)警系統(tǒng)會發(fā)揮用武之地，使機(jī)械生產(chǎn)檢修實現(xiàn)自動化。統(tǒng)計過程控制實際上是通過數(shù)據(jù)分析來控制生產(chǎn)過程，所以相關(guān)人員要將數(shù)據(jù)處理的一系列工作列為重點內(nèi)容。統(tǒng)計過程控制中的相關(guān)人員還要和專業(yè)人員做好交流溝通聯(lián)系，以使設(shè)備故障檢修得到準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)支持，如此設(shè)備檢修方案會更加有效。在自動化控制工作中，針對統(tǒng)計工作，相關(guān)人員可以建立專門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)和工程模型，并將兩者聯(lián)系起來，使相關(guān)人員能通過前者建立對應(yīng)的后者，后者為數(shù)學(xué)模型，其可對運行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗，即使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，也能被有效檢測出來。

（四）故障控制

前三者中的自動化控制方法和故障控制有直接或間接關(guān)系，由此可見故障控制的重要性，以及自動化控制在故障檢測中的優(yōu)勢。故障控制主要通過預(yù)防和應(yīng)以檢修完成。這兩方面都會應(yīng)用到自動化技術(shù)，前者主要通過采集的數(shù)據(jù)完成預(yù)防方案的制定工作，后者主要通過監(jiān)測故障信息，來獲得故障的具體事項，以第一時間通知維修人員，達(dá)到及時檢修故障設(shè)備的目的。

結(jié)語

機(jī)械制造過程中的自動化控制方法可消除機(jī)械制造影響因素，使其不會對機(jī)械零部件生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響，也可以使機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)得到保證。另外自動化控制方法還可應(yīng)用在故障控制、質(zhì)量控制以及生產(chǎn)、統(tǒng)計控制中。相關(guān)人員還要對機(jī)械自動化技術(shù)進(jìn)行深度研究，以使其自動化控制優(yōu)勢得到顯著提高，如此機(jī)械制造技術(shù)才能滿足日益變化的生產(chǎn)要求，使機(jī)械產(chǎn)品更加精細(xì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐維彬.略談自動化控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].智能城市，2018，4（12）：150-151

[2]李棟，劉斌.機(jī)械加工制造中自動化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（10）：214-215

[3]謝書凝.探究機(jī)械制造與自動化發(fā)展[J].中國高新區(qū)，2018（02）：161

[4]翟維維，韓宜珂.機(jī)械制造過程的自動化控制方法[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017（04）：235

[5]杜曉宇.機(jī)械制造過程中自動化控制方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（33）：116