淺談自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用

郝衛(wèi)

摘 要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)在一個國家的地位顯得最為重要。在機械工程領(lǐng)域，自動化設(shè)計已成為不可缺少的重要環(huán)節(jié)，自動化技術(shù)可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率等。本文結(jié)合自動化在機械加工和機械制造中的作用來分析自動化在機械工程中的應(yīng)用，闡述了自動化技術(shù)的發(fā)展方向和發(fā)展目標。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；機械工程；機械加工；機械制造

1. 前言

自動化技術(shù)是機械加工技術(shù)中先進的技術(shù)之一，自動化技術(shù)是一項綜合性技術(shù)，與計算機技術(shù)、液壓氣壓技術(shù)、控制論、系統(tǒng)工程、信息論、自動控制等關(guān)系十分密切，其中控制理論與計算機技術(shù)最為重要。自動化普遍用于國防、科技、醫(yī)療、軍事、科研、運輸、服務(wù)和家庭等方面。將自動化技術(shù)應(yīng)用于機械工程中，可以快速地提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，提高企業(yè)的效益和競爭力。自動化技術(shù)也是衡量一個國家的工業(yè)發(fā)展水平和綜合國力的體現(xiàn)。自動化技術(shù)不但能代替工人的體力勞動、少量腦力勞動和危險或惡劣的環(huán)境，而且還能提高生產(chǎn)效率，擴展人的器官功能，增強人類改造世界的能力。自動化技術(shù)的發(fā)展，要以實際需求為原則，生產(chǎn)人們需要的產(chǎn)品和工業(yè)上超精密儀器的需求。因此，通過分析研究自動化技術(shù)在機械加工中的作用，可以更好地把握自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用[1-6]。自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢基本為：一、機電一體化，包括計算機、傳感器、動力源等；二、機械功能多元化，即為滿足市場需求，工商業(yè)產(chǎn)品已趨于多元化、彈性化；三、結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化；四、控制智能化；五、結(jié)構(gòu)運動高精度化。

2. 自動化技術(shù)

自動化的發(fā)展過程主要呈現(xiàn)為動態(tài)的特點。一直以來，自動化技術(shù)留給人們的印象就是機器替代人工進行操作，且不需要人們的參與就能完成需要做的工作。但伴隨著人工智能和電子科技技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人們對自動化技術(shù)也有了新的認識，即在之前的認識基礎(chǔ)上，定義為自動化技術(shù)可以在部分工作上代替人類大腦活動。以下可從三個方面來進行理解：

一：代替人工操作或者輔助工人操作，取代大腦主觀意識，使得人工與機械加工有機的結(jié)合，縮短加工時間，提高加工效率；

二：將自動化技術(shù)用于機械設(shè)備上，可以最大程度的加快機械設(shè)備的整體自動化；

三：自動化加工過程中，需要將加工過程簡單化和具體化；

3. 自動化技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用

自動化技術(shù)在機械制造中的組成：（1）控制單元。其主要是對單元的制定和動作的調(diào)節(jié)，能夠保障控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（2）制定單元。即對傳出的數(shù)據(jù)加以分析，從而制定出相應(yīng)的動作信號，是系統(tǒng)的核心組成部分；（3）傳感單元。對加工的參數(shù)進行監(jiān)測；（4）作用單元。定位和施加能量；（5）程序單元。對要做的工作和程序給以指定的部位。機械加工中的自動化技術(shù)可以概況為以下幾點。

3.1.信息的自動化

即對輔助設(shè)計、工藝輔助設(shè)計和輔助制造等信息的自動化。

3.2.物資運輸和調(diào)配的自動化

在加工中需要的材料，通過自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物資的自動化運輸。

3.3.生產(chǎn)自動化和裝配自動化

自動化技術(shù)能在產(chǎn)品加工過程進行自動化控制，且對機械組件的裝卸也能進行自動化控制，只要機械組件裝卸系統(tǒng)不出現(xiàn)問題，將會自動化、循環(huán)運行，有效的降低誤差，提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量。零件加工完成后，可通過計算機將裝配流程植入到數(shù)控設(shè)備中，進行安裝、調(diào)試和驗收等。

4.機械加工中自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1.虛擬化技術(shù)

該技術(shù)以計算機和控制理論技術(shù)為基礎(chǔ)應(yīng)用于機械加工中，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品整個流程的模擬。在實際應(yīng)用中，為了有效提高產(chǎn)品的設(shè)計和質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，可采用虛擬化技術(shù)。例如：可將信息技術(shù)和計算機模擬技術(shù)用于加工的過程，實現(xiàn)了對整個過程的模擬，可以很及時地發(fā)現(xiàn)問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4.2.柔性化技術(shù)

為了能夠保證產(chǎn)品更加適應(yīng)實際需求，柔性化技術(shù)能夠根據(jù)外界反射力的不同做出調(diào)整。如今，用戶對產(chǎn)品的類型、功能、結(jié)構(gòu)及質(zhì)量等的需求各不相同，因此就需要對產(chǎn)品進行調(diào)整。該技術(shù)能夠很好地解決上述存在的問題，通過人機交換界面，可以滿足不同用戶的各種需求，同時還可以建立產(chǎn)品的信息系統(tǒng)。柔化制造的趨勢就是敏捷制造，它的優(yōu)點表現(xiàn)在：能夠制造所需的產(chǎn)品，提高企業(yè)的硬編能力；利用自動的信息化系統(tǒng)對整個加工過程進行監(jiān)測，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。

4.3.集成化技術(shù)

指在機械加工中技術(shù)功能和經(jīng)營的合成。將這一技術(shù)應(yīng)用于加工過程中，能實現(xiàn)對過程的監(jiān)控和優(yōu)化，將企業(yè)的管理集成一體，提高了企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。該技術(shù)的應(yīng)用，將數(shù)控加工和信息系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)、計算機輔助設(shè)計等技術(shù)融合在一起。

4.4.智能化技術(shù)

智能化技術(shù)能夠避免機械加工中復(fù)雜的產(chǎn)品動力學問題，可以避開建模的過程，從而降低了外部因素的干擾，提高了自動化系統(tǒng)的準確度。與此同時，智能化技術(shù)還可以對加工過程進行檢測，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)。

5. 結(jié)語及展望

本文通過將自動化技術(shù)應(yīng)用于機械加工和機械制造，從而了解到自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用：自動化技術(shù)促進了機械工程的發(fā)展，提高了機械產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，為超精密儀器的研發(fā)提供了有力的幫助。將自動化技術(shù)用于機械工程已成為現(xiàn)代科學發(fā)展的必由之路，國家的發(fā)展離不開機械的研發(fā)，而自動化的發(fā)展是其必要條件。通過完成全面的自動化技術(shù)推廣，可實現(xiàn)機械制造的自動化，進而提高我國的工業(yè)水平。

近年來，隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，人工智能再次被各國爭相研究，我們寄希望于將自動化技術(shù)用于人工智能的研究和無人機等的研究中，確保國家制造業(yè)的高水平發(fā)展。提高勞動生產(chǎn)力，為國人的幸福謀福利。

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