機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的使用與研究

唐訓(xùn)培

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域。機(jī)電工程自動(dòng)化技術(shù)在工程機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，對(duì)我國(guó)工程機(jī)械成形工藝的發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用。本論文通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的深入研究與探討，探討了其在工程機(jī)械成形生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。有關(guān)工程設(shè)備的質(zhì)量與生產(chǎn)水平，將會(huì)對(duì)我國(guó)施工行業(yè)整體的工作質(zhì)量和工作水平有明顯的提高作用，這將直接關(guān)系到我國(guó)相關(guān)行業(yè)的整體完工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)及制造；應(yīng)用

1 前言

機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化是以現(xiàn)代科技為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造等現(xiàn)代科技相結(jié)合，將自動(dòng)化、電子等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)各種設(shè)計(jì)技術(shù)的相互融合，從而提高機(jī)械制造的自動(dòng)化水平，大大縮短了生產(chǎn)的時(shí)間，從而使整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程更加的一體化、智能化、信息化。

2工程機(jī)械成型制造行業(yè)和機(jī)電工程自動(dòng)化領(lǐng)域的簡(jiǎn)單描述

近些年來(lái)，各行業(yè)與國(guó)際間的貿(mào)易往來(lái)越來(lái)越頻繁，促進(jìn)了我國(guó)各方面的科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，這些高新技術(shù)大部分都被迅速應(yīng)用到了生產(chǎn)中。隨著技術(shù)的不斷更新，整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)力和工作效率都得到了極大的提高，為國(guó)內(nèi)的工業(yè)發(fā)展提供了有力的支撐。尤其是在機(jī)械成形工藝方面，采用先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，逐漸取代了傳統(tǒng)的以手工操作為主的機(jī)械成形工藝和傳統(tǒng)的電氣化工藝。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展與革新，我國(guó)已全面進(jìn)入了機(jī)電一體化的發(fā)展階段。但目前我國(guó)的機(jī)械加工成形產(chǎn)品質(zhì)量與世界領(lǐng)先的行業(yè)企業(yè)仍有較大差距。雖然我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)取得了很大的飛躍，但是由于現(xiàn)代化的時(shí)間比較短，加上過(guò)去的一些原因，因此，整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況還存在一些問(wèn)題：工業(yè)化程度不夠；相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率低下；生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量與其他國(guó)家的先進(jìn)企業(yè)相比還有相對(duì)明顯的距離。

3工程機(jī)械成型制造模式和機(jī)電工程自動(dòng)化運(yùn)作的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值

所謂機(jī)械自動(dòng)化，就是將機(jī)械化與自動(dòng)化相結(jié)合，機(jī)械化就是用機(jī)械代替人工，而自動(dòng)化則是通過(guò)設(shè)置一個(gè)程序，通過(guò)控制機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。換句話說(shuō)，就是在生產(chǎn)的時(shí)候，只要有一個(gè)指令，其他的都可以通過(guò)機(jī)器來(lái)完成，這就是在不斷的摸索中所創(chuàng)造出來(lái)的一種新技術(shù)。在現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的相關(guān)項(xiàng)目中，與之配套的設(shè)備往往被稱為工程設(shè)備，而工程機(jī)械的成型制造工藝則是指通過(guò)不同的加工設(shè)備，對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃、加工。

3.1自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用降低了資源成本

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中，通常是一種“野蠻”的行業(yè)，在生產(chǎn)實(shí)踐中會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，這種高成本的機(jī)械設(shè)計(jì)必然會(huì)影響到企業(yè)的發(fā)展。而將自動(dòng)化技術(shù)引入到機(jī)器制造中，可以極大地提高生產(chǎn)的精確度，同時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)也會(huì)對(duì)廢品進(jìn)行合理地再利用，從而減少成本，提高企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)打破了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，讓每一個(gè)環(huán)節(jié)都得到了最好的體現(xiàn)，提高了原材料和機(jī)器的匹配度，從而降低了消耗，降低了資源的消耗。

3.2自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提高了企業(yè)生產(chǎn)效率

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的加快，對(duì)機(jī)械制造的需求日益增加，傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式已變得十分落后，已不能滿足新的發(fā)展趨勢(shì)，也不利于企業(yè)的發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面，自動(dòng)化技術(shù)可以使生產(chǎn)效率、智能化、質(zhì)量改善、核心競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)份額得到提升。

4機(jī)電工程自動(dòng)化解決方案與工程機(jī)械加工成型過(guò)程相結(jié)合的必然原因

從某種意義上來(lái)說(shuō)，一個(gè)國(guó)家的科技水平和機(jī)械制造水平有著密切的關(guān)系。目前，我國(guó)的建筑行業(yè)已經(jīng)逐漸向機(jī)械化方向發(fā)展，但與國(guó)外的先進(jìn)水平相比，我國(guó)的工程機(jī)械制造業(yè)還是存在著一定的差距，這種情況下，整個(gè)行業(yè)的發(fā)展都受到了極大的限制，尤其是在建筑業(yè)的飛速發(fā)展中，更是如此。機(jī)電工程自動(dòng)化系統(tǒng)是指在不受操作人員干擾的情況下，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的安全程序或設(shè)備操作的相關(guān)指令，操作該設(shè)備的相關(guān)操作。從上述的調(diào)查可以看出，機(jī)電工程的自動(dòng)化方案在各類工程設(shè)備的應(yīng)用中扮演著關(guān)鍵的角色，它包括了整個(gè)項(xiàng)目的成形、完善以及在實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)用。

5機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)概述及在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1智能化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化也得到了廣泛的應(yīng)用，其中將計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，形成了智能化、一體化的制造裝備。機(jī)械制造技術(shù)的智能化主要包括機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、人工智能技術(shù)等，這些技術(shù)相互融合、互相影響、互相制約，最終形成了機(jī)械制造系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是以人工智能為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用到各個(gè)方面，讓其發(fā)揮出最大的作用，除此之外，人工智能還具備了一項(xiàng)重要的作用，那就是可以在最短的時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械制造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并給出相應(yīng)的解決辦法。

5.2集成自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

集成自動(dòng)化技術(shù)是將計(jì)算機(jī)、電子、 NC等技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的一種綜合性的生產(chǎn)技術(shù)與生產(chǎn)活動(dòng)。尤其是采用一體化的自動(dòng)化技術(shù)，將生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與技術(shù)功能有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅可以將“量變”變成“質(zhì)變”，也可以將有限的生產(chǎn)資源進(jìn)行有效的整合，而且還可以通過(guò)電腦的輔助功能，對(duì)整個(gè)工程機(jī)械的生產(chǎn)進(jìn)行全面的管理，以達(dá)到對(duì)生產(chǎn)單位的決策和指導(dǎo)，同時(shí)也能確保公司的發(fā)展模式能夠適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需要，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

5.3柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

FAV是以CNC技術(shù)為核心，與其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，形成一套完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，柔性自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)的管理方式相區(qū)別，它可以深入到工程機(jī)械的全流程，大大提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器加工的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而改善產(chǎn)品的質(zhì)量?；谶@一思想，F(xiàn)AE技術(shù)著眼于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)機(jī)械制造過(guò)程的自動(dòng)控制進(jìn)行干預(yù)，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)規(guī)模和規(guī)格的合理控制，有利于擴(kuò)大工程機(jī)械制造的規(guī)模和品種，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

5.4虛擬化模式在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將多媒體技術(shù)、人工智能和電子信息技術(shù)相結(jié)合，以達(dá)到機(jī)械制造模擬的目的。特別是在石油測(cè)試中，利用感應(yīng)器，建立了一個(gè)完全模擬的、視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的模擬環(huán)境，并與工作人員的交互作用，使員工的感覺(jué)與實(shí)際的狀態(tài)完全一致，從而可以對(duì)不合格的產(chǎn)品進(jìn)行分析，降低生產(chǎn)成本。雖然目前國(guó)內(nèi)的虛擬技術(shù)還處在起步階段，與國(guó)外的技術(shù)水平尚有一定差距，但這種虛擬仿真技術(shù)在自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展前景還是很廣闊的，有待國(guó)內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者們繼續(xù)深入的研究。

5.5優(yōu)化機(jī)械工程節(jié)能設(shè)計(jì)

節(jié)能是電力系統(tǒng)自動(dòng)化改造中亟待解決的問(wèn)題，只有將各種不同的能源理念有機(jī)地結(jié)合在一起，才能促進(jìn)機(jī)械化的發(fā)展。第一，要制訂出與實(shí)際應(yīng)用需求和運(yùn)行程序相適應(yīng)的策略，并依據(jù)相關(guān)專家的建議，對(duì)不同的線路、設(shè)備進(jìn)行能量分析，以制訂出一套合理的節(jié)電方案，保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第二，要重視技術(shù)的應(yīng)用，盡量利用環(huán)保設(shè)備，降低能源消耗。例如，采用低電阻變壓器，可以在一定程度上減少能量消耗，達(dá)到節(jié)能效果。第三，在每個(gè)生產(chǎn)階段都要進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，并在制定了相關(guān)的措施后，保證工作能夠有效地進(jìn)行[1]

5.6產(chǎn)品質(zhì)量得到保證

將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造當(dāng)中，使得生產(chǎn)的自動(dòng)化程度大大的提升。傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式效率相對(duì)較低，但是機(jī)械化的設(shè)計(jì)和制造可以確保產(chǎn)品的精確度，可以有效地控制產(chǎn)品的誤差，從而確保產(chǎn)品的質(zhì)量。并且節(jié)約了大量的人手，讓相關(guān)的員工集中精力進(jìn)行產(chǎn)品的品質(zhì)檢測(cè)，工作人員會(huì)對(duì)不合格的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，然后由專業(yè)人士進(jìn)行分析，找出問(wèn)題所在，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而保證產(chǎn)品的品質(zhì)，提高公司的知名度[2]。

6提升機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中應(yīng)用效果的措施

6.1降低機(jī)電設(shè)備的能耗、響應(yīng)節(jié)能理念

傳統(tǒng)柴油機(jī)電氣設(shè)備發(fā)展的重點(diǎn)在于提高技術(shù)水平，從而實(shí)現(xiàn)最大的工作效率，并盡可能地減少能耗，實(shí)現(xiàn)能耗和污染排放的均衡。為提高機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，改善環(huán)境和資源的浪費(fèi)，可以通過(guò)在柴油機(jī)電氣設(shè)備上安裝電子信息控制系統(tǒng)，從而達(dá)到降低柴油用量、降低污染、提高能源利用率、響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的目的，有效地提高機(jī)電一體化的應(yīng)用效果，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展[3]。

6.2提升智能化以及自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)電集成技術(shù)為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制提供了一條新途徑，盡管現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化水平，但是由于其自身的特點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)的速度并不快。目前，由于機(jī)械設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的集成，以及機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)控制，大大地提高了機(jī)械的工作效率，降低了人力、物力和財(cái)力的耗費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，機(jī)電產(chǎn)品的智能化要求越來(lái)越高，與此同時(shí)，政府還對(duì)此給予了一定的政策和財(cái)政扶持。所以，要不斷地提升機(jī)電產(chǎn)品的智能、自動(dòng)化，以達(dá)到整體的協(xié)調(diào)發(fā)展，進(jìn)而提升機(jī)電產(chǎn)品的技術(shù)水準(zhǔn)。

6.3規(guī)范機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)機(jī)電技術(shù)和機(jī)電設(shè)備，因此，必須樹(shù)立正確的發(fā)展觀念，并結(jié)合其發(fā)展趨勢(shì)，制訂科學(xué)的發(fā)展策略。首先，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，要確保技術(shù)的應(yīng)用具有科學(xué)性、合理性，使得機(jī)電系統(tǒng)能夠獨(dú)立地在項(xiàng)目施工中運(yùn)行，能夠有效地協(xié)調(diào)機(jī)電設(shè)備的工作內(nèi)容，制定出一套系統(tǒng)化的工作分配計(jì)劃，并能夠合理地處理各種突發(fā)情況和環(huán)境的變化。另外，由于信息科技的快速發(fā)展，必須在多個(gè)層面上制定一套完備的操作指南，以提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平。在我國(guó)，由于電力系統(tǒng)集成技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的機(jī)電一體化發(fā)展戰(zhàn)略必須適時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、精密化的目標(biāo)，使得整個(gè)機(jī)電一體化的精度和科學(xué)性得到進(jìn)一步的改善[4]。

7機(jī)電工程技術(shù)與自動(dòng)化的發(fā)展方向

從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)就是要以模塊化的方式，將所有的產(chǎn)業(yè)都聚集在一起，形成一個(gè)整體，這對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是非常重要的，可以節(jié)省大量的資金。其次，在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，人工智能技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它與電子技術(shù)的完美結(jié)合，甚至還出現(xiàn)了人工智能、仿生技術(shù)等技術(shù)，這不僅可以提升產(chǎn)品的品質(zhì)，還可以減少人力資源的消耗，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)，機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合發(fā)展，是一項(xiàng)重要的突破，也是未來(lái)的主要研究目標(biāo)。

8結(jié)論

綜上所述，在我國(guó)的工程機(jī)械工業(yè)中，機(jī)電自動(dòng)化在今后的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。相對(duì)于提高效用，機(jī)械自動(dòng)化的需求也會(huì)有很大的變化。一方面，將會(huì)提高對(duì)控制系統(tǒng)的需求，特別是目前國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)化控制的開(kāi)放程度還在持續(xù)提高，對(duì)社會(huì)和工程機(jī)械制造業(yè)的需求也將不斷提高。因此，企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的研究，提高其在制造機(jī)械制造中的應(yīng)用水平和程度，以達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的生產(chǎn)體系。另一方面，隨著我國(guó)機(jī)電設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新水平的提高，企業(yè)必須建立健全的質(zhì)量控制系統(tǒng)，對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的規(guī)范和規(guī)范，以保證其在實(shí)際應(yīng)用中的規(guī)范化，減少出現(xiàn)問(wèn)題的可能性，從而使企業(yè)的發(fā)展得到進(jìn)一步的發(fā)展。另外，在工程機(jī)械生產(chǎn)中運(yùn)用機(jī)電自動(dòng)化，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工藝過(guò)程的重視，以保證機(jī)電自動(dòng)化項(xiàng)目的實(shí)施。還要重視工程機(jī)械的質(zhì)量管理，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的維修，以保證智能化技術(shù)的合理應(yīng)用，提高生產(chǎn)的精確度，避免系統(tǒng)中的問(wèn)題和生產(chǎn)上的問(wèn)題，確保工程機(jī)械工業(yè)中的機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)國(guó)家的整體發(fā)展。

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