机械工程自动化在机械制造中的应用分析

机械工程自动化在机械制造中的应用分析

戚海

单位：南京万德体育产业集团有限公司省市：江苏南京邮编：210000

摘要：机械工程自动化技术是机械制造业中不可或缺的技术之一。本文主要探讨了机械工程自动化在机械制造中的应用现状和未来发展趋势。首先，介绍了机械工程自动化的基本概念和主要技术，然后结合机械制造的不同环节，分析了机械工程自动化在机械制造中的应用情况，包括设计、加工、装配和测试等方面。最后，总结了机械工程自动化在机械制造中的优点和存在的问题，并展望了未来的发展方向。

关键词：机械工程自动化；机械制造；应用分析；发展趋势。

1 引言

随着科技的不断发展和经济的快速增长，机械制造业成为世界各国竞争的焦点之一。而机械工程自动化技术的应用，无疑是实现机械制造业高效生产、提高产品质量和降低成本的关键之一。随着机械工程自动化技术的不断发展，其在机械制造中的应用也越来越广泛，已经成为机械制造业中不可或缺的技术之一。因此，对机械工程自动化技术在机械制造中的应用进行深入研究，对于提高机械制造业的竞争力，推动行业的发展，具有非常重要的意义。

2 机械工程自动化基础

2.1机械工程自动化概述

机械工程自动化是指通过各种自动化技术，实现机械加工、制造和装配等工艺自动化。它是机械工程、电子工程、计算机科学等学科的交叉领域，包括自动控制、电子技术、计算机技术、机械设计等众多学科的知识【1】。机械工程自动化的发展，极大地推动了机械制造业的技术进步和生产效率的提高。

2.2机械工程自动化技术

2.2.1传感技术

传感技术是机械工程自动化技术的基础。它主要通过各种传感器实现对机械加工、制造、装配等工艺过程中的各种参数进行实时监测和控制。常用的传感器包括位移传感器、压力传感器、温度传感器、力传感器等。

2.2.2自动控制技术

自动控制技术是机械工程自动化技术的核心。它主要通过控制系统对机械工艺过程进行自动化控制。自动控制技术包括控制系统设计、控制器选型、控制算法设计等内容。常用的自动控制器包括PLC控制器、单片机控制器、嵌入式控制器等。

2.2.3机器视觉技术

机器视觉技术是机械工程自动化技术的重要组成部分。它主要通过摄像头、图像处理器等设备对机械工艺过程进行视觉监测和控制。机器视觉技术包括图像采集、图像处理、图像识别等内容。常用的机器视觉设备包括工业相机、图像处理器、视觉传感器等。

2.2.4机器人技术

机器人技术是机械工程自动化技术的典型代表。它主要通过机器人完成机械加工、制造、装配等工艺过程中的各种任务。机器人技术包括机器人结构设计、运动控制、力控制等内容。常用的机器人包括工业机器人、服务机器人、协作机器人等。

2.2.5数控技术

数控技术是机械工程自动化技术的重要组成部分。它主要通过数控设备对机械加工、制造、装配等工艺过程进行自动化控制。数控技术的出现和发展，不仅极大地提高了机械制造业的生产效率和产品质量，也为工艺过程的精度、复杂性提供了更高的实现手段。

3 机械工程自动化在机械制造中的应用

3.1机械工程自动化在设计中的应用

机械工程自动化技术在设计中的应用主要包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助工程（CAE）等方面。其中CAD是机械设计中最常用的自动化技术之一，可以帮助设计师快速地创建、编辑和修改三维模型，并通过可视化手段进行设计验证。CAM则是将CAD设计的三维模型转化为加工程序的过程，以便于数控设备加工。CAE则是针对设计中的一些特定问题进行数值分析和仿真，以验证设计的可行性和精度。

机械工程自动化技术在设计中的应用优势显著，可以大大提高设计的效率和质量。通过CAD技术，设计师可以在计算机上进行设计和修改，减少了设计周期和成本，并可以准确地控制设计的精度和质量。CAM技术可以将CAD中设计的三维模型转化为加工程序，使数控设备可以自动加工零部件，提高了加工精度和效率。CAE技术则可以对设计进行仿真和分析，提前发现潜在问题，从而减少了试制周期和成本，同时也增加了设计的可靠性和安全性。

3.2机械工程自动化在加工中的应用

机械工程自动化技术在加工中的应用主要是指数控技术的应用。数控技术可以使数控设备自动化地控制加工工具的移动和加工，从而提高了加工的精度和效率。数控设备主要包括数控机床、数控加工中心、数控车床等设备，它们能够实现复杂零部件的加工和多种加工方式的转换。

数控技术的应用优势主要体现在以下几个方面：一是数控设备可以实现高精度的加工，特别是对于一些复杂曲面的加工，数控技术可以保证加工精度和质量。二是数控设备可以自动化地控制加工过程，降低了人为因素对加工的影响，提高了加工的稳定性和一致性。三是数控技术可以实现多种加工方式的转换，适应不同的加工需求。四是数控技术可以大大提高加工效率和产能，减少了加工周期和成本。

3.3机械工程自动化在装配中的应用

机械工程自动化技术在装配中的应用主要包括自动化装配系统和机器人技术两个方面。自动化装配系统是指通过数控技术和机器视觉技术等手段，实现自动化装配的一种技术，其优点是提高了装配的精度和效率，同时减少了人为因素对装配的影响，从而提高了装配质量

【2】。机器人技术则是指利用机器人代替人手进行装配的一种技术，其优点是可以实现柔性生产，适应不同型号的产品装配需求，同时可以提高装配速度和稳定性。

自动化装配系统的应用可以将多个工位和装配动作整合在一起，从而形成一条自动化装配生产线，可以大大提高装配效率和质量。自动化装配系统具有高速、高精度、高效率、高可靠性等优点，可以适用于汽车、航空、电子等行业的装配生产。机器人技术则可以将人员从繁重、危险、重复性的装配工作中解放出来，提高了劳动效率和安全性。

3.4机械工程自动化在测试中的应用

机械工程自动化技术在测试中的应用主要包括自动测试系统和在线检测系统两个方面。自动测试系统是指通过仪器仪表、传感器等检测手段和计算机控制技术，实现对产品的自动测试和数据分析，从而提高了测试的精度和效率，同时降低了测试成本。在线检测系统则是指通过自动化手段对生产过程中的关键参数进行实时检测和分析，以保证生产过程的稳定性和质量。

自动测试系统的应用可以大大提高测试效率和一致性，减少了人为因素对测试的影响，同时可以自动记录测试数据，便于产品质量的追溯和统计分析。在线检测系统可以实现对生产过程中的关键参数进行实时检测和监控，及时发现生产异常和质量问题，并采取相应措施进行调整和改进，从而保证了生产过程的稳定性和质量。机械工程自动化技术在测试中的应用可以提高测试效率和质量，同时减少了人力成本和测试误差，具有重要的应用价值。

4 机械工程自动化在机械制造中的优点与问题

4.1机械工程自动化在机械制造中的优点

机械工程自动化技术的应用，使得机械制造业在生产效率、质量、成本、资源利用等方面得到了显著的提升。具体来说，机械工程自动化在机械制造中的优点有以下几个方面：

（1）提高生产效率：机械工程自动化实现了从传统的手工操作到计算机控制的全自动化制造过程，从而显著提高了生产效率，使生产能力得到了有效提升。

（2）提高产品质量：机械工程自动化技术的应用可以有效地减少人为操作因素对产品质量的影响，从而大幅提高产品质量，保证了产品的一致性和稳定性。

（3）降低生产成本：通过机械工程自动化技术，可以实现生产过程的自动化控制，从而有效地降低了劳动力成本和原材料成本。

（4）提高资源利用率：机械工程自动化技术在机械制造过程中实现了生产过程的可持续性发展，实现了资源的有效利用，从而提高了资源利用率。

4.2机械工程自动化在机械制造中存在的问题

尽管机械工程自动化技术在机械制造中有着广泛的应用和显著的优点，但是也存在一些问题需要解决，主要包括以下几个方面：

（1）技术门槛高：机械工程自动化技术需要掌握专业知识和技能，需要经过专业的培训和学习才能掌握，技术门槛相对较高，这也限制了机械工程自动化技术的应用范围和普及程度。

（2）投资成本高：机械工程自动化技术需要大量的投资，包括设备购置、人员培训、系统维护等多个方面，因此在投资成本上相对较高。

（3）技术更新换代快：随着技术的不断更新和换代，机械工程自动化技术也在不断更新，需要不断跟进和升级，这对企业来说也是一项挑战。

（4）人才缺乏：机械工程自动化技术需要专业的人才进行设计、维护和操作，而在实际生产中，由于机械工程自动化技术的相对新颖和高门槛，人才缺乏也成了制约其发展的一大问题。

（5）安全风险：机械工程自动化技术涉及复杂的机器设备和自动化控制系统，一旦发生故障或错误操作，可能会对人员和设备造成安全风险和损失。

（6）标准化问题：由于机械工程自动化技术的快速发展，目前还没有统一的行业标准和规范，这也会对企业的生产和质量管理带来一定的挑战。

5 结语

综上所述，机械工程自动化技术在机械制造中的应用具有明显的优点和存在的问题。尽管存在着一些挑战和困难，但随着技术的不断进步和应用的不断扩大，机械工程自动化技术在机械制造领域的作用将会更加突出【3】。因此，企业应积极探索和应用机械工程自动化技术，提高生产效率和产品质量，提升企业竞争力。同时，政府和社会应加强人才培养和技术支持，共同推动机械工程自动化技术的发展和应用，促进制造业的升级和转型，实现可持续发展。

参考文献：

[1]蒋海涛.机电自动化在工程机械制造中的应用[J].科技与企业，2014，04(05）:147-148.

[2]赵勇,李树平,赵丹等.关于机械制造与自动化的研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012，12(10):166-167.

[3]王建峰.浅谈机电自动化在工程机械制造中的应用[J].商品与质量.建筑与发展，2014 (08) .