机械自动化技术在机械制造业中的应用

机械自动化技术在机械制造业中的应用

张常会

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摘要：随着社会的稳定发展，作为重要经济支柱产业的机械制造业取得了快速的发展和进步。自动化技术已经逐步由电气行业发展到机械制造领域，新时期机械装备的性能要求也越来越高。机械自动化技术在机械制造中的应用，可以实现生产过程的自动化、智能化和柔性化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，为企业提供更大的竞争优势。

关键词：机械自动化技术；机械制造业；应用

引言

机械自动化技术在机械制造业中展现出卓越的优势。通过精准生产确保产品一致质量，故障防范与紧急处理保障生产稳定，而绿色智能制造则促进了可持续发展。应用方向上，智能制造、柔性自动化与敏捷制造以及绿色智能制造成为引领未来的趋势。在实际应用措施中，制程优化与灵活化生产、人机协同创新以及数字孪生与实时优化为提升效率与创新注入新动力。这些观点共同勾勒出机械自动化技术为机械制造业带来的全面变革。

1自动化技术的定义

自动化技术指应用控制理论、计算机技术、信息技术以及相关的监控、检测和操作技术实现生产过程自动化控制和管理的技术。自动化通常是建立在机械化基础上的高级生产方式，通过构建人机一体化的系统，减少人工操作，实现工艺过程的自动控制、操作和管理。自动化系统主要由被自动化的对象、执行机构、传感器、控制系统和控制算法等部分组成。其中：执行机构负责执行和实现对被控对象的控制；传感器用于实时监测被控对象的参数和状态，精度可达0.01mm；控制系统通过控制算法分析和处理检测到的信息，产生控制指令，最终驱动执行机构自动化控制目标，控制精确度可达0.001s。作为现代制造业发展的重要基础，自动化技术显著提高了生产效率，产品质量、精确度和可重复性指标都得到了显著改善。

2机械工程自动化技术的应用

2.1数控技术

数控技术主要是通过编制输入数字化代码实现机械设备的物理管理控制，也就是在计算机编程控制下实现机械的自动化生产。比如在对数控机床进行操控的时候，可以根据相应的控制代码实现对数控机床的高效控制，从而提升了自动化效率。当进行复杂精密的加工处理时，就必须合理设计机床的换刀程序以确保加工生产的安全性、可靠性，进而达成合理控制加工成本、有效提高企业整体经济效益的目的。在机械自动化生产中以自动化分析模拟功能为基础对加工生产需求展开分析，从而制定出具有相应的自动化工艺标准和生产流程，进而可以有效地提升机械产品的制造效率，防止因为人工失误操作造成机械产品加工的质量问题与安全隐患。数控技术有重复性特征，它可以重复性地完成高标准零件的加工生产，将数控自动化技术的应用优势与价值完全展现出来。目前我国数控机床的操作精度在持续提高，完全可以匹配当前市场的零件的加工标准与质量要求，由此可以看出数控技术在实际中的运用是可行和有效的，应该将数控自动化技术运用到实践中，以提高机械产品的制造效率和质量。

2.2柔性自动化与敏捷制造

在机械制造业的竞争日益激烈的市场背景下，柔性自动化技术的应用成为实现快速适应生产变化的重要策略，柔性自动化技术的核心在于使生产系统更具弹性，可以灵活地调整生产线，适应市场需求的快速变化。柔性自动化技术通过建立敏感度高的生产系统，使得生产设备能够迅速响应市场需求的变化。这包括生产线的重新布局、工艺的调整以及设备的快速切换，从而实现生产过程的迅速调整。这种灵活性使得企业能够更快速地适应市场变化，提高了生产的适应性和反应速度；二是敏捷制造的理念也在柔性自动化技术中得到体现。通过高效的合作分工和建立敏捷化的生产系统，企业可以更好地应对多样化的市场需求。柔性自动化技术使得企业能够根据市场反馈调整生产计划，灵活处理订单变更，实现批量定制和个性化生产，从而提高了市场竞争力；三是柔性自动化技术在虚拟化和智能化的基础上实现了对生产流程的更加精细的监控和管理。通过实时数据分析，企业可以更好地了解市场趋势和客户需求，调整生产策略。这种数据驱动的生产管理方式有助于优化资源配置，提高生产效率，降低成本。

2.3智能化自动技术

智能化自动技术是依托于自动化技术、传感器技术、人工智能算法等先进技术，使机械设备能够实现自我感知、自我学习和自我优化的技术。在机械生产中，智能机器人可以根据环境和任务的变化自动调整姿态和力度，实现人机协作和智能化生产。在产品设计阶段，智能仿真和虚拟现实技术可以用于产品的设计和测试，提升产品的性能和质量。与传统的机械生产相比，智能化自动技术的应用可以实现生产过程的数字化和网络化，提高生产管理和决策的精确性和效率。当前，全球制造业大国已经成功建立起智能化生产线，并发展出各自独特的技术体系，从而实现了机械生产线的智能化调控。例如，某铸件企业在日常生产中主要依赖传统的生产线方式和人机交互系统来完成生产任务，虽然部分采用了自动化技术，但由于配料不稳定、生产效率低等问题，难以满足高端客户的实际需求。另外，在实际生产中，由于参数调整、信息数据采集等方面存在缺陷，生产线上无法实现可视化管理。为了实现生产过程的自动化，该企业在优化转型的视角下，对传统铸造生产流程的重要部分进行智能化升级，配置了配料工艺智能模块、冶炼工艺智能模块、浇筑工艺智能模块、清洗智能模块和细节处理智能模块，从而构成一个闭环系统，每一个模块都可以进行智能制造。经过改造，企业不仅提高了产量，也提高了产品合格率。

2.4虚拟化自动技术

虚拟化自动技术的重点在于，它将已有的加工产品综合的转换成一个数字模型，利用之前的质量调整和系统分析来对机械设备中的各个零件和系统之间是否存在着问题进行了解。与此同时，还可以与机械装备的动态性能、与之有关的行为相联系，建立起模拟分析模型，从而能够及时地找到存在的问题，从而对生产计划和制造计划进行调整，一般都是在机械装备的生产初期才会被使用。它可以保证产品一次生产的顺利进行，这将大大缩短生产周期，降低差错成本，提高产品的整体品质。比如在汽车零件的生产中，通过对零件的测绘，运用虚拟辅助技术，就能够将实体当作模型，对其各个动态元素进行分析，通过计算机虚拟技术来进行图像和动画的制作，对模型的运转状况进行直观的分析，对零件的各个细节进行全面的认识。在此基础上，对产品进行了初步的仿真，建立了产品的模型，并以此为后续产品的制造提供了重要的基础。此外，在目前的一些电力型装备的生产中，可以利用自动化虚拟技术来建立运动系统的仿真模型，对多个结构之间的动态仿真情况和受力进行了解，更可以对动载荷和静载荷进行分析，从而全面提高机械制造生产的准确度和精度。

结语

机械自动化技术的广泛应用为机械制造业带来了新的发展机遇。精准生产、故障防范、绿色智能制造等方面的优势为提升效率、降本增效提供了坚实基础。在未来，随着智能化和数字化的深入融合，机械自动化将持续引领制造业的创新浪潮，为推动产业升级和可持续发展贡献更多可能。

参考文献

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