浅论机械制造及自动化应用

摘要：随着改革开放之后我国经济的不断发展，攀升，我国已由最初的农业大国向工业大国快速迈进。而在工业当中，机械制造占有极高比重，成为我国工业中不可或缺的部分。而科学技术的更新换代，也使得自动化技术在机械制造中得到广泛应用，其对生产效率和生产工艺的提高有着无可比拟的重要作用。作为当今制造工程领域中涉及面广、研究十分活跃的技术，自动化是竞争取胜的重要手段之一。当下国际化的市场竞争愈演愈烈，自动化技术的广泛推广应用对整个机械制造行业来说有着十分重大的意义。本文就此详细介绍了机械自动化发展和我国机械自动化的现状，同时，就自动化技术在机械制造中的应用做了详细的阐述，同时结合自身实践经验和理论知识，展望了我国未来机械自动化发展的方向以资诸位同仁参考。

关键词：机械制造；自动化；CAD；精细加工

一、概论

1.机械制造自动化技术的全球演化历程

21世纪以来，机械自动化技术取得了迅速的发展，对人类社会的发展进程影响巨大。随着自动化技术在社会各个方面的普遍应用，机械自动化在实际生产中的重要性也日益凸显。利用自动化生产来加工制造工业产品，不仅提高了生产效率，也极大的减少了加工所需的人力成本。同时，机械自动化技术的应用对机械制造业的发展也起到了巨大的推动作用。一战后，西方工业国家开始了第二轮工业革命，即通过机械化大生产来加工制造冷金属，而后，随着计算机技术的诞生和应用，机械自动化生产技术更加成熟，尖端技术也一直为欧美国家所垄断。近年来，我国的机械自动化取得了令人瞩目的发展，但距离欧美国家的先进水平仍然有不小的差距，制约我国机械自动化的原因主要是：产业结构层次低、机械制造业水平参差不齐、企业缺乏自主创新产品。

2.我国与国外的自动化应用对比状况

自机械自动化技术问世后，其在各个行业和领域被广泛应用，尤其是随着计算机技术的进步，机械制造业自动化水平得到了极大地提升，然而，我国在此方面却仍处于起步阶段。近年来，我国的机械制造行业虽然一直积极采用更加先进的制造技术，但和西方发达工业国相比，我国仍与其存在较大的差距。

（1）图纸设计方式落后。在设计方面，工业发达的欧美国家大多采用最新的设计方法和数据，通常利用计算机进行辅助设计，即CAD，很多大型企业早已不使用图纸设计生产。而我国机械制造行业采用计算机辅助设计的企业仍不多，依赖传统设计方法和图纸设计的仍不在少数。

（2）数字化管理不足。欧美国家大多采用计算机管理，更加重视管理与组织体制和生产模式的发展，强调准时生产、精益生产等新的管理思想技术。我国的机械自动化虽已经建立了范畴明确的技术领域，但采用计算机辅助管理的大型企业仍相对较少，依靠经验管理的中小型企业普遍存在。

（3）制造工艺粗放，不精细。欧美国家大多采用精细加工的方法，我国虽也在一直开发和掌握新的加工技术，但我国的开发经验大多仍是借鉴国外的先进工艺再改造，尚未形成完善的自主研发体系。

（4）自动化技术应用范围狭小。当前，工业相对发达的欧美国家在机械自动化生产方面大多采用加工中心、数控机床、FMC 柔性制造单元、FMS 柔性制造系统、CIMS 计算机集成制造系统等，实现了柔性制造的集成化、自动化和智能化，而我国在此方面起步较晚，仍处于单机与刚性自动化阶段，只有少数企业开始真正使用柔性制造系统。

二、自动化技术在机械制造中的应用范围

主要包括以下几类：

1.信息流的自动化

机械自动化的信息系统主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计、产品数据管理系统等几个方面。

2.物流供输系统的自动化

机械制造过程需要大量的原材料，加工后，还要把成品及时运到具体的、指定的地点，这一过程是相当复杂和繁琐的，为了保障整个制造过程的流畅性和连续性，需要一套有效的自动化物流系统。物资供输系统的自动化涉及到自动化软件系统、单机自动装置等组件。

3.加工系统的自动化

机械制造生产过程有很多重复劳动，为了节省工人的体力，在生产过程中可以采用自动化的加工系统，使生产工序能够自动、持续的进行。这样不仅可以有效地减少工人的重复劳动，还可以减少人工劳动所带来的失误，提高操作的精确度，避免出现次品，提升机械制造产品的质量。

4.装配系统的自动化

机械制造生产过程中一个重要的环节就是设备装配系统。过往的装配工作一般由人工来完成，工人的劳动强度大且效率低，产品的质量也得不到有效的保障。自动化的装配系统不仅可以取代人工复杂的装配工作，还可以通过预定设计好的技术要求，将特定形状与规格的机械配件自动组装、搬运、实验等一系列步骤，从而建立一套自动化的生产流水线。

5.检测系统的自动化

为确保机械产品生产的精度，机械制造过程常常需要运用一些具有特殊功能的加工设备和新型的材料与部件，这也就增加了产品检测工作的难度，传统的人工方法检测精确度已达不到设计需求，自动化检测技术可以有效地解决这种难题，这也是发展的必然结果。在当今，运用较多的自动化技术有很多，如具有多个判断系统的智能诊断技术、识别电流信号、时序的检测技术等。

三、机械制造自动化的将来

（1）机电一体化。机电一体化是 21 世纪机械制造产品发展的必然趋势，也是机械制造自动化的延伸。只有实现机电一体化，才能更好地提高生产效率和产品质量。

（2）智能化。智能制造产生于上世纪 80 年代，具有广阔的发展前景。其核心为利用人工神经网络、遗传基因、人工智能系统、专家系统来进行多种复杂的决策，提高制造系统的制造水平和实用性。该技术能够细致的保留工人与工程技术人员在长期的生产制造过程中积累的丰富经验，使这些经验能在更长的时间内发挥作用。也有学者认为，智能化制造技术是人类感官与头脑的延伸，也是人类手脚和肢体的延伸，对机械自动化技术的发展具有重要的指导作用。

（3）微型化。机械自动化控制系统属于微电子产品，微电子产品正朝着超大规模集成的微观领域发展，未来的机械自动化控制系统体积会更小，操作会更加灵活，能耗会更低。

（4）绿色化。人类的经济发展不能以破坏环境为代价，环境破坏给人们带来的影响越来越被重视，未来的机械自动化在方便生活的同时也将最大程度降低对环境的破坏。

（5）柔性化。多品种多批量生产是机械制造业发展的重要形态。因此，机械加工设备的柔性要求也更加迫切。柔性自动化加工，是指采用机床加工控制软件来控制加工过程，在需要更换零件时，无需人工调整机床与设备状态，只需改变少量软件与夹具即可继续进行加工的加工方式。与传统的加工方式相比，该技术有以下优点：①加工精度高；②可靠性与稳定性好；③同批次零件的精度与一致性高；④能够更加方便的进行复杂零件的加工；⑤能集中进行多种加工。

（6）模块化。随着机械制造工业规模的不断扩大，涉及的设备种类、技术工种也越来越多，单独的企业或厂家往往不能完成整个机械生产流程。机械制造自动化流程就需要划分为大小不一的模块，分别由专业的部门或企业来完成，通过多方配合实现大规模的机械自动化生产。

（7）网络化。随着计算机技术的发展，网络已经融入到生活、生产的各个角落。机械制造自动化每一环节可以通过网络将数据汇总到远程控制终端，由计算机进行实时分析并进行控制。

四、结论

我国工业体系的形成和发展得益于机械制造的兴盛，而自动化应用技术的加入大大促进了这一过程。因此，要分外重视自动化在机械制造中的作用，积极研发，勇于创新，使之应有之力量得到最大发挥，为我国工业的发展做出贡献。

参考文献：

[1]邓佳怀.自动化技术在机械制造中的应用.机械制造，2013.11.

[2]杜海腾.中国机械制造改革.中国工业，2014.1.