机械自动化在机械制造中的应用评价

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摘要：随着我国科技、经济的持续高速发展，各行业生产工艺技术更新换代，自动化技术大大提高了机械制造的生产力，使生产工艺更加完善化、规模化。文章对机械自动化技术在机械制造中的运用成果结合实际进行了评价，展现了自动化技术在机械制造中的独特价值。
关键词：机械自动化；机械制造；机械设备；电子控制系统；制造业；生产企业 文献标识码：A
中图分类号：TH165 文章编号：1009-2374（2016）14-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.021
1 机械自动化的含义及特点
1.1 机械自动化的含义
机械自动化是指在机械制造业中采用自动化的生产技术，在不借助外力的情况下，机械自身能够完成指定的加工步骤，对原材料或半成品进行自动持续化的生产加工，使效率、成本控制、管理、操作等都得到合理优化，以促进生产力大幅提高。机械设备的生产工艺与加工方式得到极大改善，以至于整个制造业以及经济水平的发展进步都依赖于机械自动化技术的成熟水平。
1.2 机械自动化的特点
1.2.1 机械自动化提高了生产力和产品质量。机械自动化生产的产品大都品质优良，得益于它的自动处理和自动控制能力，通过自动化控制系统可以精准地控制机器完成预定的生产，使得生产出来的产品合格率较高。
1.2.2 机械自动化提高了生产的安全性。机械自动化产品大都具有自动监视、自动保护、自动警报等功能，在生产过程中如果出现故障或紧急情况能够自行采取处理措施，避免和减少事故的发生，因为机械自动化具有较高的灵敏度，使得生产能够安全、可靠地进行。
1.2.3 机械自动化适用面广，使用成本低。在机械自动化实际生产过程中，我们只需要预设程序，通过电子控制系统进行指挥，机械就能生产出规格一致、质量品质高的产品，与传统的机械制造技术相比较，其生产过程更简便，更受制造企业和生产企业的欢迎，适用范围也在各企业部门的有效使用过程中不断扩大。机械自动化除了前期设备投入资金大以外，其他生产环节对技术成本投入量都比较小，减少了生产过程中原材料和能源的损耗，大大降低了生产成本。
2 机械自动化技术的组成
机械自动化技术主要由五个单元组成：
传感单元：为检测系统在工作过程中的性能参数。
控制单元：为整个机械自动化系统提供保障，调节和制定相应的系统指令。
程序单元：解决系统如何去工作，多系统下达指令。
作用单元：对机械自动化系统进行有效的定位。
制定单元：通过数据对比和分析，根据世界情况制定并发出相应的动作，进行生产。
3 机械自动化的发展现状及发展之路探索
3.1 机械自动化技术总体偏低
虽然我国机械自动化制造技术在近几年得到大力地发展，并且运用范围不断扩大，越来越多的制造企业得到运用，但先进程度仍然落后于国外，不仅在技术上达不到先进水准，加之对自动化机械制造出现的问题的后续处理技术不到位等原因导致自动化水平一直处于低水平状态。先进制造技术的关键在于运用，发展机械自动化技术应该以企业的生产和技术发展的实际需要为导向，注重实用性、经济学、科学性。以我国引进的弧焊机器人为例，完全正常使用、充分发挥效益的只占到30%左右，直接影响了机械自动化高生产力和低成本的特性。所谓机械自动化就是指在实际机械生产过程中生产自动化、检测自动化、物资传输自动化。在生产加工系统中运用自动化能减少生产过程中的失误操作，代替工人的劳动，提升产品的质量。由于科技水平的提高，先进自动化设备及新型材料不断投入到机械制造行业，这加大了检测工作的难度，所以引进自动化检测技术势在必行，主要用于检测系统信号、系统指令、组件零部件的磨损情况、自动化网络等，只有保证了合格先进的自动化生产工艺，才能保证产品的质量。物资传输的自动化系统包括软件系统组件、单机自动化装置、传输设备等，机械制造自动化进行流水线生产的情况下，各个环节都不能出差错，原材料源源不断地输送，生产设备周而复始地工作，多媒体网络技术的支持都必须正常运转，才能不造成设备浪费，产品持续高效地被生产出来。
3.2 机械自动化发展趋势明显
目前，在工业企业快速发展时期，机械制造实现自动化是时代所趋。传统的机械制造已不能满足大批量的市场需求，自动化机械制造能实现统一的大批量的流水线作业，是符合我国国情发展的一种技术和发展模式。机械自动化制造主要注重产品的制造和技术的运用，对提高产品的质量、丰富产品的制造体系具有重要作用。当前就我国的机械自动化发展意义来讲，多样化、丰富化、多元化等才能满足市场消费的各种需求，并且大批量、流水线生产是机械自动化制造的最大优势。另外，发展低成本的自动化技术，潜力大、成本低、效率高，提高自动化程度，能够最大限度地满足我国的发展需要和基本国情。
3.3 机械自动化在机械制造中的运用
3.3.1 集成化的运用。计算机技术的迅猛发展让大量信息的高速处理变得可行，基于计算机处理技术集成自动化技术，可以将机械自动化生产和信息处理结合起来。简单的说，就是集成化的制造系统代替了人的操作，由计算机直接下达指令给机械来完成生产过程。这样能够控制产品的不合格率，实现对资源的利用达到最大化，更加有利于制造企业发展。
3.3.2 智能化的运用。在社会科学的发展带动下，自动化技术的需求日渐增大。在我国当前的市场经济体制中，传统的技术已经显得力不从心，并且在各种进步中迫使实现对商品的终极加工制造。那么智能化是指系统不仅可以控制产品的生产，还能在没有人为操作的情况下对产品进行调控性生产，以此提高生产效率，最大限度地利用现有资源。在这个过程中各项生产有关的数据被不断搜集起来再进行系统分析，如果整个系统正常运转则生产继续，如果出现问题则迫使系统停止运转并发出警报，再人为地处理解决并恢复正常生产。
3.3.3 柔性化的运用。柔性化应用是指随着客户的需要对生产过程进行调整，只需要通过改变相关的程序即可对机械自动化系统下达相应的指令就能让系统按照我们的需要进行批量生产。柔性化的运用可以提高产品的质量和生产效率，确保市场的生产需求，加强系统信息的可靠性，这样就提高了对于不断发展变化的市场需求的应变能力。
3.3.4 模块化的运用。模块化既重要又艰巨，由于自动化机械产品种类多，统一机械接口、电力接口、动力电压等的自动化机械产品就变得尤为重要，这样可以更快地开发出新产品并最快投入到大规模生产。比如大型的手机套生产线，产品成品的材质不一样，那么自动化生产的设备也不一样，一个厂区可以生产上百种类型，那么就要求自动化设备的动力电压、电力接头、机械接头等得到统一，这样既节约了成本，又便于流水线大量生产。
3.3.5 虚拟化的运用。机械制造虚拟化由多媒体技术、人工智能化、信息技术、现代制造工艺等以仿真技术形式建立系统模型，再进行自动化生产。其运用时为了能够让机械制造的产品能完全模拟产品的实际生产，在生产效率和产品质量上得到了很高的提升。例如目前国内水龙头的生产，众所周知，水龙头有很多规格，民用的、工业用的规格、材质都不一样，不可能对每个规格型号的水龙头都设计一套自动化生产系统，基本上都是通过虚拟化在自动化技术系统中建立虚拟模型，调整到实际需要的规格尺寸再进行批量生产，这样既快捷又节省制造成本。
4 机械自动化在机械制造中的应用评价
机械自动化在实际生产过程中主要在安全性、高效性、经济性三个方面使得机械制造业得到了很大的发展，具体表现如下：
4.1 安全性
以一汽大众为例，一汽大众汽车的整个制造过程都是采用机械自动化流水线作业，在生产过程中利用自动喷漆机器人和车门运输机器人在系统的指令下有条不紊地操作。众所周知，汽车漆对人体是有害的，而且是在高温环境下进行，就致使人工操作存在很大的局限性，而且整体美观度远远达不到汽车制造业要求，致使自动化的喷漆机器人应运而生，由统一的运输线传输到喷漆车间，喷漆机器人在指令下完成喷漆过程。车门运输机器人的主要任务是运输车门，并通过系统设置的线路将车门送到组装线上，两两之间的间隔距离正好是工人组装门的平均时间，如果工人休息或者临时离开岗位，运输机器人就会自动排队。这样的机械自动化生产就具备很高的安全性，对于大物件、大批量的配件在人工搬运过程中会造成的配件损耗和工伤事故，运用机械自动化技术大大减少了有害物质对工人身体的损伤。
4.2 高效性
机械自动化制造技术使得生产流水线得以连续工作，只需要给机械设备提供足够能源，定期保养检修，那么就能保证流水线正常高效运转，不间断生产，机械自动化设备替代了人工，甚至可以取代了人工，机械自动化技术的运用从根本上提高了生产效率。
4.3 经济性
经济推动发展，但是企业都是以盈利为目的，为了保证产品质量，除了材料的选择要有品质保障外，生产过程中的加工制作也是评判产品质量好坏的关键环节。在生产过程中采用低成本、高效率、高合格率的自动化生产技术不仅能保障产品品质，还能获得预期的经济效益。机械自动化的设备在前期需要大量的资金投入，以一汽大众的汽车生产厂区为例，前期设备的投入资金应该是最大的资金投入，一旦自动化设备投入正常使用，后期只需要一定的电力费用、维修保养费用以及专业操作控制人员的培育，就能获得可观的经济效益。相反，如果没有机械自动化设备进行生产，全部靠人工进行生产操作，对于工人而言劳务工资便是巨额开支，生产力也远远达不到要求，而机械自动化技术不但大大提高了生产力，也使得生产过程更加经济化，大大节约了生产成本。
5 结语
机械自动化在机械制造中的运用虽然存在诸多问题，通过不断完善和优化，将能更好地适用于现代经济发展的要求。对人类文明的发展来说是一种进步，更是现阶段我国经济发展的重要组成部分。合理科学地利用好机械自动化在机械制造中的作用，将推动我国经济持续健康发展。
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作者简介：刘浩（1993-），男，重庆人，长江师范学院机械与电气工程学院学生。
（责任编辑：蒋建华）