基于自动化技术的机械制造控制研究

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摘 要：机械制造自动化是机械制造业的重点应用技术，是机械制造技术的发展方向。本文根据机械制造业的特点和自动化在机械制造业的应用展开分析，寻求自动化技术在机械制造业中的最优结合，实现企业的效益最大化，为国家的机械制造业提供发展动力。
关键词：机械；自动化技术；制造控制
前言
自动化技术在机械制造业的有效应用，缩短了机械产品的生产周期，减少人力资源及人工劳动强度，对生产成本进行了节约。自动化技术可以实现很多人力所不能达到的技术和要求，提供产品质量的同时丰富了产品的种类，有效提高了机械制造企业的效益。
1机械自动化技术种类
1.1可编程计算机控制器技术
传统的可编程控制器，在处理程序本身的逻辑运算指令时，大多采用单任务的时钟扫面或者监控程序，然后再刷新。应用程序来决定了可编程控制器的控制速度，从而导致I/O通道的高效实时性的要求得不到满足。可编程计算机控制器，它最大的特点，梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言形象直观，容易掌握。因此，应用程序的扫描周期与外部的控制周期，被区别开来，使得实时控制的要求得到了满足。因此，可编程计算机控制器满足了高效实时控制的要求。它在工业控制中的广泛应用，显现出了其具有的强大优势功能。可编程计算机控制器技术在越来越多的工业领域中的应用，日益显示出其巨大的发展潜力。
1.2交流伺服驱动技术
有些机电一体化产品，对定位精度要求比较高，在这种情况下，交流伺服驱动技术得到了日益广泛的应用。数字式交流伺服系统，作为其中一项重要的交流伺服驱动技术，其使用、调试都很简单方便，更加符合定位精度的数字化控制模式这一潮流。交流伺服系统，它的驱动器，是数字信号处理器。然而，这种数字式交流伺服系统，在工作中，多半采用的是用半闭环的控制系统。这种控制方式存在一定的缺陷，就是在工作中，这种控制方式的编码器，不但要作速度环，而且同时又要做位置环，导致传动链上的间隙和误差，得不到补偿。通过对电机轴尾端的光电编码器进行位置采样，在驱动器和机电之前形成位置和速度，是一种闭环控制系统。在交流伺服驱动技术系统中，数字是重要的组成部分，在控制系统中，通过充分发挥数字信号处理器的相对高效精准的运算能力，来完成整个系统的增益调节，乃至跟踪变化。出现了能够弥补此种半闭式缺陷、很好地实现高精度的自动化设备，那就是全闭环数字式伺服系统，它能够有效克服半闭环控制系统存在的缺陷。全闭式的伺服驱动器，由于其将装在最后一级的机械运动部件上的反馈元件，来作为位置环，而电机上的编码器只作速度环。这样，传统机械系统存在的间隙得到了克服。同时，传统机械控制系统中制造的误差，也能够得到补偿，从而得到了较高的精确度，展现了全闭环控制的优势和功能。
1.3直线电机驱动技术
近年来，在机械自动化机床进给系统中，直线电机驱动技术极其应用，在世界机床行业普遍被重视起来。在机床进给系统中采用直线电动机，直接驱动的方法，具有很多的优点。正是由于机床进给传动链的长度被缩短为零，实现了优越的性能指标，原旋转电机驱动方式根本就无法达到。直线电机驱动技术系统中，由于取消响应时间较大的机械传动件，大幅的提高整个闭环控制系统的动态响应，部件的反应更加灵敏，快捷；通过直线位置检测反馈控制，可使机床的定位精度得到极大提高；由于直线电机驱动技术采用的是直接驱动的方式，传动刚度也得到了很大的提高；由于零传动具有高速响应的特点，其加速度很大，加减速过程大为缩短，生产效率得到了大幅的提升。直线电机驱动技术，由于取消了部件的机械摩擦，而且导轨又可采用无机械接触的磁垫悬浮导轨，所以，电机在运动时，噪音可大大降低；由于取消了中间传动环节，机械摩擦时的能量损耗大为降低，传动效率得到了很大的提高。综上所述，在机械自动化中，运动控制新技术的应用，及其与机械自动化融合的实用性，充分体现了运动控制新技术具有强大的生命力，说明其在机械自动化中具有很大潜力，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。
2 机械制造自动化的应用
2.1在生产自动化方面的应用
机械制造的自动化技术可以实现企业人员分工，负责订单的员工要运用系统的敏捷性争取订单，将订单信息录入控制系统，控制系统根据产品的订单设定生产参数，实现产品的设计、物料的运输、产品的生产、产品的检验、产品的包装、产品的运输全部自动化，整个生产工艺只需要专业的技术人员对自动化系统进行合理的操控，生产效率提高的同时节约了人力资源，保证了产品的质量和客户的满意。
2.2机械制造自动化技术在管理上的应用
自动化技术的应用实现了数字化管理，实现了系统的数字信号传输和处理，完成机械制造全过程的数字化管理，是对管理水平的提高。随着科学技术的高速发展，虚拟化技术也在自动化技术中得到应用，虚拟化和数字化的制造技术在原理上存在一致性，都是利用计算机技术和多媒体技术、数控技术、人工智能技术完成机械制造，模拟技术的应用可以实现机械制造的模拟控制，通过模拟控制可以完成故障的预见，针对机械制造过程中可能发生的故障或问题进行预防和控制，可以保证生产过程的安全和可靠，实现生产的顺利完成，提高生产的效率和质量。
2.3在物资传输方面的应用
机械制造自动化技术进行信息控制后，可以判定出生产流程各环节的物资需求，通过数据分析和处理，对所需物资的保管系统进行数据指令要求，物资的保管系统根据指令按照所需物资的种类和数量进行调配和运输，完成物资的输送。合格的产品或零部件制作完成后，信息系统会收到完成信息的传输，信息系统通过数据的处理，把合格产品的信息传送到总控制系统，总控制系统对信息分析，确定物资的接收部门和运送程序，接受部门按照指令完成物资的接收保管或运输到指定位置。自动化技术在物资运输方面的应用，保证了物资的安全和有效调配，改善了人力资源劳动强度大的问题，节约了时间，发挥了最优的时间效能。
3 我国先进机械制造技术的发展趋势
3.1集成化
集成化是今后机械制造自动化技术发展的方向之一，在机械制造自动化的创新发展中，占有重要的比重，它主要体现在计算机制造系统的集成化。从工程技术信息系统来看，集成化其可汇总机械制造技术中涉及到的资源，转为高度集成的方式，可以将CAD/CAM作为主要核心的CIMS工程应用措施，使机械制造系统构成一个整体，取消分项系统的运行，融合多项模块、系统，保障机械制造信息能够在最短的时间内完成传输。
3.2网络化
随着科学技术的不断发展，特别是电子科技的不断发展与应用。信息网络技术已经成为现代社会的一项重要技术并且对于各行各业都带来了深入的影响。现今的机械设计制造及自动化技术当然也受到了信息网络技术的影响其专业深度与广度都得到了大幅度的提升。网络信息技术的快速发展，势必给机械制造行业带来新的机遇和挑战，并推动企业向着既竞争又合作的方向发展。利用信息网络技术的新技术在自动化技术中的应用实现了很多远程监控、信息交互等多项功能的应用。在企业生产机械设备的过程中，已经能够通过远程监控使管理者实时的掌握企业生产情况根据具体的生产情况能够对设备的生产状态进行控制从而及时调整设备的生产状态提高对生产过程的控制能力提高生产效率。
3.3自动化
制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。自动化是机械产品的发展目标，是提高机械产品自身适应现代生产与社会需求的重要前提规阶段智能化是区别传统机械与现代机械的一个重要指标是一个重要的标准。自动化的加工系统能够有效地完成生产过程中的重复劳动，能够大大降低工人的重复劳动，节省体力，保证充足的人力资源。而模块化是现代社会生产中一个重要的思想通过模块化思维的推广使得机械产品从研发到使用的效率都得到了大幅度的提高将标准化建设成为可能，有效的促进了机械制造业的规范、标准的发展对机械设计制造及自动化技术的发展起着重要的发展性作用。
3.4虚拟化
机械制造技术的虚拟化是在信息技术的基础上实现的创新设计，属于一项高端的制造方法。我国机械制造技术自动化发展的过程中，非常注重虚拟化的创新发展，加强机械制造的控制能力。虚拟化发展的创新价值非常高，借助互联网平台与计算机操作，在模拟中完成机械制造，还可根据制造行业的要求，更改虚拟的机械制品，确保其符合行业标准后再进行加工生产，降低了机械制造中的物资投入，一次性完成机械制造设计。机械制造技术的虚拟创新，能够及时解决技术中潜在的质量问题，促进机械制造技术的市场化发展，保障机械制品的质量与性能。虚拟技术在产品生产中的应用主要体现在检验和仿真两个功能，可以对产品进行建模仿真，通过计算机软件和网络对产品制造的每个工序进行仿真，可以更准确的保证产品的质量、生产成本、生产周期，避免在实际操作中出现不可控制的问题。
3.5智能化
机械制造的智能化主要体现在智能系统具有良好的适应性与友好性。智能化机械制造技术，主要是将自动化技术、人工智能技术、机械制造技术、系统工程管理技术等多项不同的技术进行了良好的结合。而通过和专家系统所进行的结合，智能机械实际上完全能够依据机械制造体系中所呈现出的环境不同变化。智能化制造系统主要强调友好性和安全性，便是其所呈现出的极为特殊的人机工作界面，在实际执行制造工作的过程中，可以利用交互界面来进行人机沟通。智能化技术的应用，其中所存在的关键，就在于使用智能技术来对于相关专家所呈现出的智力活动加以模拟，如此一来，便能够使得自动化机械按照专家化的模式来进行运转。同时，还由于智能技术的应用，使得运行的系统能够依据自身当前所呈现出的情况来执行实时性的检测工作，尽可能的保证运行得以优化。
结论
综上所述，机械制造是推动社会快速发展的重要动力，自动化技术是机械制造业实现数量和质量双重飞跃的最佳助力器。我们应该充分认识到自动化技术对机械制造发展带来的巨大影响力和前所未有的发展前景，建议国家应进一步加强政策引领、资金扶持、制度保障，也建议机械制造企业要内强素质，外树形象，不断加大机械制造方面的人力、物力和财力的投入，科学谋划、精心部署、科学管理，依靠引进的自动化系统，为我国机械制造事业的发展再写新篇、再创奇迹，在国际制造大舞台上打响机械自动化生产制造的品牌。机械制造技术的自动化发展提高了机械制造的技术水平，体现了自动化的应用状态。机械制造技术决定了我国制造行业的发展能力，所以应该强化自动化理念在机械制造技术中的应用，发挥自动化理念在机械制造中的重要作用，促进机械制造技术的创新发展，以此来完善机械制造的自动化应用，加快机械制造技术自动化的更新速度。
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