机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 13 日 作者简介：戴东海（1971），男，汉族，浙江省杭州人，大专，中级，研究方向为机械制造。-47-机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨 戴东海 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司，浙江 杭州 311203 摘要：摘要：随着科技的进步机械自动化技术迅速发展，机械自动化技术的广泛应用有效的提升了机械生产的效率和质量。为了最大限度的发挥出机械自动化技术的价值，推动机械自动化技术在机械制造中的更广泛应用，就必须针对当前的各种自动化技术进行研究分析，并且探索自动化技术在机械制造过程中的实际应用策略。本文针对我国当前常见的机械自动化技术以及机械自动化技术在机械制造中的应用价值进行了分析，探究了应用机械自动化技术进行机械制造的策略。关键词：关键词：机械自动化技术；机械制造；应用 中图分类号：中图分类号：TH-39 0 引言 在当今快速发展的工业背景下，机械自动化技术的崛起在机械制造领域掀起了一场深刻变革。数控技术、机器人技术、自动化生产线等技术的广泛应用使得传统的机械制造模式受到了前所未有的冲击。这一技术浪潮带来了巨大的机遇，同时也伴随着巨大的挑战。企业面临着技术选择的困扰，要如何在众多的自动化技术中找到适合自身的路径，成为当前机械制造业的一项重要任务。1 我国当前常见的机械自动化技术 1.1 数控技术 数控技术作为机械自动化领域的核心技术之一，在我国机械制造业中发挥着至关重要的作用。这一技术的实质在于通过计算机控制系统，实现对机械设备的高度精确控制和操作，其背后蕴含着丰富而复杂的工程原理与算法。数控技术的核心在于其对数学、物理学等学科的应用，通过对机械运动、材料特性等进行精准的建模，数控系统能够实时计算并控制机械设备的运动轨迹，从而实现对工件的高精度加工。这一过程不仅需要深厚的理论基础，还需要对实际工程问题的综合分析能力。而且数控技术在应用的过程中要想最大限度的发挥出自身的价值，还需做好编程活动。工程师需要通过专业的编程语言，将设计好的工艺参数、运动轨迹等信息转化为机器可识别的指令。这涉及到对编程语言的熟练掌握，以及对机械加工过程中可能出现问题的深入理解。随着技术的不断发展，制造企业在引入数控技术时面临着新技术与设备的选择，对于很多企业而言，如何在众多数控技术中找到适合自身生产需求的方案成为了一个复杂而困扰的问题。数控技术在实际应用中以其自身具备的高度自动化和精密性有效提升了生产效率，同时也带来了一系列新的挑战。工程师和操作人员需要具备更高水平的技术素养，以应对机床运行中的各种变数，这种挑战与机械自动化技术的不断进步形成了一种相互促进的关系，也为行业未来的发展提出了更高的要求。1.2 机器人技术 机器人技术也是当前社会发展过程中的重要自动化技术，通过机器人技术在机械制造领域的不断演进，为生产流程带来了全新的可能性。在深入分析机器人技术应用的同时，不仅需要关注其操作和加工的复杂性，还需理解其内在的工作原理和应用领域。机器人的设计和制造牵涉到多学科的知识，包括机械工程、电子工程和计算机科学等。在机器人的制造过程中，如何实现机械结构的优化设计、电子控制系统的稳定性以及与计算机系统的高效通信都是需要深思熟虑的问题。工程师需要具备对这些领域的深刻理解，以确保机器人能够在复杂的制造环境中稳定运行。而且机器人技术的广泛应用离不开对其操控系统的精密设计，机器人的运动控制、传感器集成和路径规划等方面的技术要求极高，需要工程师充分考虑到生产环境的变化和机器人在其中的自适应能力。对于机器人的编程中国科技期刊数据库 工业 A-48-和调试，更需要操作者对其运动学和动力学有深入了解，以确保机器人在各种情况下都能够安全而高效地完成任务。同时机器人技术在应用的过程中不仅仅局限于单一操作，更是涉及到多机协同作业的领域。多机器人系统的设计和协同工作涉及到机器人之间的通信、任务分配和运动协调等方面，这需要工程师在系统集成和调试中具备高度的实践经验。对于机器人团队的智能化管理，更需要运用人工智能等高级技术，使得机器人能够更加灵活地应对复杂多变的生产场景。随着机器人技术的快速发展，其在实际应用中也面临一些挑战。在复杂任务中的实时决策、对未知环境的适应性等问题仍然需要不断的研究和改进，这使得工程师在机器人技术的应用中时刻感受到困扰，同时也激发了他们对于技术突破的渴望。1.3 自动化生产线 自动化生产线作为现代机械制造中的重要自动化技术，自动化生产线的应用在一定程度上改变了传统生产方式，实现了生产过程的高度集成和智能化。自动化生产线的设计需要充分考虑到生产过程中的各个工艺环节，将其有机整合在一起，这涉及到对生产流程的全面认知和优化，使得不同环节之间能够实现紧密衔接。在此过程中，工程师需要运用系统工程的原理，对生产流程进行系统分析，以确保整个自动化生产线的高效运行。自动化设备是自动化生产线的核心，这些设备包括传感器、执行器、机械臂等，其选择和布局需要根据生产需求和工艺特点进行精确调整。对于不同的工艺要求，需要选用不同类型的自动化设备，并通过编程和控制系统实现其协同工作。控制系统是自动化生产线的大脑，起着协调和管理整个生产过程的关键作用。工程师需要设计和调试 PLC（可编程逻辑控制器）等控制设备，以确保各个自动化设备能够按照预定的工艺流程协同工作。在控制系统的开发中，要考虑到工业通信协议、实时性要求以及安全性等方面的问题。2 机械自动化技术在机械制造中的应用价值 2.1 提高生产效率 机械自动化技术在机械制造中的应用，可以有效的提高生产效率。机械自动化技术实现了高速、高精度的加工和生产，对生产效率的提升起到了关键作用。在加工过程中，机械设备通过精密的控制系统，能够实现对工件的高度精准加工，不仅缩短了生产周期，更大程度地提高了产量，这种高效率的生产方式不仅符合现代制造业对高产出的需求，还为企业在市场竞争中占据先机提供了有力支持。机械自动化技术通过减少人为操作，消除了一些繁琐、重复性的工作，从而减少了生产中的人力成本，这不仅降低了企业的运营成本，还提高了生产过程的稳定性和一致性。在高强度、高频率的生产环境中，机械自动化技术的应用为工作人员减轻了劳动强度，提升了工作质量和生产效益。此外，机械自动化技术在加工过程中的可编程性也为生产过程的灵活性提供了可能，通过灵活的编程和调整，机械设备能够适应不同工艺需求，实现多品种、小批量生产，使企业更好地适应市场变化和客户需求。2.2 降低生产成本 机械自动化技术在降低生产成本方面发挥着关键作用，机械自动化技术实现了生产过程中的高度自动化，减少了对人工操作的依赖。在传统制造中，许多生产环节需要大量的人工干预，而机械自动化技术的应用使得这些工作可以由自动化设备完成，从而显著减少了人力成本。通过这种方式，企业能够更有效地利用资源，实现生产过程的精简和高效。而且机械自动化技术能够实现生产过程中的规模化和标准化，从而降低了制造成本。通过自动化设备的大规模应用，企业可以实现更大批量的生产，进一步优化生产效率。同时，通过标准化的生产流程，可以提高产品质量降低废品率，从而降低了生产成本。此外，机械自动化技术在降低生产成本方面还表现为降低了劳动力成本。传统的生产方式通常需要大量的劳动力，而机械自动化技术的应用减少了对人员的需求。这不仅降低了企业在人力资源上的开支，同时也避免了因为人为因素导致的生产错误和浪费。2.3 提升产品质量 机械自动化技术在提升产品质量方面扮演着关键角色，其精确控制和操作的特性为生产过程中的产品质量保障提供了强有力的支持。机械自动化技术通过精密的控制系统，能够实现对生产过程中每一个环节的高度精准掌控。这种精确度超越了人工操作的限制，降低了由人为因素引起的生产误差。从而，产品的加工精度和一致性得以显著提高。在生产环境中，机械中国科技期刊数据库 工业 A-49-设备可以按照预定的参数进行操作，减少了由于人为操作引起的测量误差和工艺变异，从而确保了产品的整体质量水平。而且机械自动化技术通过减少人为干预，降低了产品制造过程中的污染和异物引入的风险。自动化设备在密闭的环境下工作，减少了空气中的微尘和杂质对产品的污染。此外，自动化生产线的封闭性也有助于防止外部环境因素对产品质量的干扰，保障了产品的稳定性。此外，机械自动化技术在生产过程中能够实时监测关键参数，并通过反馈控制系统对生产过程进行调整，这种实时监测和反馈机制有助于及时发现并纠正潜在的生产问题，确保产品在生产过程中能够符合预定的质量标准，避免了因生产过程中的波动而导致的质量不稳定性。3 应用机械自动化技术进行机械制造的策略 3.1 做好技术引进与创新 在机械制造中应用机械自动化技术时，要想最大限度发挥出技术的价值就需要做好技术引进与创新。积极引进国内外先进的机械自动化技术和设备是提高制造水平的重要途径，通过引进先进技术，企业可以迅速获得领先的生产能力和技术优势，这需要企业对国际市场的技术趋势有敏锐的洞察力，以选择适合自身发展的最新技术。引进先进技术还能够拓展企业的生产能力，提高产品的生产效率和质量水平。同时，加强自主创新能力也是实现机械自动化技术应用的重要手段，企业应该建立完善的研发体系，培养一支高水平的研发团队，注重技术创新和知识产权的保护。通过自主研发，企业可以逐步实现对核心技术的掌握，提高自身在市场中的竞争力。在自主创新中，企业可以结合实际需求，开发符合自身特点的机械自动化技术，推动技术的本土化和差异化。除此以外，推动机械自动化技术的发展和应用还需要建立起良好的产学研合作机制，与高校、研究机构等建立战略合作关系，共同探讨研究方向、共享研发成果，对于提升技术水平和推动行业发展具有积极意义。3.2 加强人才培养与管理 加强机械自动化领域的人才培养与管理是实现技术应用的关键环节，对于提高企业的研发和管理水平至关重要。针对机械自动化技术的特殊性，企业应加强对相关技能和知识的人才培养。建立专业的培训体系，培养工程师和技术人员的实际操作能力和问题解决能力，这涉及到对数控技术、机器人技术、自动化控制等方面的深入学习，以确保人才队伍具备应对日益复杂自动化系统的能力。同时在开展人才管理工作的过程中，要注重团队的建设和设计激励机制，组建多学科、多专业的团队，使得不同领域的专业人才能够协同工作，形成创新力量，通过设立激励机制，如技术创新奖励、晋升机制等，激发人才的创造力和工作积极性。企业还需关注员工的职业发展规划，提供持续学习的机会，以保持团队的竞争力。在培养人才的过程中，企业可以与高校、研究机构合作，建立产学研一体化的人才培养体系。通过参与实际项目和解决实际问题，学生能够更好地掌握机械自动化技术的实际应用，这不仅为企业输送了有实践经验的人才，同时也促进了产学研的深度融合。在人才管理方面，企业需要借助先进的人才管理系统，实现对人才的全面管理，通过数据驱动的方式，对人才的技能、潜力、学习需求等进行分析，为企业的战略决策提供科学依据。3.3 进行数据驱动与智能化技术 在机械制造中进行数据驱动与智能化技术的应用是实现高效生产的有效措施，利用大数据技术进行实时监测和分析是提高生产过程可视化和透明度的重要手段。通过传感器等设备采集生产过程中的各类数据，包括温度、湿度、压力等关键参数，实现对生产环境的全面监测。这些数据可以实时传输至数据中心，通过数据分析算法进行处理，形成实时的生产数据图表和报告，这样的监测体系有助于及时发现生产异常，为决策提供科学依据。而引入人工智能技术对大数据进行深度分析，为生产过程的优化提供智能支持，通过机器学习算法，系统可以自动学习生产数据的规律和趋势，识别出潜在的问题和瓶颈。基于这些分析结果，生产管理者可以制定更加科学合理的生产计划，优化生产流程，提高生产效率和质量。此外，应用数据驱动与智能化技术还需要关注数据的安全性和隐私保护。企业应建立完善的数据安全管理制度，采用加密等手段确保生产数据的安全传输和存储。同时，要合规处理员工和客户的个人隐私信息，遵循相关法规和标准。3.4 开展系统集成与协同作业 开展系统集成与协同作业是应用机械自动化技术中国科技期刊数据库 工业 A-50-开展机械生产的有效措施，系统集成是指将不同的机械自动化系统整合在一起，实现设备之间的协同作业。为了实现高效集成技术人员需要针对各个系统的技术特点和接口标准进行深入研究，确保它们能够有效地进行信息交互和数据传递。通过系统集成，企业可以优化生产流程，提高设备利用率，实现资源的合理配置。而协同作业是在系统集成的基础上实现的，其核心是设备之间的紧密合作和信息共享。通过引入先进的通信技术和网络架构，不同的自动化系统可以实现实时的数据传输和交流，这使得生产过程更加灵活，能够迅速响应市场需求的变化，提高整个生产过程的协调性和灵活性。为了做好系统的集成与协同作业，企业需要建立专业的系统集成团队，负责整合不同系统之间的技术难题。技术人员需要对各个系统的硬件和软件进行深入了解，确保它们能够完美地协同工作。同时，要对现有系统进行全面的评估，确保系统集成的过程中不会影响到正常的生产运行。此外，企业还需要注重信息安全和数据隐私保护。在系统集成和协同作业的过程中，大量的数据需要在系统之间传递，因此需要建立严密的安全机制，采用加密等手段确保数据的安全传输和存储。同时，要遵循相关法规和标准，保护涉及到的信息和隐私。4 结语 随着机械自动化技术不断演进，制造业也在逐渐的迈向智能时代。在未来工业发展的过程中需要持续加强人才培养、数据驱动与智能化技术的研发，以实现技术的全面发展。通过系统集成与协同作业，拓展机械自动化技术的边界，为未来制造业的可持续发展奠定基石。参考文献 1石禹桉.机械自动化技术及其在机械制造中的应用J.冶金与材料,2022,42(06):110-112,115.2孔祥兵.谈机械自动化技术及其在机械制造中的应用J.冶金与材料,2022,42(04):105-107.3刘顺华,王延申.机械自动化技术及其在机械制造中的应用分析J.中国管理信息化,2021,24(22):206-207.4杨鹏飞.谈机械自动化技术及其在机械制造中的应用J.现代工业经济和信息化,2021,11(09):156-157,161.