机械自动化技术在机械制造业中的应用探讨

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辛清江、通讯作者:陈丽先

广州工商学院 510850

摘要

随着我国工业技术水平的不断提升,我国在世界范围内一跃成为工业大国,因而机械自动化技术在我国工业生产领域当中也得到了广泛运用。机械自动化技术具有较高的智能性和准确性,因此其能够在现代化的机械制造业中发挥出显著的作用,提升生产效率和生产质量。鉴于此,本文便对机械自动化技术在机械制造业中的具体应用展开分析和探讨。


关键词

机械自动化;机械制造;应用

正文


引言:

传统的机械制造业以人工加工的方式为主,这样的生产方式不但效率低下,而且机械作为精密设备需要较高的生产精度,而人工加工的误差较大,因此也会影响机械的性能。随着生产技术的不断进步,自动化技术成为机械制造业发展的主流趋势,并且成为衡量一个国家机械化制造水平的标杆。 

一、机械自动化概述

(一)基本概念

机械自动化主要是通过相关从业人员在生产现场进行作业的过程中,通过操作相关的设备来按照预先设计好的程序进行自动化的生产操作,从而完成机械设备制造的一种自动化的过程,并且在生产过程中将人工干预的程度降至最低。机械自动化包括了自动数控技术,信息工程技术等内容,通过将这些技术有机整合,从而形成一套完整的自动化生产技术体系,推动了机械制造业的不断进步。

(二)发展历程

自动化技术的产生和发展主要在于人们对生产力发展的需求。机械自动化技术的产生最早可以追溯到18世纪末期,当英国完成工业革命之后,蒸汽机开始大量的使用,从而提升了当时的机械制造水平。在此基础上,瓦特发明了蒸汽机转速调节系统,从而开创了自动化技术的先河,自此广大科学家便开始了对自动化技术发展的探究[1]。在20世纪初,随着汽车制造业的不断发展,英国的汽车企业最先引进了自动化加工的汽车生产线。而到了20世纪40年代前后,由于第二次世界大战的爆发,各个国家对军事设备需求的激增,迫使国内的生产力必须不断提升,从而极大程度上促进了机械自动化技术的进一步发展。在1946年,“自动化”这一专业名词正式由美国的福特公司所提出,并很快建立了世界上第一个生产自动化的技术研发部门。自此自动化技术便开始广泛在各个领域中得到应用,使得全世界的机械制造业朝着不断自动化的方向发展。时至今日,随着大数据技术和人工智能技术的诞生,使得机械自动化技术的发展又迈进了一个新的阶段。而机械自动化技术在我国的广泛使用则是开始于新中国成立之后,虽然起步较晚,但是发展迅速,使得我国在短短几十年时间内就迅速赶上其他国家,成为工业强国之一。作为一种综合技术类型,机械自动化技术的不断发展同时也会带动许多行业的共同发展,进一步促进国家经济的全面发展。

二、机械自动化技术的应用优势

(一)集成化优势

机械自动化技术极大程度上改变了传统机械制造的手工业模式,而是通过自动化技术将一系列先进的生产技术集成起来,实现了从生产到管理的机械制造技术的全面升级和去人工干预化。在集成化的机械自动化技术体系中,数控技术的应用是提升生产加工精度和效率的关键技术所在,同时也是机械自动化技术的核心所在。通过计算机系统对机械化制造机器人的控制,可以独立完成机械设备的制造。而通过信息管理系统的自动化技术的应用,则能够对机械制造过程中的财务信息和材料管理实现自动化和系统化的管理,以提升企业的管理能力。质量监测也是机械制造业中的一个重要环节,通过计算机智能检测系统可以高校实现对生产过程和产品的质量安全监测,以保证生产过程和产品的安全可靠。通过集成化的机械自动化技术,可以使得机械制造企业对机械制造的全过程进行可靠的管理和控制,并能显著降低劳动力在其中的需求。

(二)智能化优势

随着近几年人工智能技术的出现,迅速在各个领域中引起了一场时代革命。其在机械自动化技术中的应用也使得机械自动化技术得到了显著的发展。随着当今市场经济竞争的不断加剧,各大机械制造企业也都在不断改进自身的机械自动化技术水平,而通过人工智能技术在其中的应用可以有效实现机械制造技术的再升级,并能使生产功能更加多样化[2]。与此同时,人工智能技术在机械自动化生产系统中的应用还可以实现对生产过程的独立分析,及时发现潜在的风险问题,并及时进行干预,极大程度上保证生产过程的安全可靠,并且降低生产过程的故障率,从而实现对人员和生产材料的有效保护。

(三)敏捷化优势

在现阶段的市场经济竞争中,生产效率成为机械制造企业的核心竞争力之一。机械自动化技术贯穿于生产的各个环节,可以最大化提升各个生产环节的效率,由于其去人工干预化的特点,可以有效减少各个生产环节中的冗余时间,从而显著提升生产效率,使企业的发展符合市场化的需求。自动化技术通过在保证生产质量的前提下实现的生产效率的显著提升,能够帮助企业在激烈的市场竞争中保持自身的竞争力。

三、自动化技术在机械制造业生产实践中的具体应用

(一)在智能制造领域的应用

近年来,智能制造成为我国机械制造业中的一个热门领域,各大高校业开始纷纷培养机械制造智能制造方向的人才。这就说明当前我国机械制造业的发展不断朝着智能制造的方向在发展。机械自动化技术的智能制造需要建立一套集成化的体系,才能有效满足现代化的机械制造需求。作为一项综合性的技术,智能制造是将人工智能与自动化技术相结合的一种机械自动化技术,可以进一步提升机械自动化技术在生产加工过程中的智能性和灵活性,使得机械自动化技术更加具备人性化特征[3]。且在生产过程中,以智能制造为核心的机械自动化技术还能有效进行自主的生产管理和问题监测,时刻保证生产过程的高效化和安全化,显著降低残次品产生的概率。而人工智能的学习性特征,还能对于生产过程中出现的故障问题进行记录和分析,并在下次遇到同类问题时能够采取可靠的措施避免问题的再次出现,从而能够实现整个机械自动化生产流程的不断自我升级。与此同时,智能制造技术的应用还能根据生产的需求适时调整技术参数,从而大大提升机械自动化生产线的产品加工能力。

(二)集成自动化技术的应用

如前面所提到的,机械自动化技术的集成优势,能够将多种先进技术集合到机械自动化的生产流程之中,这可以极大程度上缩短对产品的研发周期,并能降低生产过程中的人工成本。在传统的机械制造业中,各个生产环节较为分散,且各环节之间的配合度较低,难以形成高效的生产流水线,从而增加时间成本和人力成本,且误差率较高,从而影响机械设备的精度和使用寿命。而随着集成自动化体系的应用,可以将各个生产环节集成在一条自动化的流水线当中,并且各个生产环节能够高效配合,极大程度上提升生产效率,同时也能降低误差率,促进企业经济效益的有效提升。

(三)3D打印技术的应用

3D打印技术也是近年来兴起的一种新型自动化生产技术,真正实现了从科幻到现实的迈进。在3D打印技术诞生以前,机械制造业中零部件的加工往往是通过机械开模然后进行机加工生产,或是进行机械焊接等方式进行。这样的零部件生产方式往往适用于大批量同品种零部件的生产使用。而如果需要生产一些特异性且数量较少的零部件时,进行开模加工便会导致成本大于利润,而运用手机加工的方式则又会导致大量生产物料的浪费和人工成本以及时间成本的增加,从而制约机械制造业的发展[4]。而3D打印技术的诞生极大颠覆了设备制造领域的生产技术,其能够通过预先设计好的程序计算出所需要的生产原材料,并通过3D打印的方式完成对各种类型零部件的一体成型的生产过程。这样的自动化产方式具有极大的便捷性和灵活性,不但能够提升生产效率和精确度,而且能够满足各种类型零部件的加工需求,只需要输入所需的参数,便能根据需求进行各种类型零部件的加工,大大降低生产成本,并提升企业的机械制造能力。

(四)环保技术的应用

随着可持续发展理念的深入,机械制造业的发展也需要加强对环境保护的关注。所以,在机械自动化技术的应用和发展过程中,除了加强对生产效率和技术的不断革新之外,也要关注其环境价值,确保新技术的应用能够将对环境的影响降至最低。在传统的机械制造技术中,对大量的化学产品,机油类产品有着较高的需求。而这些产品的应用会产生大量的工业废水和废气排放到空气之中,对环造成污染。机械自动化技术的应用如前面所提到的可以有效减少生产材料的浪费,并以更加优化的方式实现生产工艺的提升,同时能在生产的同时能实现对废水和废气的处理,并通过智能监测系统对排放的废水和废气进行监测,确保其符合排放标准,从而满足环境保护的需求。

四、机械自动化技术的发展前景分析

(一)加强人工智能技术的运用

人工智能技术作为近几年的新兴技术,在各个领域中迅速得到广泛运用,而人工智能技术在机械自动化技术中的运用极大程度上为机械制造业的进步提供了技术保障。而随着人工智能的不断发展,未来人工智能的智能化程度也将不断得到提升,从而成为时代发展的必然驱使。因此,机械制造业也要加强对人工智能技术与机械自动化技术的整合,使得自身的生产技术能够随着时代的发展而不断进步,实现机械制造的降本增效[5]。在实现机械自动化技术智能化不断提升的过程中,机械制造企业还需要认识到一点,那就是虽然智能化的机械自动化技术对于人工干预的程度大大降低,但是也对操作机械自动化技术的专业人员的素质能力提出了更高的要求。因此,企业应当加强对人工智能和机械自动化技术符合人才的培养,从而确保人工智能能够在企业的机械自动化技术中得到合理的应用和创新发展。

(二)加强自动化技术的可持续发展

可持续发展是当今时代发展的主题。传统的机械制造业对于环境的影响较大,因此逐渐淡出历史舞台。机械自动化技术的应用能够有效降低机械制造过程中产生的废弃物,从而具备一定的环保性能。而在此基础上,通过在自动化技术中不断研发多方面新技术的应用,能够使机械自动化技术实现生产效率提升和环境保护并重的发展模式,实现企业经济性的同时也能保持机械制造与环境的协调发展。比如,在机械自动化技术生产线中融入环保技术,以实现生产与污染处理同步进行的技术创新。同时,可以加强对各个生产环节排放的监测,确保生产排放始终符合环境保护的要求。另外,随着新技术的不断应用,对于生产材料的需求也在不断改变。加强对新型复合材料和配套的自动化生产技术的研发,也能够有效降低生产过程对于环境所带来的压力。

(三)加强配套技术的同步发展

在机械自动化技术应用的过程中,由于其自身具备集成技术的特性,因此注重配套技术的同步发展能够有效推动机械自动化技术在机械制造业中的生产效率,并促进生产技术的不断创新发展。比如,对于机械自动化生产线上机器人配套技术的不断研发,可以实现机器人生产技术能力的不断提升,从而实现各个生产环节生产效率的提升,并能使生产流程更加趋于合理化[6]。在此基础上,还可以加强对各个生产环节产品的智能化检测,以确保每一个生产环节的精度和产品质量都能得到有效保障。在发现任何一个环节的产品不符合参数标准时,便能够停止该产品流入下一生产环节,从而避免材料的浪费,并能对该产品进行再加工,使其最终能够符合参数标准。而这一系列技术的应用,都离不开信息技术的终端控制,因此加强机械自动化信息技术的发展能够从宏观的角度促进机械制造也自动化程度的整体性提升。

五、结语

机械自动化技术在我国机械制造业的应用已经十分普遍,而随着我国工业化进程的不断推进,对于机械自动化技术的需求也在不断提升,这就使得我国机械制造企业必须要根据自身的生产规模和时常的需求不断实现自身的机械自动化技术的升级和创新,从而推动企业在新的经济形势之下能够始终保持自身的优势,并使生产能力能够满足市场的需求。

参考文献

[1]陈文祥.制造业中的机械工程自动化系统应用[J].集成电路应用,2023,40(08):76-77.    

[2]彭安.基于机械自动化技术在制造业中的应用价值[J].湖北农机化,2019,(20):59.    

[3]王倩竹.机械自动化技术在我国机械制造业中的应用[J].数字农业与智能农机,2023,(01):121-123.    

[4]张嘉君.机械自动化技术及其在机械制造中的应用探讨[J].农村经济与科技,2019,30(22):232-233.    

[5]曹德标,韩飞飞.机械工程自动化在制造业中的标准化应用[J].自动化应用,2023,64(03):197-199+202.    

[6]熊永梁.机械自动化技术在制造业中的应用[J].化工管理,2019,(11):113-114.    


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