机械电气自动化技术与控制研究
摘要
关键词
机械电气自动化技术;控制举措;现实意义;一般原则;应用优势
正文
引言:
机械电气自动化生产加工是我国工业升级的主要方向,为提升机械产品的制造质量,并降低制造成本、控制生产能耗,应根据机械设备加工生产的具体要求,采用电气自动化技术进行生产管理,以解决传统机械产品加工中遇到的问题,为机械制造行业的发展开辟出新路径。
一、机械电气自动化技术与控制的现实意义
机械工程发展过程中,大量新兴技术投入使用,使得机械工程得到了长足的进步。机械工程是工业升级的重要一环,为打造数智化的工业生产体系,应推动机械工程的数智化升级,提升相关机械产品的加工质量与效率,实现对资源的最大化利用。
为实现上述机械工程的发展目标,应当积极推动电气自动化技术的应用,并对相关技术的应用进行有效控制,以发挥出电气自动化技术的赋能优势。笔者认为,电气自动化技术在机械工程领域的应用意义重大,通过技术升级、工艺升级、系统升级,可架构出全新的机械工程运行管理模式,高效率地运行机械工程各项工作,实现低能环保的绿色可持续发展,筑牢了机械制造产业链的高质量发展基石。
二、机械电气自动化技术与控制的一般原则
(一)安全性原则
机械生产与相关设备运行时,技术人员为能够充分发挥出电气自动化技术的应用优势,应当秉持安全性原则,对相关技术的应用安全性进行全面客观的评估,及时消除安全隐患与风险,提升电气自动化技术的应用可行性,实现机械生产加工制造的预期目标。
(二)标准化原则
鉴于机械加工制造的产品,将在交易市场中进行自由流通。若相关产品存在性能缺陷、质量问题,将对相关生产运营造成直接的不利影响。为此,在机械加工生产时,应当秉持标准化原则,合理运用电气自动化技术,实现标准化、规范化、流程化的生产加工,保证机械产品的性能与指标均达到国家行业要求[1]。
(三)环保性原则
新时期机械工程建设过程中,为全面提升机械产品的加工质量,有效控制加工制造过程中的能耗与污染物,技术人员在应用电气自动化技术,对机械制造进行技术与工艺的全面升级时,应遵循环保性原则,评估相关电气自动化技术应用的节能环保性,为机械工程的绿色低碳发展提供有力保障。
三、不同机械电气自动化技术与控制的要点探讨
(一)集成自动化技术
集成自动化技术主要是将不同的电气自动化技术进行集成,并根据机械工程的运行控制要求,灵活组合不同的电气控制技术,如下图1所示,为工业自动化集成技术的应用示意。
图1 工业自动化集成技术的应用示意
鉴于集成自动化技术应用的特殊优势,使其在机械工程领域应用时,主要集中于机械生产流程的自动化控制方面,即基于该技术的支持,实现对机械工程生产运行的各环节数据采集,为机械生产制造方案的优化提供参考,不断提升机械生产控制方案的可靠性与安全性,为后续的产品加工与设备控制提供有力支持。此外,在集成自动化技术的应用支持下,能够实现对机械生产制造的过程监控,及时对危险进行识别预警,保证机械工程整体运行的安全性。
例如,在精密的机械产品进行加工装配时,为不断提升点胶针尖的操控精准性,技术人员决定采用集成自动化技术,设计精度更高的点胶系统。在机械生产制造过程中,可实现对针尖位置的自动化标定,并根据指令对其它位置进行自动化定位,可有效解决微小精密机械零配件的点胶不够精准问题。此外,技术人员将集成自动化技术与视频图像技术进行结合,从而对相关机械设备仪器的运行参数进行可视化分析,更加客观精准地评估机械设备运行的隐患,并采取相应的应急预案,避免给企业造成更大的损失[2]。
(二)柔性自动化技术
柔性自动化生产控制技术,在机械工程领域应用非常广,该技术主要是基于计算机系统的运行支持,根据企业加工产品的机械工艺要求,生成柔性控制的制造方案,以保证机械产品加工制造的质量。在柔性自动化技术应用控制时,为能够充分发挥出该技术的应用价值,应对此技术的实际应用进行深入分析。
第一,在柔性自动化技术的应用下,能够根据机械产品的生产加工要求与机械设备运行规范,进而对生产工艺与设备参数进行调整,以保证机械生产与设备运行的安全性。
第二,技术人员通过灵活运用柔性自动化控制技术,可发现该技术不仅能够提升机械产品的加工制造质量,同时可适当降低机械产品的生产成本,为企业的经营创造更多的经济效益。
第三,在机械工程管理控制时,可将柔性自动化技术与机械产品质量管理系统进行对接,及时调整机械产品制造加工质量的管理方式方法,以保证机械产品加工的整体质量。
例如,某企业进行断路器装配加工制造时,为有效提升断路器加工制造的质量与效率,为企业创造更多的经济效益。技术组引入数字孪生技术,将其与柔性自动化技术进行有效结合,从而建构了机器人自动化装配控制模型。在装配数据交互共享的支持下,实现计算机运算的虚拟量与机器运行参数进行比较,以客观评估不同仪器设备的运行状态,精准控制装配机器人的运行轨迹,保证断路器装配的精准度,避免由于机器人操作位置的偏差,影响到断路器最终装配的质量[3]。
(三)智能化技术
通过对现代机械电气自动化技术的发展趋势分析可知,智能化电气控制技术是未来技术更迭的主旋律。为不断压缩机械加工成本,实现高产出的机械生产制造,相关制造企业应当意识到智能化技术应用的重要性与必要性。基于神经网络系统运行的支持,可实现对机械工程各个运行子系统的监控,并在数据深度学习技术的应用下,模仿人类的问题解决思维进行智能化判断,有效提升机械产品加工的质量,以及机械设备运行的安全性与可靠性。笔者认为,在智能化技术的应用支持下,能够实现对机械生产制造风险的精准预判、机床生产线故障的快速诊断、机械制造设备仪器的运行参数远程调控,极大地避免了人为操作风险,提升了机械制造生产的安全系数。
(四)远程控制技术
通过对现代机械电气自动化控制技术应用分析可知,技术人员巧用远程控制技术,实现对机械生产设备仪器的调整,降低机械产品加工的残次率,保证机械加工生产的质量。因为,在传统的机械设备运行控制时,主要是由工作人员进行手工操作,但该种方式受到多种因素的影响,可能出现操作延迟,进而影响到机械设备运行的安全性与可靠性。
为避免上述危机的出现,在相关机械设备运行控制时,工作人员可借助移动网络通信技术、传感器技术、计算机网络系统、监控设备、大数据分析技术的支持,及时发现机械仪器设备运行的异常情况,并迅速采取相应的应急处理对策,将危机控制在萌芽状态,避免对生产作业造成严重损害。鉴于远程控制技术应用的价值与作用,在机械电气自动化技术应用控制时,可积极推动相关技术的普及。
(五)虚拟建模技术
现代机械生产制造过程中,为有效提升机械产品的加工质量与性能,可灵活运用虚拟建模技术,并对该技术的应用进行有效控制,实现对机械加工技术方案的针对性优化,为后续的正式加工制造提供有力支持。通过将虚拟建模技术与传统的机械加工生产制造技术进行比较可知,技术人员在虚拟仿真技术的应用,可创设虚拟可视化的零件模型,并对机械零配件的加工进行模拟分析,及时发现机械产品加工中存在的问题,对其进行有效处理,有效控制机械产品的加工质量,降低产品的残次率[4]。
例如,部分单位进行机械产品加工时,引入智能化BIM技术,基于对机械产品加工相关设计资料的全面收集,并将其导入到智能化BIM建模系统当中,而后可快速生成机械零配件的加工仿真模型,为相关机械零配件的装配组装提供支持。
技术人员在进行板式塔楼进行机械构件安装时,鉴于机械工程的构件复杂、操作点多、装配精度要求高,在实际施工作业时,容易出现装配偏差,影响到整个塔楼运行的安全性。为此,技术小组决定采用Cinema 4D软件,实现对机械产品的仿真建模,并将其统一导入到板式塔楼的数据库当中,开展机械构件的碰撞检测,及时发现机械工程建造中存在的技术缺陷与安全隐患,确保在工程正式开工前消除各类风险。
(六)路径跟踪技术
路径跟踪技术全称是轮式移动机器人动力学路径跟踪控制,在该技术的支持下,可保证机器人行为灵敏,准确快速地执行相关指令,以保证机械生产制造的质量与效率。由于该技术应用的优势非常突出,在机械电气生产控制领域得到了广泛应用。
在现代科学技术发展应用的背景下,轮式移动机器人可执行更多的指令,在复杂危险的环境下作业生产。为保证轮式移动机器人能够自动避障、跟踪路径、跟踪轨迹、路线规划,应针对路径跟踪技术进行深入研究,以发挥出相关技术的应用价值。
通过对当下的路径跟踪技术应用与研究进行分析可知,技术人员主要是借助运动学模型的支持,从而对传感器反馈的数据信息进行分析研究,进而对机器人的路径跟踪控制器进行参数调整,有效提升机器人轨迹控制的精准性,降低外界因素对机器人作业的负面影响[5]。
部分技术人员在对路径跟踪控制技术进行研究时,从行驶速度、轨迹路径方面入手,并采取分级控制的策略,为保证路径跟踪控制的有效性,可基于模糊神经网络技术的支持,实现对海量数据的分析,以完成对机器人运行路径的精准跟踪,为机器人的自动化作业提供支持。笔者认为,智能化机器人技术是未来机械行业发展的必然趋势,因此我们需要对相关技术的应用进行研究,以积累更多的机器人控制经验。
(七)埋弧焊接技术
机械零配件加工生产时,为完成对相关零配件的连接,则需要根据设计要求对其进行焊接处理。为提升焊接质量与效率,可引入埋弧焊接技术,有效解决机械产品加工中遇到的问题。因为,埋弧焊接技术通过与部分电气控制技术进行结合,有效提升了焊接控制的精准性,可规避焊接质量缺陷。技术人员在应用该技术时,可根据焊接工件的要求,灵活选择全自动焊接技术方案与半自动焊接技术方案。
例如,某单位进行机械工件焊接时,选择了全自动埋弧焊接技术,借助相关设备仪器的辅助,以保证埋弧焊接的质量。通过对两种焊接方案比较可知,若机械零配件的焊接点位相对较少,但焊接质量要求相对较低时,可采用半自动埋弧焊接技术方案。由此可见,在机械焊接加工时,应选择最适宜的焊接自动化方案,以发挥出埋弧焊接技术的应用优势。
(八)机床数控技术
机床是机械生产制造的重要工具,为保证机械生产制造的质量与效率,应当突出对机床运行的精准控制,而现代机床运行时,由非常多的精密电机协同驱动运行,为保证机床运行控制管理的有效性,可灵活运用多种电气自动化技术,如机床数控技术、故障诊断技术、感知技术、传感器技术、CNC技术、总线技术等,实现对机床运行各项数据参数的采集,及时发现机床运行的问题,并调整机床控制计划,保证机床整体运行的可靠性与安全性[6]。
结语
综上,文中以机械电气自动化技术为例,重点阐述了不同技术应用控制的要点,旨在说明机械电气自动化技术应用的可行性,以及相关技术应用时控制的必要性。为不断推动我国机械制造生产的工艺技术升级迭代,应根据机械生产加工的要求,选择最佳的电气自动化技术,并采取针对性的控制策略,进而充分发挥出相关电气自动化技术的应用优势。未来,在我国工业机械制造全面升级的进程中,应不断总结相关技术的应用经验,推动电气自动化技术应用控制的规范化与标准化,主动规避常见的技术应用控制安全隐患。
参考文献:
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