浅谈机械自动化优点及发展前景

浅谈机械自动化优点及发展前景摘要计算机技术的发展，给现代制造技术带来了质的飞跃，当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制系统结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。

智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术，网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。

随着社会的不断发展,制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供现金手段的基础。

本文结合我国机械的现状，提出了我国机械行业目前所面临的主要问题，并分别从机械产品自身发展及行业出发，指出了未来工程机械行业的发展趋势，并根据我国行业自身发展特点，提出了相应的发展和改进措施，为机械自动化行业发展提供了一定的理论看法同时对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述，在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。

关键词：机械制造；自动化；智能化；技术；发展趋势一、机械制造自动化的概念目前，我们所谈的“自动化”一词已经从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度的自动化。

自动化技术在机械制造业领域中的应用，使得机械制造自动化的内涵又有了新的发展，主要体现在以下几个方面：第一、从形式方面来讲，机械制造自动化主要表现在代替人的体力劳动，繁重的体力劳动不再有人去付出，二是通过自动化的机械去完成；采用智能技术实行自动化处理，可以根据指令或者模拟人工智能等来完成简单的自行操作和处理，工作人员、机械以及自动化仪器之间成为一个系统，这个系统能够实现协调的运作和控制，并不断地得以优化。

第二、从涉及面来讲，机械制造自动化技术不但涉及到具体加工制造过程，还涉及到产品的整个生命周期。

机械制造自动化技术贯穿于整个机械制造过程的始终，能够最大限度地降低人力、物力和财力的消耗，并能最大限度地提高生产效率，能够为企业创造更高的经济效益。

第三、从功能方面讲，机械制造自动化不仅仅表现在代替人的体力劳动和脑力劳动，此外，机械制造自动化技术还表现出诸多的优点：第一，机械制造自动化技术能够极大地提高生产效率，缩短产品生产周期，为产品抢占市场提供了时间保证；第二，机械制造自动化技术能够确保产品质量达标和规格统一，符合现代社会标准化生产模式，具有良好的发展前景；第三，机械制造自动化技术能够提高生产效率，减少劳动力的消耗和使用，从而帮助企业降低生产成本，提高企业的经济效益；第四，机械制造自动化技术采用的是标准化生产，能够减少和降低生产过程中由于人的不确定性因数所导致的原料消耗，减少废弃物的产生，有利于国家倡导节能减排目标的实现。

二、机械自动化在我国的特点及作用1、机械自动化的特点第一机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域；第二机械自动化技术是面向工业应用的技术，可以提高制造业的综合经济效益和社会效益；第三机械自动化技术是面向全球竞争的技术，同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。

2、机械自动化的作用第一机械自动化的应用，可以提高生产过程的安全性；第二机械自动化可以提高生产效率；第三机械自动化可以提高产品的质量；第四机械自动化可以减少生产过程的原材料和能源损耗。

很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成，在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。

三、机械自动化系统的优点1、提高生产能力和工作质量机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率，同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。

例如：数控机床对工件的加工稳定性大大提高生产效率比普通机床提高2～6倍。

柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.2～3.2倍，机床数量可减少约20%，节省操作人员约20%，缩短生产周期40%，使加工成本降低20%左右。

此外，由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性，特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。

2、使用安全性和可靠性提高机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。

在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身与设备事故，显著提高设备的使用安全性，机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，故障率降低，寿命得到了延长。

3、调整和维修方便，使用性能改善机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要，这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。

对于具有存储功能的机械自动化主品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。

机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常，由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化，并且方便、简单。

机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥，系统可重复实现全部动作，高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动化最优化操作。

4、具有复合功能，适用面广机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。

机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求，应变能力较强。

5、改善劳动条件，有利于自动化生产机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。

四、机械设计制造及其自动化的发展方向1、机电一体化机电一体化就是机械自动化的发展和延伸，传统的机械产品只有向机电一体化方向发展，才是机械工业发展的唯一出路。

2、智能化智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。

这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。

诚然，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3、模块化模块化是一项重要而又艰巨的工程。

由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。

如研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置，这样，可利用标准单元迅速开发出新的产品，同时也可扩大生产规模。

显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机械自动化单元的企业还是对生产机械自动化产品的企业，模块化将给机械自动化企业带来美好的前程。

4、网络化20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革，各种网络将全球经济、生产连成一体，企业间的竞争也趋于全球化。

机械自动化的新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快会畅销全球，由于网络化的普及，基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾、而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。

现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。

5、微型化微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机械自动化向微观领域发展的趋势，国外将其称为微电子机械系统，或微机械自动化系统，泛指几何尺寸不超过1cm3的机械自动化产品，并向微米、纳米级发展。

微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息、等方面具有不可比拟的优势。

微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等，所以说，机械自动化系统就是机电一体化系统。

机电一体化的发展就是机械自动化的发展，所以广大设计人员应清醒的认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展，才是机械工业发展的唯一出路，所以设计人员不能只热衷于技术引进，不能仅仅安心于作为新技术的传播者，而应该作为新技术产业化的创造者，为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

五、我国机械自动化发展之路探索1、结合生产实际发展机械自动化技术先进制造技术的全部真谛在于应用。

发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。

只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。

我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。

那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。

我们要的是效益，而不单纯是速度。

国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。

而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。

这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。

据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。

2、发展投资少、见效快的低成本自动化技术发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。

美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。