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自动化技术及其在机械制造中的应用研究


机械制造业在国家经济发展中扮演着重要的角色,机械制造业的兴旺关系着各个行业机械设备的先进程度,从机械制造业的发展水平可以看出国家的经济实力与科学技术的发展水平,机械行业的发展在国家的发展战略中占据着重要的地位。然而随着机械加工零件越来越复杂,尺寸精度要求越来越高,传统的制造工艺不能够满足实际的生产需求,为此,将自动化技术运用到机械制造工艺中是生产技术发展的需要,自动化技术能够提高生产制造的加工效率,同时也能够提升机械制造的整体精度,为企业带来了人力、物力的节省,减轻了工人的劳动负荷,降低了企业的运营成本,增加了企业的行业竞争力。
1 自动化技术
谈到自动化在人们脑海中的固有印象是用机械动作取代人工劳作的现代化生产设备,可以自行的完成各项任务,不需要人工的参与,随着电子技术的不断发展,对于自动化的定义有了新的变化,即机械自动化动作不仅能够代替工人进行生产加工,也可以在部分领域代替人脑实现生产制造。
在进行机械制造生产过程中,将自动化技术运用到其中,可以提升机械制造的流畅度,同时可以对生产制造过程进行实时跟踪,提高生产制造的加工品质以及加工效率,这样就称之为机械自动化。在机械自动化发展的初期主要是通过机械与电气元件实现的,随着计算机技术的发展,计算机辅助软件与设备的普及,在机械制造中加入了信息化管理,在不断的发展完善中出现了计算机集成制造系统。
2 自动化技术在机械制造中的应用研究
随着自动化技术水平的不断进步,在机械生产中占据着越来越重要的地位,明确了机械自动化的生产目标是更好的为生产制造服务。为此,在研究自动化技术在机械制造中的应用时,要致力于发现工厂生产的实际需求,为解决生产制造问题而不断创新,满足工厂生产制造的各种需求,同时也促进了自动化技术的进步。
我国的部分生产车间达到了自动化与机械化的生产标准,主要是通过某一个环节的自动化运行来达到整个生产线的自动化生产,并设定综合管理系统对各个自动化设备进行统一控制,实现对生产状况的实时掌控,提升生产加工的制造效率,改善生产加工的品质。例如,在汽车生产制造环节中自动化技术被大量应用,PLC 技术的应用超过了9 成;机器人技术特别机械手被广泛运用到汽车生产与装配中,很多企业成立了机器人研究小组推动自动化技术的发展;IT技术在生产制造中也同样广泛,像办公以及物流等环节,在实现对产品品质的监管、装配品质检查以及设备运行状态监视等地方发挥重大作用,是维持生产正常运行的重要一部分。

图 1 CIMS集成制造系统
我国目前的自动化技术在机械制造中的应用主要以投资少周期短的技术为主,相比较于发达国家,我国的机械制造能力仍然有比较大的差别,因此,我国的自动化普及程度还没有全面展开,很多企业没有完全的将计算机技术应用到生产制造中,对于企业的自动化程度没有过高的追求,同时许多重要工序的自动化设备也是通过低成本的手段实现的。在企业不断的发展中,随着经验的累积、生产设备的优化,逐渐完成了生产自动化体系,从而完成高度自动化的CIMS 生产,见图1。
机器人视觉是一种利用计算机实现三维现实世界扫描的技术,可以代替人类眼睛实现对事物的识别和测量,在机械制造领域具有非常广泛的应用。例如,将机器人视觉结合精密测量仪器中,可以提高精密仪器的测量范围与精度等级,机器人视觉测量中检测系统由光学系统、CCD 摄像头以及计算机运行系统等,具体的检测方法是从设备中发射一条平行的光线覆盖在被测量物体的表面,之后将被扫描物体的形状特征经过摄像机出现到CCD 像面上,最后经过计算机软件系统的运行、计算将物体的现状模拟出来,机器人视觉测量方法不仅能够节约人力与物力,同时对于提高测量精度也有显著的效果。
3 结语
机械制造是国家经济发展的重要组成部分,自动化技术的应用对于提高机械制造的效率、生产加工的品质具有重要的作用,目前,机械自动化生产技术已经被广泛运用到各个生产行业中,并为企业生产带来了良好的经济效益,未来自动化制造技术会朝向高度集成化、智能化以及虚拟化方向发展。

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