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自動化技術在機械制造中的應用
在機械制造的實際操作中,對機械自動化生產的實際運用更加重視。隨著機械制造自動化理論研究不斷深入,自動化的目的也更加明確,使其更加適用于實際生產。為此,在實現機械制造的自動化進行研究時,主要是結合企業發展的需要不斷針對生產環節進行突破,使其更加符合企業的需要,并能夠有效實現自動化促進企業實現經濟效益的目的,同時推進自動化技術的不斷發展。就當下我國機械制造自動化技術的實際情況而言,自動化技術主要集中投資少回報快的技術上。特別是我國在機械制造水平上正處在較為落后的情況,更加應當注重發展潛力大、成本費用較低并且能夠得到快速回報的自動化技術上,使企業的經濟效益能夠得到快速的回報。麻省理工大學在二十世紀所提出的LP精細生產模式,就能夠有效實現低投入高回報的典型代表技術。結合我國當前情況來看,機械制造企業運用的生產設備大多是通用設備,并且隨著自動化機械制造過程的不斷發展,不斷對自動化生產設備進行改進,但均是圍繞企業機械制造生產的實際需要來推進自動化設備的生產布局,并在重點關鍵環節進行制造設備的添置,結合CAD\CAM技術、優秀的計算機隊伍,通過計算機自動化技術對機械制造系統進行有效的整合,使自動化技術的優勢能夠得到有效發揮,全面推進我國機械制造自動化技術水平的不斷上升。就當下我國在機械制造自動化的水平上來看,我國企業在自動化的發展上主要還是依照循序漸進的方式來開展,重點發展具有現代化特色的機械自動化。機械制造自動化技術主要是遵循由低級、簡單到高級、復雜的發展過程,有效突進了自動化管理質量的快速提升。在當前的機械制造行業中,大多數的企業基本上已經實現了自動化控制設備,在機械制造生產過程也逐漸實現了機械控制自動化、數字化以及智能化的發展。在實現了機械化和自動化生產的工廠中,運用單機自動化生產設施來實現生產線的自動化,并通過綜合自動化設備來對生產線進行管理,進而能夠更加有效控制生產,促使生產效率的快速提升,使機械制造自動化更加符合理想需要。當前,我國在機械制造水平上相較于先進的制造水平還有這較大的差距。為此,大多數的企業并沒有在生產過程中將計算機完全應用到其中,對“高度自動化”的追求也稍有欠缺,并且針對制造過程中出現關鍵環節,也均是通過將低成本的自動化手段來進行改革實現自動化。隨后在此基礎上,通過不斷積累自動化技術的經驗,以及設備的改進,來實現自動化生產,最終目的是實現高度自動化的CIMS生產。隨著我國在機械制造自動化的不斷發展,技術水平的不斷提高,部分企業在機械自動化的生產、技術以及管理等方面上均有了非常大的提高,因此,自動化設備應當逐漸向高級自動化、集成化發展,使機械制造自動化生產體系更加趨于成熟。
自動化技術在機械制造中的應用發展趨勢
當前我國自動化在設備上、技術上以及管理方法上均有了非常明顯的提升,通過逐漸的積累,我國在機械制造自動化技術的經驗更加豐富,發展也日漸成熟,逐漸向集成化、虛擬化以及智能化方向趨近。
二十一世界機械制造自動化發展方向中,集成制造技術可以說是最為重要的方向,更是當下機械制造企業不斷改革的生產模式。將計算機組合應用作為基礎,再通過有效的整合使生產制造系統能夠作為一個整體來進行運作,通過多個分系統相互關聯使其呈現為模塊式的組合模式,自動化制造系統、自動化管理系統以及自動化信息系統均包含其中,同時信息集成程度高的制造系統則還將質量信息系統一并包含。
二、我國機械自動化的現狀
機械自動化技術從上個世紀20年代開始發展應用以來,已經得到了迅速的發展,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用了計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國仍處于初級操作階段的自動化。目前,世界各國的機械自動化水準除少數工業發達國家的某些生產部門外,大多數還處于操作階段的自動化。我國也不例外,我國的產業結構層次低。我國機械制造業目前有11.4萬個企業,發展很不平衡,有大量落后于現代水準的產業,大部分企業還比較落后,手工勞動占有相當的比重,我國能獨立開發現代機械自動化技術的企業可以說沒有;我國機械制造業企業中自動化裝備少、水準低,不僅在數量上同世界先進國家有較大差距,而且在品種上、質量上、使用上,同世界先進水準也存在階段性差距。實現我國機械自動化技術是一個長期的過程,不可能一蹴而就。需要循序漸進,不斷努力,創造條件,向自動化的高級理想階段邁進。當前,我國還處在社會主義初級階段,經濟、財力、生產力水準、國民素質等,與世界主要國家的差距是很大的;我國有豐富的勞動力資源,每年城鎮新增就業人口達兩千多萬,且今后每年的就業人數還會增加。機械自動化最大限度地提高勞動生產率,勞動力的過剩和分工的轉移就是一個現實問題。
三、我國機械自動化發展之路探索
(一)結合生產實際發展機械自動化技術
先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術,應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產,才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發展機械自動化技術,應結合實際,注重實用,即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產任務只需1~2個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正,對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純是速度。國產造型生產線因產品質量差、可靠性低、實用性差,開工率一般僅在50%~60%。而能在生產中長期服役的主力生產線很少,像第一汽車制造廠的01線、第二汽車制造廠的BMD線等具有全年開工業績的線更是鳳毛麟角。這種現象不屬偶然或局部,而是帶有普遍性。據調查,我國引進的弧焊機器人,完全正常運轉、充分發揮效益的只占1/3;另外1/3處于負荷不滿或不能完全正常運轉狀態;還有1/3不能正常使用,直接影響了用戶使用更多機器人的信心。
(二)發展投資少、見效快的低成本自動化技術
發展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的發展需要和國情。美國麻省理工學院提出的精節生產LP模式,就是以最小的投入,取得最大的產出的具體表現。日本豐田公司采用適時生產JIT、全面質量管理TQC和成組技術GT、彈性作業人數和尊重人性為支柱的精節生產方式,使自動化程度不高的工廠取得了良好的效益。芬蘭NOKOAData機工廠的組裝車間內擁有一條能制造286、386和486微機的靈活生產線,它并不完全由自動化設備組成,中間穿插著借助計算機指導的人工參與,將高新技術與原有工藝基礎巧妙靈活地結合在一起,從而使這種生產線的造價較低,同時卻具有柔性制造系統的性能。實際上精節生產本身就意味著從國情和企業實際情況出發,借鑒國外發展機械制造業低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業各企業有大量的通用設備,在發展現代機械自動化技術時,若以原有的設備為主,合理調整機床布局,添加少量的數控設備,引入CAD/CAM技術,就能充分發揮計算機自動化管理的優勢和人的創造性,共同構成一個以人為中心、以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統,為我國機械制造業自動化技術發展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發展應用新途徑。
(三)注重配套發展機械自動化技術
現代自動化技術在機械制造中的應用就是在控制理論的指導下,對生產的物流和人的作用進行綜合的研究,涉及到機械技術、微電子技術、自動控制理論和計算機技術等。發展機械自動化技術,必須主要地關注電子學、電子計算機技術、零件檢測和機床裝料自動化,廣泛采用程序數控機床,以及研制高效的和可靠的自動化生產線、計算機應用于生產的信息系統和自動化控制系統等。發展應用機械自動化技術,要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發的推廣應用工作,既要發展主機,也要配套發展自動化元件及控制系統。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等,這些都將是今后機械自動化的主要技術基礎。
參考文獻:
[1]馬志平.機械自動化的未來與現狀[M].北京:機械工業出版社,2003.5.
[2]張世昌.先進制造技術[M].天津:天津大學出版社,2004.
2當前我國機械電子自動化的情況
對于機械電子自動化技術來講,其開始于20世紀,到目前為止已經獲取了極大的發展。尤其是最近幾年計算機集成化水平越來越高,極大促進了我國機械自動化的發展。盡管我國近些年機械電子自動化取得了一定進步,然而仍處在初級階段。現今,全球除了西方少數經濟較發達的國家外,很多國家的電子自動化水平較低。我國的產業結構不夠合理,發展較不平衡,自動化程度較低,與一些發達國家比較,在種類、質量、應用等方面存在較大差距。想要發展我國機械電子自動化技術,不可能一蹴而就,而是需要一個漫長的過程,需要堅持不懈的努力、勇于嘗試、大膽創新,開拓進取,從而推動我國機械自動化更好發展。
3提高我國機械電子自動化水平的措施
隨著經濟發展速度的不斷加快,市場競爭越來越激烈,機械生產企業想要保證自身在激烈的競爭中得以生存并不斷發展,就需要提高機械電子自動化的能力及水平,具體可以從以下幾方面入手。
3.1同實際生活相結合,大力發展機械電子自動化技術
對于機械制造技術來講,其核心內容在于使用。想要促進機械電子自動化水平的不斷提高,需要從企業生產技術發展的實際情況出發。唯有針對相應的商品生產選用配套的自動化生產形式,才能縮減成本投入,增加資金收益,提高企業市場競爭能力。所以,企業在發展機械電子自動化技術期間,應同實際相結合,關注應用,也就是生產的真實收益。相關工作人員應及時糾正盲目進行自動化的行為,如僅需1~2個月就可以完成的工作卻要進行自動化,不僅不會增加資金收益,同時還會降低工作效率。企業應將注意力放在效益方面,而不是僅僅關注速度。
3.2大力推廣見效快、成本低的機械自動化技術
大力推廣成本低的機械自動化技術,具有較大的潛力,并且投入較少,前景十分廣闊,同時具備較高的自動化水平,能夠取得事半功倍的效果,同我國當前發展需求相吻合。美國著名的麻省理工大學曾提出了精益生產的LP形式,也就是通過最低的資金投入,獲取最高的生產收益。同時,日本豐田公司提出了生產JIT、彈性作業、成組技術GT等生產形式,使很多自動化水平較低的企業收獲了較高的資金收益。在芬蘭,NOKOAData企業在生產車間創造了386、486等生產線,其不僅僅是由自動化的機械設備構成的,同時在其中也插入計算機指導及員工的參與,將原始工業生產形式同高新科技靈活、巧妙地結合起來,進而縮減生產過程中的資金使用,提高生產質量及效率。其實,精益生產自身就代表由企業及國家的真實狀況出發,借助外國機械制造領域發展低成本自動化的經驗。我國很多機械制造企業存有大量的通用型設備,在大力發展機械電子自動化技術的同時,在可以給予原始設備的前提下,對機床的布局進行科學調整,盡可能少地加入數控設備,并且引進CAD技術,就可以全面發揮人員的創造性優勢及電子計算機的管理特點,形成以人為核心,以計算機為先導的生產體系,為我國的機械生產領域開創一條資金投入低、效果好、資金收益高、同我國國情相吻合的機械電子自動化技術發展途徑。
3.3把握基礎,關注發展機械電子自動化的配套技術
在促進機械電子自動化技術的應用與發展期間,還需要做好該技術應用的基礎工作,并且基于實際情況進行推廣,不但應發展主要設備,同時還需要加大開發自動化軟件及相關配套控制系統的力度。電子計算機、微處理設備、新型刀具、傳感設備、可編程控制設備等必將是未來機械電子自動化技術的前提與基礎。配套設備的質量同日后機械設備自動化發展水平之間存在密切的關聯。所以,相關工作人員應對其予以重視,不斷更新機械自動化的配套技術,進而推動我國現代自動化的發展。在應用其進行自動化加工期間,體系的自行檢測、控制、伺服等操作都不能缺少微電子技術;并且需要進行信息處理與交換,對數據進行計算,進而同計算機及信息處理技術又形成了密切關聯。對于現代的自動化技術來講,其涵蓋微電子、自動控制、機械技術等內容。想要促進機械電子自動化水平的提高,就需要對電子學、計算機技術、機床裝料技術等給予高度重視,大量選用數控程序機床進行生產,并且不斷改進并完善生產線,保證其穩定性與安全性,同時加大對生產控制信息體系的重視程度。相關工作人員在應用并發展自動化技術期間,需要不斷提高自身的專業技能及綜合素養,牢牢把握自動化的基礎,由真實情況出發,不僅發展主要設備,同時發展配套技術,為后續工作夯實基礎,降低企業成本投入,增加企業資金收益,提高企業市場競爭能力。
3.4與我國的國情相結合,大力發展機械電子自動化技術
發展機械電子自動化技術,其是一個由低至高,由簡單至復雜,由存在缺陷到不斷改進及完善的過程。在通過自動控制設備操控機械生產期間,其生產的形式也由機械化水平逐步向機械控制自動化水平過渡,實現了計算機、數字化控制的自動化。唯有建設自動化廠房后,才能保證生產整體過程實施自動化,進而提高生產質量及效率,增加企業資金收益。當前,我國的機械自動化水平相對較低,不可急于求成,需要逐步開展。對于我國這一處在發展期間的國家來講,對生產技術進行探究的前提是保證技術的適用性。例如:我國想要學習借鑒國外柔性制造系統,則需要在柔性生產的基礎上,對人機工作界面進行優化,創建比較全面的信息體系,提高人機管理的質量及效率。在體系中,先進的自動化設備需要同普通裝置并存,在體系中各個環節都可以進行人工干預。這種方法密切結合的我國的國情,選用科學、先進的技術進行創新,以適用性為基礎,獲取經驗,進行應用與推廣,從而增加企業資金收益,提高企業市場競爭能力。
2自動化技術組成分析
作為一門綜合學科,自動化包含的技術種類很多,可以將自動化技術粗略的分為以下幾個組成部分:程序單元、作用單元、傳感單元、制定單元以及控制單元。(1)程序單元。程序單元是控制單元的核心,由工程師提前編制的程序在控制單元中運轉,以維持整個系統的運行。(2)作用單元。所謂的作用單元是受程序單元所控制的,負責整個系統運轉的單元,是命令的執行者。(3)傳感單元。負責收集各種數據,并將這些數據及時的傳遞給控制單元,由控制單元進行計算和處理,再反饋給其他的單元,以此來保證整個系統的良好運轉。(4)制定單元。制定單元的作用是對整個系統的其他部分命令,調控其他部分的行為。(5)控制單元。控制單元是整個機械自動化控制系統工程的保障性單元部分,其主要用于解決單元制定和動作調節。
3機械自動化在煤礦機械制造中的應用探究
依據不同的功能,可以將煤礦機械分為三個系統:挖掘系統、輸送系統、安全監控系統,而在煤礦機械制造過程中,就應該實現煤礦采掘機械的自動化、煤炭輸送的機械自動化、煤礦安全監控系統的自動化。
3.1煤礦采掘機械的自動化
我國經濟的強勁增長是以源源不斷的能源作為動力的,而能源又是以源源不斷的煤炭供給來作為基礎的,因此隨著我國經濟的發展,對于煤炭的需求量也越來越大,現有的煤炭生產效率已經難以滿足實際需求,如何提高煤炭挖掘的效率,則是當前應該著重思考的問題。實現煤礦采掘機械的自動化,能夠用機械代替全部的人力操作,那么生產的效率將會更高,而且也避免了由于人力生產帶來的各種安全事故發生的隱患。可以說煤礦采掘機械的自動化將直接影響到我國的能源供給,對于國計民生來說都是至關重要的。發達國家將自動化技術應用于煤礦機械制造中已經取得了很好的效果,不僅各種機械的可靠性強,而且操作的精度也非常高,廣泛適用于各種操作條件,相較于以往的生產機械的生產效率有了較大的提高。近年來我國在煤礦機械自動化方面也有了長足的進步,研究出了一批具有自主知識產權的煤礦生產機械,打破了國外煤礦生產機器的壟斷,這意味著我國煤礦機械自動化水平提上到了一個新的高度,有利于相關煤炭企業的生產以及整個煤炭行業的進步。
3.2煤炭輸送的機械自動化
煤炭的生產和運輸是不可分割的兩個組成部分,如果有著強勁的生產力,但是運輸效率低下,挖出來的煤運不出去,跟沒挖是一樣的。因此在研究煤礦采掘機械的自動化的同時,對于煤炭輸送機械的自動化同樣應該加以重視,只有輸送的速度跟得上挖掘的速度,才能夠真正提高煤礦的產量,提高煤炭企業的效益。目前大多數煤礦都是以膠帶作為運輸方式,傳統的膠帶運輸業已經漸漸和PLC技術相融合,形成了各種新型的自動化運輸系統,這些新興自動化運輸系統不僅運轉上更為可靠,而且也更為高效,不用耗費過多的人力來進行維護。新型自動化運輸系統的出現使得膠帶的調速方式更加敏捷和精確,從而使得膠帶運輸的速度能夠跟隨煤炭的產量而隨時變化,能夠充分利用電能,同時減少了對于人力資源的消耗,也避免了安全事故的發生,在最大程度上提高煤炭企業的效益。
3.3煤礦安全監控系統的自動化
安全是煤礦生產的首要前提,近些年來各種關于煤礦的安全事故觸目驚心,引起了人們對煤礦生產的反思,加強煤礦安全監控系統的自動化,能夠有效防止各種安全事故,避免相關操作人員的生命及財產安全的威脅。想要防止煤礦生產中的安全事故發生,很大程度上依靠于對于各種數據的及時監控和預報。實現煤礦安全監控系統的自動化,能夠隨時監測整個地層的變化、坑道中的瓦斯濃度的變化以及整個開采系統運轉的變化,針對這些變化提出相應的預警方案,能夠在安全事故發生之前將隱患消除在搖籃之中,對于煤礦企業的生產來說是非常有益的。當然不可否認,如今我國生產的煤礦安全監控系統相配套的傳感器的種類較少,這種現狀在一定程度上限制了煤礦安全監控系統的自動化,但是相信隨著時間的發展,各種自動化監控系統配套的傳感器也將越來越豐富,打破國外對于這方面的壟斷,降低煤礦安全監控系統自動化的成本,為推動煤礦企業安全生產作出貢獻。
2機械設計制造及其自動化的發展趨勢
2.1虛擬化。
通常情況下,機械制造企業要想獲得一個新產品的最終設計圖紙,必須通過設計、篩選、整合、試驗等多道工序,不僅費時費力,還不利于企業實現資金的優化合理配置,阻礙了企業的進一步發展。隨著信息時代的到來,計算機技術為人們的工作與生活提供了極大的便利,將計算機技術用于機械制造及其自動化技術中,能通過計算機模擬試驗設計方案的可行性,簡化了試驗環節,節省了機械設計時間、減少了人力勞動量、提升了機械設計效率,為企業獲取最大的經濟效益奠定了基礎。除此之外,網絡的普及也為機械制造及其自動化技術的發展做好了鋪墊,技術工作人員能通過網絡無線傳導數據資料,大大節省了設計耗時,幫助設計雙方無障礙地溝通合作,為進一步完善設計方案提供了幫助。
2.2人機一體智能化。
智能化是機械制造及其自動化技術未來重要的發展方向。技術人員要構建出一個方便操作的人機一體化智能系統,以實現先進的智能機器與制造領域專家有機結合的人機智能制造技術。該系統不僅能用于簡單的人工勞動,如篩選、分析、歸納、整理原始數據資料等,還能取代較為高級的人力腦力勞動,如構思、擬定、決策設計方案等,大大節省了技術人員的工作量,利于企業實現人力、物力、財力資源的優化配置,為機械制造業未來的發展奠定了基礎。
2.3節能環保化。
當前全球污染都較為嚴重,我國更是將建設資源節約型、環境友好型社會當成一項基本國策,試圖促進我國經濟更好更快地發展。在機械制造及其自動化技術中體現出節能環保的綠色理念,是時展的必然要求,以實現人與自然的和諧共處。對此,機械行業必須充分認識到環保的重要性,并將其充分融入機械生產的各個環節,從設計到回收都要體現出環保綠色理念,使其與客戶的生產、生活環境相適應相融合,以科學的發展觀為基礎,在機械生產中體現全面發展可持續的發展理念,利用可回收重復利用的材料與清潔能源生產機械設備,使機械行業走向更好更快的發展之路。
2.4微型化。
出于機械設備的實用性能考慮,當前機械多向低能耗、小體積、靈活便利等方向發展,大大節省了儲存空間、減輕了人力搬運勞動強度。由此可見,微型化將會成為機械設備未來發展的必然趨勢。機械生產企業將資金投入于改造大型、笨重、操作靈便較低的機械設備,能減少生產資源的浪費,降低生產、運輸、儲存費用,還能擴大其運用范圍,為機械企業謀求更大的經濟利益打下了堅實的基礎。機械設備微型化除了為機械制造行業的未來發展提供了新思路外,還為其帶來了更大的挑戰,因為設備體積縮小、能耗降低,所以在生產時要求更高的技術支持,操作的精確度也較原有設備有所提升。
2.5網絡化。
隨著網絡技術的迅猛發展,我國機械自動化產品也將順應時代的潮流,逐漸向網絡化方向靠攏。機械行業為了拓寬銷路,可以充分利用網絡資源,將優質、節能、高效的機械設備向全球推售。在設備設計生產環節,還能夠利用網絡的遠程控制與監測管理技術,不斷完善機械設計漏洞,為提高設計性能與使用性能提供條件。
一、引言
機械自動化,主要指在機械制造業中應用自動化技術,實現加工對象的連續自動生產,實現優化有效的自動生產過程,加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展,是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化的技術水準,不僅影響整個機械制造業的發展,而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。如何發展我國的機械自動化技術,應實事求是,一切從我國的具體國情出發,做好各項基礎工作,走中國的機械自動化技術發展之路。
二、機械自動化在我國的特點及作用
機械自動化的特點很多:第一,機械自動化是面向21世紀的技術,是具有明確的范疇的新的技術領域;第二,機械自動化技術是面向工業應用的技術,可以提高制造業的綜合經濟效益和社會效益;第三,機械自動化技術是面向全球競爭的技術,同時是駕馭生產過程的系統工程,是市場競爭核心時間、質量和成本三要素的統一。
在工業生產中,機械自動化的作用很大:第一,機械自動化的應用,可以提高生產過程的安全性;第二,機械自動化可以提高生產效率;第三,機械自動化可以提高產品的質量;第四,機械自動化可以減少,生產過程的原材料和能源損耗。
很多方面機械自動化的特點與作用相輔相成,在工業中起到很大的作用,并且我國處于機械自動化的初期,需要循序漸進,不斷努力,創造條件,向自動化的高級理想階段邁進。
三、我國機械自動化的現狀
機械自動化技術從上世紀20年代開始發展應用以來,在各行各業都得到了迅速發展和廣泛的應用,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用計算機集成制造系統,大大加快了機械自動化的發展,但我國讓處于初級操作階段的自動化。
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
1.管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業拒不采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
2.設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD技術的比例比較低。
3.制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米、納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
4.自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、只是智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業可見。
四、我國機械自動化的發展之路
1.結合中國生產實際進行發展機械自動化技術。先進制造技術的全部真諦在于應用。發展機械自動化技術,應以企業的生產和技術發展的實際需要及具體條件為導向。我國發展機械自動化技術,應結合實際,注重實用,即對國民經濟產生實際效益。所以我國應結合具體生產實際,逐步實現我國機械自動化發展的全球化,一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭匯總紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術是制造的全球化得以實現。
2.發展投資少、見效快的低成本自動化技術。發展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的而發展需要和國情。這需要我國機械自動化技術向網絡化和虛擬化方向發展。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品小勺都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的額交流、加強產品開發的合作何經營管理的學習,優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間跳讀、供應鏈及物流設計的建模和仿真,推動企業向著既競爭又合作的方向發展。超級秘書網
3.我國在發展機械自動化的同時還應結合我國的具體國情進行分析。在發展機械自動化的同時注意到發展的環境,實現發展機械自動化的綠色化。綠色制造通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠的設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產綠色產品,產品使用網以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制作哦啊能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時是原材料和能源的利用率達到最高。
綜上所述,我國要搞好機械自動化,不但要起點高,瞄準世界先進水準,而且必須包括各種靈活的提成本、見效快的技術,堅持提高與普及相結合的方針,同時從我國具體的基本國情出發,使我國的機械自動化技術發揮應有的才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。
參考文獻:
[1]馬志平.機械自動化的未來與現狀[M].北京:機械工業出版社,2003.5.
2培養自動化復合人才
要想發展并推廣應用各種新的機械設計自動化技術,就需要持續引進一系列的新概念、新理論及新技術,不斷將傳統機械設計制造當中的某些設計觀念及技術進行升級甚至是替換,這就需要我們培養出一大批兼具技術素質及研究理論的優秀復合型工作人才。機械設計朝著自動化方向發展的速度越來越快,機械制造業也將更加依賴科學技術及知識。這種全新的自動化設計模式對于工作人員的經驗、技藝等的要求將越來越低,更多地是需要他們提高自身的自動化設計知識及技能。技術人員跟一線工作人員之間的界限將越來越模糊,直至消失,因而機械設計制造工人應當擁有高層次的管理能力及技術人員的知識結構。所以,機械設計及制造企業應當加快培養出更多的復合型人才,并充分發揮出人才資源的優勢,大力推廣應用自動化設計技術,最終達到提高機械設計自動化程度的目的。
3全面創新自動化技術
當前,我們正處于經濟時代,不僅僅是經濟在飛速發展,技術的發展也日新月異。從當下我國的國情來看,發展機械設計自動化技術是一個由簡單到復雜、從低級到高級、逐漸完善的過程。然而這一過程所面臨的不僅是時間問題,更重要的是技術創新問題[2]。機械設計制造在選擇使用自動化技術后,其生產方才可以改變傳統的機械化模式,逐漸過渡為機械控制自動化模式,最終實現計算機控制自動化。只有先以單個部門自動化的實現為基礎,才能逐漸達到全行業的設計自動化,最終實現機械設計過程的全面自動化。從目前我國機械設計自動化的具體程度來看,中國機械設計自動化程度跟國外相比還存在很大的差距。所以,我們應當積極以國外先進的自動化技術發展進程為參考,不斷追求創新,致力于我國機械設計自動化現狀全面開發新技術,盡量少走發展的彎路,大大提升我國機械設計自動化程度,爭取盡早與國際機械設計自動化接軌。
2機械自動化技術在煤礦中應用的意義
2.1保障作業的安全
眾所周知,煤礦洗煤是一類高危行業,在實際工作中通常會存在一系列的安全問題,如果處理不當極易導致安全事故的發生,而在煤礦洗煤中應用機械自動化技術,則能夠在很大程度減少各項作業中的安全隱患,確保作業人員的安全,使整體煤礦洗煤作業的安全性得到大幅度提高。
2.2提高作業的效率
應用機械自動化技術,能夠大幅度的提升煤礦洗選的作業效率,其原因就在于機械自動化技術可以在無人看管的情況下,自動的選擇程序并進行自主作業,而且運作時間不會受到其他因素的制約,因此節省大量的人力、物力以及財力,從而提升選煤生產作業的效率。
2.3促進技術的更新
為了能夠在選煤生產作業中更好的運用機械自動化技術,在使用過程中通常會配合其他的一些先進技術,這樣對技術的更新就可以起到良好的推動作用,促進煤礦生產效益的提高。
3加強洗煤廠機械自動化技術應用的幾點建議
我國煤礦市場的競爭越來越激烈,因此,為了進一步確保安全生產,提高企業效益,獲取競爭優勢,機械自動化技術在洗煤生產作業中的運用也變得日趨重要。因此,采取有效策略來推進機械自動化技術更好應用就顯得尤為必要。
3.1新產品的發展及應用
煤礦企業應當對當前的煤礦管理理念予以創新,引入科學有效的煤礦生產運作模式,注重核心設備及系統的自動化,以便使煤礦生產作業的整體自動化水平得到大幅度提升。同時,煤礦企業還應當加強自主研發,重視企業間的交流合作,并且加大技術開發力度,加快企業技術創新的步伐,集中精力攻破一些核心技術問題,諸如電液控制系統、密封件等,將具有更多優異特性的新產品、新設備應用于煤礦生產中[2]。
3.2提高設備的利用效率
在煤礦企業中,機械設備的安裝及拆卸也是一項不容忽視的工作,只有全方位將機械設備的安裝、拆卸工作做好,才能夠降低企業的生產成本,繼而大大提高機械設備利用率。在煤礦生產作業中,通常可以采取以下幾類措施來提高機械設備的利用率:完善機械設備自動化,提高設備安全生產性能;及時更新機械設備,加強設備的管理及養護,并且做好設備的維修工作,以便最大限度的發揮設備的功能。
2機械自動化的技術核心分析
2.1機械自動化技術核心的應用作為機械工業中應用技術的一種,機械自動化技術可以實現機械加工的連續自動生產,并且保證所進行的生產流程是最優化的。這就大幅度地提升了加工的效率,降低了加工所需的時間,滿足了市場的需求。機械自動化技術以及制造模式的廣泛應用使得整個機械工業得到了飛速的發展,極大地促進了機械工業水平的提升,將機械工業帶進入一個新的發展時期。首先應該看到的是,隨著機械自動化技術的廣泛應用,生產過程中的安全性大大提升。在整個生產過程中,對于人員的需求已經降到了最低,大部分的生產過程都是由機械設備來進行,這也就最大程度地提升了生產的效率。傳統的生產模式遠遠不能滿足現代市場對于機械設備的需求,采用這種制造模式就可以大大提升生產效率,同時還能降低生產中出現的誤差,有效地提升生產的質量。此外,通過應用機械自動化技術,可以有效降低對資源的浪費,盡可能地降低生產的成本。這是因為應用機械自動化技術后,生產過程中采用的是自動控制系統,可以通過前期的程序設計來實現資源利用的最大化,大大降低了傳統模式下的資源浪費。因此,廣泛地應用機械自動化技術,可以有效地促進機械工業的發展。
2.2機械自動化技術的技術核心對于機械自動化技術來說,數控技術是其核心技術。機械工業所生產的機械產品,大多具有高精度的特性,這就要求必須采用先進的數控技術。數控技術在機械自動化技術中發揮著十分重要的作用,利用數控技術可以實現加工過程中的自我修復以及自動更正,就可以保證滿足機械生產的高端要求。此外,應用數控技術可以實現在生產的過程中對產品生產進行技術調節,從而實現對各項參數的滿足。最重要的是利用數控技術,可以對加工過程中出現的故障及時進行修復,從而保證生產的及時性。除了數控技術之外,網絡技術在機械自動化技術中也發揮著重要的作用。網絡技術的應用可以為機械自動化技術注入新的活力,從而促進機械自動化技術的發展。
2.3機械自動化技術的發展趨勢首先來說,機械自動化技術必將朝著高速度、高精度以及高效率的方向發展,這樣才能滿足機械工業的高端要求。其次整個自動化技術系統的發展方向應該是柔性化,這樣就可以通過集成技術來對生產進行模塊化管理,有效促進自動化技術作用的發揮。最后,機械自動化技術必將朝著智能化的方向發展,這是因為其自身的智能化程度依舊有著一些缺失,這就要求自動化技術采用更高端的技術,增強自身的智能化水平。
3機械自動化的制造模式分析
在生產過程中采用先進的機械自動化技術以后,機械工業的制造模式也會發生相應變化。傳統的機械制造模式必將被新型的制造模式所取代。首先表現在人員的改變上。在自動化技術的機械制造模式下,人員在生產過程中發揮的作用大大降低,人員的使用量也大幅度降低,用最少的人力進行加工生產,實現了生產模式的現代化。其次,改變流水線的生產方式。在自動化的流水線生產中,實現對生產過程的全程控制,促進生產效率的提升。最后,在自動化技術的機械制造模式下,實現對生產的智能控制。這樣就可以減少因為人為原因所造成的損失,大大降低生產成本,使得機械生產的水平得到最大程度的提升。總體來說,原有的機械制造模式已經發生巨大的變化,已經從原有的人工操控轉變為自動控制,極大地提升了機械工業的生產水平。
2自動化技術在機械制造中的應用
1)信息自動化。信息自動化主要是依托于計算機技術而形成的,其中主要包括輔助制造、輔助設計、工藝輔助設計、數據庫系統管理等。輔助制造指在產品生產過程中采用數值控制技術來實現自動化應用,進而完成產品的生產,也被稱為數控技術;輔助設計是指采用計算機設計軟件來完成對產品的創意、設計、建模、參數值評測等,并且對機械構件實現精確測量;工藝輔助設計則是輔助制造和輔助設計的紐帶,能夠有效提高工藝生產的效率,并使之實現優化和提升;產品數據庫系統管理則是采用計算技術來實現對儲入庫,進而實現信息數據的系統化管理。
2)物資供輸自動化。物資供輸是對品生產的原材料進行運輸和調配的過程,其物資供輸自動化則是采用自動化手段來完成物資的運輸和調配,是自動化在機械領域中得到應用的細分體現,其中涉及自動化設備、自動化裝置、自動化物資輸送、自動化軟件等。
3)生產自動化。生產自動化能夠從機械制造加工方面得以體現,可以實現機械組件的自動化裝卸,這種自動化裝卸在系統不發生故障的情況下可以循環重復進行,有效降低人力使用成本,并且能夠降低由于人為因素所造成的失誤,提升產品的合格率,大幅提升了產品的質量。
4)設備裝配自動化。設備裝配自動化是將整個裝配流程輸入到數控設備中,通過計算機來完成對機械的操作,按照特定的規格、形狀制成配件,同時還能夠完成一系列組裝、調試、驗收等工作,是一條能夠自動完成機械裝配的自動化流水線。在機械制造業中,設備裝備擁有比較重要的地位,而自動化設備能夠協助完成接卸裝配,使很多繁瑣的人工裝配能夠用機械替代完成,極大地提高機械生產效率,是現代化機械制造的重要組成部分。
5)檢測自動化。自動化裝配完成的零件或設備需要對其進行檢測,而自動化檢測則能夠很好的完成這項工作。針對新型材料、零部件和復雜的工藝加工產品,在機械制造也中采用人工進行檢測難度非常大,而且效率極低,已經不能滿足當前機械制造與生產的要求,檢測自動化被應用到機械制造是一種必然趨勢,采用多種檢測技術來對機械制造出的產品進行檢測,其中包括電流信號、時序錯排、人工神經網絡和其他更為智能的設備診斷技術。
3自動化技術在機械制造中的應用發展趨勢
1)高度集成化。將自動化應用在機械制造領域,首要解決的問題就是實現制造技術的高度集成化。集成化是一種生產模式,能夠將多種生產內容按照一定的順序來形成流水作業,對制造生產工作進行整合,并在計算機技術的基礎上來實現和完成機械制造的自動化,并將其細分到各個子系統中,如自動化信息系統、自動化制造系統、自動化管理系統等,相互子系統之間分工協作,形成一套擁有高集成度的機械制造自動化系統。
2)智能化。機械制造是由手工制造發展轉變而來的,傳統簡單的機械制造技術無法滿足新時代的要求,依托于先進的計算機科學所構建的智能化系統能夠實現機械加工的集成化、系統化、流程化作業,打破傳統機械生產的局限,引入高效能的功能體系,結合計算機信息技術來實現系統的集成和整合,使之成為一個整體,力求實現全自動的智能化生產。智能制造就是將人工智能技術引入到機械制造中,同時在自動化基礎上實現更加現代化的機械制造,使相互之間的技術能夠相互滲透和共融,能夠運用計算機來對機械制造進行分析和決策,模擬人的思維來模仿和代替人的工作。此外,相較于專家智慧,智能化機械制造能夠完成專家無法完成的對自身進行監視,及時發現錯誤并進行調整和改進,同時還能對任務進行預設,不斷調節自身參數獲得最佳狀態,不受情緒的影響等優勢。可見,智能化系統相較于人工智能要更高一層。
3)虛擬化。虛擬化指采用計算機技術來使機械產品能夠在現實中完成完全模擬,進而提升產品質量,提高工作效率。比如,機械制造過程中應用計算機模擬仿真技術和信息控制技術,能夠更好的對計算機的控制過程進行模擬,發現其中所存在的問題,進而在實際工作中避免出現類似錯誤。利用虛擬化能夠大幅提高產品設計和研發的周期,保證產品質量,進而提升在市場中的競爭力。
4)柔性自動化。現代機械制造業的發展要求企業在市場應變能力上要更為靈活,對客戶的反饋有快速捕捉并對產品加以改進的能力,因而要根據市場需求的內外部環境條件來有針對性的進行部件更新,對產品生產結構進行調整或改變機械制造種類等,對此,采用柔性自動化技術是最佳的選擇。利用計算機技術來構建人機交互界面,并結合自動化技術構建一個擁有柔性自動化的信息管理系統,為獲得更高的效益和利潤提供保障。柔性自動化系統中并不完全是自動化設備,也存在普通設備,只是在個別環節上可以進行人為介入,以提升機械制造的作業效率。柔性自動化所要實現的目標就是使產品生產能夠更好的滿足市場需求,提升市場競爭力。與此同時,采用柔性自動化能夠拉近機械設置、機械生產、機械制造之間的關系,使集成化程度更高,大幅提升自動化技術應用背景下機械制造的效率。