機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)核心及制造模式探討

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機(jī)械自動(dòng)化能夠有效提高生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性，便于機(jī)械產(chǎn)品的調(diào)整和維修，有利于工廠(chǎng)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、交通自動(dòng)化以及家庭自動(dòng)化。

一、機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)核心

（一）數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（ComputerizedNumericalControl，簡(jiǎn)稱(chēng)CNC）是指利用計(jì)算機(jī)依照工作人員事先編好的程序?qū)σ云湓O(shè)備進(jìn)行有計(jì)劃的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械零件精密加工的技術(shù)，該軟件編程技術(shù)取代了傳統(tǒng)的依靠硬件邏輯電路的機(jī)械技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等控制機(jī)能，其程序的編制方法主要為手工編程、自動(dòng)編程和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD）或計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM），手工編程是指由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、書(shū)寫(xiě)程序清單等環(huán)節(jié)，適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀較為簡(jiǎn)單的機(jī)械零件；自動(dòng)編程是指利用計(jì)算機(jī)完成零件程序的編制的過(guò)程，適用于幾何形狀或加工工藝較為復(fù)雜的零件；CAD/CAM是指利用相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)零件造型及圖象自動(dòng)編程，現(xiàn)階段，以CAD/CAM為主的現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（ContemporaryIntegratedManufacturingSystems，簡(jiǎn)稱(chēng)CIMS）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的有效覆蓋。

（二）機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)（Mechatronics）是機(jī)械自動(dòng)化拓展和延伸，該技術(shù)是一種能夠?qū)C(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)。結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素構(gòu)成了機(jī)電一體化系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并始終遵循著結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則，即信息的交換和傳遞必須通過(guò)接口耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器以及最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理滿(mǎn)足能力轉(zhuǎn)化的需求，此外，信息的采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析、運(yùn)算、判斷、決策要始終處于受控狀態(tài)，還要以運(yùn)動(dòng)控制為目落對(duì)不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)變換與傳輸?shù)膬?yōu)化。目前，機(jī)電一體化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、制造系統(tǒng)以及工業(yè)機(jī)器人之中，并逐漸向向光機(jī)電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）以及微機(jī)電一體化（Micro-Mechanotronics）的方向發(fā)展[1]。

（三）智能化技術(shù)

智能化的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是指在控制理論的技術(shù)上，融入人工智能（ArtificialIntelligence）、運(yùn)籌學(xué)（OperationalResearch）、模糊數(shù)學(xué)（fuzzymathematics）、混沌動(dòng)力學(xué)（ChaoticDynamics）等新思想，通過(guò)對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過(guò)程的模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)編程、診斷、運(yùn)算等環(huán)節(jié)的進(jìn)一步優(yōu)化，落實(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備的嚴(yán)密精準(zhǔn)控制，減少了零件加工過(guò)程中產(chǎn)生的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。與此同時(shí)，智能化技術(shù)能夠充分利用高度集成化中央處理器（CentralProcessingUnit/Processor,簡(jiǎn)稱(chēng)CPU）、精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)（ReducedInstructionSetComputer，簡(jiǎn)稱(chēng)RISC）芯片和大規(guī)模可編程集成電路的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（Field-ProgrammableGateArray，簡(jiǎn)稱(chēng)FPGA）、可擦除可編輯邏輯器件（ErasableProgrammableLogicDevice，簡(jiǎn)稱(chēng)EPLD）、復(fù)雜可編程邏輯器件（ComplexProgrammableLogicDevice，簡(jiǎn)稱(chēng)CPLD）等，切實(shí)提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行效率，優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的可更改特性，促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的集成化和柔性化發(fā)展。

二、機(jī)械自動(dòng)化的制造模式

（一）生產(chǎn)模式——流水線(xiàn)

在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，最通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)流水線(xiàn)生產(chǎn)，該模式主要強(qiáng)調(diào)的是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的連續(xù)性、平行性、比例性以及均衡性。在機(jī)械自動(dòng)化條件下，流水線(xiàn)生產(chǎn)模式能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件生產(chǎn)流程的細(xì)化分割，落實(shí)不同工站和不同工序的的權(quán)責(zé)，有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低錯(cuò)誤頻率，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品占用量和運(yùn)輸工作量。此外，不斷優(yōu)化技術(shù)控制體系，對(duì)流水作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)督和檢測(cè)，也將進(jìn)一步提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（二）控制模式——智能化

智能化的機(jī)械自動(dòng)化制造技術(shù)涉及了機(jī)械制造技術(shù)、人工智能技術(shù)、系統(tǒng)工程管理技術(shù)以及多媒體技術(shù)應(yīng)用，能夠有效改善機(jī)床的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性，提高機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，并通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和群拉系統(tǒng)提高數(shù)控系統(tǒng)的柔性和可裁剪性，與此同時(shí)，智能化控制模式的應(yīng)用還能實(shí)現(xiàn)用戶(hù)界面圖形化、科學(xué)計(jì)算可視化、插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化以及機(jī)械設(shè)備和零件的多工序、多表面的復(fù)合加工，并逐步向多軸、多系列的控制功能方向延伸，

（三）精簡(jiǎn)模式——人員精簡(jiǎn)

機(jī)械自動(dòng)化改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)領(lǐng)域以人工為主要生產(chǎn)動(dòng)力的制造模式，減少了機(jī)械制造業(yè)對(duì)工人數(shù)量的依賴(lài)性，縮小了企業(yè)對(duì)基礎(chǔ)人力資源的需求量，在很大程度上優(yōu)化的機(jī)械制造人才隊(duì)伍的規(guī)模和結(jié)構(gòu)，有利于企業(yè)發(fā)展具有針對(duì)性的人力資源管理。與此同時(shí)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)還有效環(huán)節(jié)了一線(xiàn)人員的工作負(fù)擔(dān)，減少了人工操作造成的主觀(guān)判斷失誤和誤差，有利于企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提高，能夠有效促進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)模式和現(xiàn)代企業(yè)制度的確立[2]。

三、結(jié)論

綜上所述，機(jī)械自動(dòng)化具有復(fù)合功能，能夠適用于不同的領(lǐng)域和場(chǎng)合，有利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟曉燁.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的核心內(nèi)容與制造模式分析[J].中國(guó)高新區(qū),2018(05):155.

[2]溫家亮.機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)核心與制造模式分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(11):8.

作者簡(jiǎn)介：臧陽(yáng)（1990-），江蘇無(wú)錫人，本科，助理工程師，機(jī)械自動(dòng)化方向。