机械制造自动化的实际应用分析论文

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  主要包括(1)计算机辅助设计,即CAD,是利用计算机图形设备来辅助机械设计人员展开机械设计的相关工作。(2)机械辅助制造,即CAM。在产品生产制造过程中,利用计算机技术中的数值控制技术来辅助产品制造。(3)计算机辅助工艺设计,即CAPP。是计算机辅助设计与辅助制造的联系纽带。可提高工艺编程效率,进而促使工艺设计得到优化,从而达到标准化。(4)计算机辅助产品的数据管理,主要是对产品生产全过程中所产生的全部数据、信息加以管理。要使机械制造自动化技术充分发挥其真正作用,必须和计算机辅助工艺设计技术相结合。工艺设计过程是一个具有很强经验性并且影响因素较多的决策过程。以往的工艺设计已无法适应现阶段我国机械产品市场中小批量、多品种的发展要求。要发展现代制造技术。必须促使CAM及CAD系统不断朝智能化和集成化方向发展。而要实现这些目标,CAPP技术必不可少。

  CAPP技术的基本功能主要有:(1)输入设计的相关信息。(2)选取具体的工艺路线,确定工序内容、选择机床、道具以及夹具等。(3)明确切削量。(4)对工时及成本进行估算。(5)输出具体的工艺文件。等等。在机械制造工业中,CAPP技术彻底改变传统的手工编制相关工艺文件的模式,其还有效提高编制工艺的效率,缩短生产时间,确保各项工艺规程的准确度,有效减少或避免一定的差错,为达到工艺最优化以及集成制造提供条件。对于计算机集成制造系统(简称CIMS)而言,其最关键之处在于系统集成,而集成化后的CAD/CAMS是CIMS中最核心的单元技术。在整个集成系统中,计算机辅助工艺设计可从计算机辅助设计模板之中直接获取相关零件信息,例如几何信息、工艺信息以及材料信息等,这样就可取代以人机交互方式输入零件信息。CAM需要用到的信息是由CAPP输出的,因此需要在产品设计以及产品制造的过程中,实现信息提取、互换以及共享交流、处理的集成化。

  现阶段,随着CIMS不断得到深入研究及推广,CAPP技术又是作为CIMS最为关键的技术,其受到更多的重视,其不再如CAD、CAM需要在人为的指导之下,借助图纸对信息进行提取、互换以及处理等,有效避免了在这过程中可能会出现重复处理及中断处理的现象,从而确保产品设计以及工艺设备效率及质量。在机械制造自动化系统中极为重要的一个部分为物流供输系统,其可将机械制造中所需的各种原料及成品运输至所需地点,该系统有单机自动装置以及自动运输系统等组成。装配自动化是将零配件按照相关技术要求,以搬运、组合以及调节、检验、试用等步骤,完成一个成品的组合。装配在一定程度上确保了机械产品的质量,且提高产品生产的效率及质量,其是机械制造自动化技术的重要应用。

  加工自动化可进行自动化的加工循环,并能自动地装卸各种工件,其替代了人的体力劳动,有效减少在生产加工中出现的失误,确保了产品质量及产量。随着我国现代化科技的不断发展,由于在机械制造中,各类新型的材料及夹具、刀具、多样化的加工设备等不断被推广使用,使得在检测产品的过程中,出现各种困难,若是仍依靠传统的人工检测方法,是难以达到现代化发展需求的。因而,自动化检测则被引入机械产品制造过程中,主要包括对时序、人工神经网络以及电流信号对夹具、刀具等磨损状态的诊断识别,此外,还有多专家系统设备的智能诊断技术。

  现阶段我国机械制造自动化的发展现状

  1920年初,机械自动化在我国各行业得到较为快速的发展及应用。尤其是近些年来,计算机日趋集中化,采用集成化的计算机制造系统,促进我国机械制造自动化的发展,但总体上看,我国仍处于初级自动化操作的阶段,与国外发达国家相比,差距仍较大。首先,在管理上。和工业发达的国家相比,发达国家以广发应用计算机进行管理,且高度重视管理体制以及生产模式等方面的发展,逐步推出精益生产、准时生产等新型管理技术。我过却仍有部分企业未采用计算机辅助管理。其次,在设计上。工业发达的国家不断创新设计方法,已广泛应用CAD技术。部分大型的企业则发展到无图纸的设计以及生产。而我国在应用CAD技术方面仅是少数。第三在制造工艺上。国外工业发达的国家已广泛应用各种新型的加工方法。例如高精密加工技术、纳米技术、精微细加工技术、激光加工技术以及超塑加工技术等。这些新型加工方法在我国的普及率相对较低,仍处于开发及掌握阶段。第四,自动化技术。发达国家已普遍应用柔性制造单元、数控机床、计算机集成制造系统等,达到了柔性智能化、自动化以及集成化。我国却还停留在刚性发展阶段。

  我国机械制造自动化的发展趋势

  数字化是制造技术先进性发展的核心。数字化制造是集制造技术、计算机技术以及管理科学的贯通、融合、发展和应用为一体的制造结果。其包括数字化设计、制造以及控制等。对制造设备来说,控制参数都是以数字信号表现出来的;对制造公司来说,各类信息,如数据、图形等都是通过数字形式在各企业内传递,利于从市场信息出发,快速收集各种资料信息。在虚拟现实技术等各种数字技术的帮助下,能有效地对产品、工艺以及资源信息进行归纳、分析、重组,以达到对产品设计、加工等过程的仿真目的,进而实现生产的迅速整合和对市场信息的有效响应,从而满足客户的需求;对世界范围内的制造业来说,使用者借助网络平台来发布信息,各大企业通过网络技术,以需求为根据,利用电子商务来达到优势互补、形成一个动态联盟,快速地设计并造出产品的目的。基于此,在数字化制造的环境下,在各个领域甚至是跨越地区、跨越国界形成了一个由数字信息组成的网,车间、员工、设备等均可成为这个网上的一个有用的“结点”。在此基础上还应指出,制造知识,包含技能的获得、表达、公式化等,均是制造技术自动化发展成制造科学的重点,而这些与数字化是密不可分的。

  “绿色”是从环境保护范畴延伸到机械制造中的,人类与自然的和谐发展是社会可持续发展的必经之路。人类社会实际上也属于自然界的一部分,部分是无法脱离整体而存在的,更不能对整体进行破坏及对抗。人类须从多方面促使人与自然界的和谐统一,制造自动化技术也不能例外。制造业制造产品从开始构思,到设计、到产品制造、到产品销售、到产品使用以及维护,最后回收、再利用的各个阶段,产品均要给予环境保护充分的考虑。环境保护的含义是广义的,我们在保护环境的同时还必须保护生产环境以及社会环境,甚至是要保护生产人员的身心健康。在此基础及要求下,应该致力于制造物美、价廉、供货周期短、售后好的产品。所谓的“绿色”制造是指产品应该在一定范围上是一件好的艺术品,以满足用户的工作、生产、生活场所的要求,给用户优雅的视觉享受,将精神文明物质文明以及环境文明高度结合起来。每研究与应用一项新的技术时,都必须立足于哲学的高度,必须给予环境文明充分考虑,促进可持续发展。我国的机械制造自动化必将走向“绿色”自动化。

  智能化是机械制造发展的前景。近年来,机械制造系统正从原来的能量驱动型转化为现在的信息驱动型,这就需要机械制造系统同时具备柔性、智能性,便于处理大量而繁杂的信息,适应多变的市场需求以及竞争激烈环境,正因为如此,制造智能化备受关注。智能化制造系统是智能制造模式的基础,智能化制造系统是由智能与技术的融合而建立起来的应用环境,同时也是智能化制造模式的载体。相比传统的制造模式,智能化制造系统具备下列特征:(1)学习能力。(2)自我维护能力。(3)人与机一体化。(4)组织性、超柔性。在未来发展中,机械制造将具备更高级的思维能力。在此基础上,可总结为,智能化制造模式是集成化、自动化以及智能化的结合体,它是具备不断深入发展的高技术水平的制造系统,同时也是一种由专家和机器共同组成的人与机一体化的系统,它以超级柔性与集成的方式表现在制造过程的各个环节中,应用网络模拟专家的智能活动,对之进行判断、分析、构思、推理以及决策,最后取代甚至延伸人类的部分脑力劳动,与此同时,收集、处理、完善、存储、共享、继承进而发展专家的制造智能;当然,目前也只是起步阶段,但具有巨大潜力,前景非常广阔。

  结束语

  综上所述,我国的机械制造业中,机械制造自动化技术已得以开发及应用,虽然我国机械制造自动化的发展现状较国外发达国家落后,但是,随着我国当前综合国力的不断增强,我国的机械制造在未来不仅会不断向自动化发展,还会向数字化、智能化、虚拟化、绿色化方向发展。(本文作者:吴晓明 单位:广西防城港广播电视大学)