机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年2月6期   作者:张黎靖
[导读] 在社会经济高速发展背景下,机械制造市场竞争呈现白热化趋势
        张黎靖
        中能企业管理(辽宁)有限公司 辽宁沈阳 110000
        摘要:在社会经济高速发展背景下,机械制造市场竞争呈现白热化趋势,机械制造产业的发展需积极运用机械自动化中各项技术,实现机械制造水平与效率的双向提高,为机械制造产业提供经济效益增长,但在机械自动化技术实际运用过程中,人们为真正了解到其在机械制造中的意义,对机械自动化技术应用方向不熟悉,导致机械制造水平与效率未显著提升,因此加大相关研究是极为必要的。
        关键词:机械自动化技术;机械制造;自动化技术应用
中图分类号:TH16      文献标识码:A
1机械自动化制造的概念和意义分析
        机械自动化技术就是将机械化和自动化融合在一起,机械化就是用机械来取代人力完成制造的过程,自动化是给机器设定一个程序,用程序来操作上述机械来完成制造过程,也就是说,制造产品的过程只需要设定一个指令,剩下的几乎全由机器完成,这就是机械自动化技术,它是机械制造人员在不断探索过程中发明创造的一种新型的技术。现阶段,我国机械制造领域广泛使用的机械自动化技术主要由以下几个系统构成: 传感系统、操作系统、信息处理系统、信息终端输出系统以及指令系统。传感系统是指对整个机械自动化系统进行检查以及信号接收的部分; 操作系统是将自动化制造过程中的载重负荷等进行定量分析的系统; 信息处理系统是指对传感系统传输的信号进行处理,从而发出决定系统下一步操作的指令; 信息终端输出系统是将信息处理系统处理后的指令进行二次传输; 指令系统起到接收信息终端输出系统指令,并引导整个自动化工作系统进行具体工作。
2机械自动化技术在机械制造中的应用
2.1 实现 CAD 机械辅助设计
        计算机辅助设计是运用计算机实现机械设计工作,简称 CAD,能够有效降低机械制造成本,在传统机械制造基础上提升生产力与效率,通过帮助设计工程师实现计算自动化与信息存储自动化,极大提高设计工程师设计效率与质量,继而保障机械制造水平,实现机械制造设计自动化能够使设计工程师的思维快速具象化,通过初级设计思路的效率提高,使设计工程师设计优化修改时间变得更加宽裕,能够有效提高机械制造设计合理性与规范性。现阶段普遍使用 Auto CAD、PRO/E、浩辰 CAD 等设计软件,通过对 D 代码的规范实现设计模具成型,运用自动化技术提高设计工程师绘制准确度,将机械标准件库中各类模型数据进行转换并导入 CAD 三维模型系统中,并可通过 CAD 软件实现机械制造设计二维与三维的形式转换,运用自动化技术实现设计建模是 CAD 软件的核心功能,将机械制造设计进行线框、实体、表面建模,通过机械模型的解构与重构,并实现了立体化展现。在机械制造产业中,运用 CAD 自动化技术实现辅助可将机械产品、机械子装配、机械零部件进行可视化设计,并结合 CAD 软件信息存储与修改的便利性使容错率得到提升,继而实现机械制造数据的最优化设计。


2.2 优化 CAM 人机交互制造
        计算机辅助制造简称 CAM,在机械制造产业中,运用电子信息技术进行机械数据分析与运用,继而完成对机床等设备的自动化管理,CAM 计算机辅助制造作为直接影响机械制造质量的核心技术,具备仿真加工、数控编程、生产流程控制与规范等多种功能,可与 CAD 自动化设计实现联合信息交互,由 CAD 自动化设计完成计算机标准 G代码,实现设计模型后转换成为 NG 代码并运用 CAM 技术送至机床完成加工制造,并通过自动化处理形成制造轨迹,在机械制造产业发展中逐渐形成操作规范,进一步提高机械自动化应用水平。CAM 相较于 CAD 而言,更加注重各类制造工艺过程数据控制,而非设计数据掌握,CAM通过自动化技术完成机械零件、工具设定等多项实际制造加工流程优化,不断降低机械制造误差。在机械制造产业中,CAM 的运用主要体现在零部件加工、组装与整机配装、验收与包装、自动化仓储控制等方面,例如在进行机械部件组装制造时,需借助计算机完成基础组装工程设计,根据实际数据参数进行调整组装顺序与位置,在确保机械整体质量基础上提高组装精确度。CAM 自动化技术是基于计算机软件进行机械制造的,因此为保障 CAM 技术的准确运用,需结合机械制造产业实际情况进行构建数据资料库,为机械自动化提供技术依据,在 CAM 实现自动化制造生产中可分为数控系统与编程系统,数控系统通过人机交互完成机械制造设计图导入、数据分析、制造参数导入等多项工作,传统机械制造机床是基于数控纸带与广电阅读器进行加工控制,实现机械自动化技术运用后,可通过计算机完成传统纸带与阅读器的工作,对机床刀具位置补偿、故障诊断、加工仿真对多项机械制造环节实现自动化转变,继而根据CAM编程系统完成机能、地址码的指令编号,例如NO15G00G49X073Y029T32程序代表意义为快速运动到点(73.29),二号刀取三号拨盘上刀补值,其中NO15指第15条质量,G00代表到点控制,而G49为刀补准备,X073与Y029代表X与Y坐标值,T32为刀具编号,运用计算机地址码完成机械自动化制造,提高机械生产效率。
2.3 完善 FMS 柔性体系建设
        柔性制造系统简称 FMS,是通过中央计算器完成机床与传统的控制,能够实现机械设备与零件的传输,实现机械制造与加工的准确化操作,运用 FMS 自动化技术可实现物料与加工零件的自动装卸与运输,通过机器指令操作实现全面机械化操作,实现了人工成本的降低,并有效提高装卸与运输过程的准确度。在机械制造过程中,FMS 自动化技术主要体现在板类加工、箱体加工、轴类加工与盘类加工,但 FMS 最大价值体现在工件、刀具、毛坯等物料的储存与搬运过程中,通过托盘库与立体仓库完成物料存储,其中毛坯需生产制造工人将其放入 FMS 系统托盘夹具中,通过设定 FMS 指令完成指定位置运输与加工。FMS 柔性化管理应用还可针对外界环境因素的变化实现自动化差异适应,通过指令撰写与导入实现实时更新数据,使机械制造能够根据市场变化进行适应性更改,能够切实保障自动化技术能够为机械制造产业创造经济效益。在当前 FMS 自动化技术发展中,已融合了人工智能技术实现了机械制造机器人,能够在其设定范围内实现机床输送与装卸工件,在传统机械制造工艺中,对于劳动力具有极大的依赖性,在当下信息化生产广泛应用的大环境下,机械制造管理人员需用发展的眼光看待自动化技术,充分结合时代新技术完成自身产品质量进步,虽短期内可能会出现成本提高现象,但在长久以往发展中,机械自动化技术的优势将会愈发显著,不断为机械械制造产业创造经济收益。
结束语
        机械自动化技术的出现使我国机械生产的质量和效率都显著提升,对我国机械工业的发展有很大帮助。从现状来看,虽然我国的机械自动化技术在不断发展,集成化、智能化、自动化、虚拟化等技术也有着广泛的应用前景,但是仍然存在如人才培养偏重理论和技术创新方面突破较少等问题。因此,为了取得更大更好的进步,不仅要对其他国家自动化技术进行借鉴,还要努力研发、大胆创新,这需要国家的大力支持,培养一批既掌握有关自动化技术的理论知识又能将其灵活运用到实际当中的人才,这样才能为今后机械工业自动化技术的进一步发展做好充足准备。
参考文献
[1] 邓文刚,陈慧敏,高刚毅. 农业机械自动化在现代农业中的应 用 与 发 展 趋 势[J]. 南 方 农 机,2020 ( 3) :239 + 252.
[2] 靳玉香. 机械设计制造及其自动化的设计原则和发展趋势探析[J]. 中国设备工程,2018( 23) :28 -29.
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