机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究

王文鹏

北京市通州区特种设备检测所  101100

摘要：机械自动化技术，是以计算机技术为依托，强调以软件与硬件相互结合，代替人工对工业流程进行控制的一项技术。目前，此技术在机械制造中，已经广泛应用，并显著提升了制造效率与质量。基于此，本文主要对此技术及其在机械制造中的应用进行了研究。文章首先介绍了机械自动化技术，其次，分析了技术优势，最后，重点从CAD、CAM、FMS等角度出发，具体归纳了以此技术为基础的机械制作方法。

关键词：机械自动化技术;机械制造;自动化技术应用

引言

自动化技术的进步，促使机械自动化得以实现。机械制造的常用方法，以人工制造为主，流程复杂，效率低。且人工操作的过程，精密度差，质量难以达到较高的标准。机械自动化技术的运用，有效弥补了人工制造的缺陷，并以其大量的优势在机械制造中得到了推广。可见，为促进机械制造行业发展，有必要对机械自动化技术的应用方法进行总结。

1  机械自动化技术及其优势

机械自动化技术，是一项以自动化基础为基础而形成技术统称，主要包括CAD、将CAM、FMS以及CMS四种。上述四种技术，虽均具有自动化特点，但具体应用方法、流程等各不相同：（1）CAD：上述技术，又称计算机辅助技术。机械制造领域可以应用上述技术，将机械设计参数摄入到计算机中，在此基础上，利用CAD软件，制作机械的二维图纸。由于图纸可自动生成，因此与人工画图相比，效率明显提高，修改的难度家校。（2）CAM：上述技术，又称为计算机辅助制造技术。将其应用到机械制造的过程中，可有效帮助制造的过程顺利完成，从而缩短制造所需要的时间，最大程度降低成本，提高收益。（3）FMS：上述技术，又称柔性制造技术，强调将多种技术相互集合，充分利用计算机技术准确率高的优势，以及自动化技术效率高的优势，完成机械制造的过程，从而改善制造效果。（4）CIMS：上述技术，又称为集成制造系统。此系统，可基于计算机而建立，系统中的软件，具备多种功能，借助软件功能，机械制作领域，便可实现对机械设备的自动化制造。

机械自动化技术的优势，体现在能够减少人力资源的使用、提高生产质量、增加行业收益三方面：（1）人力资源：传统的机械制造过程，对人力资源需求量大，一旦缺乏劳动力，则难以持续进行生产。过于严重的劳动力依赖问题，将对行业的发展造成阻碍。机械自动化技术的运用，有效减少了行业对人力资源的需求量，为资源节约奠定了基础。（2）生产质量：传统的生产模式下，生产质量较低，对机械各项参数难以精准控制，严重可对工业领域的进步造成阻碍。而机械自动化技术的应用，则可有效解决上述问题，对生产质量的提升，具有重要价值。（3）行业收益：机械制造领域的收益，与其成本有关。成本低廉，则收益通常更高。传统的机械制造过程，需付出大量资金，用于支付劳动力费用。而在应用机械自动化技术后，行业仅需要在引进技术方面投入费用，人力资源成本，可明显下降，故收益将不断提升。

2  机械自动化技术在机械制造中的应用

2.1 CAD辅助设计

将机械自动化技术中的CAD技术应用到机械制造中，可有效提高制造效率与质量，此外，此技术的运用，同样可缩减制造所需资金，有利于提升经济效益。在技术应用的过程中，工作人员应首先选择相关软件，究其原因，CAD技术的实现，需要依赖计算机软件而进行。常用的软件，包括Auto CAD以及浩辰CAD等。上述软件功能大同小异，工作人员可根据自身需求以及习惯，对其进行选择。选择软件后，可根据需要制造的机械的类型，已经设计目标，利用D代码，初步设计相关模型。与此同时，将参数输入到模型之中，使模型运转。CAD模型虽以二维形式为主，但同样可以以三维的形式呈现。上述优势，可有效提高模型与真实机械之间的相似程度，使机械的设计成果，以可视化的方式呈现。工业生产中，工作人员所制造的机械，精密度均较高，构件较为复杂。如构件设计不合理，极容易导致机械性能无法达标。利用CAD技术进行机械模型设计的过程中，工作人员可实现对机械性能的判断，如性能较差，则可直接利用软件，对设计方案进行优化，从而为制造的过程提供指导，保证制造质量得到提升。

2.2 CAM人机交互

将CAM人机交互技术应用到机械制造的过程中，同样有利于对机械制造过程的优化。上述技术的功能，主要在于可供工作人员对机械的相关制造数据进行分析。在技术应用的过程中，工作人员可首先对待制造机械的数据进行录入，继而根据软件的功能，对制造的过程进行仿真。可选择多个制造方案，采用不同方式，通过仿真的途径，对各个方案的制造成果进行对比。上述过程，不会对成本造成浪费，且由于仿真分析具有准确性，因此分析所得到的结果，同样可准确的分辨出各项方案的有效性，从而选择最优的方案，完成机械制造，提高制造质量。除了仿真分析之外，CMA人机交互技术，同样可辅助工作人员对生产流程进行控制。当某一流程出现异常时，可采用上述技术，对制造的步骤进行调整，从而保证流程正确，保证制造的过程能够顺利进行。机械通常由复杂的零件构成，对上述技术进行应用时，工作人员可于计算机中，实现对各个零件的组装，不仅避免了人工组装所造成的困难，同样提高了机械制造控制的自动化水平，对机械零件位置准确性的提升，以及工作效率的提升，都具有积极意义。

2.3 FMS柔性制造

机械制造的过程中，有关领域可对FMS技术进行应用。上述技术，具有集成化程度高的特点。在制造环节中，包括零件组装的过程。而为了实现组装，则务必将大量零件共同整理，使其处于同一区域。此时，工作人员便可利用FMS技术，对零件进行整理，从而便于进行组装以及加工。简言之，FMS技术用于机械制造，主要的优势便在于无需由人工的方式对零件进行运输，不仅减轻了人工的负担，同样提升了制造效率。通常情况下，FMS技术的应用范围较广，除了板材类机械的加工之外，对轴承等机械进行加工，同样可取得较好的效果。但需要注意的是，在技术应用期间，首先应当保证机械制造所用的材料，质量能够达标，以免由于材料质量差，而导致零件乃至机械的质量造成负面影响。

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。

2.4 CIMS集成管理

CIMS为计算机集成制造系统，是在CAD与CAM技术基础上，将具有关联的各个子模块进行集合管理的新方式，通过计算机技术将分散的产品制造环节进行整合，使各机械制造环节不再孤立，从而形成统一整體，对于小批量生产的机械零件尤为适用，能够充分体现集成化经济效益管理与智能化制造。CIMS集成自动化在一定程度内完成了机械设备的自动化控制与自动化调节，对于机械制造产业而言，各制造参数的变化均由数据体现，自动化集成管理相较于传统集成管理而言更易实现数据集中化，将制造信息进行资源信息的分析与重组，实现对市场需求的快速相应。

3  结束语

总之，以机械自动化技术为基础，进行机械制造，相对于以往的制造流程以及技术而言，均具有明显优势，且能够降低成本，提升经济效益。未来，建议机械制造领域改革以往的制造方式，避免使用大量人工进行粗放式加工，以减轻制造过程对人力资源的依赖，与此同时，积极引进机械自动化技术，在掌握CAD技术，以及FMS等技术优势的基础上，根据需求对技术进行选择，使其优势得到发挥，使机械制造的质量得到提高。

参考文献：

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[2]任军亮.智能型机械自动化应用趋势[J].湖北农机化，2020（11）：124-125.