淺談機械設計制造中的自動化技術(shù)

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0引言

隨著工業(yè)社會的發(fā)展，我們幾百年來創(chuàng)造的經(jīng)濟價值已經(jīng)遠超過去幾千年所創(chuàng)造的價值總和，物質(zhì)資源相對過去有了明顯的豐富。在如今的信息時代，我們追求工業(yè)高效生產(chǎn)的同時，便捷與穩(wěn)定也越發(fā)凸顯其重要性，自動化設備逐漸成為一個焦點。尤其在輕工業(yè)方面，我國某服裝廠采用自動化設備后可日產(chǎn)襯衫80萬件，極大地降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品競爭力。迫于人工成本的增加，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢是自動化，自動化技術(shù)水平的高低將影響未來制造業(yè)的競爭力，因而探討自動化技術(shù)在機械設計中的應用十分重要。

1概述機械自動化及組成部分

1.1機械自動化的概述

顧名思義，自動化技術(shù)就是指機械能夠自動按照設計的程序來完成某項工作，而不需要人的操縱和指揮。機械自動化與自動化技術(shù)相似但不完全相同。機械自動化是通過機械來對制造過程進行管理與控制。這是一個與之前完全不同的過程。從世界輕工業(yè)的發(fā)展規(guī)律來分析，降低成本與提升效率是永恒不變的主題。無論是越來越大的規(guī)模，還是流水線式的生產(chǎn)方式，根本目的就是降低成本與提高效率。目前，還有很多機器設備的操作較為繁瑣、笨重，一臺設備需要幾名工人共同操作，浪費了大量的生產(chǎn)時間與人工資源。同時，限于我國現(xiàn)階段工人的文化水平，自動化的機械設備應當易于學習、便于操作，降低工人使用成本。實用性是機械設備生產(chǎn)的最基本的要求，也是機械自動化設備所必須達到的要求。

1.2機械自動化技術(shù)的組成

機械自動化技術(shù)比較復雜，該項技術(shù)包含了許多知識，需要綜合多方面的知識才能夠較好地操縱該系統(tǒng)，構(gòu)成這一技術(shù)的主要內(nèi)容有很多。比如，傳感單元，這一部分是為了檢測系統(tǒng)的工作過程，是比較基礎的一個部分。作用單元，是自動化系統(tǒng)中前期工作的一個單元，能夠很好地對整個系統(tǒng)的能力進行定位，是自動化系統(tǒng)中的能量施加單位。程序單元是給自動化設備施加命令的一個單元，能夠決定整個系統(tǒng)的操作單元。控制單元能夠?qū)鞲袉挝凰瓦^來的信息進行定位與檢測。對輸送的信息進行分析傳導，是整個系統(tǒng)中的后勤保障部門。制定單元是對傳感單元輸送的信號進行分析，制定信號是整個機械自動化的關(guān)鍵部分。

2自動化技術(shù)在機械制造中的應用

一項新技術(shù)的快速推廣往往是由于巨大的經(jīng)濟價值，表現(xiàn)為兩種形式：一是較原設備能大幅降低生產(chǎn)成本，例如，中國成為世界工廠是由于人口紅利帶來的大量廉價勞動力使得在中國建廠的企業(yè)能夠以極低的成本生產(chǎn)產(chǎn)品，從而獲得較高的經(jīng)濟利益。二是較原設備能夠大幅提高生產(chǎn)效率，較高的生產(chǎn)效率能降低單位產(chǎn)品的平均生產(chǎn)時間，使企業(yè)快速地占領(lǐng)市場，提高競爭力。因此，經(jīng)濟性的機械自動化設備的一個不可忽視的發(fā)展方向。經(jīng)濟基礎決定上層建筑，機械自動化設備的發(fā)展，歸根到底是經(jīng)濟的發(fā)展、使效益的提升。

2.1高度集成化應用

集成技術(shù)是機械自動化發(fā)展的方向，也是集成技術(shù)制造業(yè)公司不斷為之努力的方向。集成技術(shù)最主要的理論系統(tǒng)是借助工程理論對信息技術(shù)進行指導，通過簡化機構(gòu)和過程促進自動化。將機械制造業(yè)的要素與管理活動集成作為一體。從而實現(xiàn)以人為中心的生產(chǎn)。就像在企業(yè)生產(chǎn)活動中，將生產(chǎn)與經(jīng)營管理進行集成，可以最大限度的促進融合。對提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量研發(fā)新產(chǎn)品有著極大的意義。高度集成化對設備以及技術(shù)有一定的要求。工作人員要實地調(diào)研，通過實地親身調(diào)查研究，觀察設備的優(yōu)缺點，詳細記錄原始數(shù)據(jù)作為后期優(yōu)化的依據(jù)。沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)，機械行業(yè)是一個重視經(jīng)驗的行業(yè)，憑空想象沒有數(shù)據(jù)支撐很難做出有效的優(yōu)化。機械產(chǎn)品是一個復雜的體系，應用的過程中既要重視細節(jié)，也把握整體，稍有不慎就會導致干涉或脫離等問題，造成設備的損壞。因此，應當選擇合適參數(shù)，將各個零件、生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)化為相關(guān)的優(yōu)化問題加以解決。對于運轉(zhuǎn)良好的設備而言，任一環(huán)節(jié)的改變都將對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。此外，生產(chǎn)設備與設備的運行所涉及到的有關(guān)費用也需要進行考慮。再結(jié)合具體的使用環(huán)境，選用適當?shù)墓郊纯傻贸鲚^為完善的數(shù)學模型。最后，根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)以及實際生產(chǎn)過程，得出相應的條件，代入求解。為了簡化運算，可采用合適的數(shù)學方法。

2.2智能機械制造的應用

下面以本人設計智能小車為例闡述智能機械制造的應用。從如何自動尋跡、碰撞停車、避障及放置各類零件合理性考慮，將小車車板設計成比較小巧，使小車能夠靈活運動；根據(jù)小車的自動尋跡功能，在車身的前部、中路和旁邊兩側(cè)分別開有孔位或者滑槽，方便放置灰度傳感器；為了使小車更靈敏地碰撞停車，在小車的前部專門一個觸碰開關(guān)的支架，和兩個擋板，使傳感器的位置更加靠前，不受車身的干擾，從而使小車能夠及時的碰撞停車；為了保證小車能夠順利完成避障，將紅外激光傳感器安裝在車身前部合適的部位，既能避免傳感器在小車碰撞過程中發(fā)生位置改變的問題，又能將避障的精度提高一個等級；在車身后面我們打了孔位為了安裝主控板。控制系統(tǒng)運行的周期為10ms，通過定時器1控制。每個周期內(nèi)執(zhí)行灰度傳感器，碰撞開關(guān)，激光測距等傳感器的檢測。當沒有碰撞或者避障時，小車通過灰度傳感器自主巡線。車身右側(cè)的灰度用于檢測T型標志，當右側(cè)的傳感器檢測到黑線，則告訴控制系統(tǒng)，現(xiàn)在是T型線的位置，小車右轉(zhuǎn)90度。當小車位置正對物料臺時，小車前進碰撞物料臺，觸發(fā)碰撞開關(guān)，告訴控制系統(tǒng)，可以執(zhí)行抓取或者放置物料的動作。具體是抓取還是放置，需要判斷是否已經(jīng)經(jīng)過避障，未經(jīng)過避障，則執(zhí)行抓取物料動作，反之執(zhí)行放置物料的動作。障礙的檢測依靠激光傳感器，在一定距離內(nèi)發(fā)射的激光檢測到障礙會返回信號，告訴控制系統(tǒng)需要避障。完成避障動作后，小車自主巡線。灰度傳感器檢測到終點線時，控制器停止電機的輸出，使小車停在發(fā)車區(qū)。從而完成項目要求。通過項目實踐與應用狀況來說，電氣自動化技術(shù)在未來應用領(lǐng)域?qū)粺o限拓展，并伴隨著人工智能的出現(xiàn)與發(fā)展，更好滿足人們的各種需求。并會在未來的時展中起到至關(guān)重要的作用。此外，在我們自主研究自動化技術(shù)的同時，也不應該閉門造車，時刻關(guān)注國際領(lǐng)先科技成就，適當學習發(fā)達國家的先進發(fā)展經(jīng)驗，開拓出我國獨具特色的自動化發(fā)展道路，并向人工智能化方向不斷邁進。

2.3柔性自動化應用

柔性自動化主要是講對機械生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題以及因外界因素導致的一些差異進行修復和調(diào)整。柔性自動化能夠自動的完成一些修復，能估根據(jù)系統(tǒng)自身的程序?qū)ιa(chǎn)過程進行優(yōu)化。隨著現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展，使用人員對機械制造業(yè)的應變能力，以及反應速度都有了新的標準與要求。對于各種外界變化，機械過程需要做出各種變化來適應，在機械設備與裝置的應用當中，柔性自動化起到了很大的作用。

3結(jié)束語

機械自動化設備極大地提高了生產(chǎn)效率，是信息化時代的產(chǎn)物，是提高生產(chǎn)力的保障。在其發(fā)展應用過程中會遇到各種問題，需要根據(jù)應用需求有針對性的解決問題，這要求我們必須沉下心、卯足勁，全面了解機械設備，把握好機械自動化設備發(fā)展的趨勢，逐漸的完善自動化技術(shù)在機械制造中的應用方案。