机械自动化论文范文

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篇1

引言

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

一、机械自动化的产生

机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。

二、我国机械自动化的现状

机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。

三、我国机械自动化发展之路探索

（一）结合生产实际发展机械自动化技术

先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。（二）发展投资少、见效快的低成本自动化技术

发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD／CAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。

（三）注重配套发展机械自动化技术

现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。

参考文献：

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引言

机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。

一、机械自动化的产生

机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。

二、我国机械自动化的现状

机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来，已经得到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。

三、我国机械自动化发展之路探索

（一）结合生产实际发展机械自动化技术

先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法，全年生产任务只需1～2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在50％～60％。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。（二）发展投资少、见效快的低成本自动化技术

发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CAD／CAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。

（三）注重配套发展机械自动化技术

现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。

参考文献：

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在农作物从播种到成熟以及收割这一阶段内，所涉及的方面很多。在播种的初期所要进行的耕地就已经基本上实现了机械自动化。拖拉机的投入使用，大大提高了耕作的效率，目前正在研究的微机或者是电磁操向控制阀，来提高位调节以及力调节的可控制水平，这样可以提高耕作时的作业精度。现如今，这项技术已经在日本普及。而在农作物的收割方面，在一些长势较好以及没有受到自然灾害影响的时间内，基本上已经实现了简单的机械自动化。

1.2从已有的农业机械向无人的自动化操作转变

田间操作机械里主要有两种方式的无人机械自动化操作。一种是利用无线遥控来操纵机械的间接性的无人自动化操作，主要是农药喷雾直升机、割草机、插秧机等。还有一类是直接进行的无人机械自动化操作，例如将耕地、割草、收割集为一体化操作的。而在目前来说，也在积极利用计算机图像处理技术实现无人自动化对土壤干湿状况、土壤肥力状况等等各方面的研究。在固定机械方面的无人自动化操作已经取得了很大成就。例如在农作物收割后，进行全自动烘干技术，以及在对农作物质量所进行的分拣技术。主要是通过光电传感技术、照相机以及X射线等各种方式对农产品的质量进行挑选，从而使农产品根据自身的不同品质卖出不同的价值，换一句话来说，在同一条件满足了不同种类的人的需要，是一箭双雕的办法。

2农业机械自动化的推进模式

在推进农业机械自动化过程中会遇到各种各样的困难，这就需要我们不断总结经验，尝试新的方案并进行总结，争取在尝试不同的方式中取得进步。在推进机械自动化的过程中不仅仅需要考虑到组织方式，还需要考虑到各种其他的因素。例如，当前农业生产的条件，还有生产的技术条件等，这些都是在机械自动化的推进过程中需要考虑的。而只有我们提前进行充分地考虑，才能确保在推进过程中能够顺利进行。

2.1机械自动化模式的选择

首先，要根据当前的技术水平以及农业生产的现实条件，树立正确的理念。提高作业的精度以及作业的效率，在保证安全生产的前提下提高生产质量，节约能源。同时，要正确评价这些模式在推进机械自动化过程中的作用，根据这些作用的大小按先后顺序进行选择来推动机械自动化模式。

2.2机械产品的质量（耐久性、可靠性）的增强

农业与其他行业相比，存在着许许多多的变化，特别是它所面临的自然环境往往是最大的挑战，大多数时候是在自然条件较为恶劣的情况下进行作业，而此时机械的质量（耐用度的问题）往往会对工作效率产生绝对影响。特别是目前机械大多数采用微处理机或者是半导体集成电路，所以提高这些机械的产品质量和售后服务显得尤为重要。

2.3树立正确的机械自动化理念

在推进机械自动化的过程中我们要转变理念，不要仅仅考虑那些大规模的农户，同时还要考虑到那些小规模的农户，毕竟中国大多数还是小规模的个体生产，而这些也是我们在推动机械自动化的过程中所要面临对象，所以在机器的研究过程中开发和投入一些价格相对较低、多功能且是针对小规模的。而在机械的改进上，要根据土壤以及农作物出发，来开发一些适合实际生产且价格相对较低的，不能停留在到对原有机械的改装上。

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2机械自动化在机械制造中的应用

2.1智能化应用

为了适应经济与科学发展的脚步，机械制造工业对相应的制造技术也提出了要求。在这种技术需求的推动下，机械制造技术得到了相应的改进和提高，并且使机械制造自动化得以实现。机械制造技术在原有基础上不断改进的进程中，对于落后的制造加工理念要坚决摒弃，对于旧的技术，要不断开发出新的技术进行跟新换代。同时，对于商品的概念，要有深刻的理解，从而使制造加工方案更加合理，更加完善，制造出近乎完美的商品。智能化应用到机械制造中，即将机械制造技术、自动化技术、人工智能技术以及计算机应用技术等多种技术进行结合，通过这些技术的有机融合，渗透，形成一种全新的，综合性的制造技术，从而达到全方位提高机械制造工艺性能的目的。在实际应用中，智能化制造技术不仅可以实现人工智能，还能够对专家或技术人员的思维活动进行模拟。由于智能化技术的特殊性，对于自身行为监控等专家无法完成的工作，利用智能化技术就可以轻松实现。智能化系统具有与专家相同的智慧、逻辑思考能力，可以把专家从繁重的脑力劳动中解脱出来，改变了以前的只能模拟和减轻体力劳动的局面，具有划时代的意义。

2.2集成化应用

作为机械制造中的一项新技术，集成化技术主要用于实现机械产品的快速制造。通过信息化技术的应用，集成化技术实现了机械制造过程的优化，让机械制造过程向着精简化和集成化发展。在机械制造过程中，会应用到各个领域的先进技术，如微电子技术、通讯技术等，而这些技术并不是孤立存在的，而是彼此之间相互作用、紧密结合的，于是，新的高新技术也在融合的过程中应运而生，例如目前被广泛应用的计算机辅助技术、柔性制造技术等。为了推动这些高新技术的发展与产生，就要充分利用现有的技术和设备，并且进行合理的整合与集成，产生出新的管理应用技术。通过集成化技术的应用，不仅可将生产制造企业内部所有的生产工作、经营管理活动进行整合，使之形成一个完整、统一的整体，还可从原有的机械制造基础上实现柔性生产模式的变革，以人为活动主体，保证企业产品的生产质量，并实现产品生产质量与服务质量的和谐统一。

2.3虚拟化应用

虚拟制造技术是由多学科构成的综合系统技术。包括现代机械制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、多媒体技术、信息技术等多种技术。虚拟制造技术以仿真技术和系统建模为基础，利用信息技术、仿真计算机技术对现实机械制造活动过程进行仿真。通过对机械制造过程进行仿真，可以及时发现机械制造中可能出现的问题，制订出相应的解决方案。旧的生产方式下，产品研发和产品试制，必须通过设计和实际的生产试验才能达到试制新产品的目的，开发过程中有很多不确定性，遇到技术难题就要修改设计方案，重新试制新产品，不仅加大了产品的生产周期，还浪费了资源，提高设计成本。而采用虚拟制造技术就可以避免这些现象的发生，仅仅通过计算机来进行模拟和仿真，缩短机械产品开发周期的同时还降低了成本，提高机械产品竞争力。

3自动化技术在我国的发展趋势

3.1网络虚拟化的制造方式

网络虚拟制造技术主要依靠计算机技术、强大的软硬件功能和其他交互设备，通过计算机工作平台，构建出一个虚拟的环境。在这个虚拟的环境中，把人类的知识、人类的技术和人类的感知能力参与其中，形成一种全新的人机界面形式，对生产活动进行全面的建模和仿真。通过与虚拟世界中的对象进行交互作用，对于产品从设计开发到生产制造的每一个环节进行仿真和模拟。除此之外，还可以对产品性能进行全面模拟试验，对产品的设计和制造合理性、制造周期进行预测。在产品没有生产之前，就对设计的可行性、经济性、合理性进行全面的考核，有效避免不合理的设计和资金投入，从而达到资源的最优化配置。

3.2绿色化的制造方式

“绿色”这一概念，最初被应用于环境保护领域，目前，已被社会各个领域所广泛采用。必须坚持走可持续发展的道路，创建绿色环境，作为自然界的一个部分，人和人类社会不能脱离自然界而存在，人类的生存与发展依赖于自然界的发展，人类必须与自然界和谐共处。人类的发展历史中，由于各种原因给自然界带来了巨大地破坏，有些甚至是无法修复的。长此以往，人类和人类社会的发展必将受到阻碍，甚至停滞不前。值得庆幸的是，人类已经意识到自己的错误，并逐步推动人与人类社会同自然界的和谐一致，制造技术的自动化也是如此。开发与运用一项新技术时，应站在哲学高度，把可持续发展作为必须考虑的因素，促进环境文明，推动制造自动化向“绿色”自动化方向发展。