1、1机械自动化发展趋势探析摘要：机械自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分，作为在市场竞争取胜的重要手段之一，它是机械工程领域中涉及面十分广，而且是研究十分活跃的领域。可以说，机械自动化技术水平的高低，不仅影响着整个机械制造业的发展，并且对国民经济其他部门的影响也是非常重要的。 关键词：机械制造 自动化 智能化 技术 中图分类号： TQ171.5 文献标识码： A 一.现代机械制造技术 多年来，包括美国在内的世界多数国家军队的 C3I 系统，受发展规划、技术和其它条件的限制，走的都是“烟囱式”的发展道路。致使建成的系统功能独立，互联、互通、互操作能力差。海湾战争的实践证明，这种系统难以适用未来
2、高技术条件下联合作战的需要。为克服上述缺陷，各国对指挥自动化系统的研制建设都强化了综合集成。美军则开始采用开放式系统工程的方法，从分立的“烟囱式”系统向综合系统转变，首先提出了建立 C4I 系统的新概念。它把 C4I 的范围扩展到了反情报、联合信息管理和信息战领域。这种体制，不仅可指挥控制己方作战部队，而且还可提供敌方如何指挥、控制其部队的有关信息，实现了多层次、大范围的连接和信息共享，增强了信息作战能力。美军在 1997 财年，将监视和侦察与 C4I 系统集成为 C4ISR，它是综合集成的指挥、控制、通信、2计算机、情报、监视和侦察系统，其中蕴涵着通信对抗、反侦察等功能，基本涵盖了指挥自动化
3、系统的全部内容。美军的 C4ISR 系统将要向综合化方向发展，即向应用范围更广、层次更高、系统更大、内容更新的阶段发展。 大力提高指挥自动化系统的智能化水平，也是其未来发展的方向之一。提高智能化水平的核心是开发各类智能化软件系统。随着思维科学、决策科学、认识科学、机器自学功能的提高，以及神经网络新一代计算机的产生，指挥自动化系统的智能化将进入更高发展阶段。 二.针对我国的具体国情发展实用型现代化机械自动化技术 在当前情况下，发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术是适合我国基本国情的一种模式。大批量生产的产品品种单一，结构稳定，产量很大，具有连续流水作业和综合机械化的良好条件。而在大批量的铸造
4、、锻造、冲压、焊接、热处理和装配等生产中，采用刚性自动化(自动单机或自动线)则是合理可行，能取得较好的经济效益：对于品种稍多的成批生产，应采用由快速重新调整的设备组成成组工段或流水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元，实现成组自动化；单件小批量生产，应从推广成组技术入手，适当发展采用数控机床或加工中心。抓紧人才培养是当务之急的大事，机械制造业的广大工程技术人员、工人、管理人员都需要学习和掌握各种自动化技术的新原理、新方法及其应用。 三.自动化技术发展趋势 3.1 性能发展方向 33.1.1 高速高精度高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速 CPU
5、 芯片、RISC 芯片、多 CPU 控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。 3.1.2 柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。 3.1.3 工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转
6、主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。 3.1.4 实时智能化。 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。 43.2 功能发展方向 3.2.1 用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成 为计算机软件研制中最困难
7、的部分之一。当前 Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。 3.2.2 科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义
8、。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。 3.2.3 内装高性能 PLC 数控系统内装高性能 PLC 控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准 PLC 用户程序实侧，用户可在标准 PLC 用户程序基础上进行编5辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。 3.2.4 多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合
9、化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。 3.3 体系结构的发展 3.3.1 集成化 采用高度集成化 CPU，RISC 芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD 以及专用集成电路 ASIC 芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用 LED 平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。 3.3.
10、2 模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如 CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，做成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。 3.3.3 网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何6一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。 参考文献： 1任小忠先进制造技术华中科技大学出版社 2张世昌先进制造技术M天津：天津大学出版社，2004 3马晓春我国现代机械制造技术的发展趋势J森林工程2002 4王世敬，温钧现代机械制造技术及其发展趋势J石油机械2002
