机械制造过程的自动化控制方法分析

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摘要：机械自动化是机械制造产业发展的必然趋势，也是机械制造信息化建设的必然结果，相关人员在将机械制造和自动化技术以及相关的控制方法结合在一起时，应首先对机械自动化技术的内涵和概念进行了解，然后基于其优势，对机械自动化在机械制造中的应用特点进行研究，对机械制造中的自动化控制方法进行分析。
关键词：机械制造；自动化；控制方法
现代的机械制造同时具备了机械化和信息化特点与优势，机械化方面的扬长避短，使得机械制造更加灵活，而信息化方面的优势则使机械制造水平更高。信息化下的机械制造智能化、自动化以及集成化程度更高，这会使机械零部件更加精细。在机械制造信息化建设中，自动化控制技术得到了发展。该技术可对机械制造过程进行控制，使相关的机械制造信息都得到有效分析、处理，使产品生产效率也提高。
一、机械自动化技术概述
机械自动化技术是信息技术、自动化控制技术等多种高科技与传统机械制造技术相互集成的综合性技术，该技术可以应用在机械生产制造的所有流程环节中，这意味着所有操作都是在实时监测、控制中完成的，在不断消除机械制造影响因素的同时，在生产数据采集、分析以及处理中，机械生产的整个流程也变得到了优化与改善，这可有效规避多种生产风险。传统机械制造生产量以及生产类型有限，在结合自动化技术后，相关的制造装置可以生产出批量更多，种类更多的产品。现时代机械自动化技术的应用发展正处于方兴未艾阶段，其还有很多需要深入挖掘的点，相关人员应对两者继续研究，以使机械生产制造实现完全自动化，使自动化技术在机械制造中应用优势更加显著。
二、机械自动化在机械制造中的应用
（一）智能化的应用
多种先进技术的集成决定了机械自动化控制的智能化特点，这使整个机械制造行业都得到了进步与发展。在智能化要求下，相关人员在利用机械制造技术时，需要对自动化以及智能化控制下的机械制造理念进行更新，并使所有的制造生产人员都接受此观念，这些观念还应被彻底执行到机械制造生产每个流程环节中[1]。智能化不仅指技术上的高超，还指产品符合人性化要求，这也逐渐变成机械制造成品的基本要求，这与市场基本导向是直接相关的。对机械制造自动控制中的智能化进行具体分析，可看成将人工智能技术、要求与自动化控制方法的集成，这可使机械性能更加满足人们需求，在这机械性能中，渗透着人工智能。相关的工作人员在利用自动化控制技术控制机械制造过程时，其本身对人工智能技术和自动化技术等的利用将会更加娴熟。优秀的员工加上智能化自动控制技术，会制造出更优质的机械制造产品。
（二）虚拟自动化的应用
机械制造需要依赖相关的机械图纸，在信息化条件下，多种绘图软件被引入到机械生产设计中，CAD软件是应用较广泛的软件，该软件利用计算机绘制出二维或三维机械产品，从而使图纸的参考价值更大。计算机软件的应用可使机械产品设计快速完成，快速出图，出现的设计变更也可在软件原图中得到有效修改。CAD软件中体现的是虚拟自动化技术，这种技术使机械制图仿真能力增强，也使机械产品设计实现多元化特点，这意味着机械产品种类会增多。在这种虚拟仿真技术的应用下，设计变更会显而易见，机械产品生产中的故障会减少。
（三）柔性自动化的应用
机械制造生产工艺应与时俱进，满足市场需求和用户的高要求，要达到此目的，机械制造企业应源源不断引入高科技，使机械制造焕发新生机，重新具备应变能力和创新能力。柔性自动化技术便可很好体现这一点，这种技术为机械生产制造产品的更新换代提供了支持，所以产品的结构与种类的调节能力才能跟上市场的变迁[2]。柔性自动化技术在机械制造过程中的应用主要体现在人机界面优化完善中，这会使工作人员对机械生产操控能力增强，使信息系统更加健全，最终可扩展到企业管理等方面。在信息系统完善健全中，工作人员拥有操控信息能力。工作人员可对信息系统进行干预，将其作为市场信息获取渠道，相关的计算机设备会对这些共享信息进行分析处理，获得的结论最终会成为市场需求分析定论。所以柔性自动化的应用，可以使机械制造产业和企业更加适应于市场的变化。
（四）集成化的应用
多种高科技的集成可以使机械产品的性能更加综合，这种集成化在机械生产制造中可以得到更深刻的解释，即使机械产品生产设计环节、决策判断环节以及管理等过程产生的信息得到智能分析，使机械生产制造过程监测以及检测、检修能力加强，比较关键的是这些能力发挥全靠计算机设备级相关的软件技术，人工虽然可以干预，但在集成化发展中，这种干预会越来越少，信息技术发布的指令将会对机械制造生产形成全面控制。在这种集成化控制下，机械制造产业可打破生产限制和生产规模限制，使资源浪费现象减少，使企业生产规模增加。
（五）敏捷化的应用
自动化技术的应用可以使机械制造多种环节更加灵活、敏捷，这种敏捷化应用不仅可以使机械产品制造效率提高，还可以使信息集成延伸为企业集成。这意味着机械制造产业和企业都会得到良好发展，而这会与机械自动化形成良好的相辅相成关系，所以敏捷化的应用也会促进机械自动化技术的发展。
三、机械制造过程的自动化控制方法
自动化控制方法应用在机械制造流程中，会使机械设备以及设备操作、原材料控制力度加强。在这种作用模式下，相关人员可通过人机界面，对生产环节的应用程序进行更改，机械生产流程中的生产结构也会随之作出反应，自动投入到下一种产品生产环节中。基于此优势，相关人员还应将这种控制方法应用到以下方面中。
（一）质量检验
自动化技术可对材料质量、设备性能以及产品质量进行检验控制，相关人员可从以下两方面入手，對质量检验中的自动控制方法进行研究。其一聚类分析。机械制造过程中应用的设备运行对应着相关的定量分析数据，相关人员可采集正常状态下的原始数据，作为异常数据的对照，这些异常数据最终会显示在监测器中，相关人员可对异常数据对应的设备局部进行检查，该局部便是故障部分，所以相关人员完全可以用数据来检验设备的运行状态[3]。数据分析有多种模式，聚类分析是比较有效的方法之一，相关人员可将机械制造生产中的多种工艺参数作为聚类为分析对象，通过分析结果预测设备运行过程中的故障或质量隐患，预测结果将会对故障检验和解决等具有重大参考价值。
其二非参数检验。这种检验方式对运行参数种类和类型没有作限制要求，且其对所有参数的兼容性比较强，所有参数都要参与测算，相关人员在利用该检验方式时，应做好所有参数的统计收集工作，并对其建立相关的计算系统。在组织机械制造参数时，会遇到很多非参数，这些非参数也要接受检验，但其与计算系統不适应，所以相关人员不能将其作为机械控制管理的参考依据。这些非参数也代表了很多机械制造生产信息，为了使信息资源得到有效利用，相关人员还要对其价值进行测评，从中筛选出测评价值较大的信息，将其应用在质量检测中。非参数控制分析对象并非为所有参数，其会对总体参数分布情况进行调整，使相关的需求在得到满足，弱化这种架设需求，即使需求设定数值出现错误，其最终对机械制造环节造成的影响也会降至最低。这种检验方法有好多种，Friedman检验、Cochran检验等，相关人员还要从中选择最佳检验方法，以使自动化控制在质量检验中的应用优势更加显著[4]。
（二）生产加工控制
机械生产制造环节需要绝对的自控，任何的失控事项都有可能造成生产偏差，这种偏差最终表现在机械零部件尺寸精度等方面。相关人员要利用自动化技术对生产环节进行控制，使相关的程序以及设备本身不会出现错误，使所有的矛盾环节都不会出现，使整个生产流程都更加健全完善顺畅。自动化技术要对整个生产流程进行监督和管理，使设备故障和生产障碍能被提前发现，提前修复。自动化技术下的生产环节克服障碍的能力也会提升，这会使生产环节受到数据变化影响减小。在设备应用自动化控制技术的所有环节中，可加入人工干预，这里的人工干预主要指生产运行状态的检查监督工作，相关人员可将设备运行数据作为重点监察对象，在出现异常数据时，相关人员还要做好标记，并作出妥善处理。在自动化控制下，相关人员还可应用其对产品种类更换环节进行控制，产品生产种类的更换主要以程序替换为主，相关人员在编程时，还应遵循产品生产规范，使程序运行更加自如，使检测管理中的自动化加工生产要素产生的影响降至最低。
（三）统计过程控制
机械制造中的自动化控制方法还可表现在统计过程控制中，控制对象为各种运行数据，这些运行数据代表着设备及生产制造所有过程的真实情况，也代表着设备本身的状态[5]。统计的数据经常被作为设备故障检修参考。基于此，相关人员可将统计控制过程作为机械自动化控制的基础标准，在执行统计控制工作时，相关人员还要参考质量检测数据以及生产运行中的控制数据，这些数据作为辅助数据，要对机械生产制造过程的监督控制起到辅助作用。
为了获得更加全面、完善的信息，尤其是设备运行故障方面的信息，机械制造产业还要及时引入相关的仪器设备，如检修仪器以及监测装置等，相关人员要将这些反映异常数据的装置与机械制造流程中的设备建立联系，在连接中，前者可随时采集后者的运行数据，运行数据异常，在前者预警范围内，前者中的预警系统会发挥用武之地，使机械生产检修实现自动化。统计过程控制实际上是通过数据分析来控制生产过程，所以相关人员要将数据处理的一系列工作列为重点内容。统计过程控制中的相关人员还要和专业人员做好交流沟通联系，以使设备故障检修得到准确完整的数据支持，如此设备检修方案会更加有效。在自动化控制工作中，针对统计工作，相关人员可以建立专门的数据统计系统和工程模型，并将两者联系起来，使相关人员能通过前者建立对应的后者，后者为数学模型，其可对运行数据进行检验，即使数据不准确，也能被有效检测出来。
（四）故障控制
前三者中的自动化控制方法和故障控制有直接或间接关系，由此可见故障控制的重要性，以及自动化控制在故障检测中的优势。故障控制主要通过预防和应以检修完成。这两方面都会应用到自动化技术，前者主要通过采集的数据完成预防方案的制定工作，后者主要通过监测故障信息，来获得故障的具体事项，以第一时间通知维修人员，达到及时检修故障设备的目的。
结语
机械制造过程中的自动化控制方法可消除机械制造影响因素，使其不会对机械零部件生产过程产生影响，也可以使机械产品质量与生产标准得到保证。另外自动化控制方法还可应用在故障控制、质量控制以及生产、统计控制中。相关人员还要对机械自动化技术进行深度研究，以使其自动化控制优势得到显著提高，如此机械制造技术才能满足日益变化的生产要求，使机械产品更加精细。
参考文献：
[1]徐维彬.略谈自动化控制在机械制造中的应用[J].智能城市，2018，4（12）：150-151
[2]李栋，刘斌.机械加工制造中自动化技术的应用研究[J].内燃机与配件，2018（10）：214-215
[3]谢书凝.探究机械制造与自动化发展[J].中国高新区，2018（02）：161
[4]翟维维，韩宜珂.机械制造过程的自动化控制方法[J].中国标准化，2017（04）：235
[5]杜晓宇.机械制造过程中自动化控制方法分析[J].科技创新与应用，2016（33）：116