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自动化技术在机械设计及制造中的应用
Application of Automation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

1. 机械制造自动化
机械制造自动化主要包括以下各个方面：金属切削机床的控制，焊接过程的
控制，冲压过程的控制和热处理过程的控制等。过去机械加工都是由手工操作或
由维电器控制的，随着自动控制技术和计算机的应用，慢速传统的操作方式已经

逐渐被计算机控制的自动化生产方式所取代。
（1）金属切削过程的自动控制
金属切削机床包括常用的车床、铁床、刨床、磨床和钻床等，过去都是人工
手动操作的，但是手工操作无法达到很高的精度。随着自动化技术和计算机的应

用，为了提高加工精度和成品率，人们研制出了数控机床，这是自动化技术在机
械制造领域的最典型应用。根据电弧熔化材料的原理，电熔磨削数控机床是专门
用于加工有色金属，以及其他超黏、超硬、超脆和热敏感性高的特殊材料的一种
机床。它解决了一些采用传统的车、铁、刨等加工方法不能满足加工要求的问题，

是一种新型复合多用途磨削机床。由于机床在电熔放电加工时，电流非常大，以
致达到数百、数千安培，所产生的电磁波辐射会严重地干扰控制系统。因此，机
床中采用了抗干扰系列的可编程控制器 PLC 作为机床的控制核心，以保证电熔
磨削数控机床能够正常工作，达到有关国家标准。

（2）焊接和冲压过程的自动控制
焊接自动化主要是由自动化焊机，也就是机器人配合焊缝跟踪系统来实现的，
这可以大幅度地提高焊接生产率、减少废料和返修工作量。为了最大限度地发挥
自动焊机的功能，通常需要自动焊缝跟踪系统。典型的焊缝跟踪系统原来是通过

电弧传感的机械探针方式工作的，这种类型的跟踪系统需要手工输入信息，操作
者不能离开。机械探针式系统对于焊接薄板、紧密对接焊缝和点固焊缝无能为力。
此外，探针还容易损坏，导致废料或者返修。新一代的产品采用激光焊缝跟踪系
统，它是在成熟的激光视觉技术的基础上，应用于全自动焊接过程中高水平、低

成本的传感方式。它将易用性和高性能结合在一起，形成了全自动化的焊接过程。
激光传感器也能在强电磁干扰等恶劣的工厂环境中使用。由激光焊缝跟踪和视觉
产品配合的焊接自动化系统，在航天、航空、汽车、造船、电站、压力容器、管
道、螺旋焊管、铁路车辆、矿山机械以及兵器工业等行业都得到了广泛的应用。

2. 过程工业自动化
过程工业是指对连续流动或移动的液体、气体或固体进行加工的工业过程。

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