自動化技術在機械設計制造中的應用分析

王瑤

摘要：近些年我國機械行業(yè)呈現(xiàn)出較好發(fā)展趨勢，機械設計和制造環(huán)節(jié)也在向自動化發(fā)展方向轉換，并在其中應用了大量自動化技術，該技術能夠將機械的操作系統(tǒng)和應用系統(tǒng)連接起來，節(jié)約了人力資源，目前該技術已經(jīng)被廣泛應用在機械產(chǎn)業(yè)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，為此本文分析了該技術的應用意義和方式。

關鍵詞：機械設計；制造；應用方式；自動化技術

引言：

自動化技術應用推動了我國工業(yè)發(fā)展，對機械制造這項重型工業(yè)產(chǎn)業(yè)更是具有顯著意義，應用了自動儀表和控制裝置的生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了運作效率，實現(xiàn)了該產(chǎn)業(yè)的自動化、智能化、科學化發(fā)展，讓生產(chǎn)對象能夠實現(xiàn)連續(xù)制造。發(fā)展到今天，自動化技術已經(jīng)成為了影響機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。

1 自動化技術概述及應用前景

1.1 自動化技術涵義

自動化技術就是將各類新進的科技結合起來。應用在加工、制造等行業(yè)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，優(yōu)化了以往的生產(chǎn)方式，也實現(xiàn)了更加有效的管理，主要是因為自動化生產(chǎn)所依靠的更多是設備，人力成本可以減少投入，這就意味著可以將人力資源用于企業(yè)發(fā)展的其他方面，提升企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平。因此自動化技術的優(yōu)勢是非常明顯的，信息技術的不斷突破也為自動化進程的推進提供了助力，以往固定化的生產(chǎn)模式已經(jīng)成為了歷史，未來制造企業(yè)只有利用好自動化技術才能保持自身競爭力。

1.2 機械設計制造業(yè)現(xiàn)狀

本世紀以來，機械設計制造業(yè)改變了生產(chǎn)模式。以往的生產(chǎn)是以簡單設備為基礎，用固定的結構以及流程進行生產(chǎn)，這種生產(chǎn)模式并沒有引起競爭，工作效率不高。新的生產(chǎn)模式最大的特點就是引用了自動化技術，不僅提升了生產(chǎn)效率，也為產(chǎn)品的個性化生產(chǎn)提供了機會，只是雖然國內(nèi)的制造業(yè)已經(jīng)處于高速進步階段，但整體生產(chǎn)水平與發(fā)達國家的差距是不可否認的，尤其是產(chǎn)品的結構、智能化方面還是存在一些問題，需要在未來加強技術和管理方面的工作，這樣才能將自動化技術的價值發(fā)揮出來。

1.3 自動化技術應用的必要性

自動化技術已經(jīng)被廣泛應用于各個領域。但是對不同行業(yè)的影響也是不同的，在機械行業(yè)中，將自動化技術定義為設備不需要或者很少需要人工操作，自動完成產(chǎn)品的生產(chǎn)。這就將以往生產(chǎn)的模式打破，以往生產(chǎn)流程固定，需要大量的人力操作，產(chǎn)品質(zhì)量也達不到現(xiàn)在的標準。這些充分說明自動化技術對于制造企業(yè)來說是非常重要的，若是沒有自動化技術存在，制造業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)效率會降低，產(chǎn)品質(zhì)量也不會達到現(xiàn)有的水平，而且投入勞動力對于企業(yè)來說，也是巨大的成本，自動化可以提升企業(yè)的利潤空間，也是受到廣泛追捧的重要原因。

2 自動化技術在機械設計制造中的應用

2.1集成化應用方式

集成化技術是自動化體系中應用比較廣泛的一項技術，也是實現(xiàn)機械產(chǎn)業(yè)信息化發(fā)展的重要技術。集成化應用方式指的是在機械設計和制造中應用計算機技術，并通過計算機組合控制機械生產(chǎn)系統(tǒng)，讓其在高度集中和全面自動化模式下運轉，此時系統(tǒng)中各個生產(chǎn)分系統(tǒng)會在運行中發(fā)揮自身應有作用，如自動化管理和自動化制造系統(tǒng)都能在組合模式中精準運行。集成化技術的應用方式還包括生產(chǎn)體系統(tǒng)一發(fā)展和管理，如：運行體系中的成本估算、生產(chǎn)調(diào)度、物資儲存等環(huán)節(jié)，都可以聯(lián)系在一起，這在極大程度上提高了機械設計和制造環(huán)節(jié)的集成化和信息化水平，讓機械產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化技術應用體系變得更加成熟。另該技術還主張實施并行工程，即產(chǎn)品設計和制造同時進行，要求設計人員從生產(chǎn)全局角度展開工作，并在產(chǎn)品準備期間考慮其生命周期，最大限度縮減產(chǎn)品研發(fā)周期，減少重復設計和改造環(huán)節(jié)的時間。目前我國集成化技術發(fā)展并不夠完善，與國際水平還有很大差別，還需要技術人員的不斷探索[1]。

2.2柔性化應用方式

柔性化技術應用建立在產(chǎn)品信息之上，主要應用方向是協(xié)調(diào)生產(chǎn)物料運輸系統(tǒng)和完善數(shù)字化自動加工設備，進而讓企業(yè)機械制造系統(tǒng)適應不同產(chǎn)品和加工對象。柔性化技術能應用在機械設計和制造環(huán)節(jié)主要得益于成組技術的發(fā)展，成組技術指的是將加工產(chǎn)品按加工需求有順序排列成組，以便操作人員為該組產(chǎn)生產(chǎn)品選擇適合的加工技術和運輸系統(tǒng)，并根據(jù)當下生產(chǎn)產(chǎn)品的市場需求及時調(diào)節(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)。柔性化技術控制體系下的信息為金字塔模式，主控計算機則是整個操作系統(tǒng)的信息控制和管理中心，其能夠監(jiān)測和調(diào)節(jié)機械生產(chǎn)體系運行數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)展開調(diào)整工作。除此之外，負責控制群組生產(chǎn)的計算機能夠將最底層生產(chǎn)信息及時匯報給上一管理系統(tǒng)，這樣逐級上傳最終到達總控制中心；底層計算機一般負責的是各項生產(chǎn)工藝對接工作，并收集各個生產(chǎn)接口信息，根據(jù)上層傳達指令行為及時調(diào)節(jié)其管轄范圍內(nèi)的生產(chǎn)設備。柔性化技術在物料運輸環(huán)節(jié)的應用主要體現(xiàn)在運輸加工工件、毛坯工件、廢棄物料等方面，其儲存和運輸過程完全由信息系統(tǒng)控制，并由專業(yè)機器人完成操作工作。該技術還能協(xié)助機械制造企業(yè)建造數(shù)控機床和生產(chǎn)車間，提高生產(chǎn)效率，并且還能更換操作中心主軸箱，從而延長了柔性自動化控制中心應用周期。

2.3智能化應用方式

隨著計算機技術科技含量的不斷提高，該技術應用領域也在逐漸擴展，其中就包括了機械設計和制造產(chǎn)業(yè)，計算機技術的引入讓機械產(chǎn)業(yè)自動化水平日漸提高，特別是人機一體化設備，將自動化技術的智能能力發(fā)揮到極致。智能化應用方式將機械制造技術、設計技術、人工智能操作、系統(tǒng)工程聯(lián)系在一起，讓各個學科之間的知識理論和應用技術融合在一起，最終形成一體化生產(chǎn)系統(tǒng)。智能化技術主要應用在產(chǎn)品的設計構想、邏輯分析、基礎判斷上，它能夠將專家的建議及設計理念融入到機械設計和制造體系中，實現(xiàn)機械產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展，并且人工智能與機械技術的結合還能提高生產(chǎn)體系精準程度，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)存在的問題，方便操作人員針對具體問題制定合理解決方案，在沒有出現(xiàn)問題時，其也能為操作人員制定防范性方案提供參考數(shù)據(jù)[2]。

2.4虛擬化應用方式

虛擬化應用方式在結合自動化技術的基礎上還結合了控制理論，旨在讓加工對象現(xiàn)在設計和制造中實現(xiàn)虛擬化生產(chǎn)，并模擬真實使用場景，進而提高機械產(chǎn)品品質(zhì)。例如在生產(chǎn)體系中應用仿真技術能夠將整個生產(chǎn)過程模擬出來，操作人員在模擬過程就能檢查到產(chǎn)品故障和技術問題，此時應用體系攜帶自動調(diào)節(jié)功能可以直接實施應急方案，這樣不但縮短了產(chǎn)品設計和制造的工期，還節(jié)省了企業(yè)運行費用，產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高，企業(yè)總體競爭實力隨之增加。另外技術人員能在高度還原的生產(chǎn)體系中，獲得全新設計靈感，這樣在提高機械產(chǎn)品技術含量的同時還能增加其新穎度，讓機械產(chǎn)品在激烈市場競爭中占據(jù)一席之地。

3 結論

總之，未來的機械制造業(yè)離不開自動化技術的支持，要想提升自動化技術的運用能力，就要加強研究，了解自動化技術的優(yōu)勢和特點，同時在技術上加強研發(fā)，發(fā)揮其在實際生產(chǎn)中的真正價值。實際上制造能力不僅影響著經(jīng)濟增長，還是國家生產(chǎn)能力的重要衡量標準，所以國家對這方面是非常重視的，在實際生產(chǎn)中也給予了大力支持，在技術革新方面投入了大量資源。未來將會實現(xiàn)更高程度的自動化，對實際生產(chǎn)提供必要的支持。

參考文獻：

[1]賈繼富，丁珊.機械設計制造及其自動化的特點與優(yōu)勢及發(fā)展趨勢分析[J/OL].科技展望，2017，27（23）：89.（2017-07-28）

[2]劉強.機械設計制造技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及工業(yè)設計與機械設計制造技術的關系[J].化學工程與裝備，2016（12）：235-236.

[3]劉建麗，陳曉偉，陳增江.起重機械設計、制造及安裝過程中典型案例分析及應對措施[J].起重運輸機械，2016（08）：68-75.

[4]肖楠.提高機械設計制造及其自動化的有效途徑探討[J].通訊世界，2016（15）：285.