機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用探究

崔殿奎

摘要：自動(dòng)化技術(shù)因其具有的先進(jìn)性，在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并創(chuàng)造了巨大的價(jià)值，對(duì)其進(jìn)一步研究和優(yōu)化顯然有著重要意義?；诖?，本文以汽車制造行業(yè)為例，從多個(gè)角度詳細(xì)探討了自動(dòng)化領(lǐng)域如何在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中得以有效應(yīng)用，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造

1 引言

從機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在未來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，機(jī)械制造業(yè)與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的聯(lián)系日益緊密，二者的技術(shù)融合將逐步深化，通過(guò)這種方式將社會(huì)效益進(jìn)行顯著的提高。

2 自動(dòng)化概述

自動(dòng)化技術(shù)，屬于一門綜合性技術(shù)手段，它和計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)等學(xué)科之間均有關(guān)聯(lián)。隨著社會(huì)技術(shù)手段不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用范圍也在不斷的拓展，它所帶來(lái)的社會(huì)效益性也在不斷的增加?，F(xiàn)以機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域?yàn)榇?，將自?dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，在借助互聯(lián)網(wǎng)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造流程進(jìn)行科學(xué)的管理，其優(yōu)勢(shì)歸納為：①自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能夠借助程序運(yùn)作、電力供應(yīng)等方式，提升機(jī)械生產(chǎn)效率，并減少了人工操作環(huán)節(jié)，將不必要的生產(chǎn)周期排除掉，從而使人工成本降低，生產(chǎn)效率提高。②自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)⒃械拇笠?guī)模損耗性生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)量化材料加工，從而適應(yīng)了綠色化、可持續(xù)性的發(fā)展趨向。③自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)⒍鄻踊a(chǎn)因素很好的串聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的綜合控制，增加生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)方式的不斷調(diào)節(jié)，技術(shù)人員需要綜合把握自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從多個(gè)角度進(jìn)行技術(shù)操作方式的調(diào)控與優(yōu)化。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的具體應(yīng)用探討

3.1 自動(dòng)化技術(shù)的集成化應(yīng)用

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)雜化、高精度機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)加工，通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)制造系統(tǒng)，促使彼此之間相互協(xié)調(diào)配合進(jìn)行生產(chǎn)，極大的優(yōu)化了機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)流程綜合化管理中，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過(guò)集成原本處于分散狀態(tài)的自動(dòng)化系統(tǒng)，構(gòu)建完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，密切機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造以及機(jī)械管理等多個(gè)環(huán)節(jié)的聯(lián)系，并對(duì)市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工和銷售等各項(xiàng)數(shù)據(jù)展開(kāi)收集、整合、分析、利用，有助于統(tǒng)一化管理機(jī)械生產(chǎn)的信息流和物料流。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，在機(jī)械生產(chǎn)制造期間，按照NC代碼將毛坯件加工成為合格的零部件，然后對(duì)多個(gè)零部件進(jìn)行裝配，最終得到機(jī)械設(shè)備，在這一過(guò)程中，會(huì)涉及到非常多的內(nèi)容，流程非常復(fù)雜，然而利用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，采集生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，如：物料儲(chǔ)運(yùn)、產(chǎn)品加工、質(zhì)量檢測(cè)等，并對(duì)所采集到的海量物料流、信息流進(jìn)行融合交匯上傳到管理部門，然后按照機(jī)械設(shè)計(jì)制造任務(wù)實(shí)施集中化、動(dòng)態(tài)化管控。利用計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，協(xié)調(diào)、高效完成各項(xiàng)工作任務(wù)。以機(jī)械式立體停車設(shè)備車盤邊梁設(shè)計(jì)與制造為例，通過(guò)應(yīng)用集成化系統(tǒng)，借助自動(dòng)化平板機(jī)、數(shù)控沖床、激光切割機(jī)以及計(jì)算機(jī)控制程序，構(gòu)建自動(dòng)化生產(chǎn)線，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備操作時(shí)間進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，合理調(diào)整材料進(jìn)料速度，原本生產(chǎn)操作至少需要8人，而現(xiàn)在僅需2人，生產(chǎn)效率得到了大幅度的提升，生產(chǎn)流程得到了極大的創(chuàng)新，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化水平及集成化程度進(jìn)一步提升。

3.2 柔性自動(dòng)化

從過(guò)去的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，存在一個(gè)突出的問(wèn)題，主要體現(xiàn)為業(yè)務(wù)要求方面缺乏應(yīng)變能力，這主要是因?yàn)榧夹g(shù)層面的支持沒(méi)有及時(shí)跟進(jìn)，如自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)等，因此，整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展，一定要積極改變。在現(xiàn)階段的時(shí)代形勢(shì)下，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)立足市場(chǎng)，結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求，結(jié)合用戶的實(shí)際要求做好調(diào)研，與時(shí)俱進(jìn)，努力學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，在技術(shù)層面不斷創(chuàng)新，適時(shí)調(diào)整創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)組織內(nèi)部的程序科學(xué)調(diào)整，使得機(jī)械產(chǎn)品具備更高的品質(zhì)。依靠成熟的技術(shù)，提升機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)于柔性自動(dòng)化技術(shù)，即在保障柔性的前提下，優(yōu)化人機(jī)界面的技術(shù)。柔性自動(dòng)化技術(shù)一方面注重自動(dòng)化水平的程度，同時(shí)注重健全的信息化管理系統(tǒng)的構(gòu)建，在機(jī)械制造領(lǐng)域最大限度發(fā)揮計(jì)算機(jī)的有效作用。在應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)之外，還需注重使得一些工序中有人工的介入。明晰柔性機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)具有的積極作用，可以提升機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)能力。

3.3 智能化應(yīng)用

在汽車領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作當(dāng)中，自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用得到了較為明顯的體現(xiàn)。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，安全防護(hù)的技術(shù)水平得到了很大進(jìn)步，汽車制造的流程得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，這是以往人工操作模式下所不具備的。具體來(lái)看，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵則體現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)、機(jī)械制造系統(tǒng)和人工智能三部分，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的智能化應(yīng)用則主要用于將各種先進(jìn)的信息技術(shù)融合到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的環(huán)節(jié)當(dāng)中，使得生產(chǎn)流水線能夠按照預(yù)定好的程序來(lái)完成生產(chǎn)任務(wù)，在機(jī)械制造的過(guò)程中，通過(guò)智能化技術(shù)，能夠?qū)ιa(chǎn)流水線的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確分析，并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。就目前而言，在國(guó)內(nèi)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在一定程度上具有了智能化的特點(diǎn)，這顯著提高了機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，智能化技術(shù)也能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和協(xié)調(diào)生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，及時(shí)糾正生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤，并針對(duì)不足之處進(jìn)行改善，將可能出現(xiàn)的隱患及時(shí)清除。

3.4 機(jī)電一體化的發(fā)展

機(jī)電一體化是各種機(jī)械和信息技術(shù)之間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，可以明顯地表現(xiàn)出混合生產(chǎn)環(huán)境，大大提高生產(chǎn)效率。因此，機(jī)電一體化被廣泛應(yīng)用于我們的生產(chǎn)體系。特別是大企業(yè)中經(jīng)常應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)備，因?yàn)樗梢院侠淼販p少人力資源的成本，所以，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用可以推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)也將以機(jī)電一體化為目標(biāo)，在提高生產(chǎn)力水平方面發(fā)揮重要的領(lǐng)導(dǎo)作用。

3.5 虛擬化管理

以現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的運(yùn)用為例，可將自動(dòng)化虛擬化管理的要點(diǎn)概括為：①利用大數(shù)據(jù)信息模型，對(duì)本次機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的小零件、齒輪等方面都進(jìn)行模擬。通過(guò)虛擬環(huán)境下的對(duì)應(yīng)評(píng)估，分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作局部開(kāi)展的可行性;②采用虛擬化設(shè)計(jì)制造評(píng)分結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、實(shí)際運(yùn)用等方面的實(shí)施價(jià)值進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)多樣化信息綜合管理的成效;③采用模擬分析結(jié)構(gòu)圖，更加直觀、更立體的，對(duì)經(jīng)過(guò)改裝后的機(jī)械制造不合理部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)的價(jià)值作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的集成化、數(shù)控化、柔性化、智能化應(yīng)用，切實(shí)提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平，提升企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)。

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