论自动化技术在机械设计中的应用

论自动化技术在机械设计中的应用

孔昭彤

天津日北自动化设备有限公司天津市300385

【摘要】：当前在我国机械设计制造行业中，对自动化技术的应用需求越来越大，实现机械自动化技术和机械制造行业发展的有机结合已经成为现代化机械制造行业发展必经之路。

【关键词】：自动化技术；机械设计；应用

引言

自动化技术是指通过机械参数设计与编程的系统化设计使得指挥控制的对象能够自主按照相关操作要求实施连续性的自动操作，该技术在机械设计制造中的应用通过合理的设计能够指挥各项机械制造设备进行自主操作，大大提高生产效率与速度的同时也减少了人力成本。

1、自动化技术

1.1概念

顾名思义，自动化技术就是无需人工操作就可以完成生产工作。它是一种集合了众多先进科技的生产技术，如信息技术、控制技术、识别技术、传感器技术、微电子技术、计算机技术等，将多种技术结合使用形成一个整体系统。它的出现不仅让人类的许多体力劳动得以解放，还为脑力劳动提供了一些帮助和发展。

1.2优势

20世纪，自动化刚一出现就受到了广泛的关注，它能够有效地节省人力和成本，因而将自动化技术应用在机械设计制造具有很大的优势。

第一，降低生产成本，提高生产效率。自动化技术可以通过计算机自动控制程序，按照提前设定好的要求进行生产操作，既能通过机械设备代替人工劳动，降低人力资源成本，又能减少产品的生产时间，同时进行大批量生产，极大地提高生产效率。

第二，提高产品质量。随着工业化的推进，对各种工件的精密性提出了更高的要求。与传统的人工生产相比，计算机系统对机械的控制能做到更细致的程度。而且自动化技术能实现高度精确和重复性，减少误差，提高产品质量。这也是新形势下机械设计制造中一个重要的参数指标。

第三，改善工艺。自动化技术为机械设计制造的改善提供了技术条件。企业可以结合实际需要和对设备运行的数据统计，随时改善生产工艺和流程，为生产技术的发展提供动力和保障。

第四，充分利用资源，减少浪费。自动化技术需要在各种先进技术的支持下实现，所以在应用自动化技术时可以通过控制生产流程，最大程度地利用资源生产产品，甚至可以进行废料余料的再加工，减少资源浪费。

2、自动化技术在机械设计制造中的应用

2.1智能化模式的应用

由于计算机和互联网正处于迅猛发展的阶段，所以智能技术的应用范围正在不断扩大，智能技术也越来越成熟，人机一体化设备已经成功应用到机械设计制造领域，实际上智能化的优势已经体现出来，可以将自动化程度有效提升。在这种智能化应用过程中，主要就是赋予相应的机械设备以思考和分析判断的能力，进而也就能够更好的减轻人力资源的占用量，同时也就能够更为有效的提升最终的机械设计制造效率和水平。基于机械设计制造智能化的应用来说，在一定程度上其可以相当于人工智能系统，即采用一些高端仪器设备和分析处理软件来进行具体的应用，进而也就能够有效的提升其最终的智能化应用价值效果，这一点对于机械设计制造自动化技术的应用而言是极为关键的。

2.2集成化模式的应用

现代机械设计制造行业的发展对于集成化的要求越来越高，这种集成化的发展趋势也就需要人们重点针对相应的自动化技术手段进行恰当的应用，只有恰当的运用自动化技术才能够保障其在实际的机械设计制造过程中表现出理想的集成化效果。随着自动化技术的实际应用，其确实能够在较大程度上提升原有的机械设计制造结构优化精简效果，并且对于相应的过程重组也具备着较为理想的积极作用价值，尤其是对于机械设计制造过程中涉及到的各种信息数据的处理以及相关软件的运用来说，更是可以借助于自动化技术的参与来提升其生产的高效性，并且还能够有效保障生产的质量效果。

2.3柔性化模式的应用

对于柔性自动化技术而言，其属于以数据技术为基础的一种自动化技术，在应用柔性自动化技术的基础上，可使机械设计制造实现多品种及多批量开展。在实际机械设计制造过程中，柔性自动化技术的应用能够使其应变能力得以提升，使机械生产企业能够依据市场需求及客户需求将机械设计制造更合理完成，从而使企业产品市场竞争力能够得以有效提升，使企业能够实现快速发展。在柔性自动化技术应用过程中，可利用调节控制功能对机械设计制作中相关生产环节实行人为调控干预，以保证机械产品生产能够更加可控，可使企业能够更好改进机械设计，促使机械设计制造得到更满意效果。

2.4虚拟化模式的应用

虚拟化应用的体现主要就是在机械设计完成之后，可以不直接进行相应的生产制造，而是利用虚拟化的技术来进行相应的模拟生产制造，进而也就能够在较大程度上针对该机械设计制造中存在的一些问题和缺陷进行全面详细的审查和发展，最终也就必然能够有效提升其最终的生产实际效果，避免出现因为设计不合理而造成实际生产制造中的资源浪费问题。由此可见，在机械设计制造自动化技术的应用过程中，充分的运用虚拟化技术是极为必要的，相应的机械设计制造在进行自动化技术的应用过程中，必须要虚拟化的生产制造也就能够减少很多的麻烦问题产生，避免机械设计制造企业蒙受较大的经济损失。虽然说在当前机械设计制造过程中虚拟化的应用已经得到了较好的推广和使用，但是却并不是特别的完善，很多单位和机械设计制造厂家并没有意识到这种虚拟化生产的重要价值，仍然有很多管理人员认为这是多此一举，难以发挥出实际的作用和果，进而阻碍了机械设计制造的快速发展这也就成了今后虚拟化应用发展的一个重要内容和方向。

3、自动化技术发展趋势和应用前景

3.1信息技术的融入

现今计算机技术、网络技术和先进的控制技术相结合，已经突破到了实践应用阶段。如模型预测、神经元和神经网络、模糊控制、多变量控制、自适应和自寻优等先进控制算法已进入实践并用于DCS、PLC等控制器中，而且这种趋势在加快。

信息技术与自动化结合另一个重点方向是公共数据库、局域网、互联网、无线技术等渗透控制系统使控制系统扁平化，实现了跨平台，跨地区的控制。信息技术的加快融入使得自动化控制系统更加完善灵活，也更加完美。

3.2自动化技术的互补与渗透

DCS，PLC，IPC是自动控制领域的三大支柱，它们在不断地相互竞争中相互促进，因而形成了具有混合控制策略的PLC/DCS混合系统HCS，混合系统HCS的主要特点是：它是一个通用的程序开发环境，具有统一的标签和单一的数据库，以满足多领域自动化系统设计和集成的需要。

3.3控制系统由集中向分散化发展

应对现在生产趋向小型化个性化等趋势，机械设计制造行业也在为此转变。如智能化分布式I/O是将某一部分I/O组成一个有自治能力的节点，其本身带有处理器，独立完成某一部分的控制。由于组合在一个框架内，它可直接安装在现场，甚至空间十分有限的地方，但它同时又可链接到中央计算机，从而将控制系统从传统的三层结构简化为二层结构。

结语

综上所述，从宏观角度看，机械制造的水平一定程度上代表了我国的生产能力，换言之，我国要想跻身于工业强国的行列，就必须提升机械制造的水平。从微观角度看，机械制造的产品遍布于人们生活的方方面面，提升机械产品的质量就能为人们提供更好的使用感受。而这一目标想要实现，还需继续深入研究。

参考文献

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[2]李思源.浅谈在机械设计中自动化技术的应用[J].中国战略新兴产业2017.（03）：51-53.

[3]周一鸣.索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程2012.（04）：78-79.