浅谈机械设计制造及自动化技术

浅谈机械设计制造及自动化技术

刘思远

天津福云天翼科技有限公司；天津 300409

摘要：目前，随着机械制造及其自动化技术的发展，不但极大地提升了生产效率，同时生产质量也得到大幅度地提升。机械制造及其自动化体现出了集成化以及智能化的特点，这些特点正符合现代工业生产对综合生产效益的要求。

关键词：机械设计制造；自动化技术；应用

1导言

自动化技术具有很多应用层面的优势，在机械设计制造产业发展中能够被充分运用，通过自动化技术在集成化、智能化、虚拟化设计制造以及高效化产品检测中的应用，推动了我国机械领域的高速发展，并且让行业竞争从劳动力资源竞争逐渐转变为科学技术层面的竞争。

2机械制造业及自动化发展现状

与工业发达国家相比，我国的制造业从整体上看还是存在一定的差距，主要表现在产品结构的差距、生产投入结构差距、产业组织结构差距中。国内机械制造业的发展主要依靠技术引进，但是由于资金相对短缺使机械制造业的科技开发情况明显滞后。虽然目前我国机械制造行业的产品质量有了很大的提升，但很多机电产品的内在性能还是存在较大的差距。机械制造业作为普通竞争性行业，竞争情况直接受生产结构的影响。企业之间的竞争力很大程度上来自于科研与开发的投入。很多发达国家为了强化机械制造的市场竞争力不断加大科技开发的费用和份额。由于科技投入与设备投入等方面的巨大差距使中国机械制造企的设计与生产方法逐渐落后，从而导致自主开发能力差，产品开发周期长的现象。且由于体制约束导致部分地区的机械制造发展太过于分散化，这便导致机械制造业及自动化发展机电一体化难以实现。

3自动化技术在机械设计制造中的应用路径

3.1自动化技术在集成化设计制造中的应用

自动化技术在机械设计制造领域的应用越来越广泛，尤其是在集成化设计制造方面，自动化技术的优势得以全面展现。集成化设计制造，是基于集成思路和方法，在设计制造环节，将各种不同的功能模块进行兼容，使系统保持在一个高效、集成的运行状态下。传统的设计制造环节，由于设计、制造属于不同的工序过程，因此系统功能模块也是独立存在的。如设计环节的模块主要承担设计功能，无法搭载和兼容其他功能，制造环节也是一样，这样就造成了在机械设计制造工作中，人为将整个工作分割成两个阶段，这样会导致设计环节的数据信息无法直接被制造环节进行调用，需要增加一个数据进行传输环节，不仅延长了工作时间，也容易在数据信息交互时出现错误。集成化设计制造，则将设计与制造环节纳入到一个统一整体，所有工作都是在一个系统下完成，无需再次进行数据信息传输。制造环节可以直接进行设计数据的调用。自动化技术则是集成化系统运行的重要基础和依托，基于自动化技术，整个功能的兼容和匹配无需人工操作，只需要设定相关的参数和程序。在机械设计制造过程中，各功能模块之间的数据交互可以自动完成，并且在基于电子单元的功能基础上，进行设计制造功能的扩展和优化，按照具体的设计制造目标进行程序编辑等，使得机械设计制造过程更加可控。自动化技术让集成化目标得以实现，在原有功能模块基础上，通过集成系统将增加更多新功能，且不影响原有系统功能的运行。自动化技术在集成化设计制造中，对于较多较复杂的功能，可以优化流程控制模式，在不同功能兼容过程中，可以进行各项机械设计和制造指令程序的排列和执行，避免集成化系统运行出现功能冲突等情况。

3.2自动化技术在智能化设计制造中的应用

智能化机械设计制造，是机械领域的重要发展方向。基于智能化模式，可以提高机械设计与制造过程的综合能力。智能化模式具有强大的学习功能，在机械设计制造数据信息支持下，可以通过数据分析和学习，使设计制造系统具有更多功能，如对机械设计制造环节中出现的问题予以自动分析和解决等，这样就大大减轻了设计制造人员的压力，同时也能够最大程度保证工作的有效开展。自动化技术作为智能技术的基础，在智能化发展中起到不可替代的重要作用。自动化技术可以支持机械设计制造过程中对于数据信息的把控，在智能化系统模拟人类思维进行学习时，可以自主调用相关的程序，并且对数据进行规律总结，从而形成智能化设计制造模式，让系统不再完全依赖于人工方式进行编程。智能化系统在自动化技术支持下，能够显著增强设计制造处理能力，在面对复杂的过程性异常情况时，能够基于智能学习模式，调用整个不同的处理程序，使之成为一个新功能。每次的机械设计制造过程，都处于这样的智能化控制状态下，大大提升了机械设计制造实践水平。

3.3自动化技术在虚拟化设计制造中的应用

机械设计制造过程中，自动化技术可以提供一个虚拟环境，将设计和制造过程在虚拟状态下仿真显示，这样有助于及时发现设计、制造环节中可能存在的不足。传统的机械设计制造，都是在真实制造环节才能够验证机械设计是否科学合理，但是这个阶段如果发现问题，无论是进行改进还是重新设计，都大大增加了机械设计制造成本，并且会造成较大的资源浪费。基于自动化技术的虚拟设计制造，可以利用计算机将整个过程在虚拟环境中模拟运行。虚拟化设计制造，让过程在真实发生前就可以被直接观察到。通过参数设定和模型建立，可以让机械设计和制造都仿真运行，这样仅需要观察计算机模型，就可以评价出机械设计是否存在缺陷，机械制造环节是否高效有序等。在机械行业的开发过程中，虚拟化模式可以大大降低研发和试验成本，给研发人员更多的试错机会。即便机械设计不全面，也只需要进行模拟环境的参数调整，不断进行重复试验运行。自动化技术让整个过程可以在自动控制状态下完成，计算机系统会自动记录每次的虚拟运行数据，为机械设计制造人员提供分析依据。

3.4自动化技术在高效化产品检测中的应用

机械设计制造中，对于产品质量需要进行严格检测。由于自动化技术支持下的流水线规模作业，让产品整体一致性有了较大的提升，这与传统机械生产中依赖人工方式、从而使产品质量受到人为因素影响的情况有较大不同。传统的机械制造，受到生产线操作人员技术、经验等因素影响，使得产品质量参差不齐。在自动化技术支持下，机械设计制造环节都在统一的参数控制下，所有产品的尺寸、形状等都是完全一样的，这就大大促进了机械制造的发展。在自动化技术驱动下，产品检测效率也更高。产品检测作为提高机械产品质量的关键，要对大量的产品进行全面检测，因此检测工序要与设计制造工序进行紧密衔接，自动调用设计制造参数，对比机械产品的规格、工艺等要素，从而准确判断产品质量是否达标。自动检测可以融入每个制造生产环节，这与传统产品检测一般只能在产品生产完成后统一进行有较大的不同。如在机械产品成型环节，就可以依据设计进行检测对比，在机械组装环节，可以根据机械设计构造，对组装质量和性能加以检测评价。由于机械制造领域对产品的精度要求越来越高，高效化产品检测也成为重要的发展方向。将整个产品生产线作为自动化检测的对象，每个环节都纳入到检测系统中，这样可以最大程度地确保检测质量，消除产品质量缺陷。

4结束语

总之，机械制造业已经成为国家经济力量的重要支撑，我国目前已经到了经济发展迅速期，对于机械设备的需求量越来越大，因此机械设计制造及自动化生产具有很好的发展前景。目前在传感检测技术与精密机械技术等方面还有很大的提升空间，相关设计人员要认识到机械设计制造及其自动化发展的前景，由此才可以开拓出更广阔的技术发展道路。

参考文献

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