机械设计制造及其自动化技术探究

机械设计制造及其自动化技术探究

薛希辉

山东天元工程科技有限公司 山东省临沂市 276000

摘要：在机械设计及制造领域中，自动化技术被广泛应用，将会增加变量的数量，使得可控因素变小，利用计算机来进行整个过程具有很大的优势，生产方式的智能化将会极大提升具体操作环节的精度，在降低工作负担的情况下，企业能够按时对其进行完全的更新。长期而言，它有助于减少经营费用，使工业组织达到规模。

关键词：机械设计制造；自动化技术；有效应用

1 机械设计制造的概念

机械设计制造就是机械设计、机械制造。就前者而言，其在机械产品的生产中发挥着至关重要的作用，因为其为生产的第一步。在对机械进行设计时，需将使用要求当作根本，结合实际情况构思机械的零件尺寸、零件形状、润滑方式、使用原理、传递方式等，以为机械制造提供理论依据。通常情况下，这一工作可简单分为三类，即新型、继承和变型设计。新型设计是指通过目前已经成熟的、经实验可行的科技对机械进行设计；继承设计是指基于使用经验及技术发展对现有机械进行更新设计，使其性能得到提升。变型设计就是基于新需要适当对机械产品进行改造创新，就后者而言，就是根据客户需要生产机械。以生产类型为依据进行制造工作划分时，可将其划分为单件、成批、大批量生产3个方面。单件生产：就是只进行一件机械产品的生产。特点包括重复性少、产量少、种类多。这类产品生产通常包括重型机械、新产品的生产。成批生产：就是将同样的产品划分为若干个批次进行生产。特点包括周期性重复、分批类生产。这类产品生产通常包括机床、电机制造。大量生产：就是长期进行某一机械产品的生产，特点包括产量大、种类少等。这类产品生产包括汽车、拖拉机、轴承制造。

2 自动化技术在机械设计及制造领域的应用意义

自动化技术是一门新兴学科，是在计算机、信息技术的鼎力支持下，实现机械、设备在很少人甚至无人的情况下，能够正常的运行，并顺利完成预期任务的技术。其中，以信息技术与微电子技术为主要。从本世纪20年代开始，在冷轧工艺中逐步应用了自动化技术。伴随着自动化技术的发展，机械制造业的自动化程度也在不断提高，其应用也日益广泛，使机械设计制造的生产质量和工作效率都有了明显提高，并且大幅度减少了人工费用，因此，可以有效提高人们通过机械认识和改造世界的能力。自动化技术渗透到各行各业，与其它学科技术相互融合，形成了机械制造、管理、过程、教育等领域的自动化技术，并呈现出多元化的发展趋势。目前的自动化技术已经有了很大发展，不但可以取代人工，还可以帮助人们做一些智能工作，具有重要的现实意义。

3 机械设计制造及其自动化技术的有效应用

3.1 集成化

工程机械制造领域内，集成自动化技术已成为其中的主要推广技术形式。与传统技术相比，集成自动化技术的功能更齐全，且可操作性更强，能够有效解决复杂的机械生产问题。实际上，集成自动化技术是应用了自动化软件与系统，实现机械制造的集约型发展，这一过程中以计算机信息技术的应用为核心，通过数控技术与自动化技术的融合，促进机械制造的可持续发展。经过实践研究得知，集成自动化技术的应用在一定程度上提升了机械制造水平与机械生产能力，为强化质量控制意识，优化技术应用流程，有必要定期对系统软件与设备展开调试与维护工作。自动化技术的应用可以帮助机械设计与制造完成故障问题的修复与监测，将自动化技术与其他技术相联合，有效维护设备的稳定运行。一旦设备在运行期间发生了故障问题，系统也能够第一时间进行检测分析，方便故障定位，显示故障结果。比如，应用智能专家系统精准的掌握设备当前运行情况，确保设备内的所有零部件都可以维持在安全且高效的运行状态中，尽可能地提高设备使用寿命。集成技术联合智能机器人，使机械设计与制造可以更好的应对恶劣或复杂的生产环境，融合传感器技术、机器人控制学以及仿生学，模仿人类思维模式，准确识别与判断系统运行的全过程。

3.2 应用虚拟化

在实际的应用过程中，机械设计制造过程会使用多样化的设备和系统。为了消除冗余步骤，提高工作效率，可以将自动化技术应用于机械设计制造。待总的控制计算机中生成多个逻辑计算机后，便可以控制不同的生产环节。此时，所有的应用程序都可以在独立的系统中运行，不会受其他系统运作的影响。通过这种形式能够进一步提升机械设计制造过程的资源配置灵活度，并且提高信息的共享效率，有效减少企业对基础设施的维护与管理成本。对产品进行研发和设计时，可以通过虚拟化方式，根据市场需求进行改良，避免以往设计制造过程中出现的资源浪费现象。我国吉利汽车集团在汽车生产过程中应用该项技术对生产线进行集中管理，其中应用了控制器、感应器以及传感器等多样化的设备，能够针对监测结果快速地生成问题报告，并通过自动化虚拟操作平台进行问题处理，大大提高了生产效率。

3.3 柔性自动化生产技术

柔性自动化生产技术就是对产品信息进行深入了解，然后基于此做到数字加工技术、数字加工设备、物料存储系统的有机协调，以为加工生产对象与相关技术的应用相适应提供保障。这一技术的核心为计算机。因为计算机在数据监控、生产计划调整方面有着一定优势。且不同计算机可以对不同的生产层级进行有效监管、传递，并基于逐一发布的生产指令调整行为。比如，最底层计算机负责最底层生产层级的监管，并在获得监管数据后将其传递给上一层，由上层计算机基于数据发布指令，下层计算机可基于指令对生产行为进行针对性调整。此外，在操作物料的储运、信息系统时，通常需将工业机器人利用起来，借助其达到相关任务。

3.4 计算机综合制造系统

计算机综合制造系统就是结合多个单项辅助技术，以此构建信息分享平台、相关数据模型。其隶属于集成制造系统，在提高机械生产效率及质量方面有着一定优势。这一系统基于现代管理理论做到了先进技术的有机结合，所以可实现经济效益最大化。具体而言，在进行机械生产的控制时，可基于相关理论及计算机、传感器等设备的有效应用，且并行工程可对集成机械设计制造的流程进行有效反映。

3.5 数控技术

在目前的工业领域中，数控技术是一种最常用的自动化技术，它是一种以数控车床为代表的设备，数控技术优于手工工艺。数控技术的关键在于利用计算机编码来编制与之对应的控制程式，并将其应用于机械设计与制造。这样不但可以改善产品品质，而且可以降低企业在制造上的投入。相对于其它的自动化技术而言，数控技术能够解决传统机械设计与生产中存在的问题。在相应计算机编码技术的指导下，对产品进行最优的设计及进行有效的管理，使产品设计与制造达到自动化的程度。

4 结束语

综上所述，在机械制造生产过程中，利用机械自动化技术可以进一步完善生产效率。可优化配置生产资源，节省整体的生产成本，为企业创造更多的经济收益。要想充分发挥机械自动化技术的利用价值，还需立足机械制造业的实际发展情况，在人才保障、技术保障等方面下功夫，整体性的推进机械自动化技术改革和机械制造生产流程的精简优化，促使当前我国的机械制造行业在发展过程中能够努力向前并且实现稳步发展。

参考文献：

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