论机械设计制造应用自动化技术

论机械设计制造应用自动化技术

王俊1 王伟2  王世源3

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摘要：随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升，各行各业都在不断朝着自动化、智能化、节能化方向发展，机械设计制造行业同样如此。自动化技术在机械设计与制造中的广泛应用，不仅能有效保证机械设计制造的精度和质量，而且在一定程度上降低了机械设计制造的成本，增加企业经济效益、社会效益。因此文章重点就自动化技术在机械设计制造中的应用进行略述。

关键词：自动化技术；机械设计制造；应用

自动化技术主要通过采取自动化仪表和远程中枢控制装置来促进工业生产的自动化，这样不仅能够充分地解放劳动力，节约人力成本，还能够有效提高工作效率。机械制造企业在加入自动化技术的应用之后，让机械生产管理变得更加智能化以及合理化，有效避免了人工失误的干扰。自动化技术的投入使用使得车间机械的生产实现了智能化自动生产，整个生产过程中都能够做到自动连续生产，生产的流动速度得到大幅度提高。机械设计作为机械制造业中最为重要的核心内容，探究自动化技术在其中的需求和目的对机械制造业未来的发展趋势有着很大的指导作用。

一、机械制造的发展

机械制造是人类发展的主要动力，当人类首次将石头与木棍捆绑在一处时，第一部机械就诞生了。机械通常可分为两大类，即复杂机械与简单机械，我国在建国初，受到前苏联的影响，将生产资料作为优先发展的方向，在这一观念的引导下，我国的机械制造业得到了快速的发展。但进入九十年代后，由于数控技术的发展，我国工业装备落后的问题更加凸显。几年来我国的数控技术得到了快速的提升，同时在工业4.0这一理念的到推动下，我国同期推出了工业2025规划，在这一规划中，自动化技术将得到了更为广泛的应用。

二、自动化技术在机械设计制造中的应用

（一）计算机综合制造系统的应用

众所周知，早期的机械设计制造中便出现了计算机辅助机械设计与制造、控制工艺流程、质量监督管控等，但通常情况下，这些辅助技术都是尽可能地优化其控制范围内的生产成本，并没有相互结合，共同为缩短生产进度、降低生产成本、提高生产效率和经济效益而服务，使得机械设计制造的总体生产成本并没有得到大幅度的降低，计算机综合制造系统由此应运而生。它将单个的辅助技术尽可能地结合起来，建立统一的数据模型和服务平台，尽可能地使单个辅助技术之间相互协调，相互配合，从机械设计制造的整体角度优化其生产流程，从而提高生产效率。此外，计算机综合制造系统包含了电子信息系统、先进材料管理系统和现代化的管理模式等，通过计算机科学技术、传感器技术、网络信息系统、新型自动化控制技术等加强对机械设计制造过程中有关生产材料、生产流程等的控制、协调和管理，以此增强机械设计制造生产过程中的精度、准确度、可靠性和安全性。

（二）柔性自动化生产技术的应用

柔性自动化生产技术是指在产品的实际生产信息的基础上，调度、协调生产过程中所需要的物料储备和数字加工技术所需的设备机械等，以此达到扩大系统生产范围、增加系统加工对象数量的目的。众所周知，成组技术的产生和成熟在极大程度上促进了柔性自动化生产技术的进一步应用和发展，成组技术则主要指根据企业生产加工的实际需求，对加工对象进行一定的排列组合，从而增加生产系统在选择相应机械设备和储存系统时的快捷度和及时性。在选用柔性自动化生产技术辅助机械设计与制造时，其信息控制选用的结构往往是由分到总的金字塔型模式，通过围绕主计算机的信息控制中心来监督和管理机械设计制造过程中的一系列生产数据和信息，并根据实际生产运营情况滚动调节原有的生产计划方案。在此过程中，负责成组生产控制的计算机会将最底层计算机收集到的生产信息通过相应的传递方式汇报给上一层的计算机信息处理中心，而最底层的计算机主要負责监督管理各个工艺设备接口与生产接口，并将实际生产过程中的相应信息进行收集、整理和储存，还可根据上层指令对实际生产过程进行调整。此外，柔性自动化储运系统则主要通过信息管理系统对毛坯件、加工工具、机械设备、加工废料等进行储存、运输和清除。

（三）自检技术在机械制造中的应用

众所周知，在机械制造过程中，常会由于这样或那样的误差造成产品的不合格。因此，对生产产品的质量检测过程就显得尤为重要。自动检测技术应运而生，它是在传感器等设备的使用基础上发展而来的自动化技术的重要部分，主要由传感器、信号调节处理中心、数据处理中心和结果输出四个部分组成，通过使用自动检测技术中先进的信息处理系统，可大幅度降低机械制造过程中投入的人力资源成本，提高机械制造的产品合格率和产品的质量，进而降低机械制造过程中的生产成本，增强其产品的市场竞争力。

三、机械自动化发展的趋势

（一）微型化

回顾工业革命的历程，很容易发现各类生产工具往往都有着外形由大到小的变化过程，机械设计制造及其自动化同样如此。随着人们对机械设备功能要求、占地要求的不断提升，研究人员对发展微型机械的关注度越来越高。通过对大型机械设备的内部构造进行改良和优化，加强其内部构件的精密度，从而缩小机械设备的体积，增加其灵活性和便捷度，为减少能源资源的损耗作出一定的贡献。因此，在未来的机械设计及其自动化领域，微型化将会是影响巨大的重要发展方向。

（二）集成化

集成化是未来机械制造业主要的发展趋势。子系统主要有制造自动化系统、加工技术信息系统、质量检测系统、信息管理系统等，集成化不仅是自动化当中的重要技术，也是机械行业核心生产方式。集成化的技术可以通过自动控制让机械生产与制造的更系统有序运行，可以保证制造的有序性与科学性。

（三）智能化

所谓智能化指的是在机械生产当中，智能的操作生产系统。智能制造系统在生产中可以实现生产系统中的信息分析和判断，有效实现人机互动。操作人员可以通过操作用户界面来查看生产中具体流程的实际情况，再通过智能化的控制对生产过程施加影响，实现智能化生产。智能化的系统使生产效率大大提升，使机械加工与制造行业更具有市场竞争的综合实力。此外，智能生产具有显著的安全性与友好性，可以有效的节约资源和能源、降低污染，实现经济与环境的协调发展。

（四）互联网+自动化的发展方向

在当下自动化生产与互联网技术的结合仅仅停留在生产的层面中，管理人员通过互联网技术，可对自动化设备进行操作。在工业4.0的规划中，消费者可通过互联网对生产设备发出指令或需求，自动化设备可根据消费者的要求为其制作个性化的产品。同时消费者可通过现场视频进行观摩，以了解该产品的生产过程以及所需要的时间。现代化的物流工具也将融入到自动化生产体系中，并为消费者提供更优质的服务。

总之，自动化技术广泛应用于不断发展是机械制造行业必然的发展趋势，使机械制造业获得了飞跃发展。伴随着各种新型科技的不断发展可进步，自动化技术在机械制造当中的应用会越来越广泛，其作用与应用意义也会逐渐深化，不仅将机械制造领域的水平提升到一个新的台阶，同时，也带来的巨大的经济效益。必须合理、科学的在机械制造中运用自动化的技术，这样才能促进自动化技术不断进步，使行业取得良性发展。

参考文献：

[1]姜苏苏，钱海军.机械设计制造及自动化的未来发展[J].电子技术与软件工程，2018（20）

[2]赵新民.自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索[J].山东工业技术，2018（22）

[3]周汉.智能机械制造和加工模式的创新转变[J].内燃机与配件，2018（19）

[4]李楠.关于现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].内燃机与配件，2018（19）