自动化技术在机械设备设计与制造中的运用

   自动化技术在机械设备设计与制造中的运用

李世明任明阳

 新特能源股份有限公司

摘要：在科技的发展下，以自动化技术为支撑的各项工艺与方法，已普遍应用于机械设备的设计与制造过程中，成为机械设计、制造行业的重要辅助性工艺。而随着机械设计与制造的规模逐渐扩大，相关工作人员必须明确意识到传统的设计、制造工艺自身存在的缺陷，正确使用现代化科学技术，改进或规避这类失误、缺陷，使机械设备系统发挥出其最大使用效能。

关键词：自动化技术;机械设备设计;制造;运用

引言

机械自动化在机械制造中的应用正呈现出蓬勃的发展势头。通过数控技术、集成化模式、柔性化管理和智能化应用等手段，制造业取得了显著的生产效率提升、资源充分利用和产品质量控制的优势。尽管面临一些挑战，如管理不够科学和专业人才缺失，但随着科技的进步和管理模式的不断完善，机械自动化将继续在制造业中发挥关键作用，推动产业向更智能、绿色和可持续的未来迈进。

1、自动化机械设备设计和研发的主要原则

1.1标准化

标准化原则指自动化机械设备设计、研发过程中的工作流程标准化。若机械设备设计、研发、制造的过程中，标准化程度不足，必然会影响该设备的实际使用性能，甚至会给设备的运行埋下严重的安全隐患。因此，工作人员必须遵循标准化原则。首先，满足概念层面的标准化，即自动化机械设备的专有名词、专有计量单位的参数标准、概念，均须以国家统一制定的标准化概念为基准。其次，强调自动化机械设备在设计、研发、制造全过程方案执行的标准化。工作人员必须按规定流程完成机械设备的实验测试，严格按照行业规范实施，方能保障该机械设备的使用性能[1]。

1.2技术性

自动化技术应用于机械设备的设计、研发、制造过程中，应始终遵循技术性的原则，确保自动化技术应用全过程的性能指标，均符合行业标准，可保障设备设计、制造的效率、质量双提升。性能指标包括静态技术指标与动态技术指标。静态指数技术指标指该机械设备的固有参数，而动态技术指标，则指该设备在运行过程中的标准功率、预估使用年限、抗磨损性能或热稳定性等。机械设备的性能指标，是该设备预估运行质量与效率的直接体现，因此，在自动化机械设备设计、研发、制造的全过程中，相关工作人员必须牢记该机械设备的实际用途与指标需求。

2、自动化技术在机械设备设计与制造中的运用

2.1综合化系统的应用

运用自动化技术来实现复杂机械产品的生产加工，通过协调不同的制造系统，使得各工序的制造系统可以相互协作。在实际生产过程中，对机械设计与制造的各流程进行优化，提升整体的制造效率与流程 。在机械设计和制造过程中，可以使用微机综合制造系统，对设计与生产过程进行综合化管理，通过对各环节中的自动化系统进行完善的数据分析及信息整合，从而构成一套系统的完整的生产流程，不仅可以进行市场调研、机械产品开发、机械设计和研发制造等相关信息资料的综合整理，同时还能做好机械设计与制造、运营管理及经营销售等后期工作的衔接，以此来达到对整个生产过程中的信息、制造、运行管理的高度统一。另外，在实现综合化的系统应用时，对设备参数与技术人员的专业水平和操作能力都有较高的要求，如果设备参数设置不符合机械制造的要求，就会造成生产中物料损失、产品质量不达标、机械损坏甚至是停产。可见，技术人员需要对设备参数进行综合化的检测与考核，才能从整体上提升机械设计与制造的质量。

2.2智能化的应用

随着现代科技日渐向智能化方向发展，机械设计与制造中的自动化技术也应该向智能化方面靠拢，做到自动化技术与智能化的有效结合与协同发展，形成人工智能自动化的统一管理，只有这样才能实现机械设计与制造的可持续发展，为企业创造更大的经济效益与价值。机械制造技术、自动化技术、智能化技术，任何一种技术手段的实施都不是独立存在的，而是相互作用、协同合作才能构成一套完整的机械设计与制造系统，保证机械设备流程的顺利运行及产品的高质量。另外，智能化的应用为自动化的机械设计与制造节省了更多人员成本，生产周期更短，而且产品的质量更高。以智能交通监控抓拍设备为例，其可实现对机动车辆闯红灯、超速、违反标识标线行驶等违法行为进行自动判别，自动抓拍连续图片，识别车辆号牌留存证据，并实时比对问题车辆数据库，发现嫌疑车辆自动报警[2]。

2.3柔性化的应用

柔性自动化技术的应用为现代生产带来了技术支持，其中包含了信息、计算机等多种技术，促进机械的加工制造、管理更加高效。在先前的机械的加工制造环节，机床与传送带实现组合，在它们的共同搭配下，结合铣床伺服联动加以控制，保证装夹工作一次完成，有效提升了铣削的速度。另外，机械加工制造企业有效依托自动化技术水平，实现柔性化应用，规范制造加工作业的标准，加快工业化进展。例如，发达国家在工业生产自动化上制定统一的标准，规范全球工业化生产流程。通过建立技术指标的形式实现自动化技术的柔性化应用。不同机械零部件的工艺参数存在一定差异，为避免零部件存在一定缺陷，构建完善的管理体系。制造工业技术人员统一行业标准，规范技术参数，达到国际化标准。大中小机械制造企业统一生产指标，严禁口语化问题的出现。同时，投入大量的技术成本，有效摆脱发达国家的限制，实现自动化技术的柔性化应用，生产更多优质的工业产品。

2.4 虚拟化的应用

纵观先前应用的机械设计制造手段，一般借助设计的图纸内容，将样机标准地制造出来，然后执行全面的性能检测，从而更改设计内容，利用这样的方式导致诸多资源未能应用在所需领域中，同时耗费时间长，可见性能方面与预期设计存在明显的差距。虚拟化技术的运用，能够通过计算机的虚拟功能，设计质量的提升得益于分析技术，同时也受到了三维建模的支持，减少了返工问题，避免设计时间过久。通过运用自动化的虚拟技术，能够保证相关人员预先掌握产品的外在形态、功能，从而明确机械的制造加工中的弊端，从而优化调整，与此同时，对工作人员起到协助作用，有效降低了工作强度，在规范的机械制造下有效提升生产的质量，减少浪费，促进生产制造实现标准化[3]。

2.5集成化的应用

集成化模式是机械自动化在机械制造中的一种应用方式，它通过整合各种生产环节和设备，实现生产流程的协同和优化。这种模式的目标是提高整个生产系统的效率、灵活性和可控性。一种典型的集成化模式是制造执行系统（Manufacturing Execution System，MES），它通过将生产过程中的各个环节纳入一个统一的信息管理系统中，实现生产计划的执行、生产过程的监控和实时数据的采集与分析。MES系统可以与数控机床、仓储系统、质量检测设备等各种设备无缝集成，确保生产过程的高效协同。以汽车制造为例，集成化模式可以将整个生产线上的各个阶段，包括焊接、喷涂、总装等，通过MES系统进行集成。生产计划在计算机上进行制订，并通过MES系统传递给各个工位。数控机器人根据预设的程序进行焊接和组装，而传感器通过MES系统实时监测产品质量。这样一来，整个汽车生产线上的各个环节都能够协同工作，实现高效生产。

结束语

总之，随着智能制造技术的不断进步，未来机械设计及其自动化技术将在制造业中扮演更加重要的角色，为制造业的智能化转型提供强有力的技术支撑。

参考文献：

[1]宣泽. 自动化技术在机械设计制造中的应用 [J]. 内燃机与配件, 2019, (23): 200-201.

[2]郁晗. 自动化技术在机械设计制造中的应用研究 [J]. 湖北农机化, 2019, (23): 79.

[3]朱磊. 自动化技术在机械设计制造中的应用探讨 [J]. 南方农机, 2019, 50 (22): 277.