自動化技術在機械設計中的應用研究

黃志鋒

摘要：傳統機械設計存在著工作效率低下、涉及重復的問題，隨著科學技術的發展，機械設計領域引進了自動化技術，工作質量、資源利用率大大提升，而且機械性能配置顯著改善，生產質量得到充分的保障。在機械設計中，自動化技術的應用主要有集成系統、自動化檢測技術和柔性自動化技術，實現了信息自動化、生產自動化和裝備自動化，通過虛擬化技術實現了機械設計質量的提升。

關鍵詞：自動化技術；機械設計；應用

在生產制造行業中，機械已逐步代替了人工，在能源的驅動下會社會不斷創造豐富的物資，而隨著計算機技術的發展與廣泛應用，機械生產的自動化控制系統已逐漸普及，工業制造效率大大提升。自動化技術包括工業自動化軟件、硬件以及系統這三個組成部分，目前人們開始嘗試將這一技術與機械設計相結合，通過信息技術的應用來實現機械設計的自動控制調配，大大提升設計過程中的信息處理效率，確保設計方案的合理性，同時提高設計后機械生產的效率，切實推動機械制造業的發展，為相關企業創造更大的經濟效益。

1啟動化技術在機械設計中的應用價值

1.1提高工作質量

在傳統的機械設計模式下，由于工作效率比較低，設計周期較長，因此在機械設備生產出來之后，可能已經無法滿足當下的設備性能需求，設計方案由于耗時長而不得不廢棄。自動化技術在機械設計中的最大優勢在于，控制的精準性和工作的高效性，通過自動化技術，可使得生產指標趨于量化生產，提高機械生產制造的可控性，縮小產品之間的質量差，確保批量生產產品的質量。自動化技術應用于機械設計中，能夠大大提升機械設計與制造的工作效率，實現機械產品的無差別量化生產。

1.2保障生產質量

自動化生產是一個動態發展的概念，以往是指機械化生產代替人工生產，而現在則是指代機械生產的智能化控制代替人工控制。自動化技術在機械設計中的應用，可消除由于人工控制機械進行生產帶來的主觀因素，嚴格控制各個生產環節，通過儀表數據進行設計生產的實施監控，及時發展生產中的故障環節，保證機械設計的產品質量。在機械化生產過程中，最嚴重的問題莫過于出現故障無法發現，影響到產品質量，而在自動化控制體系中，一些微小的故障都能通過生產數據的方式體現出來，一旦制造參數脫離預設范圍，馬上發出警報停止生產，避免產品質量問題的發生。

1.3提高資源利用率

原材料的廢棄與生產設備高能耗的問題，多由機械設計方案設計不合理所致。自動化技術通過對設計程序和生產程序的精準控制，能夠實現對生產資料的最大化利用，消除機械設備過高能耗的問題，降低生產成本，為企業謀求效益的最大化。在機械設計中，利用自動化技術，可使得各個設計環節的控制更為精細化，根據機械設備的性能需求，選擇合理的新型制造材料，同時嚴格控制原材料的消耗量，根據現有材料的尺寸、體積等參數，合理利用，避免出現過多原材料廢棄的現象，初步實現機械設計與制造節能降耗的新目標。

1.4改善機械性能配置

在大數據時代下，機械設備的運行數據就是一筆無形的資產，機械設計人員應該合理利用這些數據，進行細致的分析研究，查探現有機械設備是否有性能不達標的地方，予以改造設計。自動化技術在機械生產中的應用，實現了機械運行動態數據的收集，從而達到實時監控機械設備運行狀態的目的。設計人員可以根據這些數據，分析機械有哪些地方還可以進行改進，或者是根據市場對設備性能的需求，對相應之處進行精細化的設計，以改善機械性能，提高機械設備的生產質量。

2.自動化技術在機械設計中的實際應用

自動化技術的應用，可實現機械設計過程的信息自動化以及生產治療的自動供應，大大提升機械設計制造的工作效率，同時通過生產自動化和裝備自動化，切實保證機械設計產品的生產質量，提高所設計的機械產品的性能配置。隨著計算機技術與信息技術的發展，自動化技術體系不斷完善，通過虛擬化技術，設計好的機械產品可以通過仿真系統進行運行演練，已驗證設計方案的合理性，實現設計方案的不斷優化。在機械設計中，主要應用的自動化技術有集成系統、自動化檢測技術和柔性自動化技術。

2.1集成系統

在機械設計中應用的集成系統，又被稱作計算機綜合設計制造系統，這一系統的應用，實現了機械設計制造的一體化控制，大大縮短了產品的研發生產周期，而且可以有效避免傳統機械設計模式中常出現的重復設計問題，實現了設計周期的流程化控制。在此之前，機械設計中也出現了一些諸如輔助設計工具、工藝規劃技術、測試技術、指控軟件等輔助性設計的計算機軟件，這些軟件的應用使得機械設計成本控制的工作質量大大提升，但是由于軟件之間的相互獨立性所以應用價值不是很大。集成系統將那些有利于機械設計質量提升的計算機軟件結合在一起，形成了一個完善的機械設計制造技術體系，融合了計算機技術、信息技術、傳感器等多種現代化自動化技術，實現了對機械設計環節中所涉及的各個要素（物質、參數、信息等）的集成控制，大大提升了機械設計效率，保證了機械設計產品的質量。

2.2自動化檢測技術

在機械設計中，應用較為普遍的便是自動化檢測技術，通過對傳感器和儀器設備的利用，實現了對機械設計質量的把關。在機械制造業中，設計方案的質量將這接決定了整個機械設備的質量和性能，影響到企業產品的市場競爭力，至關重要，因此，必須加強機械設計方案的審核，確保產品質量。在機械設計中，自動化檢測技術的應基礎為自動檢測系統，該系統的具體組成為：①傳感器；②信號調節模塊；③數據處理模塊；④結果輸出模塊。能夠通過對設計出的機械設備運行數據的分析處理，實現機械設計的優化。

2.3柔性自動化技術

柔性自動化技術采用金字塔控制模型，以獲取生產數據的計算機為信息中心和控制中心，通過數據處理獲取機械化生產信息，不斷優化生產計劃，切實提高生產效益。機械設計生產時一個完整的系統，柔性自動化技術以此為基礎，通過對生產信息的監控，來調整機械設備的運行狀態，重新規劃物料儲運系統，做到各種產品制造原材料或是工件的合理儲存運輸，提升機械設計制造的工作效率，同時降低生產成本，做到原材料的合理利用。柔性自動化技術應用的是一種由分到總的運營模式，計算機作為信息控制中心，收到來自各個生產環節的數據信息，進行分析處理后，作出應對，分布生產指令，實現對機械生產的智能化控制。

3.結語

人的創造力是無限的，社會的發展就是人類不斷改造世界的過程。隨著社會的發展，傳統的生產方式已經無法滿足人們的物質需求，在機械設計行業中，應用自動化技術，能夠大大縮短機械設備的設計周期，提高機械的生產效率。自動化技術在生產制造業中的應用，通過計算機技術、網絡信息技術的使用，能夠實現機械化生產的全方位精準控制，大大提升其生產效益，同時保障產品質量，如果進一步將自動化控制技術與機械設計結合起來，將使得機械行業步入一個全新的快速發展階段。