自動化技術在機械設計制造中的有效運用

劉紅偉 江聰聰

摘 要：隨著社會的飛速發展，機械制造行業的發展也日新月異。生產力發展能夠帶動生產關系的變化，近年來隨著信息智能技術取得持續突破，自動化技術在多個行業中得到應用。其中機械制造業作為自動化技術受益最廣的行業，其技術發展有效提升了生產效率，同時促使制造業由勞動密集型向技術密集型方向升級，強化了機械現代化水平。

關鍵詞：自動化技術；機械設計制造；有效運用

1機械自動化的發展背景

為了加強機械生產制造行業的科學性和靈活性能，滿足時代社會市場發展進步的生產技術需要、順應市場的發展變化，開發、研制了機械自動化生產加工技術和系統，其借助計算機技術的科學應用有效實現可變性能和柔性，工作人員利用計算機向機器發布指令，從而使機器自動進行相應的生產工作，有效替換人工體力勞動，不僅可有效解決人工勞力資源的短缺問題，而且可有效避免人為因素可能出現的誤差或錯誤，有效減少人力成本和時間成本的投入，科學提高企業的生產技術和生產力，提高生產工作質量和效率。

2概述機械自動化及其組成部分

2.1 機械自動化的概述

機械設計自動化是近年來新興的一門技術，設計者首先根據設定的內容編寫好程序代碼，然后將這些代碼輸入計算機系統，將設計需要的各個參數輸入相應的軟件系統，計算機系統借助三維軟件對設計者設計出的基本模型進行調整。更高級的自動化設計系統還可以對該模型進行力學性能分析，如果模型的零件不能滿足強度和剛度需求，那么計算機軟件就會對該模型進行進一步修改，直到模型能夠滿足要求為止。機械自動化設計的優勢在于，大大縮短了設計周期，減少了設計者的工作量，可以讓設計者在設計初期，根據軟件生成的模型做出一個實驗模型，為企業節省設計資金。

2.2 機械自動化技術的組成

機械自動化技術既涵蓋了機械設計方面的技術，又包括自動化方面的技術。涉及的學科非常多，如機械設計制造，機械原理，單片機技術，信號采集技術，傳感器技術和自動控制工程技術等。機械設計制造和機械原理是該技術的骨架，所設計的機械產品必須滿足這兩個學科的要求，而單片機技術和信號采集技術則為該技術提供了電子技術方面的支持，而自動控制工程技術可以為機械自動化技術設計閉環控制系統，這幾個技術互相融合，共同為機械自動化技術提供專業知識支持。

3自動化技術在機械設計制造方面的應用

3.1信息自動化與生產資料的自動供應

信息自動化主要是指在機械制造中利用相關設備對各種信息進行識別，從而實現對各種信息的自動化分類與管理的過程。在這一環節中計算機可以根據設定的信息對預定機械的設計進行生產參數的設定，最終實現機械的數據改造。此外生產物資供應的自動化可以很好的實現單機自動化管理，對生產過程中的各個環節進行自動化的連接，把不同的生產資料進行合理的分配與管理，減少因資源分配不合理造成的浪費，實現生產資料利用效果的最大化。

3.2生產自動化與裝備自動化

在機械設計工作中存在大量的重復工作，人為勞動去處理這些工作不僅浪費了時間，更浪費了精力。這時，生產的自動化可以將機械設計制造中所存在的重復性工作實現整合，讓機械的自動化去處理那些重復的生產工序，解放了部分人力，實現生產效率的提高。另一方面，裝備自動化可以使得相關的零部件根據其本身的標準進行搬運、調試、組裝等建立一套完整的生產流水線。不僅改變了原有的裝置模式，更可以顯著提升機械設計的效率。

3.3虛擬化應用

虛擬化應用主要是利用包括計算機在內的各種先進技術，對產品進行機械化的設計與生產。它可以根據模型進行精確地估計產品投入市場可能產生的問題并做定出完善的解決方案，從而達到減少機械生產過程中可能出現問題的目的，最終實現節約成本、提高效率。在這一過程中，自動化技術的機械化使用在根本上是為了提高企業的經濟效益，實現企業更好更快發展，在激烈的市場競爭中保持優勢地位。

3.4創新設計方法

創新設計方法在機械設計自動化方面主要體現在能夠自動的針對一些擁有復雜程序的機械設計方案進行建模、裝配與仿真。在這一環節中，自動化技術可以提前通過基本的機構占據空間并建立相關聯系，實現系統的最優配置。此外，該系統還可以通過一些預定算法，挑選出具備優質潛力的設計方案，從而實現企業對市場前景的掌控，保持企業的領先地位。

3.5柔性自動化應用

在機械設計制造中，柔性自動化技術主要是在機械生產的過程中，通過計算機將應該對外界因素造成作用的因素進行轉化。隨著現代機械制造業的發展，機械使用者對傳統的機械應變以及反應提出了更高的需求，這就需要企業必須結合市場的發展變化，實現對機械制造的優化與調整，這時候柔性的自動化應用顯得非常重要。在實際的操作過程中，如果客戶的需求發生變化，企業就需要采取柔性自動化技術提高機械自動化設備的隨機應變能力，只有這樣才能不斷滿足客戶的多樣化需求。

3.6高度集成化的應用

高度集成的自動化機械制造技術是當前國際乃至國內機械制造行業的主要發展方向。其實，自動化技術主要是借助工程系統的基礎理論知識對企業的機械制造程序進行不斷的優化，從而企業可以通過對內部結構的精簡來帶動機械制造業的自動化。進而在現代信息技術體系的支持之下，將機械設計制造企業的各個生產要素集成為一個有機的整體，從而實現以人為中心的自動化機械設計制造生產模式。比如在企業的集成化生產過程中，實行生產與經營的動態化集成，可以將企業員工的內部動態即成為一體，實現最大程度的需求的融合，提高企業產品的質量，降低產品的成本等具有重要的意義與價值。

4機械設計制造中應用自動化技術的發展趨勢

（1）機電一體化趨勢，隨著信息科技的發展，計算機技術的不斷精進，機械設計制造一定會與計算機技術、機械技術相結合，讓自動化更好服務于機械設計制造，實現機電一體化。不斷完善機械制造的生產結構，使得機械制造在機械生產過程中高效高質量完成，提高機械制造的經濟效益。（2）虛擬化趨勢，互聯網技術的發展以及智能理念不斷深入人心，虛擬化是現代化社會發展的走向之一。未來自動化機械設計制造過程中，將虛擬化技術融入其中，通過構造虛擬化機械產品模型，明確機械的構件和參數，實現標準化、規范化、合理化的機械設計制造。如目前的智能化機械工廠，未來的機械設計制造工廠會更加智能化、數字化、虛擬化，實現虛擬與現實有機對接實現虛擬現實。（3）生態化趨勢，節能環保一直是當今社會發展的宗旨，工業制造過程中要避免甚至減少破壞生態環境的事情再次發生，推動自動化機械設計制造過程中要不斷貫徹落實“節能環保”理念，設計符合環境需求、綠色無污染的機械產品，最大可能的降低機械設計制造的成本，實現機械設計制造自動化向生態綠色方向發展，實現資源循環利用，經濟可持續發展。

結語

自動化技術在機械設計與制造中的應用具有明顯的優勢，自動化技術的應用是制造業發展的必經之路，所以，生產企業只有將自動化及技術與機械設計制造有效的融合，才能夠達到預期的生產效果。

參考文獻

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（作者身份證號碼：1 320124199101182619；2 320125198905313110）