自動化技術在機械設計與制造中的應用分析

摘 要：近些年我國機械行業呈現出較好發展趨勢，機械設計和制造環節也在向自動化發展方向轉換，并在其中應用了大量自動化技術，該技術能夠將機械的操作系統和應用系統連接起來，節約了人力資源，目前該技術已經被廣泛應用在機械產業各個生產環節中，為此本文分析了該技術的應用意義和方式。

關鍵詞：機械設計；制造；應用方式；自動化技術

引言：自動化技術應用推動了我國工業發展，對機械制造這種重型工業產業更是具有顯著意義，應用了自動儀表和控制裝置的生產系統，提高了運作效率，實現了該產業的自動化、智能化、科學化發展，讓生產對象能夠實現連續制造。發展到今天，自動化技術已經成為了影響機械產品質量的重要因素。

1.自動化技術應用意義

機械產業的生產規模在逐漸擴大，而自動化技術的應用，使其生產速度大幅度提高，為了實現全方位和高效率發展，操作人在整體生產系統中添加自動化操作功能，并且取得了顯著成果。該技術能夠集中控制機械生產系統，提高生產物資的流動速度，實現了人力資源優化配置，提高了生產車間工作效率，從而為企業帶來更多經濟利益；將自動化技術和機械設計環節結合在一起，還能提高該生產環節的創新性，提高企業的市場競爭實力，讓生產技術能夠與時俱進的發展，機械產業在獲得經濟效益的同時還能獲得社會效益，推動該產業向長遠發展方向前進；此外，這一技術的應用還能減輕人設計人員和制造人員的工作量，減少企業的生產成本，優化整體產業結構，改善生產車間工作環境。

2.在機械設計和制造中的應用方式

2.1集成化應用方式

集成化技術是自動化體系中應用比較廣泛的一項技術，也是實現機械產業信息化發展的重要技術。集成化應用方式指的是在機械設計和制造中應用計算機技術，并通過計算機組合控制機械生產系統，讓其在高度集中和全面自動化模式下運轉，此時系統中各個生產分系統會在運行中發揮自身應有作用，如自動化管理和自動化制造系統都能在組合模式中精準運行。集成化技術的應用方式還包括生產體系統一發展和管理，如：運行體系中的成本估算、生產調度、物資儲存等環節，都可以聯系在一起，這在極大程度上提高了機械設計和制造環節的集成化和信息化水平，讓機械產業生產系統的自動化技術應用體系變得更加成熟。另該技術還主張實施并行工程，即產品設計和制造同時進行，要求設計人員從生產全局角度展開工作，并在產品準備期間考慮其生命周期，最大限度縮減產品研發周期，減少重復設計和改造環節的時間。目前我國集成化技術發展并不夠完善，與國際水平還有很大差別，還需要技術人員的不斷探索[1]。

2.2柔性化應用方式

柔性化技術應用建立在產品信息之上，主要應用方向是協調生產物料運輸系統和完善數字化自動加工設備，進而讓企業機械制造系統適應不同產品和加工對象。柔性化技術能應用在機械設計和制造環節主要得益于成組技術的發展，成組技術指的是將加工產品按加工需求有順序排列成組，以便操作人員為該組產生產品選擇適合的加工技術和運輸系統，并根據當下生產產品的市場需求及時調節生產系統。柔性化技術控制體系下的信息為金字塔模式，主控計算機則是整個操作系統的信息控制和管理中心，其能夠監測和調節機械生產體系運行數據，并以此為依據展開調整工作。除此之外，負責控制群組生產的計算機能夠將最底層生產信息及時匯報給上一管理系統，這樣逐級上傳最終到達總控制中心；底層計算機一般負責的是各項生產工藝對接工作，并收集各個生產接口信息，根據上層傳達指令行為及時調節其管轄范圍內的生產設備。柔性化技術在物料運輸環節的應用主要體現在運輸加工工件、毛坯工件、廢棄物料等方面，其儲存和運輸過程完全由信息系統控制，并由專業機器人完成操作工作。該技術還能協助機械制造企業建造數控機床和生產車間，提高生產效率，并且還能更換操作中心主軸箱，從而延長了柔性自動化控制中心應用周期。

2.3智能化應用方式

隨著計算機技術科技含量的不斷提高，該技術應用領域也在逐漸擴展，其中就包括了機械設計和制造產業，計算機技術的引入讓機械產業自動化水平日漸提高，特別是人機一體化設備，將自動化技術的智能能力發揮到極致。智能化應用方式將機械制造技術、設計技術、人工智能操作、系統工程聯系在一起，讓各個學科之間的知識理論和應用技術融合在一起，最終形成一體化生產系統。智能化技術主要應用在產品的設計構想、邏輯分析、基礎判斷上，它能夠將專家的建議及設計理念融入到機械設計和制造體系中，實現機械產業智能化發展，并且人工智能與機械技術的結合還能提高生產體系精準程度，及時發現生產系統存在的問題，方便操作人員針對具體問題制定合理解決方案，在沒有出現問題時，其也能為操作人員制定防范性方案提供參考數據[2]。

2.4虛擬化應用方式

虛擬化應用方式在結合自動化技術的基礎上還結合了控制理論，旨在讓加工對象現在設計和制造中實現虛擬化生產，并模擬真實使用場景，進而提高機械產品品質。例如在生產體系中應用仿真技術能夠將整個生產過程模擬出來，操作人員在模擬過程就能檢查到產品故障和技術問題，此時應用體系攜帶自動調節功能可以直接實施應急方案，這樣不但縮短了產品設計和制造的工期，還節省了企業運行費用，產品質量得到了提高，企業總體競爭實力隨之增加。另外技術人員能在高度還原的生產體系中，獲得全新設計靈感，這樣在提高機械產品技術含量的同時還能增加其新穎度，讓機械產品在激烈市場競爭中占據一席之地。

總結：總之，自動化技術在產品制造中的應用是機械行業發展必然趨勢，但該技術完善和發展過程中涉及到多種專業技術，因此提高該技術應用水平需要從方方面面入手，操作人員要以計算機技術和控制技術為突破口，結合機械市場需求和企業生產水平，建立自動化生產體系，實現機械企業可持續發展。

參考文獻：

[1]董廣宇.芻議自動化技術在機械設計制造中的應用[J].電子技術與軟件工程，2015，17：150.

[2]柳琨鵬，吳昊陽，王浩宇.自動化技術在機械設計制造中的應用分析[J].南方農機，2017，07：100+104.

作者簡介：

查志強（1990.5—），男，漢族，江西九江人，專科，機械設計工程師，研究方向：機械設計及制造。