自動化技術在機械設計制造中的應用

劉長生

摘 要：隨著科學技術的快速發展以及生產力的提高，自動化技術在各個領域都得到了廣泛應用。在機械設計行業中，自動化技術的先進性和使用價值體現的更為明顯。自動化技術在機械設計制造中的應用大大改進了原先生產制造過程的制造工藝和制造模式，在保證產品質量的同時降低了生產成本的投入。本文闡述了自動化技術在機械設計制造領域內的應用優勢，列舉了具體的應用內容并展望了自動化技術在機械設計制造領域內的發展前景。

關鍵詞：自動化技術；機械設計制造；應用；發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.141

0 引言

我國經濟的重要組成部分是機械設計制造企業，自動化技術因其可以在無人操作的情況下完成機械設備的自主生產運行，使得其大量應用在了機械設計制造領域內，降低了生產過程中的人力物力消耗，節省了企業成本。自動化技術比傳統的機械設計制造技術擁有更多的優勢，其主要可以提升機械設備運行的安全性以及穩定性。近年來我國工業化程度得到了巨大提升，一躍成為了世界第一工業大國，這和自動化技術的廣泛應用是分不開的。自動化技術的應用降低了企業對于生產過程中的人力物力的投入，改善了傳統機械設計制造行業中的設備生產模式，總體上加速了我國經濟的高速發展。

1 自動化技術在機械設計制造領域內的優勢

隨著經濟全球化的不斷深入，市場經濟所帶來的機械設計制造企業之間的競爭越來越激烈，機械設計制造企業所面臨的競爭壓力也在逐步提升。如何提高自身競爭力成為了機械設計制造企業需要解決的首要問題。自動化技術可以解放工作人員的雙手，降低了企業人力資源成本。從發展的角度上來看，盡管自動化技術需要大量資金支持以用作自動化設備的購買，但其為企業帶來的效益則在很大程度彌補了這部分支出，同時自動化技術在提升產品質量以及生產效率等方面表現更加優秀。

2 自動化技術在機械設計制造領域內的應用

（1）計算機綜合制造系統。計算機綜合控制系統也被稱為集成控制系統。在計算機綜合控制系統大規模應用在機械設計制造領域內之前，實際的機械設計制造生產過程中已經應用了大量的計算機技術對生產過程照中的不同生產階段進行故障監測以及過程處理。但這些計算機輔助技術僅僅針對于生產流程不同環節的具體生產項目，雖然其能在一定程度上縮減人力開支并提高生產效率，但在整體的機械設計制造中，其未能形成一個完整的計算機輔助系統，這在很大程度上限制了計算機輔助對于機械設計制造流程中效率提高的上限。

計算機綜合制造系統將機械設計制造中不同環節的計算機輔助功能進行了改進與整合，使得計算機輔助項目以系統的形式投入到了機械設計制造過程中。計算機綜合制造系統的建設借助了電子信息技術、現代化管理技術、先進性材料實現技術等，主要構成為電子計算機、新型自動化設備以及傳感器等。這些組成部分在計算機綜合控制系統中的作用各不相同。

（2）柔性自動化生產技術。柔性自動化生產技術最早由英國提出，其也屬于自動化技術之一。柔性自動化技術的基礎是信息儲運系統和數字加工設備。通過對生產信息的處理，完成對于不同生產加工對象的控制。柔性自動化生產技術通過成組技術將加工對象成組排列，使用加工設備加工生產信息，從而提高生產質量和工作效率。成組技術的信息控制模式呈現金字塔樣式，核心是主計算機，控制所有生產信息的加工過程。金字塔其余內容為不同層級的計算機處理模塊，將低層的控制信心層層匯報給上級，完成整個加工過程的決策。

（3）專家系統。專家系統是在自動化技術支持下應用在機械設計制造工程領域內的計算機系統程序，專家系統中存儲有大量機械設計制造工程領域內的專家知識以及經驗，在實際機械設計制造工程的生產控制中能夠起到自動控制、故障監測以及緊急處理的作用。目前的專家系統上主要是通過CBR以及RBR共同建立的機械設備故障檢測系統，該故障檢測系統的主要構成數據庫為故障診斷數據庫、故障診斷規則庫以及機械故障案例庫等，在機械設計制造產品的生產過程中，專家系統可以實時監測生產設備的狀態并跟數據庫中的故障內容進行對比，如發現較為相似的案例情況，則迅速采取措施，急停設備或者發出警報提醒工作人員檢查等。

3 自動化技術在機械設計制造領域內的發展趨勢

自動化技術在機械設計領域內還具有廣闊的發展前景，其主要發展趨勢為智能化的制造模式、超精密的研磨技術以及模具成型技術等。

（1）智能化制造模式。使得自動化技術使用范圍不斷擴大到其他不同領域的主要原因是計算機應用技術以及信息化、智能化設備管理共同作用所導致的，自動化技術的特點也日益成熟。在機械設計制造領域內，智能機械技術是未來自動化技術的主要發展方向之一。目前人工智能已經在其他領域得到了較為廣泛的應用，將其與自動化技術、計算機應用技術相結合，使得機械設計制造領域內的設備管理以及生產過程能夠更為信息化和智能化，從而使得機械制造領域內的自動化技術發展加快。

（2）超精密研磨技術。在機械設計制造領域內，產品的精度一直是困擾著技術人員的難題之一。但隨著自動化技術在機械設計制造領域內的不斷發展，超研磨技術逐漸成為了產品精度提高的重要手段之一。例如基板硅片的制造過程中，使用超研磨技術可以將硅片厚度控制在1～2mm之內，這在一定程度上大大超過了原有研磨技術所能達到的研磨巔峰，是傳統的研磨技術所無法達到的高度。超研磨技術的發展是自動化技術在機械設計制造領域內的又一大進步。

（3）模具成型技術。模具成型技術可以提高模具的精準度，是自動化技術在高精度產品制造商的一大進展。在高科技制造領域例如家電、汽車以及飛機等領域，模具成型技術擁有較為廣泛的應用實例。模具成型技術的發展能大幅提高我國尖端制造產業的總體制造水平。

4 結語

在機械設計制造領域內，自動化技術的應用可以使生產質量得到有效提升，并在一定程度上實現工作效率以及產品精度的提升，并且降低機械設計制造企業的人力物力消耗，節省成本，使得企業獲得更高的經濟效益，推動了機械設計制造企業的集成化以及智能化生產，在企業高新技術的發展之路上邁出了一大步。

參考文獻：

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