新形勢下自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

陶帥

摘? ?要：技術(shù)隨時(shí)代發(fā)展、研究水平提升而進(jìn)步，在行業(yè)發(fā)展的過程中，新式技術(shù)、先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)不僅能夠使行業(yè)整體生產(chǎn)水平得到提升，更能夠加快行業(yè)進(jìn)步。文章在自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的闡述基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)階段新形勢，分析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的在應(yīng)用，分析其發(fā)展與應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：新形勢;自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;應(yīng)用方向

近年來我國發(fā)展有目共睹，在發(fā)展過程中，隨著國家大力支持與相關(guān)技術(shù)人員的不斷進(jìn)取，各類新式技術(shù)與技術(shù)創(chuàng)新不斷出現(xiàn)。在此過程中，對機(jī)械設(shè)計(jì)制造相關(guān)行業(yè)而言，自動(dòng)化技術(shù)帶來的發(fā)展較為顯著，屬于貢獻(xiàn)較為突出的技術(shù)。本文便從自動(dòng)化技術(shù)著手分析，結(jié)合新形勢背景，以自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用展開研究，望能夠進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)在未來的發(fā)展。

1? ? 自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造

自動(dòng)化技術(shù)是一種以機(jī)械、程序或是其他工具代替人工進(jìn)行生產(chǎn)操作，使對應(yīng)生產(chǎn)步驟具有自動(dòng)工作特點(diǎn)的技術(shù)。在工作中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能夠使原有生產(chǎn)工作中的大部分人力勞動(dòng)轉(zhuǎn)為機(jī)械自動(dòng)工作，使人力資源能夠應(yīng)用至其他需求崗位，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展[1]。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在各類領(lǐng)域中得到進(jìn)一步的發(fā)展。以機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域?yàn)槔?，現(xiàn)階段的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械的自動(dòng)控制，在錄入相關(guān)信息后自行根據(jù)預(yù)定程序完成制造，且能夠長期、連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，不僅節(jié)約大量的人力、財(cái)力，更避免了因長時(shí)間、高負(fù)荷工作帶來的身心健康問題，有效緩解生產(chǎn)壓力。但需要注意的是，根據(jù)目前技術(shù)水平與實(shí)際應(yīng)用情況來看，若想在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)，必須要加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)過程中對系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，隨后以自動(dòng)化調(diào)節(jié)手段為控制基礎(chǔ)，使生產(chǎn)需要能夠根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，完成生產(chǎn)作業(yè)。

2? ? 新形勢下自動(dòng)化技術(shù)獲得的發(fā)展

2.1? 可持續(xù)發(fā)展

一個(gè)行業(yè)若想持續(xù)進(jìn)步，與時(shí)代共同發(fā)展，那么首先需要實(shí)現(xiàn)的便是可持續(xù)發(fā)展，通過不斷革新、行業(yè)內(nèi)部競爭實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，達(dá)成可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[2]。就目前自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而言，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)內(nèi)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，工作效率獲得顯著提升，而未應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)將無法應(yīng)對市場需求與越發(fā)激烈的行業(yè)內(nèi)部競爭，最終被淘汰。此類模式對同一領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)具有促進(jìn)作用，使其能夠有效認(rèn)識到新形勢下的發(fā)展趨勢，進(jìn)而對相關(guān)技術(shù)、設(shè)備產(chǎn)生一定認(rèn)知，并通過技術(shù)匹配、設(shè)備更新等一系列措施提升自身競爭優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力方面的提升。在此背景下，企業(yè)若能夠不斷進(jìn)步，不僅對自身發(fā)展有一定幫助，更對行業(yè)整體水平、平均水平的提升具有重要作用。

結(jié)合實(shí)際進(jìn)行分析，較以往生產(chǎn)模式而言，在現(xiàn)階段應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，由設(shè)備代替人工帶來的優(yōu)勢不僅存在于生產(chǎn)效率的提升方面，更在于精度、返工率方面的轉(zhuǎn)變上。隨著自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，在此過程中，由技術(shù)革新帶來的行業(yè)發(fā)展能夠更為專注地在自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步方面深入研究，使對應(yīng)設(shè)備體積更小、功能更為全面，有助于實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

2.2? 智能化發(fā)展

智能化發(fā)展是自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的主要應(yīng)用方向，也是現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向[3]。所謂智能化技術(shù)，即為將技術(shù)結(jié)合實(shí)際情況，以計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)控制手段，使設(shè)備在自動(dòng)化生產(chǎn)的過程中具有更高的智能化體現(xiàn)，能夠自動(dòng)處理問題、分析問題并形成記錄，便于后續(xù)過程中的人工處理與分析。

3? ? 新形勢下機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方向

3.1? 集成應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)的集成應(yīng)用主要面向較為復(fù)雜的生產(chǎn)工作，從通俗角度來說，可以將一個(gè)復(fù)雜的零件、產(chǎn)品視為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，其中各個(gè)細(xì)節(jié)構(gòu)造屬于不同的自動(dòng)化控制部分，將這些部分作為獨(dú)立的系統(tǒng)，整合集成到一個(gè)系統(tǒng)中，即為自動(dòng)化技術(shù)的集成應(yīng)用。在此系統(tǒng)中，各個(gè)制造系統(tǒng)能夠被總系統(tǒng)中的控制程序合理協(xié)調(diào)，以制造流程將其細(xì)分，劃定不同優(yōu)先級，按照優(yōu)先級進(jìn)行工作，將整個(gè)生產(chǎn)流程按照實(shí)際情況優(yōu)化，在完成生產(chǎn)工作的同時(shí)使生產(chǎn)流程更為科學(xué)合理，產(chǎn)品精度實(shí)現(xiàn)更高的提升。以現(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)計(jì)制造為例，集成化特點(diǎn)主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面，對生產(chǎn)流程進(jìn)行綜合化管理，并基于市場調(diào)研與需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。具體包括市場調(diào)研、生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)開發(fā)、加工制造、形成成品、成品銷售等一系列相關(guān)工作。在此類工作中，整個(gè)生產(chǎn)過程中存在的信息流與物料流能夠高度統(tǒng)一[4]。

在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化技術(shù)的集成應(yīng)用能夠起到提升效率、加強(qiáng)精度的重要作用[5]。以實(shí)際為例，在機(jī)械部件的生產(chǎn)加工過程中，毛坯被生產(chǎn)設(shè)備通過各類加工措施加工成符合標(biāo)準(zhǔn)的合格零件，隨后通過裝配手段成為機(jī)械部件，能夠使用到對應(yīng)工作中。在此過程中，集成應(yīng)用程序能夠?qū)ΜF(xiàn)場實(shí)際存在的設(shè)備進(jìn)行分析，采集設(shè)備信息后根據(jù)設(shè)備信息將物料相關(guān)信息與信息流進(jìn)行交匯，集中到管理部門。隨后，系統(tǒng)將會根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造任務(wù)對具體工作進(jìn)行集中管理與控制，在控制過程中將相關(guān)信息反饋至管理部門，隨后在計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)與控制過程中使各個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)共同完成指定任務(wù)。以機(jī)械式立體停車設(shè)備為例，在設(shè)備的車盤邊梁生產(chǎn)過程中，集成化系統(tǒng)主要對鍍鋅鋼卷的生產(chǎn)進(jìn)行控制，通過協(xié)調(diào)自動(dòng)化平板機(jī)、激光切割機(jī)、數(shù)控沖床等設(shè)備進(jìn)行操作，完成整個(gè)工作所需的人員由8名減少到6名，有效提高效率。

3.2? 智能應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的自動(dòng)化技術(shù)智能應(yīng)用主要集中在傳感器、自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車（Automated Guided Vehicle，AGV）智能物流設(shè)備、數(shù)控機(jī)床與工業(yè)機(jī)器人方面。以現(xiàn)階段情況為例，在智能化發(fā)展過程中，智能化技術(shù)的代表即為智能程序，以系統(tǒng)控制生產(chǎn)工作，并基于實(shí)際情況代替80%以上的人工工作，展開一系列生產(chǎn)、控制措施。在未來，自動(dòng)化技術(shù)的智能化發(fā)展集中在智能方面，能夠更為精準(zhǔn)地處理問題，更為快速且高效地完成生產(chǎn)工作，對生產(chǎn)工作中存在的一系列細(xì)節(jié)有更為精確的把控，能夠完全脫離人工進(jìn)行生產(chǎn)工作，僅需設(shè)定程序即可保障大規(guī)模、長時(shí)間、高效率、高精度生產(chǎn)。以智能應(yīng)用過程中的自適應(yīng)技術(shù)為例，其屬于智能應(yīng)用方面的代表之一，能夠自動(dòng)在生產(chǎn)過程中識別負(fù)載變化，并基于參數(shù)變化完成對電機(jī)參數(shù)、前饋控制數(shù)據(jù)的運(yùn)算，以自動(dòng)編程的形式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備調(diào)節(jié)控制。在此過程中，工作人員主要根據(jù)系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制定，隨后以客戶個(gè)性化需求為指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍內(nèi)的調(diào)整，更可對實(shí)現(xiàn)精度的有效控制。

3.3? 柔性應(yīng)用

通過自動(dòng)化技術(shù)，能夠使企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品逐漸朝向柔性化生產(chǎn)方向發(fā)展，即結(jié)合機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)，在原有生產(chǎn)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)串聯(lián)，從而達(dá)到升級及優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)制造流程的目的。就目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，已經(jīng)由部門企業(yè)開始建立柔性化生產(chǎn)體系，將機(jī)械零部件由電子齒輪及凸輪代替，一定程度上實(shí)現(xiàn)軸間連接，使多軸間能夠以更為柔性的形式運(yùn)行。聯(lián)鎖以及伺服控制技術(shù)能夠更為快速且精確地幫助企業(yè)完成生產(chǎn)線各項(xiàng)工作，通過此兩項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的有效結(jié)合，使各個(gè)生產(chǎn)線能夠聯(lián)動(dòng)工作。若想實(shí)現(xiàn)對不同生產(chǎn)線以及工藝段的合理控制，可通過可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）伺服控制器進(jìn)行。此控制器具有較強(qiáng)特點(diǎn)，能夠有效提高生產(chǎn)質(zhì)量及效率，保證企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在開展機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送工作過程中，可通過集成控制系統(tǒng)進(jìn)行，此系統(tǒng)能夠有效幫助各控制器實(shí)現(xiàn)信息有效傳送，使相關(guān)人員及時(shí)了解產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)階段，從而保證數(shù)據(jù)庫以及工廠生產(chǎn)信息的合理通訊，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、個(gè)性化管理。自動(dòng)化技術(shù)為柔性化生產(chǎn)的主要依據(jù)，若企業(yè)在生產(chǎn)過程中，僅單一采用機(jī)械零件參與相關(guān)工作，將加大信息遲滯的概率。因此，為保證企業(yè)生產(chǎn)效率，企業(yè)應(yīng)及時(shí)引用自動(dòng)化設(shè)備，及時(shí)調(diào)試生產(chǎn)規(guī)格，在減少生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量及效率的最大化。

4? ? 結(jié)語

總而言之，在對社會發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行衡量的過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平是重要的技術(shù)指標(biāo)，與人們生產(chǎn)生活之間關(guān)系密切。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，以便通過引入先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的集成化、數(shù)控化、柔性化和智能化發(fā)展，能夠促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的更大發(fā)展，切實(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升。

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