自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

陳奕仲

摘 要：自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)而言是具備重要意義的一項(xiàng)改革。因此，本文先闡述了機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的基本概念，然后分析了機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，最后討論了機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的發(fā)展方向，希望可以為相關(guān)人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展快速，從而也推動(dòng)了機(jī)械制造逐步朝著自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展。這些年來，國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)也增加了對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生成過程，提高了生產(chǎn)效率。在機(jī)械制造中，占主要位置的當(dāng)屬機(jī)械設(shè)計(jì)，相關(guān)工作人員把自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中加以運(yùn)用，能夠?qū)⒐ぷ髻|(zhì)量提高。任意一項(xiàng)工程施工以前，均需要先開展設(shè)計(jì)工作，機(jī)械制造的第一個(gè)步驟就是機(jī)械設(shè)計(jì)。因此，需要注意機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)全面思考到自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，如此可以將機(jī)械制造水平有效提升，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化概述

從整體看來，在將來發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為機(jī)械設(shè)計(jì)的重要支柱力量。所以，自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展受到很多學(xué)者與各行業(yè)研究者的關(guān)注。中國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人們生活質(zhì)量逐漸提升，給自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展提供了經(jīng)濟(jì)與社會(huì)基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的促進(jìn)作用，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中可以發(fā)揮出積極推動(dòng)作用，所以，需要把自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)相融，共同促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

自動(dòng)化技術(shù)并未有一個(gè)精準(zhǔn)的定義，是各種技術(shù)的綜合，與此同時(shí)伴隨科技的持續(xù)發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)概念也在持續(xù)更新的過程中。自動(dòng)化技術(shù)不單單是指減少生產(chǎn)制造中的人力比例，也涵蓋了為人力勞動(dòng)提供幫助的各種代替品等，綜合多種自動(dòng)化技術(shù)的定義，可以將其整理成這樣三個(gè)方面：第一，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化就就是在部分工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)過合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化設(shè)備提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)科學(xué)性與合理性、生產(chǎn)制造高效性，還有進(jìn)行一些不能夠采用人力勞動(dòng)開展的任務(wù)，從而提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。第二，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化關(guān)鍵是讓機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)達(dá)到更高的自主化以及自動(dòng)化水平，以此給機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)將來構(gòu)成有效的整體提供重要依據(jù)。第三，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化可以讓機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中的人工勞動(dòng)比重減小，取代部分腦力勞動(dòng)，達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中設(shè)備相互間與系統(tǒng)相互間控制的協(xié)調(diào)性。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用探索

機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用十分廣泛而深入，下面就結(jié)合三個(gè)方面技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用分析與探索。

（一）計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)。所謂的計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)，也被人們叫作集成制造系統(tǒng)，其是一種綜合自動(dòng)化技術(shù)，該集成制造系統(tǒng)集成了很多的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容，能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)制造周期中達(dá)到各項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的彼此融合，能夠給機(jī)械設(shè)計(jì)提供很多輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容、質(zhì)量控制、工藝規(guī)劃等內(nèi)容。倘若能夠科學(xué)運(yùn)用這些技術(shù)，就可以大大減少機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)間，降低人工費(fèi)用，增強(qiáng)生產(chǎn)高效性。詳細(xì)而言，計(jì)算機(jī)綜合系統(tǒng)提供的制造技術(shù)運(yùn)用輔助大多數(shù)是單項(xiàng)輔助技術(shù)內(nèi)容，經(jīng)過這部分獨(dú)立技術(shù)內(nèi)容組合，能夠構(gòu)成新的數(shù)據(jù)模型和信息資料分享平臺(tái)。而系統(tǒng)突出對(duì)傳感器、生產(chǎn)物質(zhì)集成協(xié)調(diào)模塊、還有新型自動(dòng)化管理理論系統(tǒng)的運(yùn)用，其對(duì)于提升生產(chǎn)效率有推動(dòng)作用。并且，在這之中像計(jì)算機(jī)復(fù)制智能化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)等也有著一定的針對(duì)性，其均可以根據(jù)生產(chǎn)需求這一角度著手，從而縮短機(jī)械產(chǎn)品研制時(shí)間，減少機(jī)械設(shè)計(jì)過程中重復(fù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，確保生產(chǎn)中不會(huì)使太多生產(chǎn)資源被浪費(fèi)。

（二）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)。一般來說，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)自身具有傳統(tǒng)傳感器設(shè)備，其無需進(jìn)行太多的人工干預(yù)就能夠自動(dòng)化展開，與此同時(shí)對(duì)不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品檢出率尤其高，是優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)有效保障?，F(xiàn)如今，自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵是由四大部分組成的，也就是數(shù)據(jù)處理與傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)和結(jié)果輸出，這幾個(gè)部分均具備微型計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)，因而產(chǎn)品檢測(cè)可靠性很高。比如，自動(dòng)化制造系統(tǒng)關(guān)鍵使用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過程展開直接與間接測(cè)量。其中，直接測(cè)量承擔(dān)的責(zé)任就是檢測(cè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中的尺寸變化;間接測(cè)量就是經(jīng)過編寫程序，又或者是根據(jù)生產(chǎn)要求提前設(shè)置好裝置，嚴(yán)格把控道具運(yùn)行情況，同時(shí)借助專門的檢測(cè)裝置測(cè)量設(shè)備尺寸。

（三）柔性自動(dòng)化加工技術(shù)。這種技術(shù)源自西方國(guó)家，是英國(guó)人所提出來的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)生產(chǎn)理念。柔性自動(dòng)化加工技術(shù)突出的是以產(chǎn)品生產(chǎn)信息為基本，融合協(xié)調(diào)物料儲(chǔ)運(yùn)和數(shù)字加工技術(shù)設(shè)備充分滿足機(jī)械設(shè)計(jì)過程，從而實(shí)現(xiàn)適應(yīng)多種生產(chǎn)和加工對(duì)象的技術(shù)需求，也就是達(dá)到個(gè)性化機(jī)械設(shè)計(jì)過程。這里對(duì)兩種柔性自動(dòng)化加工技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行了探索。1.自動(dòng)化定位裝夾系統(tǒng)。這種系統(tǒng)類似于自動(dòng)化加工線的系統(tǒng)之靈魂，具備自動(dòng)化定位裝夾功能，而且有利于輔助裝置。這一系統(tǒng)可以加工處理一部分毛呸零部件，提升零部件柔性與精度，是非常有效的自動(dòng)化加工技術(shù)。現(xiàn)如今，諸多機(jī)械設(shè)計(jì)公司均會(huì)經(jīng)過機(jī)器人系統(tǒng)配合自動(dòng)化定位裝夾系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)化定位，該智能化體現(xiàn)程度尤其高。根據(jù)這一系統(tǒng)的國(guó)際硬件標(biāo)準(zhǔn)化角度看，其定位夾具提供者為瑞士廠商。比如，著名的3R自動(dòng)定位夾具，其重復(fù)定位精度達(dá)0.002毫米，裝夾可控時(shí)間為15秒，自動(dòng)化運(yùn)用水平很高。2.機(jī)器人系統(tǒng)。這一系統(tǒng)具備機(jī)械手臂，搭配伺服電機(jī)和傳動(dòng)裝置，可以同時(shí)控制系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，其運(yùn)用功能體現(xiàn)為迅速運(yùn)輸、加工、安放與替換多種工件，如，主軸刀替換就使用了該技術(shù)內(nèi)容。除此以外，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，六自由度與旋轉(zhuǎn)直線機(jī)器人都是很常見的。機(jī)器人系統(tǒng)融合自動(dòng)化生產(chǎn)線布局，還可以搭配多種模具零件與石墨電極充分滿足自動(dòng)化切割加工工藝，將生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率大幅度提升。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的發(fā)展方向

第一，集成化方向。集成化發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)械行業(yè)在將來發(fā)展中必須要經(jīng)歷的一個(gè)過程，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)一般情況下是采用若干互相管理的子系統(tǒng)構(gòu)成的，這部分子系統(tǒng)一般涵蓋了工程信息與自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。在進(jìn)行機(jī)械化設(shè)計(jì)生產(chǎn)的時(shí)候，通常需要經(jīng)過采集計(jì)算機(jī)集成技術(shù)與統(tǒng)籌全局來推進(jìn)自動(dòng)化行業(yè)集成化發(fā)展。

第二，智能化方向。智能化機(jī)械系統(tǒng)就是機(jī)械設(shè)計(jì)人員與智能化機(jī)械構(gòu)成的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)。機(jī)械設(shè)計(jì)趨勢(shì)涵蓋在將來機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，可以產(chǎn)生智能化與便捷操作界面，智能化發(fā)展趨勢(shì)可以在生產(chǎn)中確保系統(tǒng)具備一定的協(xié)調(diào)性，并且還能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供優(yōu)質(zhì)的操作環(huán)境。

結(jié)束語

綜合以上分析可以了解到，當(dāng)前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用仍舊處在較為滯后的階段。因此，機(jī)械生產(chǎn)公司必須要持續(xù)強(qiáng)化對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的探討與研究，從而有效提高機(jī)械制造水平。在機(jī)械設(shè)計(jì)之中，自動(dòng)化技術(shù)的有效運(yùn)用可以綜合提高機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率，減少整體生產(chǎn)成本，對(duì)于推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)全面發(fā)展而言有非常重要的作用與意義。所以，應(yīng)當(dāng)要結(jié)合計(jì)算機(jī)綜合制造系統(tǒng)、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)以及柔性自動(dòng)化加工技術(shù)，促使機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用朝著集成化與智能化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張緒芬.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究[J].種子科技，2020，38（13）：135-136.

[2] 黃日進(jìn).多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用研究[J].科技視界，2020（19）：82-83.

[3] 周文.簡(jiǎn)析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（11）：126.

[4] 楊霞.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（09）：229-230.