自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用

薛崇燚

摘 要：在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造發(fā)揮至關(guān)重要的作用，一方面促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展，如汽車、船舶以及航空等，另一方面創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造模式的同時(shí)，還能提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。本文圍繞自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用展開討論，為自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用提供參考依據(jù)。

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

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)是由多個(gè)領(lǐng)域共同組成，其中機(jī)械設(shè)計(jì)制造是重要的組成部分。在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造面臨挑戰(zhàn)和機(jī)遇，需要我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)，給予自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用足夠的重視，利用自動(dòng)化技術(shù)提高設(shè)計(jì)制造水平，以便在世界機(jī)械制造領(lǐng)域具備較高的競(jìng)爭(zhēng)能力，從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

1 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域應(yīng)用處于發(fā)展階段，我國(guó)主要采用剛性自動(dòng)化技術(shù)，與發(fā)達(dá)國(guó)家自動(dòng)化技術(shù)存在較大的差距，具體體現(xiàn)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)缺乏集成化、智能化以及柔性化。此外在自動(dòng)化技術(shù)日常管理工作中，我國(guó)仍采用人工管理模式，致使企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)量較低，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)需求，許多企業(yè)需要通過進(jìn)口購(gòu)買機(jī)械設(shè)備，導(dǎo)致許多企業(yè)生產(chǎn)成本不斷提高。我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及創(chuàng)新能力，從而影響到我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新發(fā)展。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，極大的轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式，從而降低生產(chǎn)成本;其次，機(jī)械設(shè)備呈現(xiàn)出智能化、便捷化的特點(diǎn)，在生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，保證構(gòu)件的精度符合使用標(biāo)準(zhǔn);第三，計(jì)算機(jī)編程技術(shù)基于自動(dòng)化技術(shù)，應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以更好的進(jìn)行資源優(yōu)化配置，保證不同規(guī)格的原材料充分的利用，避免資源的浪費(fèi);第四，利用自動(dòng)化技術(shù)，將機(jī)械設(shè)備設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)的程序下，使機(jī)械設(shè)備完成處于自動(dòng)化狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)，降低由于人工操作引發(fā)的安全事故概率。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的有效應(yīng)用

3.1 智能機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造具有智能化、自動(dòng)化等綜合性特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)，均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造構(gòu)建成一體化運(yùn)行模式，充分充分展現(xiàn)出自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，一方面幫助企業(yè)明確發(fā)展目標(biāo)，增強(qiáng)企業(yè)的決策能力，另一方面使企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)更加穩(wěn)定。通過應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，使機(jī)械設(shè)備具備模仿能力，將機(jī)械設(shè)備設(shè)定在模仿狀態(tài)下，可以承擔(dān)一部分由人工完成的設(shè)計(jì)和制造任務(wù)，從而進(jìn)一步提高自動(dòng)化整體水平。此外進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，利用自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)會(huì)實(shí)施控制措施，避免出現(xiàn)的問題影響到正常的生產(chǎn)。

3.2 自動(dòng)化技術(shù)在虛擬化應(yīng)用中的體現(xiàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以充分體現(xiàn)出虛擬化作用，利用自動(dòng)化技術(shù)模擬機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程，在模擬過程中，根據(jù)事先設(shè)定的設(shè)計(jì)和制造程序，一旦程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)問題，模擬系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，工作人員根據(jù)問題對(duì)設(shè)計(jì)制造內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)制造內(nèi)容，以便生產(chǎn)出的機(jī)械產(chǎn)品在性能、功能等方面均能滿足使用要求。此外在虛擬化環(huán)境中，自動(dòng)化技術(shù)可以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)制造過程中存在的缺陷，并且有效節(jié)約生產(chǎn)資源。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用中的體現(xiàn)

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提高自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平重要的載體，使自動(dòng)化技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)，工作人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造工作中，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的傳遞信息，有助于提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的準(zhǔn)確性，保證每個(gè)環(huán)節(jié)完全處于自動(dòng)化技術(shù)控制狀態(tài)。自動(dòng)化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用發(fā)展過程中，優(yōu)化和完善自動(dòng)化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。

3.4 系統(tǒng)集成的應(yīng)用

國(guó)外自動(dòng)化技術(shù)具有集成化特點(diǎn)，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)集成化發(fā)展，需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，充分整合設(shè)計(jì)制造產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過集成化處理，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程具備自動(dòng)化能力。企業(yè)應(yīng)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化水平，通過構(gòu)建集成化網(wǎng)絡(luò)，有助于擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模，使機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造過程中，均能處在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下完成，避免生產(chǎn)的構(gòu)件存在質(zhì)量問題。

3.5 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在自動(dòng)化技術(shù)中，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是重要的組成部分。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)環(huán)節(jié)存在的問題。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用期間，無(wú)需人工操作，使用傳感器，通過調(diào)節(jié)信號(hào)、處理數(shù)據(jù)以及結(jié)果輸出等，即可自動(dòng)完成產(chǎn)品的檢測(cè)工作。

3.6柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，使機(jī)械設(shè)計(jì)制造體現(xiàn)出柔性化特點(diǎn)，通過收集、整理生產(chǎn)信息，一方面使設(shè)備具備數(shù)字加工能力，另一方面協(xié)調(diào)物料的運(yùn)輸、存儲(chǔ)以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造順利的進(jìn)行。柔性自動(dòng)化技術(shù)通過重新排列組合加工對(duì)象，并按照市場(chǎng)發(fā)展需求，構(gòu)建不同系統(tǒng)，使加工對(duì)象在儲(chǔ)運(yùn)、生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，均能在自動(dòng)化狀態(tài)下進(jìn)行。

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在應(yīng)用過程中，會(huì)建立信息控制中心，控制中心由計(jì)算機(jī)發(fā)出運(yùn)行指令，并按照由分到總的原則，構(gòu)建柔性自動(dòng)化技術(shù)控制模型，控制模型會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理機(jī)械設(shè)計(jì)制造等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的信息，根據(jù)信息優(yōu)化和完善生產(chǎn)方案。此外計(jì)算機(jī)還能監(jiān)管和控制組群生產(chǎn)模式，直接將管理指令下達(dá)至底層工藝生產(chǎn)設(shè)備，以便把控每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)流程。

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，是順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展形成的技術(shù)，尤其是在信息技術(shù)應(yīng)用的背景下，構(gòu)建人機(jī)操作界面，通過界面幫助管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)管生產(chǎn)情況，并且根據(jù)生產(chǎn)需求，在界面內(nèi)輸入信息，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。

4 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 網(wǎng)絡(luò)化的制造模式

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)相互融合，可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化制造模式，在該模式中會(huì)應(yīng)用多種技術(shù)，包括微進(jìn)給技術(shù)、精密控制技術(shù)等。在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過程中，通過網(wǎng)絡(luò)化制造模式，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平和質(zhì)量，從而滿足產(chǎn)品的應(yīng)用需求。

4.2超精密研磨技術(shù)

應(yīng)用超精密研磨技術(shù)，一般用于制造精密度較高的機(jī)械零件。如在制造基板硅片零件時(shí)，利用超精密研磨技術(shù)，可以使基板硅片的厚度控制在1-2毫米范圍內(nèi)。由于超精密研磨具備較高的厚度控制能力，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域，包括液促進(jìn)化反應(yīng)、彈性發(fā)射等。

4.3 模具成型技術(shù)

模具成型技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以生產(chǎn)出滿足使用需求的模型，在不同領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，包括家電、汽車等。利用模具成型技術(shù)，一方面可以提高模具的精度，另一方面提高資源的利用率。在應(yīng)用模具成型技術(shù)時(shí)，電解工藝是重要的組成部分，通過電解工藝，可以進(jìn)一步提升模具成型的精度，一般將模具成型的精度控制在微米單位。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域進(jìn)入到關(guān)鍵的發(fā)展時(shí)期，在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，我國(guó)機(jī)械企業(yè)應(yīng)積極應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，并且轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，充分利用自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，既要提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，還要合理利用資源，進(jìn)一步控制成本，從而增強(qiáng)我國(guó)機(jī)械企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，以便創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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