自動化技術在機械設計制造中的應用研究

張麗景 王振濤

關鍵詞 機械設計制造 自動化技術 智能系統

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）05-0019-03

隨著我國自動化技術的大力發展，在多個領域中都實現了廣泛應用，自動化技術憑借計算機技術、傳感技術以及數字控制技術在機械設計制造中也具有重要的應用優勢，通過將自動化技術應用到機械設計制造各個系統中，不但能夠提高機械生產效率，同時也有助于提高機械質量，滿足新時代下機械制造企業的發展需求。

1 機械自動化技術概述

1.1 機械自動化技術的定義

機械自動化技術具體來說就是在開展機械制造的過程中，通過采用相應的技術來達到流水線進行自動生產的目的，這對于推動機械制造業的發展和實現人力資源節約來說具有非常積極的意義。具體來說，其主要包含了以下幾個方面的內容：

第一，相關的機械制造業加強對機械自動化技術的合理有效應用，便可以達到機械制造整個過程中生產流水線化的目的，進而從整體上提高制造的效率。

第二，自動化技術在實際當中的應用不需要人工給予干預，這便能夠說明傳統效率較低的手工機械制造將會逐漸被自動化制造所取代。

第三，機械自動化技術的合理有效應用大幅度減少了工作人員的工作量，同時也能夠在降低生產成本方面發揮良好的效果。

第四，機械自動化技術在當前階段的應用為世界先進生產理念的重要體現，具有較強的靈活性，對本有的較為落后的傳統機械制造方式給予優化和改進，使其能夠有效地轉化成為更具現代化的先進機械自動化技術，企業能夠充分展現出企業的綜合實力，這同時也是機械制造業在后續開展研究以及發展的重點課題[1]。

1.2 機械自動化技術的組成

對于當前階段的機械自動化技術來說，其主要的組成部分包括程序單元、傳感單元、制定單元、作用單元以及控制單元，其在整體性、系統性和復雜性方面的特點表現較為突出。在這當中的程序單元可以實現對工作系統的有效管理，其為機械自動化系統當中不可缺少的一項內容，在其中占據非常重要的地位。控制單元的作用主要表現在可以實現系統的有效調節以及管理，有著非常好的保障性功能，為機械自動化系統的長期穩定運行提供有效的保障。傳感單元可以在機械自動化系統工作的過程中，實現對每一項技能以及參數的有效檢測，是機械自動化系統日常工作當中具有較強基礎性的一個部分。制定單元的作用表現在能夠通過傳感器進行相關信息傳輸來作出反饋，對各種相關信號給予有效的檢測，能夠作出相應的信號命令，其在機械自動化系統控制的過程中所發揮的作用不容小覷。作用單元可以實現對系統的精準定位，其對于機械自動化系統來說，是一項不可缺少的具有較強前提性的管理內容，在實際當中有著很高的功能價值。

1.3 我國機械自動化技術的現狀

近些年來，科學技術和人工智能技術呈現出了良好的發展態勢，在這樣的背景下，較多的領域都不斷地加大力度開展自動化生產，以此來實現生產效率以及生產質量的更進一步提高，其在市場當中的核心競爭力也因此得到有效的提高。對于機械制造領域來說，自動化技術除了能夠降低工作人員的工作量，節約人工成本之外，也能夠有效提高所加工生產零件的精度以及質量。

所以，國內機械自動化技術逐漸成了一種趨勢，其將會推動機械設計以及制造行業的技術變革，為我國的機械制造在國際上的發展打下堅實的基礎[2]。

2 自動化技術在機械設計制造中的應用優勢

2.1 提高企業資源利用率

自動化技術能夠合理地規劃和利用生產原材料，避免生產過程中出現資源浪費，不但為企業節省成本，同時也避免資源消耗與環境的污染。以往企業在機械設計制造中對于原材料的應用技術相對落后，再加上生產設備不精確，機械設計方案不合理，經常在機械設計制造過程中出現原材料浪費的現象，這也違背了工業節能生產的基本原則。為此，通過自動化金絲狐的應用，有效解決了這一問題，不但為企業節約大量成本，提高機械設計制造的科學性，同時也起到節能環保的效果，對機械制造企業的可持續發展起到了良好的推動作用。

2.2 提高企業機械設計制造運行效率

在市場經濟的大力發展下，機械制造領域競爭越來越激烈，這也為機械制造企業的發展帶來了嚴峻的考驗，想要在巨大的行業競爭壓力下脫穎而出，企業必須堅持創新，提高機械設計制造效率。為此，通過自動化技術的引入，可以有效提高企業機械設計制造水平，強化機械產品的制造產量，對提高企業市場競爭力具有重要作用，滿足企業健康發展需求。

3 自動化技術在機械設計制造中的具體應用

3.1 自動化技術在集成制造系統中的應用

在以往的機械設計制造領域中，集成制造系統是當前機械制造企業廣泛應用的控制系統，而集成控制系統在機械設計制造中的任務不但包括生產，同時也包括機械制造的規劃與機械質量檢驗等等，通過集成控制系統的應用來提高機械制造的嚴謹度。隨著自動化技術在機械制造領域的廣泛應用，人們也將自動化技術嵌入到集成制造系統中，能夠與傳統多項技術協調運用，實現機械設計制造每個流程的緊密銜接，更有效地呈現出數據模型的效果。自動化技術可以實現信息共享，使集成制造系統內部的每個環節都具備獨立性，從而達到機械高效生產的目標。自動化技術融入了先進的機械制造管理理論與制造技術，可以為機械設計制造工作提供良好的技術支持。通過自動化技術集成制造系統的形成，也包含了豐富的電子信息與材料特性，更注重管理理論與先進設備的有機結合，實現機械制造信息的高度統一，以此來達到提高機械制造效率的目的。

在機械制造工程中，能夠與工程并行，全面優化生產中的每一個步驟，例如機械設計開發和制造等多項工作，技術人員要充分結合企業的實際制造需求，同時合理規劃機械制造周期，有效簡化機械產品從設計到生產的全部周期，從而減少不必要的生產環節，同時又有效節約資源，提升機械制造生產的效率。集成制造系統是機械設計制造的核心環節，所以對于智能化技術的運用也就有著比較嚴格的標準[3]。當前，機械制造企業開展的智能化集成生產系統工作主要圍繞著機械生產安排和計劃實施，以確保機械制造作業的平穩進行。自動化技術能夠改善機械制造的結構，通過對于機械設計的生產組織進行重新規劃，并且在實際生產過程中，運用計算機軟件把智能化信息技術整合在機械制造技術的每一環節之中，從而全面發揮智能化信息技術的使用優勢，有效提高機器人設計生產過程的質量。

3.2 自動化技術在智能系統中的應用

智能系統也是機械設計制造中的重要環節，在制造企業的智能化系統中，通過自動化技術的應用，能夠進一步發揮智能技術的作用，將智能化貫穿到整個機械制造環節中，提高了企業機械設計和制造的生產效率。機械制造企業智能系統主要用于判斷生產環節中的材料和人力配置，清楚地掌握材料用量，同時對整個機械制造環節進行實時監測，確保材料的應用效率，避免影響生產的機械質量。機械制造企業智能系統的構建，必須在人工智能技術的支持下開展，并且也需要配備最新的智能設備和儀器，引入智能化軟件技術，為機械制造產品編輯邏輯算法，構建精準且高效的生產體系，進一步發揮出人工智能的作用。此外，智能系統的開發中也存在一些潛在問題，必須采取有效的解決措施。

3.3 自動化技術在自動檢測系統中的應用

利用自動化技術可以為機械設計制造的過程提供一個良好的自動檢測系統，在利用自動化技術構建自動檢測系統時，通過傳感器設備、信息處理設備等先進的采集設備構成，將機械設計制造的全過程信息反饋到系統中，通過對數據的分析處理，呈現出機械設計制造的實時狀態，有助于企業對機械設計制造過程進行優化與整改，也為提高機械制造企業的產品質量提供支持。基于自動化技術下的自動檢測技術在企業的機械設計制造作業中占據著核心地位，通過系統內部設置的傳感器設備可以實現信息的采集與傳遞，并在機械設計制造中無需人為干預，自動檢測系統可以與機械設計制造系統同步運行，實時監測機械產品質量，除了能夠幫助機械制造企業規避生產中的安全風險，同時也能夠對已經完成生產的機械產品進行質量檢測，排除劣質機械產品，提高企業核心競爭力，保障機械產品的正常使用。

3.4 自動化技術在數控系統中的應用

在機械設計制造工作中，數控系統也肩負著重要的任務，而通過自動化技術與數控系統的有效融合，可以進一步發揮出數控系統的作用，提高機械設計制造生產效率[4]。

為此，在自動化數控系統的應用前，還要做好相關技術人員的培訓工作，保障技術人員能夠良好地操控數控系統，提高機械設計制造產品質量控制水平，避免出現人員操作不當而引發的產品質量問題，從而杜絕為企業造成的不必要損失;提高數控操作人員的信息化意識，同時強化崗位職責，認真細致地開展數控工作，保障數控系統正常運行，發揮出數控系統的優勢，提高機械設計制造效率。

3.5 自動化技術在虛擬系統中的應用

虛擬技術是機器人設計生產過程中的核心，而虛擬技術的實現則是通過自動化技術和虛擬系統的有效融合，共同構成了良好的虛擬技術，利用虛擬技術在機器人設計生產過程中的有效運用，可以大大提高機器人產品設計的科學化，同時運用虛擬技術還能夠及時地實現機器制造的生產控制和流程仿真，以及通過合成技術來分析機器實際制造狀況，大大提高了機器人設計生產過程的科學化，從而防止了因盲目生產而產生質量問題，導致材料的大量浪費。

另外，在機械設計制造中應用虛擬技術，還可以對機械設計制造生產過程進行全面審查，避免生產環節中出現材料過度使用或者材料應用不達標的現象。虛擬技術還能夠有效控制機械設計制造周期，確保機械設計制造按照原定計劃順利完成，提高機械制造企業的生產能力，為企業營造良好的口碑，提高企業市場競爭力。

3.6 自動化技術在柔性自動化系統中的應用

通過機械設計制造中加工和儲運系統的有效融合，使得制造原材料存儲、運輸、加工等工序實現一體化，滿足機械設計制造生產需求。柔性自動化系統充分展現出自動化技術的優勢，通過考慮市場上對機械設備的需求，對機械設計制造產品進行重組，選用適合的機械制造設備，對整個機械設計制造流程進行監控。在機械設計制造環節中，利用柔性自動化系統還能夠對所有參數進行檢測與修正，實現動態化的制造管理，特別是對每個接口數據進行分析，了解機械設計制造狀態，如果存在生產問題要及時停運，對機械設計制造設備進行維修，隨后再繼續生產。

3.7 自動化技術在網絡系統中的應用

在數字化時代背景下，當前機械設計制造企業的生產過程中離不開網絡技術的支持。網絡技術的應用可以提高機械設計制造設備的運行效率，同時也簡化了操作流程，為企業生產提供巨大的便利，提高企業生產效率。網絡系統的運行必須由專業人才操作完成，其中包括數據的采集和設備的規劃，同時還要做好機械設計制造過程中的網絡監管，發揮設備的作用。網絡系統可以對機械設計制造的生產效率進行全面評估，為設備更新提供支持，提高機械設計制造企業的生產水平。

4 結語

綜上所述，隨著我國工業領域的大力發展，機械設計制造水平得到了大力改善，在信息化技術的支持下，優化了機械設計制造模式，全面提高了機械設計制造水平，加強了機械設計制造環節的質量監督與管理，提高了企業經濟效益，對制造企業的市場競爭力提升具有重要意義。

參考文獻：

[1] 肖翔偉.自動化技術在機械制造中的應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（03）：48-49，64.

[2] 劉華洲，楊辰飛.機械自動化技術及其在機械制造中的應用研究[J].計算機產品與流通，2019（09）：174.

[3] 劉永博.自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].內燃機與配件，2019（15）：211-212.

[4] 莊宛睿.淺談自動化技術在機械設計制造中的應用[J].南方農機，2019，50（05）：118，120.