自動化機械設備設計制造思路探索

鄒世平

摘 要：機械制造在工業發展中占據十分重要的位置，同時對于國家經濟的發展也具有重要意義。新形勢下，機械制造不但在工業發展中起到決定性作用，并且與高新技術及農業發展具有較為密切的關聯，尤其是自動化技術的應用，更是將機械制造推向了一個新的發展高度。

關鍵詞：自動化;機械設計;機械制造

1機械設計制造及自動化概念

機械設計制造及自動化這一理論構想由歐美國家與20世紀初期提出，在歷經兩次工業革命后的西方國家具有想到更遙遠的地方探索，為提升社會總體生產率為之奮斗。但受限于信息技術產業發展的限制，20世紀初期并不能完全實現絕對意義上的自動化，大多數具有機械基礎的專業只采用傳統的物理方式來完成簡單的自動化邏輯加工生產運算調試。隨著20世紀中期，微型電子計算機以及新型芯片材料—硅元素的提純技術發展，應用微型控制設備的機械加工設備提升了自動化水平，同時也營造了大型工廠設備無人化、集成化統一管理的環境。機械設計制造及自動化衡量了一個國家制造業水平與綜合實力，其覆蓋廣泛，可滿足各種工業產物、軍用槍械、民用機械生產加工研發與制造。而這其中最難實現的是自動化流程，通過既定運算程序與邏輯算法，讓機械手臂與機械構建按照人為意愿或實際需要進行工作，力求準確、低能耗是自動化的核心要義。正是因為機械設計制造及自動化理論的不斷豐富，更多專業人員貢獻出豐富經驗才能讓機械相關產業成本不斷降低，更多國家擁有了更具威懾力的大型武器，群眾也能以更低價格進行更加頻繁的電子、交通設備更替。概括來說，機械設計制造及自動化促進了社會的發展與變革，同時帶動了中下游產業的進步，提升國家總體實力與競爭力埋設基礎。功能性越多、穩定性越強的機械設備大多是知識產權高度集中的體現，這些智慧與研發結晶的產物豐富了貨物貿易理論，同時也拓展了技術輸出渠道，跨國科技制造技術企業如雨后春筍一樣不斷出現，從企業或公司發展的角度來看，掌握更為先進的制造技術是在競爭日益繁雜激烈的市場中立于不敗之地的重要基石，從國家戰略層面來講，是保護國民，保護國家及政黨不被顛覆的重要保障。

2機械設計制造中自動化的應用

2.1機械設計制造中集成化的應用

當前，在機械設計生產過程中，使用計算機集成系統能夠根據設計生產的制造流程進行綜合化生產管理，并通過對各種分散自動化系統的高效整合，促成相對完善的生產制造體系，加強機械設計、生產和營銷管理等多個環節間的聯系，實現對市場調研、產品設計和銷售、機械加工等過程有關信息資料的收集，滿足整體生產過程物料流與信息流之間的統一化管理的要求。針對機械部件的生產加工進行舉例說明，根據NC代碼，需要把毛坯加工成符合相關尺寸和質量要求的零件，接下來對零件進行裝配，獲取相應的機械部件。整體過程中包含眾多不同的環節，通過使用計算機集成化制造過程管理系統能夠完成對自動化機械設備生產關鍵數據信息的有效采集，主要包括材料儲運工作站、加工工作站、質量測量工作站、刀具管理工作站等，之后設備信息流和物料流之間就會相互交叉，信息集中化并向管理部門進行反映，從而針對機械設備生產任務進行集中性的管理和監控。不同的智能化控制系統能夠實現不同的功能，并彼此協同完成特定的生產任務。

2.2機械設計制造中數控化的應用

在機械設計制造過程中，應用計算機輔助軟件，對數控仿真加以分析，并在虛擬現實的環境下針對各機械產品的尺寸、結構和形狀等多方面實施直觀性展示，從而達到對生產產品特性的全面反映，這樣可為設計工作者圖紙的設計與修正提供一定的技術性支撐，進而保證機械生產工作更加安全準確。至于普通的二軸車床或三軸銑床，則可直接由數控系統和相應的機械驅動裝置加以配置，僅需要針對刀具及其采用的裝夾方式與程序作一定的調整，便可以完成對于各種工件的批量加工。就機械控制層面來講，當前通常應用PLC確保其實現，因此通過該技術也可高效解決設備邏輯與開關間的控制問題，從而實現較高的加工精度與效果。機械設計與生產過程中，所使用的數控機床通常在結構上存在一定差異，然而一般都包括數控機床、可編程單元、數控機床和控制中心等，當輸入了一定的信號之后系統電路便會進行驅動。對計算機系統進行分析處理之后，就可以獲取加工坐標軸并輸入相應分量，再經過放大和轉換處理，在伺服電機等相應控制設備中完成輸入，以此實現對加工機床動態的有效監控。

2.3機械設計制造中柔性化的應用

當前，很多機械設計制造企業都已建設了相應的柔性化生產線，通過使用電子凸輪和電子傳動齒輪取代相關的機械零件，從而高效實現軸間柔性連接。應用快速高精度伺服裝置管理技術和現場通信計算機控制，能夠提高生產線上各個工序段裝置之間的相互耦合，從而提高各個生產線之間的關聯。通過使用相對單獨的PLC伺服控制器，也能夠針對各工序段設備和生產線進行更加高效的管理。應用于集成控制器，能夠使各控制器之間實時地進行與機械設計制造中產品有關數據的有效傳遞，這樣便能夠在第一時間獲取產品相應的生產狀況，從而強化生產制造過程信息管理系統和產品關系模型信息庫間的雙向通信能力，使機械設計與生產過程的柔性化管理工作得以良好進行。針對柔性化產品，則主要依靠于自動化技術，但因為單純應用于機械零部件較易產生信號遲滯的缺陷，所以必須引入智能化裝置在瞬息間完成排產，以有效實現生產規格的調試，這樣整個

2.4機械設計制造中智能化的應用

2015年中國提出了“中國制造2025”戰略，2016年又發布了《智能制造發展規劃（2016—2020年）》，明確了機械制造智能化發展的方向。將自動化技術應用其中，能夠在生產現場針對數控加工機床、傳感器等智能化相關生產設備進行合理布設，實現對工廠中物聯網的有效創建，這樣便可針對機械設備進行自動化控制，完成智能化生產過程。隨著網絡智能化的逐漸發展，數控系統模塊化設計得到有效實現，同時通過強化不同模塊之間的關聯，可實現群控系統的有效創建，然后根據實際生產需求進行智能化分析，編制合理的機械產品生產方案，并針對相關生產資料與信息及時進行調整。

3結語

新的發展形勢下，機械設計制造和自動化之間的有效融合，不但確保了生產的高質量，而且從整體上優化了機械制造流程，保證了技術的高水平應用，同時降低了機械生產成本，對經濟的發展具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]劉永進.自動化技術在機械設計制造中的應用[J].建材與裝飾，2020（13）

[2]黃日進.多元化分析視角下機械設計制造及自動化應用研究[J].科技視界，2020（19）