淺談機械設計中的自動化技術

易義軍（湖南省工業設備安裝有限公司，湖南 長沙410007）

淺談機械設計中的自動化技術

易義軍（湖南省工業設備安裝有限公司，湖南 長沙410007）

將自動化技術應用于機械制造中，能夠實現自動生產過程，提高生產效率。對此，本文首先對自動化技術與機械自動化技術進行了介紹，然后對機械設計中自動化技術的重要作用進行了分析，并且對機械設計中自動化技術的應用以及自動化技術在機械設計中的發展方向進行了詳細探究。

機械；設計；自動化

1 引言

隨著科學技術的不斷發展和進步，機械制造業也在迅猛發展。自動化技術在機械設計制造中的應用是機械制造業進行技術改造、技術發展的主要手段和主要的方向。因此，對機械設計中的自動化技術進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

2 自動化技術與機械自動化技術

自動化技術是一種動態發展的理念，以往的自動化技術多指的是用機械技術代替人工來進行一些操作，能夠按照預定的指令完成所需要處理的事項。現如今，科學技術發展迅速，電子技術也層出不窮，隨著計算機技術的迅猛發展，人們對于自動化技術的認識也在逐漸發生改變，現階段自動化的定義如下：①取代人工的勞力運動或者取代人腦活動，將機械制造過程中的人工操作與機械的運作相統一，使機械系統在制造運作的過程中更加便捷，流暢，管理更加的方便。②體現在機械設備的功能上，某些自動化設備在部分的環節上能夠完全取代人力勞動和腦力勞動，最大程度的實現機械設備的自動化，使得機械制造的環節更加的流暢。③指在自動化的運行上，在需要機械自動化的地方實現生產過程的具體化，縮短產品在整個過程中的生命周期，使整個過程的制造能夠連續化的生產。

機械自動化的早期主要是用機械和電氣部件來實現機械制造的自動化，隨著計算機技術不斷的發展和應用，使得機械制造行業在機械設計、生產中都應用了計算機等輔助技術，信息化管理也被逐漸應用于機械制造中。自動機械的結構組成如圖1所示。

圖1 自動機械組成部分及機構

3 機械設計中自動化技術的重要作用

3.1 提高機械設計制造業生產效率

國家經濟的快速發展，使得機械設計制造業飛速發展，人們也更加強調其產品生產效率及其質量。自動化技術的應用促使我國工業化進一步發展，自動化技術可與機械設計制造的結合能夠提供機械設備生產效率，保證機械設計制造過程中的各個環節的安全性。

3.2 提高資源配置優化度

將自動化技術應用于機械設計制造業中，能夠對各項資源進行科學合理的配置，進而提高其勞動生產率，為機械制造業創造更多的經濟效益及社會效益，同時還能夠有效提升機械設計制造企業市場競爭力。在機械制造業發展中，最為關鍵的就是機械設計，在機械設計環節，應該將自動化技術和機械設計進行有效結合，這樣才能夠不斷提升機械設計創新能力，從而推動機械設計制造業的進一步發展。

4 機械設計中自動化技術的應用

4.1 集成系統在機械設計中的運用

集成系統又被稱之為計算機綜合設計制造系統，將其應用于機械設計中，能夠使產品的研發周期大幅度縮短，還能有效減少重復設計造成的資源浪費。在該系統出現之前，機械設計過程中也應用了多項計算機輔助技術，其中較具代表性的有工藝規劃技術、測試技術、輔助設計工具、質控軟件等等。雖然這些計算機輔助技術都能使機械設計的成本有所降低，但由于它們彼此之間相互獨立，沒有形成統一，因此在縮短設計周期、降低人工成本、提高工作效率和機械使用性能等方面的效應并不突出。集成系統的出現將這些獨立的輔助技術結合到一起，構建起了一個完整、統一的數據模型和信息共享平臺，有利于保證單個技術之間的協調性，全面提升機械設計效率。該系統以電子信息和先進的管理理論為基礎，通過計算機、傳感器、自動化等技術對機械設計過程中的物質、信息、參量等進行集成和協調，大幅度提升了工作效率。集成系統歸屬于并行工程的范疇，它是機械產品設計流程系統集成化的體現，其要求產品的研發人員從生產需求的角度出發，并在設計時考慮產品的全壽命周期，從而最大限度地縮短設計時間，減少資源浪費。

4.2 計算機綜合機械制造技術系統的應用

計算機綜合機械制造技術系統，也就是通常所說的集成性機械制造技術系統，在這一技術系統形成之前，我國機械設計制造領域的生產實踐領域內已經出現了多種計算機輔助技術，具體涉及機械制造產品設計、工藝實踐流程規劃、生產技術參數測試、產品質量控制等多個具體環節。而這些單獨存在的計算機輔助技術盡管對獨立生產環節發揮著十分重要的促進作用，但是由于彼此之間尚未形成穩定有效的相互聯系和相互配合關系，無法保證我國機械設計制造企業整體生產規模的有效縮減，給我國機械設計制造企業綜合陛市場競爭力水平的實際提升造成了明顯的阻礙。計算機綜合機械制造技術系統的建設形成，實現了對原有的單獨存在的機械設計制造技術形態的有機整合，通過對相關計算機輔助技術形態應用功能的集中整合，以及在實際應用層面的相互配合，促進了我國現代機械設計制造企業產品生產效率以及質量水平的有效提升。

我國某機械設計制造企業在實際建設計算機綜合機械制造技術系統的過程中，出于系統技術指導理念與設備構成的考量角度，使得實際建設引進的機械產品設計制造應用技術形態，以現代化電子信息技術、先進生產制造原材料、和現代化科學化管理理論作為其基礎，實現了對計算機科學技術，傳感器技術、新一代自動化技術以及現代企業管理理論的綜合運用，實現了對生產過程中物料、信息以及人工作業要素等對象的有效控制，為企業產品生產質量效率水平的提升，生產經營效益的改善發揮了重要的助力作用。

4.3 自動化檢測技術在機械設計中的運用

自動化技術是一門綜合性技術，其中涵蓋的內容既多且廣，自動化檢測技術是其中較具代表性的一類，也是自動化技術十分重要的組成部分。該技術的基礎是傳統儀器設備和傳感器。在機械設計制造中，確保產品的合格率以及提高產品質量是關鍵環節，通過應用自動化檢測技術，可以使上述環節在少人干預的條件下進行。以自動化檢測技術為核心開發出來的自動檢測系統，主要是由以下幾個部分所組成的：傳感器、信號調節模塊、數據處理模塊、結果輸出模塊，同時，系統中還含有智能芯片，有利于提升信息的處理效率，增強檢測的可靠性。

4.4 柔性自動化技術在機械設計中的運用

柔性自動化生產技術是以產品生產信息為基礎，對物料儲運系統、數字加工技術設備進行綜合協調，以達到控制生產對象的目的。該自動化技術采用由分到總的金字塔控制模型，將計算機作為信息控制中心，及時獲取生產數據，對生產計劃作出動態調整。計算機控制中心還要負責將最底層的生產狀況傳遞到上一層信息中心，由上一層信息中心下達指令，調整生產行為。另外，柔性自動化儲運系統是自動化生產技術的重要組成部分，能夠做到對毛坯工件、加工工具以及廢料的智能化儲運，由前端工業機器人完成各項操作，提高生產效率。

5 自動化技術在機械設計中的發展方向

自動化技術在機械設計中的研究已經得到了各個國家的廣泛重視，目前我國對該技術的研究還比較落后，無法與世界發達國家相比較。因此，為了促進自動化技術在機械設計中的應用，必須要明確該技術的發展方向，從而實現我國機械設計水平和制造水平的進步。機械生產企業要注重機電一體化，即機械設計朝機電一體化方向發展，能夠有效減少自動化技術在機械設計中遇到的瓶頸。隨著計算機技術的進步，可以實現自動化技術向智能化方向發展，即利用計算機及其他先進技術，通過模擬人類思維模式，使得機械設計自動化能夠符合人類的推力和決策。我國機械設計中自動化技術依然具有產品接口不匹配的問題，這主要是由于我國沒有針對不同的產品進行統一標準的制定，從而使機械設計自動化出現一定的資源浪費情況。因此，還需要針對自動化技術實現模塊化，確保產品接口及其他因素的統一，避免浪費。微型化自動控制技術能夠實現能耗小、占地面積小等優勢，因此機械設計自動化需要向該方向發展，從而實現自動化技術向更加廣泛的領域擴充。自動化技術還需要注重對網絡技術應用，以提高自控能力和檢測能力。

6 結語

綜上所述，國家經濟總體發展與大型工業可持續發展具有很大關聯，機械設計制造業與各種自動化技術的發展與企業生產目標的實現密切相關。自動化技術水平的快速提升，能夠為各大行業的可持續發展創造良好條件，因此，在機械設備生產中，應該大力推行應用自動化技術，促進機械設計制造業的可持續發展。

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TH122

A

2095-2066（2016）22-0265-02

2016-7-2

易義軍（1979-），男，工程師，大專，主要從事機電安裝工程施工及建筑工程施工工作。