淺談在機械設計中自動化技術的應用

摘 要：本文簡要探討了集成系統、自動檢測技術及計算機綜合機械制造技術系統等自動化技術在機械設計中的應用，旨在進一步提升自動化技術在機械設計領域中的應用水平。

關鍵詞：機械設計；自動化技術；應用

自動化技術在機械設計領域的應用時大勢所趨，二者的結合能夠提升機械設計及制造水平。自動化技術在機械設計中的應用能夠提升設計效率、工作質量，同時有利于節約資源成本和改善機械使用情況。基于以上，本文簡要探討了機械設計中自動化技術的具體應用。

一、自動化技術在機械設計中應用的必要性分析

機械設計指的是在了解機械加工設備材料、原理及形狀尺寸等信息的基礎上，對信息進行構思、分析和計算的整個過程和設計成果，其是機械制造的重要依據，直接關系到機械制造水平。自動化技術在機械設計中的應用是十分必要的，具體體現在以下幾個方面：

（一）提升工作質量

自動化技術能夠提升機械設計的精準性與高效性，從而提升機械生產工作質量。具體來說，自動化技術能夠實現機械設計中的測量指標和評價指標的定量化處理，轉變為定量指標，有效降低誤差。此外，在傳統機械設計及制造中，人工操作不僅容易產生誤差，還容易出現安全事故，自動化技術的應用則能夠有效解決這個問題，有效控制相關參數，降低人工失誤率。

（二）節約資源成本

傳統機械設計屬于粗放式設計，資源浪費問題嚴重，自動化技術的應用則能夠提升機械設計的精細化水平，提升資源利用效率，改善材料適應性，這對于降低資源損耗，節約資源成本等方面有著重要的作用。

（三）改善機械使用情況

自動化技術在機械設計中的應用能夠實時監控機械運行數據，通過數據分析和整合來開展機械維護工作，通過對數據的監控和分析還能夠及時發現機械設備生產中出現的問題，通過數字化比對來為工作人員對設備的維護判斷提供依據，改善機械使用情況，保證機械處于優良的工作狀態。

二、自動化技術在機械設計中的具體應用

（一）集成系統的應用

集成系統指的是計算機綜合設計制造系統，其在機械設計中有著重要的應用，不僅能夠縮短研發周期，還能夠剔除重復設計環節，從而避免資源浪費。在集成系統出現和應用前，機械設計也應用了測試技術、質控軟件及輔助設計軟件等計算機輔助技術，這些技術大多獨立開來，而集成系統的應用則能夠將獨立的計算機輔助設計技術集成到一個系統中，通過創建信息共享平臺和數據模型來協調各個獨立的計算機輔助設計技術，有效提升了機械設計效率。集成系統以電子信息技術和管理理論為基礎，利用計算機技術、傳感器技術等整合機械設計中的物質、信息及參量，形成統一的機械設計系統。

（二）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在機械設計領域中也有著重要的應用，在這一技術系統出現之前，我國機械設計領域中的計算機輔助技術已經形成了一定規模，包含產品設計、流程規劃、參數測試及質量控制等眾多環節，但各個環節相互獨立，難以形成穩定的聯系和配合關系。而計算機綜合機械制造技術系統的出現和應用則打破了傳統機械設計的局限性，有機整合各個環節，在應用層次上相互協調，對于提升機械設計效率及產品質量有著重要的作用。

（三）自動化檢測技術的應用

自動化檢測技術是自動化技術的重要組成部分，其主要原理是傳感器與傳統儀器設備的結合，對于機械設計來說，提升產品質量和產品合格率至關重要，自動化檢測技術在機械設計中的應用能夠實現機械設備自行檢測，打破了人工檢測的局限性，不僅提升了檢測效率，還保證了檢測的精準性。當前廣泛應用的自動化監測系統就以自動檢測技術為核心，其包含傳感器、信號調節、數據處理及結果輸出等眾多模塊，搭載智能芯片，保證了檢測的可靠性和及時性。

（四）自動化體系的應用

自動化體系以三維平臺為基礎，在復雜機械系統創新設計中有著重要的應用，通過計算機化方法獲取適用于復雜機械系統的創新性設計方案，能夠實現機械設計三維虛擬樣機裝配及仿真的自動化建模，有著創新性和快速性的特點。

在概念設計階段，系統能夠提供就設計規則的設計方法和改良功能分解重組的設計方法，兩種計算機輔助設計方法以符號方案形式給出創新設計方案，并對設計方案自動化分解為基本機構及基本機構的連接關系。以運動分析方法進行基本結構的分析，得出各個構件平面運動數據，采用面向對象技術，基于三維平臺進行二次開發，利用數據庫驅動及參數控制等手段來驅動三維造型設計，實現快速虛擬建模，從而提升產品設計及開發速度。

為了保證產品的運動剛度和工業美學要求，以基本機構占據空間為基礎，分析各個基本機構之間的聯系，利用最有布局算法確定基本機構空間位置，以此來保證復雜的機械系統占據最小的空間。以運動分析數據和布局結果為依據，利用“后臺預置”裝配方法將三維虛擬模型放置到布局空間中，實現設計符號方案與二維虛擬樣機的對應。自動化生成符號方案，并進行虛擬仿真，實現產品方案概念設計階段的價值評價向虛擬樣機階段定量行為評價的轉換，以評價結果為基礎，快速遴選最優設計方案，在提升機械設計效率的同時提升產品的創新性。

三、結論

自動化技術在機械設計領域中的應用至關重要，對于我國機械設計來說，應當積極提升自動化技術的應用水平，同時加快自動化技術的普及，以此來促進機械自動化的進一步發展。

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作者簡介：

沈鑫晨（1995-），女，安徽省馬鞍山市人，民族：漢族，職稱：學生，學歷：在讀本科生，研究方向：機械工程。