探討自動化技術在機械設計制造中的應用

曾英金 李彥翔

摘要：科技的進步和發展為機械制造工業帶來了很好的發展機遇。自動化技術與機械設計制造有著必然的聯系，并且自動化技術還促進著機械設計制造的高速發展。同時，自動化技術能夠使得機械設計制造的成本降低，并且在提升生產品質的同時加快生產速度并占據著經濟市場的重要位置。本文對其在機械設計中的應用環節進行分析，以此來提出相關建議和策略以使得其成本降低、效率提高，使其在激烈的市場競爭中能夠平穩長遠發展。

關鍵詞：自動化技術；機械設計；應用

一、自動化技術的概述

機械自動化技術是指在機械制造業中應用自動化技術，實現對加工對象的連續自動生產，實現優化有效的自動化生產過程，從而加快生產投入原料的加工變換和流動速度，節約人力資源。

機械自動化所帶來的優點主要有：提高產品質量、提高生產率、縮短生產周期、促進產品更新、降低生產成本、提高經濟效益、減輕工人勞動強度、改善勞動環境、帶動相關技術的發展。機械自動化技術的應用與發展，是機械制造業技術改造、升級和進步的主要手段，是未來機械制造業技術發展的主要方向。機械自動化技術是保證獲得最高生產率、最優產品質量和最低成本的最好手段。

二、自動化技術在機械設計制造中的重要性

自動化技術是強調各種機器設施設備均是于無人操作情況下，根據規定的程度展開各種

工作，且機械設計制造自動化則是強調基于機械來達到制造整個流程的自動化控制及其管理，其屬于新興生產過程，打破了傳統機械制造方式，更是一種非常有效的技術手段，可快速提高制造生產效率且確保其質量較高。自動化技術能夠使得各類生產制造企業平穩高速發展，這項技術的應用可以使得機械設計制造業搭建出一套屬于自身發展的生產體系，并且能夠基于這項技術打破傳統設計制造方法的束縛，進而設計出滿足現代化社會發展需求的產物。自動化技術可以加快工業生產制造的進程，機械設計制造業可以根據這類技術加大對自身的開發力度，并且能夠適當地減少人力生產勞動成本，在滿足生產質量的同時提高各項性能指標。

三、自動化技術在機械設計制造中的應用

（一）自動化技術在機械設計制造中的應用之集成化應用

自動化技術在機械制造中的集成化應用，主要是借助系統工程理論的有效指導和信息技術對企業的制造流程進行整體上的優化，通過精簡機構和過程重組等手段促進適度自動化，并在計算機數據庫和信息網絡的支持下，將機械制造企業的各種要素以及經營管理活動集成為一個有機整體，從而實現機械制造以人為中心的柔性化生產。

自動化及相關技術的集成化應用有很多優點，例如，自動化及相關技術的集成化應用在提高產品生產質量，降低新產品的研發成本，保護生態環境這三個方面都具有十分重要的現實意義。

（二）自動化技術在智能機械制造中的應用

智能機械制造技術是一個由機械制造技術、自動化技術、系統工程和人工智能等相互滲透，相互交織所形成的一門綜合性的技術。它是由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，該系統在機械制造過程中能進行一些智能活動，如分析、推理、判斷、決策等。也就是說，智能機械制造技術就是把人工智能和機械制造技術進行有機的結合，將人工智能融入到機械制造系統的各個環節中，通過模擬專家的智力活動，取代或延伸機械制造環境中應由專家完成的那部分活動。在智能機械制造系統中，系統具有專家的智能，能自動監視自身的運行狀況，隨時發現錯誤或預測錯誤的發生，并且自身含有改進和預防的功能。除此之外，智能機械制造系統還具有應付外界突發事件的能力，能夠自動調整自身參數來適應外部環境的需求，使自己始終運行在最佳狀態。

（三）自動化技術在柔韌自動化生產技術應用

柔韌自動化生產技術是由英國提出的，是機械自動化技術的基本概念。柔韌自動化以產品的生產信息為基礎，對產品的系統和數字進行加工，以適應一些不同的產品生產與加工對象。在柔性自動化系統中，自動化設備可能與普通設備是共同存在的，而且在機械制造的個別環節允許人為干預的出現，因而有效提高了機械制造對外界因素變化的適應能力，使得制造出的產品可以更好地適應市場的需求。柔韌自動化生產技術在生產和應用中和組成技術類似。組成技術是指根據需要加工的產品進行對應排序，方便設備的加工與儲運，如果出現問題，要能很好地進行調整。柔韌自動化生產技術根據金字塔的控制模型，以計算機為整個信息想控制中心，在生產過程中對產品進行對應的監測。同時，它還負責組群實現對計算機的生產控制，把下層計算機生產狀況向上報告，實現信息傳遞。底層計算機負責信息工藝設備連接，監測各個生產口的信息，向上級提送報告，并根據上層給出的指令進行調整。柔韌自動化生產技術可以有效對系統的毛胚工件、加工工具、加工廢料進行運輸與儲存，其整個操作過程都由計算機技術運行。柔韌自動化技術將數據機床進行加工，從而提高設備的生產效率。此外，使用過程中還可以采用更換主軸箱進行加工。

（四）自動化技術虛擬化的應用

機械制造中的虛擬制造技術是由包括現代機械制造工藝、計算機圖形學、并行工程、人工智能、多媒體技術、信息技術等多種技術，并以仿真技術和系統建模為基礎，組成的一項由多學科構成的綜合系統技術。

機械虛擬制造是利用信息技術、仿真計算機技術對現實機械制造活動過程進行仿真，以發現和解決機械制造中可能出現的問題，進而達到機械產品制造成功的目標。將機械虛擬制造應用的好，還可以降低成本、縮短機械產品開發周期，增強機械產品的競爭力。

四、自動化技術在機械設計制造中應用的前景展望

在當前形勢下，我國機械設計制造中的自動化技術水平有了顯著的提升，在很大程度上決定了我國的經濟發展質量和民族的偉大復興，但是由于我國的自動化水平相對較低，因此我國相關工作人員應該加速尋求更快、更省的發展之路，但也絕不是對國外自動化技術的盲目引進和照搬照抄，而是應當制定長遠的發展規劃，實現從簡單到復雜，從低級到高級，從不完善到完善的逐步發展。

1.智能化。自動技術的智能化已經有了很大的進步，但還遠遠達不到社會的需求，因此需要繼續鉆研，將計算機技術、人工智能技術、混沌動力學技術等科學方法結合起來，建立一個更加智能生產模式，徹底解放人類的雙手，為人類理想中的生活奮斗。

2.綠色化。綠色化是機械設計制造的最終目標――無論機械設計制造未來發展到什么程度，最終都是要為生態環境考慮的。由于現階段機械設計制造行業在為人們的生產生活提供便利的時候，給生態環境帶來了一些無法忽視的損害。如果未來技術人員在自動化技術發展中，無法對機械設計制造進行有效的綠色處理、為生態環境的保護做好考慮，那么無論未來的科技發展到什么程度都只能是自掘墳墓。

3.微型化。微型化是機械設計制造行業乃至整個制造領域未來發展的趨勢，是機械制造行業對相關儀器設備提出的核心要求。機械設計制造相關設備的“便捷”與“便攜”也成為了當前所有技術人員渴望實現的一個目標。微型化的發展，在一定程度上保障了自動化技術的運用價值，減輕設備搬運的困難程度，為企業減少了人力與物力資源的投入，降低成本，增加收益。

五、結語

對于機械制造企業而言，只有堅持以國家經濟發展需要、企業的生產發展需要以及廣大世界人民生活水平的發展需要為導向，實事求是，腳踏實地，不斷的學習、研究和借鑒世界其他國家的先進技術，只有這樣，才能確保機械自動化技術的健康、可持續發展。在生產過程中，自動化技術既能提高生產效率，也可以提高產品的質量。對于機械制造業來說，這項技術在生產中已經具備了不可替代的作用。相信隨著時間的推移，我國機械設計制造的自動化技術將更加健全，我國的機械制造業也會朝著更遠的方向發展。

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