機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)核心分析

（許昌精智機(jī)器有限公司，河南 許昌 461000）

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。當(dāng)前，全球新一輪科技革命孕育興起，正在深刻影響世界發(fā)展格局，深刻改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式，對(duì)機(jī)械制造及其自動(dòng)化的核心技術(shù)進(jìn)行分析和應(yīng)用可以進(jìn)一步推動(dòng)我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的重要性

1．1 提高生產(chǎn)效率

加強(qiáng)科技產(chǎn)業(yè)界和社會(huì)各界的協(xié)同創(chuàng)新，持續(xù)進(jìn)行科技研發(fā)，是讓科技發(fā)展為人類社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮更大作用的重要途徑。就機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化而言，對(duì)該其進(jìn)行深入的研究和廣泛的應(yīng)用，將極大地提升我國各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)相關(guān)工作的效率，為其提供持續(xù)性的動(dòng)力支持。從實(shí)際生產(chǎn)上來看，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)流程進(jìn)行全面的精簡，推動(dòng)生產(chǎn)建設(shè)的創(chuàng)新進(jìn)程，整體上縮短了相關(guān)生產(chǎn)流程的單位運(yùn)行時(shí)間，可以顯著地提升生產(chǎn)效率。同時(shí)在各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)過程中，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)與傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行充分融合，還可以將生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全面改善，響應(yīng)習(xí)近平總書記的技術(shù)創(chuàng)新言論，讓我國的各項(xiàng)生產(chǎn)建設(shè)呈現(xiàn)出欣欣向榮的氣象。

1．2 提高生產(chǎn)的可靠性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的良好應(yīng)用，可以對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行全面的創(chuàng)新，同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)我國的現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)，相關(guān)人員在應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的過程中，會(huì)同步進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的人才建設(shè)和環(huán)境建設(shè)，因此，我國的生產(chǎn)建設(shè)水平將得到顯著的提升。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中，相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)取得了持續(xù)性的進(jìn)步，對(duì)傳統(tǒng)的單純依靠人力進(jìn)行的生產(chǎn)環(huán)境和半自動(dòng)化的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行了全面的改良，降低了各項(xiàng)生產(chǎn)過程中人工操作產(chǎn)生的誤差，也極大地避免了生產(chǎn)環(huán)境中不良因素對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)人員人身安全帶來的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行全面應(yīng)用和普及，將極大地提高生產(chǎn)的可靠性。

1．3 節(jié)能環(huán)保

自改革開放以來，我國的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，經(jīng)歷了從無到有、由小到大的過程，由于自然資源的過度開采，近年來全球生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，能源環(huán)境日趨緊張，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，在節(jié)能環(huán)保上有較為明顯的優(yōu)勢，以下對(duì)其進(jìn)行介紹：第一，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)可以與傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行充分的融合，改善生產(chǎn)環(huán)境，在該技術(shù)的全面加持下，相關(guān)生產(chǎn)流程被合理簡化，能量消耗顯著降低，在一定程度上達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的；第二，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用過程中，相關(guān)人員還可以對(duì)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)控，在系統(tǒng)中添加節(jié)能環(huán)保評(píng)價(jià)指標(biāo)，一旦生產(chǎn)數(shù)據(jù)達(dá)到節(jié)能環(huán)保指標(biāo)上限，系統(tǒng)將自動(dòng)停止運(yùn)行，有效降低能量消耗。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的技術(shù)核心

2．1 數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，數(shù)控技術(shù)具有方便、可靠等方面特點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)是數(shù)字化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用的高新技術(shù)，具有促進(jìn)機(jī)械加工業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的重要作用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)機(jī)械的具體用途，提前設(shè)置程序，然后加工相應(yīng)的零件。其中的主要工作原理是工作人員通過對(duì)輸入設(shè)備、輸入機(jī)床工作時(shí)所需相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在計(jì)算機(jī)處理后，得到相應(yīng)的命令，使機(jī)械在使用過程中保持精確度。以中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)大會(huì)為例，在會(huì)議中參與二級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)的武漢華中數(shù)控股份有限公司，牽頭組織行業(yè)內(nèi)的一批企業(yè)成立了數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，整合了優(yōu)勢企業(yè)和技術(shù)資源，圍繞智能制造需求，制定出具有國際先進(jìn)水平的數(shù)控機(jī)床互聯(lián)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)NC-LINK，并對(duì)其加以驗(yàn)證、推廣。該協(xié)議將在未來的應(yīng)用中不斷改進(jìn)與優(yōu)化，將該項(xiàng)目打造成一個(gè)成熟、先進(jìn)、可為行業(yè)用戶提供個(gè)性化優(yōu)質(zhì)服務(wù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，推動(dòng)我國企業(yè)向智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)。今年，“數(shù)控裝備工業(yè)互聯(lián)通訊協(xié)議（NC-Link）及應(yīng)用”入選了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟優(yōu)秀案例”。華中數(shù)控用“中國大腦”裝備“中國制造”逐步發(fā)展成為一家上市企業(yè)和中國數(shù)控行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。未來，華中數(shù)控發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重心仍在智能裝備、車間、工廠的建設(shè)上，并傾向于在裝備的互聯(lián)互通以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

2．2 智能技術(shù)

智能技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、定位技術(shù)等幾方面內(nèi)容，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的重要技術(shù)，便于工作人員的管理。智能技術(shù)中的主要部分是數(shù)字化，在此過程中需要運(yùn)用傳感器采集大量的數(shù)據(jù)，從而為設(shè)計(jì)人員的工作提供便利條件。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)繁多，各項(xiàng)技術(shù)會(huì)向智能化發(fā)展，從而有效地改善機(jī)械的運(yùn)行環(huán)境，需要設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)的研究，有效地解決部分機(jī)械生產(chǎn)難度大的問題，從而促進(jìn)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。以廈門廈工機(jī)械股份有限公司為例，該公司攜手中航工業(yè)西安自動(dòng)控制研究所，聯(lián)合開發(fā)新一代工程機(jī)械智能電傳控制技術(shù)，將軍用航空技術(shù)成功地移植到工程機(jī)械設(shè)備上。現(xiàn)階段，已搭載著雙方最新研究成果——XGJE智能控制系統(tǒng)的多款智能產(chǎn)品正式亮相。如今，廈工不僅在挖掘機(jī)、裝載機(jī)實(shí)現(xiàn)了智能產(chǎn)品“首發(fā)”，還將把智控技術(shù)逐步推廣到叉車、小型機(jī)、道路機(jī)械等多產(chǎn)品領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)廈工智能全系列產(chǎn)品“群發(fā)”。廈工系列智能產(chǎn)品技術(shù)的成功研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，開創(chuàng)了工程機(jī)械產(chǎn)品智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的新時(shí)代，中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長祁某表示，“這對(duì)于中國工程機(jī)械行業(yè)整體快速走出市場低谷，突破重圍，提升我國工程機(jī)械核心技術(shù)優(yōu)勢和國際競爭能力大有裨益。”

2．3 自動(dòng)檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的的檢測方法主要是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢查，具有流程煩瑣、消耗時(shí)間較長等方面的特點(diǎn)，所以工作人員在進(jìn)行機(jī)械制造設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)檢測技術(shù)的運(yùn)用，對(duì)機(jī)械運(yùn)行的各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行記錄。自動(dòng)檢測技術(shù)是由傳感器和傳統(tǒng)的儀器發(fā)展過程中得來的，主要由數(shù)據(jù)處理、信號(hào)調(diào)節(jié)等方面組成，能夠?qū)ιa(chǎn)工進(jìn)行調(diào)控，從而提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)被檢測的產(chǎn)品超過設(shè)定值時(shí)，會(huì)通過聲音、紅燈等信號(hào)提醒工作人員，從而幫助其及時(shí)解決在機(jī)械運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。以雙匯集團(tuán)為例，該集團(tuán)采用火腿腸在線外觀質(zhì)量自動(dòng)檢測技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)由中科院沈陽自動(dòng)化所研究開發(fā)，火腿腸在線外觀質(zhì)量自動(dòng)檢測系統(tǒng)是以PVDC包裝的火腿腸為檢測對(duì)象，以特別設(shè)計(jì)的精密機(jī)械裝置為平臺(tái)，采用智能化的視覺檢測技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了火腿腸從雜亂無章的狀態(tài)到有序排列的狀態(tài)。視覺檢測技術(shù)從對(duì)象的圖像特征提取入手，結(jié)合人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)火腿腸的10余種外觀缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并通過同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)缺陷產(chǎn)品的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)剔除，消除食品衛(wèi)生的安全隱患。

2．4 虛擬技術(shù)

虛擬技術(shù)的主要功能是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，從而對(duì)實(shí)際工作過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行模擬，幫助工作人員進(jìn)行提前預(yù)防工作，進(jìn)而減少在工作過程中可能出現(xiàn)的問題，從而提高工作效率，增加企業(yè)收益。其中VR技術(shù)是通過模仿人的感知，對(duì)環(huán)境、現(xiàn)實(shí)進(jìn)行模擬，使人能夠憑借直覺作用于計(jì)算機(jī)從而產(chǎn)生三維仿真模型的虛擬環(huán)境，從而為工作人員提供直觀的感受，了解工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)。以浙江高端工業(yè)VR高科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)為例，該團(tuán)隊(duì)在2018年于上海當(dāng)代藝術(shù)館，舉辦第六屆“動(dòng)漫美學(xué)雙年展——敘事曲”并在工業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用VR技術(shù)，工業(yè)可穿戴設(shè)備能夠給現(xiàn)場為工人提供他們所需的信息，進(jìn)一步提升了工作的效率。在惡劣的工業(yè)場景中，例如高空作業(yè)的工程師拿紙張、檢測設(shè)備進(jìn)行工作，很有可能會(huì)被大風(fēng)吹掉或者被絆倒。而新的工業(yè)可穿戴設(shè)備正在為工作人員帶來極大的好處，通過語音控制可以釋放雙手，隨時(shí)隨地輕松查看圖紙和資料素材，工人可以更專心在工作任務(wù)上。隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化會(huì)向集成化發(fā)展，所以工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的研究，促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，為機(jī)械制造行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供保障。

3 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化為工業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)的發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)，技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其中核心技術(shù)的研究，同時(shí)提高自身能力水平，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供保障，從而將設(shè)計(jì)成果應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，提高工作效率，同時(shí)減少由于人為帶來的錯(cuò)誤，從而促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。