機械設計制造及自動化應用研究

閆峰 李云龍

摘要：隨著我國經濟社會的發展和科技水平的不斷提升，各行各業都在不斷朝著自動化、智能化、節能化方向發展，機械設計制造行業同樣如此。此外，工業、農業等行業的發展與機械設計制造的快速發展有著密切的聯系，自動化技術在機械設計與制造中的廣泛應用，不僅能有效保證機械設計制造的精度和質量，而且在一定程度上降低了機械設計制造的成本，增加企業經濟效益、社會效益的同時，為企業的穩步發展做出了一定的貢獻。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；應用

引言

在如今的信息時代，我們追求工業高效生產的同時，便捷與穩定也越發凸顯其重要性，自動化設備逐漸成為一個焦點。尤其在輕工業方面，我國某服裝廠采用自動化設備后可日產襯衫80萬件，極大地降低了生產成本，提高了產品競爭力。迫于人工成本的增加，現代工業發展的趨勢是自動化，自動化技術水平的高低將影響未來制造業的競爭力，因而探討自動化技術在機械設計中的應用十分重要。

1概述機械自動化及組成部分

1.1機械自動化的概述

顧名思義，自動化技術就是指機械能夠自動按照設計的程序來完成某項工作，而不需要人的操縱和指揮。機械自動化與自動化技術相似但不完全相同。機械自動化是通過機械來對制造過程進行管理與控制。這是一個與之前完全不同的過程。從世界輕工業的發展規律來分析，降低成本與提升效率是永恒不變的主題。無論是越來越大的規模，還是流水線式的生產方式，根本目的就是降低成本與提高效率。目前，還有很多機器設備的操作較為繁瑣、笨重，一臺設備需要幾名工人共同操作，浪費了大量的生產時間與人工資源。同時，限于我國現階段工人的文化水平，自動化的機械設備應當易于學習、便于操作，降低工人使用成本。實用性是機械設備生產的最基本的要求，也是機械自動化設備所必須達到的要求。

1.2機械自動化技術的組成

機械自動化技術比較復雜，該項技術包含了許多知識，需要綜合多方面的知識才能夠較好地操縱該系統，構成這一技術的主要內容有很多。比如，傳感單元，這一部分是為了檢測系統的工作過程，是比較基礎的一個部分。作用單元，是自動化系統中前期工作的一個單元，能夠很好地對整個系統的能力進行定位，是自動化系統中的能量施加單位。程序單元是給自動化設備施加命令的一個單元，能夠決定整個系統的操作單元。控制單元能夠對傳感單位送過來的信息進行定位與檢測。對輸送的信息進行分析傳導，是整個系統中的后勤保障部門。制定單元是對傳感單元輸送的信號進行分析，制定信號是整個機械自動化的關鍵部分。

2機械設計制造自動化應用

2.1柔性自動化生產技術的應用

柔性自動化生產技術是指在產品的實際生產信息的基礎上，調度、協調生產過程中所需要的物料儲備和數字加工技術所需的設備機械等，以此達到擴大系統生產范圍、增加系統加工對象數量的目的。眾所周知，成組技術的產生和成熟在極大程度上促進了柔性自動化生產技術的進一步應用和發展，成組技術則主要指根據企業生產加工的實際需求，對加工對象進行一定的排列組合，從而增加生產系統在選擇相應機械設備和儲存系統時的快捷度和及時性。在選用柔性自動化生產技術輔助機械設計與制造時，其信息控制選用的結構往往是由分到總的金字塔型模式，通過圍繞主計算機的信息控制中心來監督和管理機械設計制造過程中的一系列生產數據和信息，并根據實際生產運營情況滾動調節原有的生產計劃方案。在此過程中，負責成組生產控制的計算機會將最底層計算機收集到的生產信息通過相應的傳遞方式匯報給上一層的計算機信息處理中心，而最底層的計算機主要負責監督管理各個工藝設備接口與生產接口，并將實際生產過程中的相應信息進行收集、整理和儲存，還可根據上層指令對實際生產過程進行調整。此外，柔性自動化儲運系統則主要通過信息管理系統對毛坯件、加工工具、機械設備、加工廢料等進行儲存、運輸和清除。

2.2信息自動化應用

近年來，隨著計算機技術的不斷發展，其內容也有了更廣闊的空間，逐漸吸收了更多的技術。例如，包括在機械設計中的工藝流程技術和輔助設計技術可以說在機械設計、制造和自動化應用中具有相當大的優勢。在產品設計中采用相關的計算機輔助設計技術可以有效地提高工作效率，同時借助技術程序技術可以提高產品在整個工藝過程中的質量和生產水平。

2.3檢測自動化應用

毫無疑問，科技進步可以在一定程度上有效地促進生產材料的創新，并在技術發展過程中不斷開發和更新大量新材料。在這種材料的應用中仍然存在相關的問題。例如，普通的機械設計和制造沒有更新在新材料檢驗中學習的方法和技術，傳統的技術方法不能檢測新材料的性能和相關質量。針對這種情況，我們可以直接采用激光技術、計算機技術、人工智能技術等對新材料進行正確、科學的檢測，這不僅可以提高工作效率，還可以縮短材料檢測時間。

3機械設計制造及自動化發展方向

3.1機電一體化

機電一體化發展方向是目前機械設計制造及其自動化發展的一個主流趨勢，可被視作是對技術系統的升級。目前，在部分工業生產領域內機電一體化技術已經得到了十分廣泛性的應用，且效果十分顯著。機電一體化是基于原本的機械設計制造與自動化技術基礎上，利用機電一體化理論，來促使各種類型的機械與電子設備可被組合起來，并產生出一項通過電子控制的機械系統，可實現自動化與智能化的運行。甚至可以說機電一體化便是對機械設計制造及其自動化技術的進一步發展，因而，機電一體化發展必將是未來機械設計制造及其自動化技術發展的主要目標方向。

3.2微型化

機械設計制造與自動化系統也越來越朝向微型化的趨勢所發展。以微電子機械系統為代表，其尺寸通常在1cm3以下，甚至還不斷向著微米、納米等更加微型化的級別所發展。微型機械自動化產品具有能耗低、體積小、運動靈活等眾多優勢特性，目前多被用于信息、軍事、醫療等領域當中。微型機械自動化發展所面臨的主要問題即為技術不夠成熟，產品加工需用到精細加工技術，主要包括了蝕刻與光刻兩種技術手段。

3.3智能化

智能化是機械設計制造與自動化技術所具備的一項關鍵性特征，同時也是機械設計制造自動化與智能化和傳統機械設計制造的根本差異所在。目前，在機械設計制造及其自動化技術領域內，智能化的特征表現的越來越明顯，但仍未能夠滿足于設計標準要求，距離對人力資源的解放還有很長的一段路要走。然而，能夠基本確定的一點是，智能化即為機械設計制造與自動化發展的一項主流趨勢，在未來必將會實現機械設計制造的完全智能化，將人力資源徹底解放出來，自動實現對機械的設計、制造與生產。

結束語

機械自動化設備極大地提高了生產效率，是信息化時代的產物，是提高生產力的保障。在其發展應用過程中會遇到各種問題，需要根據應用需求有針對性的解決問題，這要求我們必須沉下心、卯足勁，全面了解機械設備，把握好機械自動化設備發展的趨勢，逐漸的完善自動化技術在機械制造中的應用方案。

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