機械設(shè)計中自動化技術(shù)的運用

陸海燕

摘要：當(dāng)前，隨著我國科技水平的不斷提高，機械設(shè)計對自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用作出了巨大貢獻。自動化技術(shù)的應(yīng)用大大提高了機械設(shè)計的效率和質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上，分析了自動化技術(shù)在機械設(shè)計中應(yīng)用的優(yōu)越性，同時，重點關(guān)注機械設(shè)計自動化的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;自動化技術(shù);應(yīng)用

自動控制技術(shù)是新時代科技發(fā)展的重要產(chǎn)物，是當(dāng)今社會廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域的重要物質(zhì)支撐，帶來社會發(fā)展的層次性變化。它不僅是滿足人民群眾生產(chǎn)生活需要的基礎(chǔ)，也是支撐國家硬實力的重要組成部分。自動控制在機械設(shè)計中的應(yīng)用也是當(dāng)前社會發(fā)展的主流要求和大眾物質(zhì)需求的主要呼聲。也就是說，機械設(shè)計要與自動化技術(shù)不斷結(jié)合，實現(xiàn)自身前中后期不同層次的跨越。

1分析自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1有利于提高產(chǎn)品的可靠性

在機械設(shè)計與生產(chǎn)中采用自動化技術(shù)，可以提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)問題，報警就能及時觸發(fā)，從而更好的保證工作運行和產(chǎn)品質(zhì)量。另外，利用自動化技術(shù)對機械參數(shù)的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)狀況的準確預(yù)測。當(dāng)生產(chǎn)參數(shù)超出規(guī)定范圍時，會立即發(fā)出警報。此外，在機械設(shè)計系統(tǒng)中采用自動化技術(shù)，可以大大降低人工成本，優(yōu)化生產(chǎn)過程，降低人為安全威脅的可能性。

1.2資源費用減少

生產(chǎn)過程中采用自動化技術(shù)，可大大降低生產(chǎn)成本。目前，在機械設(shè)計、生產(chǎn)等許多領(lǐng)域，人工控制的工作大多是手工完成的，手工控制存在很多誤差，也存在不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的問題。舉例來說，對于汽車制造企業(yè)來說，一些小規(guī)模汽車制造企業(yè)，人工裝配是由員工來完成的，所以裝配汽車所需的時間和汽車自動化制造技術(shù)的時間是完全不同的。同時也會產(chǎn)生很多問題，如質(zhì)量、備用零件的安裝等。所以人工控制不僅花費了大量的時間，而且會增加成本。汽車制造過程中若采用全自動化技術(shù)，將提高汽車的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

1.3提高機器的使用性能

應(yīng)用自動化技術(shù)進行機械設(shè)計，可以實時地監(jiān)控機器的運行狀態(tài)，這對提高機械性能是很有幫助的。實踐中，采用自動化技術(shù)，能有效地對各種機械工作數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)實際情況制定出一套實用的機械操作與維修計劃。此外，在發(fā)生故障時，通過對機械設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，可對自動化技術(shù)的應(yīng)用進行診斷和分析，為后續(xù)故障的排除打下良好的基礎(chǔ)，并幫助機械設(shè)備更快地恢復(fù)正常工作狀態(tài)[1]。

1.4提高生產(chǎn)力

在企業(yè)飛速發(fā)展的今天，自動化技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的方向。相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，自動化技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢。自動生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)革命時期出現(xiàn)的機器人有些相似。這項技術(shù)的出現(xiàn)促進了勞動生產(chǎn)率的提高。與此同時，這一機械生產(chǎn)模式將得到全面推廣。此外，由于科技的發(fā)展，現(xiàn)代自動化技術(shù)完全由系統(tǒng)和設(shè)備控制。從數(shù)據(jù)分析來看，設(shè)備的生產(chǎn)率是勞動生產(chǎn)率的4倍。自動控制技術(shù)的發(fā)展大大提高了生產(chǎn)效率。

2自動化技術(shù)在機械設(shè)計與制造中的應(yīng)用

2.1應(yīng)用虛擬技術(shù)

以計算機技術(shù)和因特網(wǎng)為支撐的高科技虛擬技術(shù)，采用人機界面技術(shù)、計算機圖形學(xué)、人的行為學(xué)等手段，充分利用這些技術(shù)，并借助閱讀器，向用戶提供三維信息。虛擬現(xiàn)實環(huán)境。視覺、聽覺和觸覺在這樣的環(huán)境中都是真實的。通過人-機交互，用戶可以獲得與現(xiàn)實相似的用戶體驗。其特點是：多知覺、交互性、沉浸性、想象性。其中包括觸摸設(shè)備、輔助設(shè)備、虛擬環(huán)境生成器、人與虛擬環(huán)境。由于這五種元素的交互應(yīng)用，用戶的體驗感覺也會變得更加真實、生動。將虛擬技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)計制造中，可大大提高問題的解決能力。如在機械生產(chǎn)中檢測到機械故障，可利用虛擬技術(shù)進行全面而深入的分析，準確地追蹤問題的關(guān)鍵，及時研究反應(yīng)策略，從而有效避免不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)和生產(chǎn)資源的浪費。通過虛擬制造技術(shù)對整個生產(chǎn)過程進行控制，保證了機械設(shè)計與制造作業(yè)的順利有序進行。另外，虛擬技術(shù)能夠最好地解決傳統(tǒng)機械設(shè)計與制造過程中存在的諸多不足和問題，從實際應(yīng)用來看，為了獲取更大的效益，必須加強虛擬技術(shù)與其它技術(shù)的結(jié)合，提高機械設(shè)備生產(chǎn)的自控水平和自動化工藝優(yōu)化的可能性[2]。

2.2智能化設(shè)計

利用智能技術(shù)進行設(shè)計工作，可以使量化指標(biāo)更加具體，并有效減少設(shè)計錯誤的可能性。應(yīng)用三維平臺設(shè)計方法對機械系統(tǒng)進行智能化設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上進行自動仿真，最終實現(xiàn)顯示裝配及其它任務(wù)的自動化。利用智能自動化技術(shù)進行機械概念設(shè)計，可以優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計方法，包括基于設(shè)計規(guī)則的創(chuàng)新設(shè)計，改進功能分解與重組。以符號形式反映設(shè)計結(jié)果的設(shè)計方法。根據(jù)合理分離，確立了他們之間的內(nèi)在聯(lián)系。如，在運動分析方法的適用下，對零件平面圖運動的信息內(nèi)容進行精煉，為事后的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與開發(fā)設(shè)計工作奠定優(yōu)良的基礎(chǔ)。設(shè)計方案工作人員應(yīng)在設(shè)計方案結(jié)構(gòu)時，科學(xué)、有效地運用三維服務(wù)平臺開展二次開發(fā)與設(shè)計方案，合理地提升基層機構(gòu)模型高效率，能夠更好地確保三維產(chǎn)品造型設(shè)計品質(zhì)。此外，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須對主體機構(gòu)的空間位置進行深入分析，并據(jù)此確定布局算法。從而可得到最佳的聯(lián)接比，從而實現(xiàn)機械自動化設(shè)計。這樣，密集的設(shè)計不僅使產(chǎn)品的機械設(shè)計更美觀，也使機械系統(tǒng)所占空間最小化[3]。

2.3集成技術(shù)在機械自動化中的應(yīng)用

裝備生產(chǎn)自動化的一個重要環(huán)節(jié)是集成。對提高企業(yè)的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率具有重要意義。機器生產(chǎn)主要是通過信息技術(shù)的交換來實現(xiàn)的，在生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)都是一體化的。利用生產(chǎn)鏈，可進一步提高后鏈接到的效率。但是，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體形態(tài)來看，企業(yè)的內(nèi)部整合程度會受到一定的限制。因此，必須從發(fā)達國家的成功經(jīng)驗中吸取一定的技術(shù)教訓(xùn)，不斷提高我國的技術(shù)水平，為我國機械生產(chǎn)的發(fā)展作出貢獻。

2.4柔性自動化應(yīng)用

為使機械設(shè)計與制造企業(yè)在日益激烈的社會競爭中立于不敗之地，必須全面更新市場科技，引進創(chuàng)新、優(yōu)化機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和類型，并采用靈活的自動化系統(tǒng)進行機械設(shè)計。而在生產(chǎn)部，優(yōu)化人機界面，幫助企業(yè)建立更加完善的信息系統(tǒng)，更好地實現(xiàn)靈活管理的目標(biāo)。有電腦系統(tǒng)的支持。在改進計算機信息系統(tǒng)時，由于對環(huán)境的適應(yīng)能力強，所以可以手工實現(xiàn)。根據(jù)這一點，完成了對市場需求的研究和分析，必須認真做好從最初的柔性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)到業(yè)務(wù)流程的改進。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)的無縫集成，為下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)打下良好的基礎(chǔ)[4]。

2.5數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

機床產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程比較復(fù)雜，對精度要求很高。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計、制造和加工工藝，那么產(chǎn)品不僅生產(chǎn)時間長，而且成本高，效率和質(zhì)量都很低。但將數(shù)字化控制技術(shù)引入到機械設(shè)計與生產(chǎn)中，可以從根本上解決這些問題，極大地提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量。CNC技術(shù)是指用計算機程序按照規(guī)定的規(guī)則和語言格式編寫加工程序，并利用NC機控制路徑和工藝參數(shù)、軌跡工具、運動、切削參數(shù)等產(chǎn)品加工。在開始機械設(shè)計和生產(chǎn)之前，技術(shù)員必須用電腦來編程，例如，割炬，編程程序。利用軟件代碼裁剪的時間和速度可以保證高精度的產(chǎn)品生產(chǎn)。

3結(jié)束語

總之，自動控制技術(shù)在機械設(shè)計與生產(chǎn)中的運用，不但有非常好的發(fā)展前途，也是機械設(shè)計和生產(chǎn)機械化的必然趨勢。在激烈的市場需求中占據(jù)一席之地。那樣就必須操作者充足了解自動化技術(shù)在機械設(shè)計和生產(chǎn)中的運用價值，以及對智能、虛擬化和技術(shù)集成的理解。通過不斷的研究與創(chuàng)新，有效地降低機械設(shè)計與生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)效率，同時為工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的保障。

參考文獻

[1]楊柳.自動化技術(shù)在機械設(shè)計與制造的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（05）： 125.

[2]王軍.自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的新應(yīng)用[J].中國科技信息，2020 （06）：60-61.

[3]葉楠博.機械設(shè)計中自動化技術(shù)的運用[J].科技風(fēng)，2020（04）：152.

[4]劉明.自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2019，50（10）：187.