機械設計中自動化技術的運用

陸海燕

摘要：當前，隨著我國科技水平的不斷提高，機械設計對自動化技術的發展與應用作出了巨大貢獻。自動化技術的應用大大提高了機械設計的效率和質量，在此基礎上，分析了自動化技術在機械設計中應用的優越性，同時，重點關注機械設計自動化的具體應用。

關鍵詞：機械設計;自動化技術;應用

自動控制技術是新時代科技發展的重要產物，是當今社會廣泛應用于經濟領域的重要物質支撐，帶來社會發展的層次性變化。它不僅是滿足人民群眾生產生活需要的基礎，也是支撐國家硬實力的重要組成部分。自動控制在機械設計中的應用也是當前社會發展的主流要求和大眾物質需求的主要呼聲。也就是說，機械設計要與自動化技術不斷結合，實現自身前中后期不同層次的跨越。

1分析自動化技術在機械設計中的應用優勢

1.1有利于提高產品的可靠性

在機械設計與生產中采用自動化技術，可以提供生產數據的實時監測。一旦發現問題，報警就能及時觸發，從而更好的保證工作運行和產品質量。另外，利用自動化技術對機械參數的運行參數進行實時監測，從而實現對生產狀況的準確預測。當生產參數超出規定范圍時，會立即發出警報。此外，在機械設計系統中采用自動化技術，可以大大降低人工成本，優化生產過程，降低人為安全威脅的可能性。

1.2資源費用減少

生產過程中采用自動化技術，可大大降低生產成本。目前，在機械設計、生產等許多領域，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，也存在不能保證產品質量的問題。舉例來說，對于汽車制造企業來說，一些小規模汽車制造企業，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的時間是完全不同的。同時也會產生很多問題，如質量、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，將提高汽車的生產效率和質量，降低生產成本。

1.3提高機器的使用性能

應用自動化技術進行機械設計，可以實時地監控機器的運行狀態，這對提高機械性能是很有幫助的。實踐中，采用自動化技術，能有效地對各種機械工作數據進行分析，根據實際情況制定出一套實用的機械操作與維修計劃。此外，在發生故障時，通過對機械設備運行狀態的實時監測，可對自動化技術的應用進行診斷和分析，為后續故障的排除打下良好的基礎，并幫助機械設備更快地恢復正常工作狀態[1]。

1.4提高生產力

在企業飛速發展的今天，自動化技術已經成為企業生產現代化的方向。相對于傳統生產工藝，自動化技術具有十分明顯的優勢。自動生產技術與工業革命時期出現的機器人有些相似。這項技術的出現促進了勞動生產率的提高。與此同時，這一機械生產模式將得到全面推廣。此外，由于科技的發展，現代自動化技術完全由系統和設備控制。從數據分析來看，設備的生產率是勞動生產率的4倍。自動控制技術的發展大大提高了生產效率。

2自動化技術在機械設計與制造中的應用

2.1應用虛擬技術

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

2.2智能化設計

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

2.3集成技術在機械自動化中的應用

裝備生產自動化的一個重要環節是集成。對提高企業的生產水平和生產效率具有重要意義。機器生產主要是通過信息技術的交換來實現的，在生產的每一個環節都是一體化的。利用生產鏈，可進一步提高后鏈接到的效率。但是，從產業發展的整體形態來看，企業的內部整合程度會受到一定的限制。因此，必須從發達國家的成功經驗中吸取一定的技術教訓，不斷提高我國的技術水平，為我國機械生產的發展作出貢獻。

2.4柔性自動化應用

為使機械設計與制造企業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，引進創新、優化機械產品結構和類型，并采用靈活的自動化系統進行機械設計。而在生產部，優化人機界面，幫助企業建立更加完善的信息系統，更好地實現靈活管理的目標。有電腦系統的支持。在改進計算機信息系統時，由于對環境的適應能力強，所以可以手工實現。根據這一點，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據處理系統到業務流程的改進。柔性生產系統，可以實現設計與生產的無縫集成，為下一生產環節打下良好的基礎[4]。

2.5數控技術的應用

機床產品的設計和制造過程比較復雜，對精度要求很高。如果采用傳統的設計、制造和加工工藝，那么產品不僅生產時間長，而且成本高，效率和質量都很低。但將數字化控制技術引入到機械設計與生產中，可以從根本上解決這些問題，極大地提高機械產品的質量。CNC技術是指用計算機程序按照規定的規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、軌跡工具、運動、切削參數等產品加工。在開始機械設計和生產之前，技術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品生產。

3結束語

總之，自動控制技術在機械設計與生產中的運用，不但有非常好的發展前途，也是機械設計和生產機械化的必然趨勢。在激烈的市場需求中占據一席之地。那樣就必須操作者充足了解自動化技術在機械設計和生產中的運用價值，以及對智能、虛擬化和技術集成的理解。通過不斷的研究與創新，有效地降低機械設計與生產的成本，提高生產效率，同時為工業的可持續發展提供了可靠的保障。

參考文獻

[1]楊柳.自動化技術在機械設計與制造的應用[J].南方農機，2020，51（05）： 125.

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

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

[4]劉明.自動化技術在機械設計中的應用[J].南方農機，2019，50（10）：187.