自動(dòng)化技術(shù)中組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析

謝元媛

（烏魯木齊職業(yè)大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830023）

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，未來自動(dòng)化技術(shù)組件在其中的應(yīng)用效率實(shí)現(xiàn)了全面的提升與飛躍。未來在進(jìn)行整體的技術(shù)應(yīng)用過程中，需要將機(jī)械加工工藝和電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行全面的結(jié)合發(fā)展，從而提升相關(guān)效率。同時(shí)，未來還需要使用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行機(jī)械制造，爭取能夠使用PLC編程技術(shù)來控制電氣自動(dòng)化程序，提升整體的制造效率。

1 模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用

根據(jù)當(dāng)下的實(shí)際市場狀態(tài)來說，未來在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中對模塊化工作的需求越發(fā)提升。那么這種發(fā)展態(tài)勢就意味著未來機(jī)械設(shè)計(jì)需要對模塊化提出更高的要求，從而得到更好的質(zhì)量。本文將針對模塊化在機(jī)械設(shè)計(jì)中提出的發(fā)展方向進(jìn)行分析，提出相關(guān)的策略。

首先，未來在發(fā)展的過程中為了更好地使自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成基本的保障，需要建立完善的控制程序，并且這一控制程序有著獨(dú)立性和完整性的要求。自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，各個(gè)組件能夠獨(dú)立完成相關(guān)工作，不僅能夠在最大程度上保證工作效率，同時(shí)也能夠在工作的過程中保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

其次，在一般的情況下，為了保證基本生產(chǎn)需求工作能夠得到滿足，自動(dòng)化系統(tǒng)需要根據(jù)不同的需求在各個(gè)端口之間安裝不同的接口，從而實(shí)現(xiàn)不同工藝間的信息交流。端口在對接后，不僅能夠很大程度上實(shí)現(xiàn)信息的交流，同時(shí)，也能夠使不同的控制器進(jìn)行溝通與轉(zhuǎn)化，從而讓信息不斷地進(jìn)行流通，提升工作效率。

最后，為了保證工作過程中數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，還要做好數(shù)據(jù)接口表的編制工作。在對表進(jìn)行編制的過程中，主要的依據(jù)就是數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)的長度。對于數(shù)據(jù)的來源，需要根據(jù)不同的情況對數(shù)據(jù)進(jìn)行測試和整合，從而將之儲(chǔ)存在一起。

2 組件技術(shù)下的自動(dòng)化技術(shù)

2.1 著眼于縱橫之間的集成

未來為了更好地進(jìn)行便捷通信，需要將組件運(yùn)行于實(shí)踐的過程中，將標(biāo)準(zhǔn)化的總線技術(shù)進(jìn)行充分利用，并且總線技術(shù)還能夠在各個(gè)組件之間進(jìn)行使用。隨著經(jīng)濟(jì)水平的快速進(jìn)步與發(fā)展，我國各個(gè)行業(yè)都得到了非常好的進(jìn)步與發(fā)展，因此，機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量水平也隨著組件提升。從現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備角度來說，未來要想進(jìn)行更好的發(fā)展，主要的方向就是使用組件技術(shù)對其進(jìn)行控制與加強(qiáng)。同時(shí)，未來需要在一定條件下使用組件技術(shù)對機(jī)械設(shè)備水平進(jìn)行延伸，由此可見，在生產(chǎn)發(fā)展的過程中，未來可以使用多個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制與管理，從而達(dá)到橫向集成的控制要求，這種集成方式運(yùn)行相對來說更加簡單。

使用自動(dòng)化的控制方式，能夠在更大的程度上幫助數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，從而提升工作的整體效率。在模塊設(shè)計(jì)的過程中，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸與多種技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合發(fā)展，尤其是數(shù)字控制技術(shù)和信息集成技術(shù)兩種，將原有的模塊機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)展與豐富。但是從總體的角度上來講，機(jī)械制造技術(shù)依舊有很大的加強(qiáng)空間，除了需要在縱橫集成方面進(jìn)行加強(qiáng)外，還需要使各種組件技術(shù)在未來發(fā)展的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)全面自動(dòng)化。

2.2 分析積木模式

通俗來講，積木模式就是將用戶長期使用并且已經(jīng)重復(fù)運(yùn)作的軟件進(jìn)行重新組合，而在組合過程中的各種性能展現(xiàn)屬于這一軟件的最突出性能與特征。從當(dāng)下市場實(shí)際情況進(jìn)行分析之后可以發(fā)現(xiàn)，積木模式在自動(dòng)化控制過程中得到了非常廣泛的普及與應(yīng)用。而在整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，未來需要可以通過計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)和信息交換的載體，那么，在這種情況下，組件技術(shù)能夠成為自動(dòng)化系統(tǒng)中最基本的標(biāo)準(zhǔn)，這也是使用較為普遍的一種標(biāo)準(zhǔn)。由于供應(yīng)商不同，為了更好地在不同供應(yīng)商之間進(jìn)行自由交換，需要將自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行約束管理，在相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行分類，這能夠更加方便快捷地進(jìn)行工作。

初步建立積木模式后，還需要對自動(dòng)化逐漸進(jìn)行豐富管理，從而更好地將信息技術(shù)以及其他技術(shù)應(yīng)用其中。隨著科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)水平的提升帶來了更加豐富的自動(dòng)化組件，現(xiàn)如今，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)能夠?qū)⒘W(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、分析技術(shù)、電子學(xué)融入設(shè)計(jì)中，這種發(fā)展提升了當(dāng)下的設(shè)計(jì)水平和機(jī)械工程專業(yè)性。由于現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)和以往使用的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)有著較大的區(qū)別，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)收集到相應(yīng)的資料就能夠更加快速地進(jìn)行運(yùn)算，并且這種運(yùn)算的準(zhǔn)確率較高，能夠選擇出最佳的方案。但是，在使用現(xiàn)代化技術(shù)之前，需要將CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行融合，從而形成當(dāng)下的頂尖現(xiàn)代技術(shù)。在現(xiàn)在的自動(dòng)化組件模塊設(shè)計(jì)過程中，信息技術(shù)和人工技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)成為兩大重要的組成部分，尤其是模塊機(jī)械設(shè)計(jì)，更需要這兩種技術(shù)的支持。

3 自動(dòng)化技術(shù)中組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際運(yùn)用

3.1 在設(shè)計(jì)方面的運(yùn)用

機(jī)械設(shè)計(jì)往往需要大量的數(shù)據(jù)以及文件才能夠更好地進(jìn)行運(yùn)用，因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前需要準(zhǔn)備好相關(guān)的數(shù)據(jù)以及文件，并且將之進(jìn)行合理配置，主要的目的就是為了更好地將之運(yùn)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中。但是，當(dāng)下很多設(shè)計(jì)人員僅僅關(guān)心產(chǎn)品開發(fā)時(shí)存在的問題，忽視了組件與模塊在設(shè)計(jì)過程中相互協(xié)調(diào)的問題，這導(dǎo)致組件的設(shè)計(jì)受到了限制，因此應(yīng)用模塊也無法發(fā)揮出自己的應(yīng)有效果。未來想要更好地使組件和模塊在自動(dòng)化技術(shù)中得到更加合理的配置，就要將模塊進(jìn)行科學(xué)化的劃分，將每個(gè)模塊都能夠與對應(yīng)的接口一一對應(yīng)，保證模塊和接口能夠組成一個(gè)主體。在設(shè)計(jì)過程中，可以使用組件對每個(gè)模塊的實(shí)際情況進(jìn)行整理與匯總，從而形成完整的處理方式。

除此之外，在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過程中，要想更好地使組件和模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)用效果進(jìn)行提升，設(shè)計(jì)人員需要更加詳細(xì)的分析傳統(tǒng)的理念，將原有的設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，從而將設(shè)計(jì)中的內(nèi)容和實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合。設(shè)計(jì)人員在對工作進(jìn)行總結(jié)的過程中，一般都會(huì)使用設(shè)計(jì)文件達(dá)成目標(biāo)，因此，在對設(shè)計(jì)文件進(jìn)行模塊化創(chuàng)新的過程中，能夠提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平。而設(shè)計(jì)文件的模塊化設(shè)計(jì)實(shí)際上屬于將設(shè)計(jì)組件進(jìn)行整合，方便更加隨意的進(jìn)行提取與運(yùn)用。

3.2 模塊化的步驟

首先，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)高層模塊的實(shí)際狀態(tài)分析地層模塊的依賴性，并且使用抽象層來了解具體層的依賴表現(xiàn)，在明確相關(guān)設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)意圖之后，能夠站在更加明確的條件上來對模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是在設(shè)計(jì)的過程中，依舊需要根據(jù)設(shè)計(jì)思路規(guī)劃模塊，科學(xué)地使用各種組件地讓模塊和接口組成一個(gè)整體，并且還需要將所有的連接和組塊進(jìn)行整合，形成組合。

其次，設(shè)計(jì)人員在于有效地劃分模塊后，需要根據(jù)劃分的形式進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)，根據(jù)劃分模塊的條件合理調(diào)整設(shè)計(jì)工作，在調(diào)整的過程中同時(shí)還需要考慮到產(chǎn)品的使用周期和使用注意實(shí)現(xiàn)，盡量使產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用能夠結(jié)合成為一體，保證實(shí)現(xiàn)合理結(jié)合。除此之外，在自動(dòng)化技術(shù)中，需要學(xué)會(huì)使用組件將生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn)行結(jié)合，讓設(shè)計(jì)成果能夠在自動(dòng)化技術(shù)中被更好地運(yùn)用。需要注意的是，在自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)的過程中，需要保留模塊的二元性，二元性是決定了模塊連接接口和輸入輸出端口的主要標(biāo)志，這兩者有著不同的作用，能夠?qū)⒅M(jìn)行合作使用，同時(shí)也能夠獨(dú)立運(yùn)行。因此，模塊化設(shè)計(jì)對于模塊零件的功能有著非常高的要求，同樣對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃性要求也有著較高的要求。只有使模塊零件的功能和結(jié)構(gòu)歸屬性得到保證，才能夠更好地優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)水平。在自動(dòng)化控制的過程中，這種模式主要的作用在于能夠簡化模塊自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，而這一理念需要將開放式和集成式的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行結(jié)合，當(dāng)下機(jī)械設(shè)計(jì)過程中已經(jīng)逐漸開始運(yùn)用這一理念，并且這一理念已經(jīng)發(fā)展成為機(jī)械設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)發(fā)展的重要方向。

3.3 機(jī)械廠家作業(yè)智能化

機(jī)械廠家在未來發(fā)展的過程中，根據(jù)發(fā)展的不同要求，對于生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中使用的車床也有著不同的劃分，主要的劃分依據(jù)是結(jié)構(gòu)、布局、工藝等。但是，在實(shí)際工作的過程中，主要工具依舊是車刀。由于在實(shí)際產(chǎn)品制作與設(shè)計(jì)的過程中，大多數(shù)的零件和機(jī)械設(shè)備都屬于金屬物件，因此，大部分企業(yè)的車床加工方式都是使用電腦進(jìn)行編程。

在最初的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用過程中，這一技術(shù)的局限性也較為明顯。首先，這一技術(shù)的局限性在于車床自身耐熱性不足往往會(huì)出現(xiàn)變形，進(jìn)而導(dǎo)致加工會(huì)出現(xiàn)熱誤差與幾何誤差，這都會(huì)極大地降低加工模具的精確度。在經(jīng)過了技術(shù)改進(jìn)后，現(xiàn)代化的高智能計(jì)算機(jī)需要以機(jī)械設(shè)計(jì)為主要的工作基礎(chǔ)，隨后再通過數(shù)學(xué)模型的建立來補(bǔ)償誤差，這降低了誤差的出現(xiàn)，并且提升了相應(yīng)的精確度，同時(shí)，這種技術(shù)的出現(xiàn)也讓人工作業(yè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)的加工失誤隨之減少。

3.4 實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)性

未來組塊及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在我國各行各業(yè)都有著非常廣泛的運(yùn)用，但是，主要的應(yīng)用方向依舊是生產(chǎn)制造業(yè)。現(xiàn)如今，隨著生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展，這一行業(yè)所需要的機(jī)械零件也越發(fā)復(fù)雜，各種加工技術(shù)橫空出世，所需要的正是各種各樣的機(jī)械設(shè)備支持。而自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，能夠更好地對一些外形復(fù)雜、多槽零件來進(jìn)行施工和作業(yè)，比如說在進(jìn)行金屬冷加工過程中可以使用刀具在高速宣傳過程中進(jìn)行作業(yè)施工。除此之外，為了更好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品系統(tǒng)性發(fā)展，這對于機(jī)械設(shè)計(jì)也有著非常高的需求。由于機(jī)械設(shè)計(jì)有著一定的系統(tǒng)化理念，因此大部分情況下屬于平面、曲面、凹凸面、曲線輪廓的機(jī)械產(chǎn)品都能夠使用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行加工，同時(shí)非圓曲線與列表曲線可以進(jìn)行自主調(diào)控和協(xié)調(diào)。

4 結(jié)語

在未來自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展過程中，需要注意使用不同的模式來創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)，從而達(dá)到更好的創(chuàng)新成果。首先，在模塊設(shè)計(jì)的過程中，需要在縱橫集成的方式上進(jìn)行加強(qiáng)，使用組件自動(dòng)化的方式進(jìn)行修正。其次，則是需要注意使用積木模式進(jìn)行管理，將使用過的組件進(jìn)行剛重新組合。最后，是需要注意將機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行更深層次的結(jié)合，從而提升模塊機(jī)械設(shè)計(jì)的使用價(jià)值。