自動化技術在機械設計及制造領域的應用研究

張海寬 胡曉蘭

摘要：伴隨我國全球經濟一體化的發展，機械制造產業成為了我國經濟發展的重要支撐，機械設計及內燃機產品制造要逐步向智能化、自動化方向發展，應用互聯網信息技術、云計算、大數據來融入到企業產品的設計中，會使整體內燃機產品并更加智能，將多種技術融入到產品的研制中來，會提高產品自動化水平，也提高了內燃機生產制造的效率。

關鍵詞：自動化;機械設計;機械制造

引言

近年來，隨著科學技術的不斷發展，機械領域已經基本全面普及了自動化技術，這項技術的應用，使得機械相關的企業獲得了更高的經濟效益。為此，作為企業而言，必須根據自身的實際情況，來對現有的機械設計制造自動化技術進一步研發和創新，確保企業能夠擁有更大的發展空間，進而不斷提高企業產品的生產效率和生產質量。

1 機械自動化技術概述

機械自動化技術，將機械設備作為主體，然后融合微電子技術、計算機信息技術、傳感器技術、機電一體化技術等諸多先進技術，構建現代化、自動化應用系統，并將其應用于機械設計與生產制造中，實現自動化設計制造。當前隨著我國科學技術水平的不斷完善，自動化技術越來越成熟化，在機械設計與制造領域中的應用，替代了傳統人工勞作模式，實現了全過程機械設計與制造，作業模式轉變為流水線自動化式，大量勞動力被解放，勞動強度明顯下降，僅僅需要少量人員操控機械設備即可進行流水線作業。在這一過程中，自動化技術起到了不可替代的作用，自動化技術整合了多項先進技術，賦予了機械制造技術更加完善的功能，使得機械設計與制造業具備了更加強大的發展動力，引領了機械設計制造業發展新領域、新方向。

2 自動化在機械設計及制造領域的發展現狀

機械的制造工藝水平是機械產品品質的根本保證，從目前來看，雖然自動化技術已經在我國絕大多數機械制造企業當中得以普及，但各企業之間的普及程度卻參差不齊，一部分企業的自動化技術應用尚處于初級階段，在精細化和智能化上的發展還較為欠缺，相較于國內外的一些先進企業而言，還有著明顯的差距。除此之外，這些企業在激光加工、復合加工和納米加工等方向也往往存在諸多不足之處，對于這些方面的技術仍需要進一步提升，在未來的相關研究中，這些也將成為重要的研究方向。目前，自動化技術已經貫穿于機械設計和機械產品生產的全過程，特別是在機械產品設計的環節當中，采用自動化技術，能夠為新產品的設計增添靈感，并能夠從不同的維度整理相關的設計信息，不斷推陳出新，滿足企業和用戶多方面的實際需求。

3 淺析自動化在機械設計制造中的應用發展

3.1 加強各部門的溝通

在制造自動化機械設備時，必須以設計方案為主要的依據，在設計方案的指導下，對機械設備制造質量進行嚴格的控制。在制造自動化機械設備時，設計人員需要與加工部門保持密切的溝通和交流，嚴格按照加工圖紙和設計方案開展零部件加工，保證零部件與設計要求相符合。在制造機械設備的過程中，設計部門需要全程監督零部件加工，正確指導加工部門的工作開展，并對制造過程中遇到的問題進行全面地總結，與加工部門制定科學的方案解決這些問題，并對加工技術進行全面地優化，確保零部件的加工精度與設要求相符合。設計部門需要為加工部門創新技術提供輔助，以對現有加工技術進行針對性的改良，促進自動化機械設備加工制造技術水平的提升，從根本上提高機械設備的制造質量。

3.2 操作程序虛擬化管理

虛化管理，是指自動化技術在機械設計與制造中融合時，主要以大數據虛擬模型為條件，在機械前期設計、中期制造、以及后期檢驗三個部分，均借助虛擬數據模型實現跟蹤化管理，以實現在機械設計制造具體工作安排活動上，各個部分內容和信息之間的完美化承接。以現有的機械設計制造領域中的運用為例，可將自動化虛擬化管理的要點概括為：①利用大數據信息模型，對本次機械生產設計中的小零件、齒輪等方面都進行模擬。通過虛擬環境下的對應評估，分析機械設計制造工作局部開展的可行性;②采用虛擬化設計制造評分結構，對機械設計、制造、實際運用等方面的實施價值進行研究，以實現多樣化信息綜合管理的成效;③采用模擬分析結構圖，更加直觀、更立體的，對經過改裝后的機械制造不合理部分進行調節。自動化技術在機械設計制造中的應用時，虛擬管理方式的合理應用，能夠借助大數據虛擬空間，對機械設計制造中的可能存在的隱患問題進行模擬反饋，最終實現高品質生產和管理的效果。

3.3 自動化技術的柔性化應用

自動化技術在機械設計與制造領域的應用，能夠柔性化生產機械產品，自動化技術和機械制造技術的深度融合，將各個生產環節進行有機串聯，優化升級完善機械設計與生產制造流程，為柔性化生產提供便利。與此同時，利用伺服、聯鎖控制技術，憑借其較高的精度，有助于強化生產線各個工藝段多個設備彼此之間的有效耦合，使得生產線更加的密切聯動。應用獨立的 PLC 伺服控制器，即可控制不同工藝段和生產線的控制，集成控制系統的應用，有助于機械設計制造期間各個控制器數據信息的高效傳遞，便于管理人員實時化了解產品的生產狀態，密切信息管理習系統和關系型數據庫的雙向通訊，提升機械設計與制造柔性化管理效果。機械設計與制造的柔性化管理，離不開自動化技術的強有力支撐，單純應用機械零件，往往會出現信息遲滯的現象，通過應用并發揮出自動化設備的價值作用，規范機械設計與制造，出現故障問題的情況下，能夠及時排查并快速恢復正常的狀態，促進生產效率的提升，達到既定的生產目標。

3.4 引入先進的制造技術

目前機械設備設計已經逐漸朝著自動化技術方向發展，在設計過程中，為了更好地滿足現實需要，技術人員需要充分運用計算機技術促進設計水平的提高，使機械設備技術性能得到有效的改善。數字化技術、精細化技術等都屬于機械設備制造技術的重要組成，需要依托計算機技術。當前，已經在各行各業中廣泛應用人工智能與大數據，為各行各業革新技術創造了良好的條件。從中可以看出，計算機技術會直接影響社會生產生活。為此，也需要將人工智能技術和大數據技術合理引入到自動化機械設備設計中國，以促進機械設備設計技術水平的穩步提升。這就要求設計人員和技術研發人員必須對先進的計算機技術有清晰的了解，運用計算機技術為自動化機械設備的設計與制造提供輔助，全面創新機械設備的技術，使設計產品的性能得到針對性的改良，促進機械設備設計水平的提升。

結束語

總的來看，自動化領域在機械設計及制造領域中發揮著舉足輕重的作用，對于推動相關領域的發展有著重要的現實意義。為此，相關的企事業單位工作人員都應當對此給于足夠的重視，及時關注行業內的最新前沿動態，對現有的技術不斷優化創新，實現自身行業的更好發展。在設計自動化機械設備的過程中，必須遵循科學的設計原則，以確保設計的合理性，同時必須準確把握制造要點，以促進自動化機械設備設計與制造質量的提高。只有如此，才能為企業創造更多的經濟效益。

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