自動化技術在機械設計及制造領域的應用

成艷芳

（河南鶴壁技師學院，河南 鶴壁 458030）

引言

在社會科技高速發展的背景下，機械制造業的相關技術不斷升級，為機械制造企業帶來新機遇的同時也帶來了挑戰。其中，AI 技術、電子技術、信息技術、數控技術的有效輔助提高了產品元件的精準度。因此，工作人員需要了解機械設計制造產業的市場前景，重視對該技術的生產、使用，進而達到安全生產、制造的目的。隨著這一技術的法陣，將有更大的空間得到提升，相信在這大趨勢下，機械設計制造生產的效率和質量定會不斷向前。

一、機械自動化設計制造概述

現代機械設計制造自動化是圍繞著計算機電子技術展開的一種新型技術形式，它既結合了傳統機械設計的理念又融合了多項現代尖端的現代機械操控技術，在滿足內在需求的同時，實現了企業的價值，使工作效率達到較高的標準。舉例來說，現場總線控制體統是早期發展起來的新型工業技術，它從原來面向設備選擇控制方式轉變為網絡選擇控制方式。目前，現場總線控制體統已經成為了工業控制自動化技術中使用率最高的情況存在。除了此項技術外，還有很多自動化的升級技術在工業行業中運行，為我國工業行業的進步做出了突出的貢獻。隨著我國社會經濟的發展，帶動了整個工業環境的飛速提升，自動化技術的應用也成為了一種必然的趨勢[1]。

二、自動化技術在機械設計與制造中的重要意義

（一）提高機械設計與制造的生產效率

自動化技術的應用，使機械設計與制造的過程精細化、智能化，顯著提升了生產效率。自動化技術改變了機械制造業的生產方式，使其由傳統的人工生產轉變為自動化生產，在很大程度上減少了生產誤差，提高了機械制造的準確性，同時減少了工人的工作量。計算機控制比人為控制更加穩定可靠，能夠減少意外事故的發生[2]。

（二）自動化技術的應用降低了資源成本

在傳統的機械設計領域一般都屬于粗狂型工業，在實際的生產過程中產生了大量的資源浪費，這樣高成本的機械設計對企業的發展一定有影響的。將自動化技術全面應用到機械制造中會大幅度的提升生產制造過程中的精細化程度，與此同時，自動化技術體系中會將生產廢料進行合理化重新利用，這不僅會降低生產成本，還提升了企業的直接經濟效益。自動化技術取締了傳統機械設計會將生產作業中的每個環節優化完善，增加了生產原材料和企業機械設備的匹配度，這樣更加能夠減少耗材的使用，更大程度上減少浪費[3]。

（三）提升機組的運行安全性

安全生產是制造產業的重心，特別是近年來制造產業安全事故頻發，一旦工作人員沒有注意到部分設計的操作要求，或是操作步驟不正確，就會引發安全隱患事故。通過將自動化技術與機械設計制造技術進行融合，能夠及時、全面地核查出機組的安全隱患。因此，使用大數據給予監控控制，能消除制造過程中的安全隱患。在生產制造過程中，工作人員需要監控當前機組的運行過程，依據機組工作數據進行統計，再利用傳遞功能、管理功能得到制造現場情況，將不同機組的數據指標進行回傳處理，方便現場工作人員開展調研工作。若機組出現運行故障，系統也可給予監測人員一定的報警信息，再結合配套的管理流程采取相應的處理辦法，方便工作人員了解系統的運行異常原因。另外，系統也可依據數據庫內容推斷、反饋，從而創造出一個和諧的運行環境[4]。

三、自動化技術在機械設計及制造領域的應用

（一）集成化模式在自動化技術中的應用

互聯網的普及促使計算機技術應用到了各行各業中，自動化技術的產生，不同系統和不同技術類型的衍生就依托于計算機技術的發展。在此基礎上，單一的子系統或者單一的某項技術已經不能滿足于當今企業機械制造的需求，只有計算將多系統、多技術融合在一起，形成集成化的管理運營模式，才能實現機械制造想達到的效果。另外，計算機的云計算功能實現了企業從機械設計到機械制造，最后到機械運營的全過程集成化效果，為整個系統提供更加嚴密的技術支持[5]。

（二）自動化技術在機械設計制造中的綜合應用

1.生產自動化。自動化技術最主要的特點與優勢是能夠實現生產自動化，用自動化的機械代替，減少人工操作，有效降低人工操作失誤造成的安全事故的發生頻率。機械制造企業根據實際生產需要，設定自動化生產的各項產值，提高企業日常生產效率，同時能夠提高生產的產品質量。2.物資供給自動化。在機械制造過程中應用自動化技術可以實現所有機械制造所需要的原材料、成品等物資到達預先設定好的位置進行自動傳輸，是目前自動化技術在機械設計制造領域被應用得最廣泛的功能。3.設備裝配自動化。設備裝配是相對固定和枯燥的工作，傳統的設備裝配工作都由人工完成，由于設備裝配工作內容簡單、流程化，工人每天重復機械性的作業，生產積極性不高，且容易發生安全事故，會對工人的生命安全造成一定威脅。使用自動化技術，能夠形成一套完整進行自動化制造的流水線，設備裝配過程全部由機械完成，減少人力成本的同時提高設備裝配的速率，減少安全事故的發生。設備自動化裝配目前已經在機械設計制造企業得到廣泛應用[6]。

（三）柔性化模式在自動化技術中的應用

在機械制造的企業中一般有半自動、全自動、柔性等類型的生產線，在這些類型的生產線中柔性生產是最受歡迎的一種。因為柔性自動化技術比較靈活，在技術革新飛速的時代背景下顯得特別重要，以我國目前大型企業的生產設備上看，基本已經全面建立了柔性生產體系，實現了人機界面等多方面的系統操作優化，提升了計算機管理的實際效益。在柔性化模式中可以實現普通行業和自動化設備在同一個系統中，機械制造對外界環境變化的適應能力得到了提升，自動化程度提高了[7]。

（四）自動化技術在機械設計制造中的智能化應用

現代科學技術的發展都在朝智能化發展方向靠攏，自動化技術也是如此。自動化技術與智能化的完美融合，形成了人工智能一體化的自動化系統，能夠有效提高機械設計制造的水平。機械制造技術、自動化技術與人工智能技術三種技術共同組成了機械制造系統，各項技術之間并非單獨存在，它們相互滲透、相互影響、相互融合，構成了完整的機械設計制造系統。人工智能自動化機械制造技術的系統性和綜合性非常強，為機械制造企業節省了大量的人力成本，且其生產的機械設備質量更高、用時更短。以當前機械制造企業使用的人工智能機械臂為例，在機械制造企業中機械臂代替人工的數量逐漸增多，機械臂作為最早出現在現代工業中的人工智能機器人，對機械制造企業產生了很大的影響。機械臂能夠接受指令，精確地定位到三維空間中的某一點進行機械制造工作，機械臂比人手臂的承載能力更大，機械臂的剛性能夠提高機械設計制造的額度平穩性、運動速度和定位的精確性。智能機械制造系統還具有邏輯分析、推理判斷等功能，能夠在機械制造生產過程中及時發現問題并提出解決措施和解決方案，提高機械設計制造的安全性和可控性[8]。

結語

綜上所述，自動化技術的進步推動了整個工業的發展，尤其是針對機械制造領域，其作用和意義更是明顯。從可持續性發展的方向來看，自動化技術的發展趨勢是向著綠色、環保的角度出個發的，這也是全球工業發展的必然趨勢。傳統的機械設計過于粗獷和浪費，沒有能夠把資源合理的運用，自動化技術的應用降低成本和資源的浪費是工業行業發展的必然趨勢。