自動化技術在機械設計制造中的應用

許明善

（江門市維凱智能裝備有限公司，廣東 江門 529000）

1 機械設計制造中自動化技術及其應用價值

1.1 自動化技術概述

自動化技術是一門新興學科，是指在計算機、信息科技的鼎力支持下，實現機器、裝置在很少人甚至無人的條件下能夠正常運行并順利完成預期任務的技術[1]。其中，主要涉及信息技術、微電子技術等領域的現代化先進技術。自動化技術源自20 世紀20 年代，并逐步開始在機械的冷加工制造中加以應用。伴隨自動化技術的逐步完善和發展，機械制造業自動化程度也在不斷提升。隨著現代化科學技術的飛速發展，自動化技術在機械制造業應用日益廣泛。通過先進的自動化技術，極大地提高了機械設計制造的生產質量、工作效率，并且大幅地壓縮了人力成本，有效增強了人類通過機械認識、改造整個世界的能力。在自動化技術滲透至各個領域以后，又和其他學科技術產生交叉，衍生出了機械制造、管理、過程、教育等領域的自動化技術，并且形成了一種多元、豐富的發展態勢。值得一提的是，自動化技術具有很可觀的拓展性能，既可以取代人類的體力勞動，又可以輔助或取代人類的腦力勞動。

1.2 在機械設計制造中的應用價值

其一，通過對自動化技術的有效應用，可以節約大量資源能源，實現綠色節能環保、可持續發展[2]。在機械設計制造領域，對自動化技術加以應用，可以嚴控好所有的生產環節，大幅提升生產過程中對于能源的利用率，盡可能地防止生產過程中浪費能源，并且有效提升機械生產品質，進而充分滿足機械工業的節能生產需求，并促進現代機械行業實現可持續發展目標，全面提升自動化產品的綜合效益、環保性，讓其也具有綠色、可持續的發展特點[3]。其二，通過對自動化技術的有效應用，還可以大幅提升機械設計制造方面的實用性，并完全滿足機械產業的建設發展所需。在生產環節中，通過對自動化生產技術的有效應用，并結合基本的生產需求，來全面調解整個生產過程，充分發揮自動化設施的作用，來盡可能地提升生產過程效率、質量，全面滿足基本生產需求。其三，全面優化完善機械行業的生產模式。在現代機械設計制造領域，通過對自動化技術的有效應用，可以進一步靈活調整優化原本的生產模式，并大幅提高生產作業的效率、質量，優化、改善機械產品的整個生產流程，全面升級換代整個產業模式，以確保機械行業的穩健、可持續發展。其四，創新產品，促進開發研究。同時，基于對自動化技術的深入研究分析，并在機械設計制造領域加以合理應用，就能夠充分發揮現代自動化技術的巨大價值作用。在新信息時代，機械設計制造、自動化發展對于創新、開發產品具有積極、有效的價值和意義。結合市場功能的基本需求，借助各種技術手段便能夠充分提高機械化程度。基于自動化機械系列的產品，能夠充分滿足當前的機械使用需求，存在極大的創新意義。

2 機械設計制造中自動化技術的具體應用

2.1 自動化技術的集成化應用

對自動化技術進行集成化應用，可以設計生產難度較高的產品，并且可以提升各項生產體系的協調度。集合各部分，通力協作配合來大幅優化、完善生產制造的整個流程。在綜合管理系統中，需要充分利用好電腦集成體系的價值，整合分散的自動化體系，并形成完整的生產系統，以緊密聯系機械產品的設計、制造、生產、管理等，并形成一個整體。此外，還可以整理、分析調研市場、產品研制、生產銷售等領域的數據信息，對機械生產過程中的物料、信息實施科學的一體化管理制度。基于集成控制體系，充分整合了原本分散在不同部分的系統，在工作中協作，以有效提升整體作業效能，讓生產模式獲得創新升級，并大幅提升機械生產行業的集成化、自動化程度。

2.2 自動化技術的虛擬化應用

在設計制造機械產品中，結合有效的虛擬化技術，能夠直觀地觀察到整個設計的效果，并且及時發現設計方面的不足。在自動化技術領域，虛擬化一般都用在機械產品的設計環節。基于沒有的實際產品，預先模擬出來產品的外觀、功能體系，讓有關人員能夠盡快了解到有關機械設計制造方面的問題和不足，并且及時進行優化改進設計，以節約時間，防止實際設計環節不合理。此外，還能夠避免影響機械制造效率，充分避免浪費不必要的成本。所以，在當前的機械設計制造中，通過自動化技術來實施虛擬設計已然形成一種趨勢，可以引領機械設計制造業朝著更好的趨勢發展壯大。

2.3 自動化技術的柔性化應用

在機械制造中，通過自動化技術能夠與各個流程有機結合，并調整優化設計制造的整個過程，達到柔性化生產的目的。結合聯鎖控制、柔性技術，可以有效控制生產過程的高精度，并充分配合生產流程各個階段中的設備、工藝組成部分，達到集中化、一體化生產目的。基于獨立存在的PLC 控制器，便可以嚴格控制不同生產線、各個工藝部分。結合集成化控制體系，讓不一樣的控制器可以相互高效率地輸送各種信息數據，讓管理人員可以充分明確產品的整體實施狀況，并在數據庫、管理體系間展開雙向交流，以有效控制柔性化系統的整體管理質量。在制造生產機械中，如果沒有實施柔性化管理，而全力著手生產制造事宜，則極易引起信息滯后的現象。結合自動化設備，可以進一步規范機械設計制造的整個流程。例如，在生產加工停車設備體系的立體鋼框架，對于切割、鉆孔、焊接等的步驟投入使用一定的柔性化技術，則可在固定的一個工位上管理各種鋼梁、鋼柱的生產過程，并結合機械手來準確定位連接板，便可大幅提升生產線的速度和精準度。此外，即便是發生異常現象，也可以第一時間找出問題的源頭并且予以有效修復，以控制生產過程的進度、效率，順利達到生產目標。

2.4 自動化技術的數控化應用

在設計環節的數控仿真需要電腦技術的輔助，結合仿真技術便可以直觀地展示機械產品的整個外形結構信息，并生動體現其各項性能，以便后期編輯產品圖紙時便能夠加以參考，進而控制好產品的精確度。此外，為了妥善處理好機械設備方面的運營邏輯、開關控制系列的操作問題，則可結合PLC 加以實現，基于此可以在保證控制精度的情況下提升生產過程效率。在機械領域，數控技術涉及多個組成部分，借助電腦處理技術可以獲得關于坐標軸移動過程的分量數據，然后將數據信息往相關裝置輸入，便可以高效精準地操控整個機床設備的工作過程。

2.5 自動化技術的智能化應用

基于自動化技術，可以智能化分布各種物流設備、數控生產機床等，并加快對物聯網系統的建設速度，以促進機械設計制造業全面提高整體智能化水平。基于機械設備附帶的各種控制器，連接上智能化設備，以充分發揮好現代化先進技術的整體優勢特點，來實現數控體系在設計方面的模塊化，并有機串聯好各個組成部分。同時科學分析設計制造環節的基本需求，并針對性提出解決的對策，以便及時、全面地改善生產資料信息。例如，基于自適應技術，既可以自行識別各種參數信息的改變情況，又可以運算電機作業參數，展開自動化編程工作，并有效控制機械設備。此外，結合智能化技術，還可以充分體現物聯網、計算機、大數據系列技術的相關價值，可以自動地收集、匯總各種數據信息，并展開專業分析，在獲得結果以后，基于客觀數據信息形成對應的方案，以便與產品的實際生產需求更準確地匹配。

2.6 自動化技術在汽車機械生產上的應用

在汽車機械生產上，主要投入使用成型、納米、精密切削等系列的自動化技術。尤其是精密切削技術展現出獨具特色的優勢，能夠有效提升機床加工過程操作的精確度，并具有更強的抗振性能。即便是在超高溫度的操作體系下也很難發生變形，可以實現自動化加工作業。例如，在實際生產、組裝汽車中，便要求嚴格結合規范要求來生產，尤其是在定位物料時，先進的自動化技術具有很重要的作用，可以在優質、低耗能的基礎條件下，自動化地選取最合適的生產作業模式加以匹配，并得到最理想的效果。在制造汽車零件上，最具典型代表作用之一就是現代電弧焊工藝，既可以充分節省材料，又可以有效提升焊接質量水平。

3 自動化技術在未來機械設計制造中的應用發展趨勢

3.1 提升交流頻繁性

在機械設計制造領域，先進的自動化技術屬于造福于機械行業乃至整個社會的關鍵性技術。基于有效的應用，能夠引領機械設計制造業、整個自動化行業持續不斷地向前發展和進步，并積極帶動社會的進一步發展。在機械設計制造業的未來發展中，自動化技術的有效應用還會帶來更加頻繁的交流，其中主要涉及技術、業務方面的合作交流。現階段，國內有關行業、部門常常定期在全國各地組織自動化設備系列展銷會，并推動相關技術及其業務的進步發展。伴隨未來有關人才的不斷增多，無疑也將展開更頻繁的技術交流。同時，也可能會專門設置示范區，以避免一定的錯誤，為業界的穩健發展提供有益的經驗。

3.2 提升綠色化水平

現階段，全球環境危機不斷加重，人類也越來越重視環境保護方面的工作，機械制造產業更是如此。所以，在未來的應用發展中，各種自動化技術也會朝向更加綠色化的趨勢邁進。為了降低機械制造過程中的大量能耗，避免影響環境質量，大量消耗成本，阻礙行業發展，則需要全面提升自動化機械生產的綠色化水平，廣泛推行綠色化設計制造模式，以充分規避環境問題，減小因生產環境惡劣可能出現的大量能耗，在控制生產效率的條件下充分降低損耗，為實現業界的可持續、綠色發展創造更有益的條件。

4 結語

在當前的機械設計制造中，對先進的自動化技術展開有效應用至關重要。所以，應在機械自動化設計制造中，積極引入先進的自動化技術，并充分利用這些技術的優勢價值來達到可持續發展目標，進而為國內機械設計制造產業的發展壯大保駕護航。