淺談自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王 郝

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院 電氣工程學(xué)院，徐州 221000）

機(jī)械制造業(yè)是目前我國(guó)制造業(yè)的重要組成部分。有效應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，可以進(jìn)一步提升機(jī)械生產(chǎn)的整體效率。機(jī)械設(shè)計(jì)為機(jī)械生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化了機(jī)械生產(chǎn)的整個(gè)過程，也使得生產(chǎn)流程更加簡(jiǎn)化，降低了生產(chǎn)過程中的人工消耗。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用給機(jī)械業(yè)未來(lái)的發(fā)展指明了方向，可以滿足機(jī)械生產(chǎn)方面的各種要求，為機(jī)械設(shè)計(jì)的良性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 機(jī)械自動(dòng)化概述

在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，人們對(duì)自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)不斷發(fā)生轉(zhuǎn)變。現(xiàn)階段，機(jī)械自動(dòng)化可以代替人工完成相關(guān)的工作，進(jìn)一步提高操作的水平和效率。一是機(jī)械自動(dòng)化可以輔助或代替人工的一部分勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人工操作與機(jī)械操作的統(tǒng)一，使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作更加方便，提高人力對(duì)機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步操作和管理。二是自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)人工不能實(shí)現(xiàn)的操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操作，使機(jī)械制造工程實(shí)施得更加規(guī)范。三是機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以使各制造工序更加連續(xù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備大批量的生產(chǎn)和制造，提高生產(chǎn)效率[1]。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重要性

2.1 有效提高生產(chǎn)效率

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用可以發(fā)揮軟件系統(tǒng)的自動(dòng)化操作手段，減少了人工操作和人工操作中可能出現(xiàn)各種錯(cuò)誤的概率。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中各種參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)做好故障警示，有效降低生產(chǎn)過程中可能發(fā)生安全問題的概率。

2.2 確保機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的有效應(yīng)用，可以為生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的高效性和精準(zhǔn)性。機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化主要體現(xiàn)在有效打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中的各種限制，使得生產(chǎn)過程中的測(cè)量和檢測(cè)工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了執(zhí)行水平，降低了產(chǎn)品殘次的概率，縮小了各種誤差。同時(shí)，生產(chǎn)逐漸規(guī)模化，每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都更加明確和具體，有效提高了生產(chǎn)效率和水平。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械的運(yùn)行狀況

機(jī)械制造中可以利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)整個(gè)機(jī)械的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制每一個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，改善機(jī)械設(shè)備的使用情況。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的有效整合，而且可以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的各種隱患，及時(shí)做好對(duì)相關(guān)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作。機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中應(yīng)用各種數(shù)字化數(shù)據(jù)，可以提高對(duì)機(jī)械設(shè)備故障的及時(shí)檢測(cè)，判斷存在的問題，及時(shí)采取有效措施。

2.4 提高對(duì)資源的利用效率

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以使設(shè)計(jì)效率較傳統(tǒng)的手段有很大程度的提升，進(jìn)一步提高了資源利用率，有效控制了機(jī)械設(shè)計(jì)中的資源成本，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)的精細(xì)化程度，減少實(shí)際生產(chǎn)過程中的能源損耗和資源浪費(fèi)。自動(dòng)化技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)中廢料的有效處理和回收利用，使得生產(chǎn)成本得到有效控制。

2.5 提高機(jī)械制造的精準(zhǔn)性

在目前社會(huì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，工業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)開始向小型化發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備的精度和質(zhì)量要求越來(lái)越高。不論是整體的機(jī)械設(shè)備，還是各部分的零件都需要有較高的精度。機(jī)械設(shè)備部件的精度如果不能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在實(shí)際應(yīng)用過程中極易出現(xiàn)故障，影響機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，主要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備各部分零件的精確化設(shè)計(jì)，滿足設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。生產(chǎn)過程中還可以對(duì)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制。計(jì)算機(jī)軟件和編程系統(tǒng)可以有效控制機(jī)床，使得整個(gè)生產(chǎn)過程更加規(guī)范和有序，實(shí)現(xiàn)了每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精細(xì)化操作，提升了各部分零部件的運(yùn)行效率[2]。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用到的自動(dòng)化技術(shù)

3.1 信息自動(dòng)化技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展給機(jī)械生產(chǎn)和加工帶來(lái)很大的改變，其中遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的實(shí)際狀態(tài)，同時(shí)可以針對(duì)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)的水平和效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，通過人力與機(jī)械的有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，需要掌握機(jī)械設(shè)備的工作原理，遵循基本的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，設(shè)計(jì)過程中要注重融入創(chuàng)新元素，使機(jī)械設(shè)備具有一定的先進(jìn)性。

3.2 機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)械加工環(huán)節(jié)有很多小零件需要被重復(fù)加工，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可以建立一體化工程體系，對(duì)機(jī)械加工形成規(guī)范化的加工體系，有效提高產(chǎn)品的合格率，降低人工生產(chǎn)方面的失誤，確保整體生產(chǎn)的效率和水平。

3.3 自動(dòng)化裝配技術(shù)

自動(dòng)化裝配系統(tǒng)是一組系統(tǒng)化設(shè)施，應(yīng)用自動(dòng)化軟件將搬運(yùn)、調(diào)試和組合等一體化。它采用自動(dòng)化技術(shù)組合相關(guān)的零配件，形成一個(gè)成品。自動(dòng)化裝配系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以減少人工成本、提高裝配效率，而且能夠保證一些復(fù)雜的和技巧性的操作，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。裝配環(huán)節(jié)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高生產(chǎn)效率。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

4.1 智能化發(fā)展

智能化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，有效促進(jìn)了行業(yè)經(jīng)濟(jì)的智能化發(fā)展，包括機(jī)械制造業(yè)。機(jī)械制造業(yè)充分應(yīng)用智能化技術(shù)，有助于生產(chǎn)人機(jī)一體化的機(jī)械設(shè)備，完善機(jī)械設(shè)備的智能化生產(chǎn)。

4.2 集成化發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)集成化逐漸成為機(jī)械制造業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要目標(biāo)。它將自動(dòng)化管理系統(tǒng)、自動(dòng)化信息系統(tǒng)等分系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，建立一個(gè)組合型模式，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的集成設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種資源的有效整合。

4.3 虛擬化發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)的虛擬化應(yīng)用了諸多先進(jìn)技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等。機(jī)械設(shè)計(jì)中，可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立模型，然后按照建立的模型設(shè)計(jì)并生產(chǎn)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和信息控制技術(shù)，不僅可以模擬整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過程，還可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行解決，確保實(shí)際生產(chǎn)過程順利開展，節(jié)省設(shè)計(jì)成本，提高生產(chǎn)效率和機(jī)械設(shè)備在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

4.4 柔性化應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，整個(gè)生產(chǎn)過程缺少柔性[3]。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，使得整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程有了柔性，提升了其應(yīng)變能力。此外，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的要求越來(lái)越多，而柔性技術(shù)的應(yīng)用會(huì)使整個(gè)生產(chǎn)過程的各環(huán)節(jié)有機(jī)關(guān)聯(lián)，完善系統(tǒng)功能。

5 提高機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平的措施

5.1 遵循生產(chǎn)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要是為了更好地滿足生產(chǎn)方面的需要，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，有效減少人工成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，使產(chǎn)品更適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求。最初的機(jī)械生產(chǎn)多是大批量生產(chǎn)，但在新的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)下，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需要進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，有效應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，建立自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

5.2 重視機(jī)械配套設(shè)計(jì)

機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展過程中，需要綜合應(yīng)用相關(guān)的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平，需要加強(qiáng)對(duì)信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的配套設(shè)計(jì)，充分做好自動(dòng)化技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)方面，還體現(xiàn)在生產(chǎn)人員的個(gè)人技能和素質(zhì)方面。因此，要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)人員相關(guān)技能的培訓(xùn)，推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)不斷向前發(fā)展。

5.3 自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)相結(jié)合

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，大大提升了機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造，有助于建立完善的網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效鏈接。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供保障。通過將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)有效整合，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)流程，提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率。

5.4 整合自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)控技術(shù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，將自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)控技術(shù)結(jié)合，可以提高設(shè)計(jì)效率和水平。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中占據(jù)重要地位，將各種技術(shù)協(xié)調(diào)應(yīng)用，主要是將數(shù)字化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有效整合應(yīng)用，進(jìn)一步強(qiáng)化了應(yīng)用效果，提升了機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平和產(chǎn)品精密度。因此，需要發(fā)揮數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的積極作用，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐效果，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展[4]。

6 機(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)中的未來(lái)發(fā)展前景

6.1 實(shí)用性

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用可以進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)效率，彌補(bǔ)傳統(tǒng)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的不足，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中需要廣泛布局和應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)一步發(fā)展[5]。

6.2 綠色化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造會(huì)消耗大量的能源，對(duì)環(huán)境造成較大污染。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)在設(shè)計(jì)過程中需要考慮生態(tài)環(huán)境發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中存在噪聲污染、原材料浪費(fèi)等問題。應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，規(guī)范設(shè)計(jì)制造過程，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的進(jìn)一步完善，達(dá)到綠色生產(chǎn)的目的，有助于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

6.3 智能化

機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中對(duì)機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜性要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法無(wú)法滿足人們對(duì)精密度的要求，也會(huì)增加工人的任務(wù)量。信息技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，促進(jìn)了各行業(yè)的智能化發(fā)展，提升了制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，保障了生產(chǎn)儀器的精密度。

7 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化是社會(huì)發(fā)展的重要發(fā)展方向。有效應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以減少傳統(tǒng)生產(chǎn)中人力方面的消耗，降低成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。機(jī)械設(shè)計(jì)在未來(lái)的發(fā)展中還需要明確發(fā)展目標(biāo)，不斷創(chuàng)新，提高人們對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平。