機械設計制造及其自動化的核心技術探析

丁曉瑋

（凱里市第一中等職業學校，貴州 凱里 556000）

科技是生產力的主體，創新是發展的第一推動力。當今，一場新的技術革命正悄無聲息地出現，它深刻地影響著世界的發展，并深刻地改變著人類的生產、生活方式。隨著機械和自動化技術的發展，勞動投入大幅度降低，生產效率得到了提高，能耗也得到了較好的控制。機械設計制造及其自動化是工業與制造領域的重要組成部分，可以讓設計成果能更好地服務于社會各個層面，降低員工的工作壓力、提高工作效率、降低人為因素所導致的誤差，進而推動企業的長遠發展。

1 機械設計制造及其自動化的核心技術

1.1 數控技術

CNC技術的目的就是將電腦程序運用到計算機中，從而實現對機床作業的控制，使其可以圍繞已有的程序進行零件加工。隨著我國工業化進程的不斷加快，許多行業都采用了數控技術，從而大大提高了生產的自動化水平，保證了生產的質量和效率。通過對當前數控技術的分析，可以看出其在智能化、網絡化等方面的優越性。通過網絡遠程監視系統的全面運用，使整個控制系統真正的計算機化，從而達到遠程監視的目標，了解生產的真實狀況，從而為提高生產效率提供了依據。數控技術與國家的生活息息相關，在IT、醫療、汽車等行業中，重要性不言而喻，所以，在實際應用中，CNC 技術的作用必須得到充分體現。

1.2 智能技術

智能技術方面是一項將電腦、精密傳感器、全球定位系統以及其他科技結合起來的科技，在機械設計、制造等方面具有重要意義。智能技術涉及計算機、定位等諸多方面。數字化技術是智能技術中的關鍵部分，它要求利用傳感器來采集海量的信息，為設計者提供更好的工作環境，從而有效地解決某些問題，推動整個產業的發展[1]。所以，設計者必須加強對智能技術的研究。比如，某機床公司與自動化研究所聯合，利用新一代工程機械線控制技術，將軍事航空技術用于智能飛行器上，不但“首發”了智能挖掘機、裝載機，而且還將逐漸向叉車、小型機械、道路機械等方向發展，為“批量首發”提供智能化服務。智能產品的研發與運用，不但可以簡化作業，還可以對故障進行嚴格的控制，從而促進了我國工程機械行業的發展。

1.3 自動檢測技術

傳統的檢測方法流程繁瑣、耗時多，自動化測試技術包括數據處理、信號調節等，它可以調節生產工人，提高生產效率，推動工業的發展。在檢測產品超出了規定范圍后，會發出聲音、紅燈等信號，以便及時處理機器運轉中的故障。比如雙匯公司利用沈陽自動化所自主研發的火腿腸在線外觀品質自動測試技術，基于物體的特征提取，運用人工智能和神經網絡技術，可以實時地檢測出十多種火腿腸的外觀瑕疵，并利用同步技術，準確、及時地排除瑕疵，消除了食品衛生方面的安全隱患。因此，在機械加工設計中，必須重視自動化檢測技術的應用，并將其記錄在案。

1.4 網絡技術

隨著網絡時代的來臨，網絡技術的應用越來越廣泛，越來越多地應用到人們的日常生活中。網絡技術是一個巨大的信息資源，采用互聯網技術，可以使人們擺脫時空的局限，更快捷地交換信息，使整個產業得以迅速發展。機械制造企業要想在市場上獲得更大的競爭優勢，就必須對網絡技術進行深入的研究，確保網絡技術與機械設計制造的融合，才能讓機械設計制造走上網絡化的道路。隨著網絡技術的普及，檢測、控制等技術的發展也越來越快，通過遠距離控制，可以使機械設備的操作更加靈活。總之，作為機械設計與制造的關鍵技術之一，網絡技術是機械制造業的核心技術，要使之不被時代所淘汰，就需要不斷地運用網絡技術，不斷地完善和創新。

1.5 虛擬現實技術

虛擬現實技術可以模擬生產的全過程，預測出問題，并采取相應的預防措施，將問題從源頭上消除，從而提高工作效率和經濟效益。VR 技術可以模擬人的感官，制造出一個逼真的場景，工作人員可以根據自己的直覺，建立起一個3D 模型，讓他們對自己的工作有一個清晰的認識。在高空作業時，如果工程師攜帶紙張、檢測設備，那么出現意外的可能性將會大大提高，而佩戴式設備則可以解決這一問題，可以用聲音進行瀏覽，搜集材料，從而大大降低工作壓力。隨著科學技術的進步，機械設計和自動化的發展速度越來越快，其中集成是未來的發展方向，因此，工程師們要做好這方面的工作，確保機電一體化和機械工業的穩定發展。

2 機械設計制造及其自動化核心技術的主要特點

第一，高效性。在社會進步逐漸加速的今天，應該以發展為首要目的，積極地推動改革。目前，為了保證自動化水平的大幅提升，需要對現有技術進行升級，使機械設計制造效率和質量得到明顯改善，從而保證行業的可持續、穩定發展。第二，人性化。機器是人們生活和生產的必需品，特別是要根據生產和生活的需要，不斷地進行更新，使之具有人性化的特性。比如，根據我國的國情，機械設計和自動化技術在農業、住房等領域的廣泛應用，如果能將這一技術推廣開來，不僅可以極大地提升生產的自動化程度，還可以滿足大眾的需求，也可以發揮出機器的作用。所以，在建筑設計中要做到以人為本，這樣才能真正地提高人們的生活品質。第三，微型化。人們的工作和生活離不開機械制品，不僅要求其質量、性能滿足實際需求，而且還要保證其重量輕，使操作更加簡便。同時，對消費者而言，更小巧、更靈活的機械產品會更有吸引力，因此，微型化是機械產品發展的主要趨勢。第四，節能性。世界各國越來越注重節約能源，也在尋求各種方法來達到能源節約的目的。從技術發展的角度來看，節約能源已經是必不可少的。機械設計制造及其自動化等技術在節約能源上有著顯著的優越性，使資源得到更充分的利用，真正達到了最大程度的效益。

3 機械設計制造及其自動化技術的重要作用

3.1 改進生產的可靠性

機械設計與自動化技術的應用，使得我國的工業技術發生了徹底的變革，相關部門在應用機械設計與自動化技術的同時，也會強化與之相匹配的人員與環境，以促進我國的工業發展。在應用機械設計與自動化技術的過程中，相關企業的技術水平得到了極大的提升，完全顛覆了過去只靠人工操作的生產和半自動化的生產環境，降低了由于各種生產過程中的人為失誤，降低了生產過程中的各種不良因素對生產和人員的生命安全的影響。因此，在機械設計與生產中的應用與推廣，能夠極大地改善產品的可靠性。

3.2 改善生產的效益

要使科學技術的發展對人類社會發展起到更大的促進作用，就必須在科學技術工業和其他領域中不斷地開展技術研究。在機械設計制造及其自動化方面，對其進行深入的研究與推廣，將會大大提高國內的各種生產與施工工作的效率，并為企業的發展提供持續的動力支撐。將機械設計制造及其自動化技術運用于生產過程中，能使傳統的生產和生產過程得到更好的簡化，促進了生產的變革，使相應的生產過程的工作時間大大減少，從而大大提高了生產效率[2]。同時，在各種生產和施工中，將機械設計制造及其自動化技術與傳統的生產技術相結合，使整個生產環境得到了全方位的改善。

3.3 節約能源和保護環境

隨著經濟的發展，我國節能和環保意識也逐漸從零開始，由小到大。但隨著資源的過度開發，能源環境日益緊張，而機械設計和自動化技術在節能和環保方面的應用，具有更加突出的優越性。在機械設計與自動化技術的運用中，相關人士能夠全面監控整個生產過程，并將其納入節能與環保的目標之中，在生產目標到達能源與環境的極限時，自動停機，降低能源消耗，并對環境進行有效的保護。

4 機械設計制造及其自動化技術應用的不足與對策

與傳統的機械設計制造相比，由于其高科技含量高，機械設計制造及其自動化技術具有顯著的優越性，已被越來越多地應用于當今世界的經濟和社會，將成為世界各國在此方面的競爭與發展。從目前的應用內容和情況來看，機械設計制造總體上的自動化水平已經有所提高，國內在這一領域也進行了大量的投資和技術支持，但是在某些比較落后的地方，機械設計和生產的自動化水平并不高，遠遠達不到目前的水平。因此，應從國內機械設計制造及自動化方面的諸多問題出發，結合當前的發展趨勢和現實需要，積極探討提高機械設計制造及其自動化水平的對策，使我國在這方面的技術水平不斷提高，從而提高我國企業的核心競爭力，為我國今后的機械設計制造領域奠定良好的基礎。以上是目前國內機械設計生產自動化的應用狀況，在實施和升級的過程中，還存在著一些具體問題，其中包括：

4.1 技術含量和科技含量低

自動化與機械設計制造的有機結合是一種全新的技術，它需要將自動化與機械設計制造有機地結合起來，使兩者達到完美地結合，從而達到自動化的目的。但是，目前中國機械設計與制造的自動化水平還有待提高。總體而言，我國的機械設計與生產技術雖然有了長足發展，但是在某些高端技術領域，由于缺乏專業性和成熟，無法一蹴而就，因此，要加大科研資金與科研人員的投入。技術更新必須要有相應的資本，而要提高技術水平，就必須加大投資力度。國家應該加大對機械設計和自動化技術的研究，設立專門的科研基金和研究計劃，以確保技術進步；企業要加強技術改造和升級，尤其是對擁有自主知識產權的技術進行保護和研究，以提高企業的綜合實力，增強企業的國際競爭力。

4.2 重視與宣傳不夠

好的技術，必須要得到政府和當地政府的大力扶持，尤其是涉及整個產業發展的技術，更是要得到政府的大力扶持，唯有如此，才能在工業上取得突破，這也符合我們國家的高質量發展戰略。在機械設計制造業中，傳統觀念已經根深蒂固，國內和當地政府對機械設計制造和自動化的重視程度不夠，尤其是一些地方政府，更是將重心放在了機械設計制造的推廣上。雖然近幾年來，我國已逐漸重視了這項技術的革新與推廣，但總體來說，這是一個漫長的過程，國內在政策支持和基礎推廣方面，與先進水平還有很大的差距，部分大型企業采用了自動化技術，卻缺乏核心技術，許多技術都是從國外進口的，很容易被別人所制約，而有些小型企業，由于缺乏資金，缺乏市場，對技術了解并不深，所以在自動化方面的投資也相對較少[3]。這就使得機械設計生產的自動化技術在總體上沒有得到很好的普及。所以，必須全面地宣傳機械設計制造的技術優勢，改變觀念，充分關注自動化技術。

4.3 缺乏機械設計和生產自動化的復合型人才

產業的核心是人才，尤其是高科技產業，人才是技術創新和應用的關鍵。機械設計與生產的自動化，要實現技術與工業的提升，就必須要有一批復合型的人才。這種人才不僅要了解機械設計與生產的基本理論，而且必須具有一定的自動化能力，所以，在機械設計制造及其自動化領域中，最急需的就是復合型的人才。但從我國現有的人才培養方式和內容來看，國內對此類人才的培訓相對較少，而開設相關專業的院校較少，造成機械設計制造及其自動化方面的人才短缺，嚴重影響了整個行業的發展。因此，在各級職業院校與技工院校中應開設有關機械設計制造的自動化課程，以培養出更多的專業技術人才。在公司層面，要加大對人才的管理，加大對內部人員的培訓，從引進和培養兩個方面來實現對機械設計生產的自動化發展。

5 結語

總之，經濟發展勢頭良好，這為我國的機械設計與自動化技術的實際應用奠定了堅實的基礎。從機械設計的現狀來看，信息技術、材料技術和微電子技術已經在機械設計和制造中得到了廣泛的應用，減輕了有關人員的工作壓力。從技術研究的觀點來看，大型成套設備是目前研究的熱點，目前已有部分工程應用，并取得了較好的效果。當然，雖然機械設計和自動化技術發展很快，但也有一些問題沒有解決，所以，為了讓這些技術變得更加的成熟，需要加大研究的力度，讓它在經濟上的作用越來越大。