试论自动化技术在机械设计制造中的应用

赵一凡

摘 要：我国的经济社会不断发展，科学技术水平也在不斷提升。随着网络信息技术的飞速发展，自动化技术应运而生，并实现了和机械制造行业的密切结合。将自动化技术应用在机械设计制造中，可以优化机械设计，提高制造水平，因此应该扩大自动化技术的应用范围。本文具体探讨了自动化技术在机械设计制造中的应用。

关键词：自动化技术；机械设计制造；应用

进入新世纪以来，我国的社会主义市场经济持续繁荣，机械制造行业迎来了前所未有的发展机遇和挑战。在机械制造行业中，机械设计和制造是重点，将自动化技术应用在机械设计和制造中，可以提高生产经营效率，促进行业的可持续发展。为了充分发挥现代化技术的价值，促进自动化技术和机械设计制造的融合势在必行。

1 机械自动化技术的简要介绍

1.1 具体内涵

机械自动化技术，是指和人工操作相对的信息化操作技术。这种技术以网络信息技术作为基础，可以对数据信息集中处理，发送控制指令，完成具体操作。与人工操作方式相比，自动化技术受外界的干扰更小，而且精确度更高，任务完成效果更好。我国的经济社会不断发展，网络信息技术不断普及，自动化技术的应用范围也越来越广泛。将自动化技术应用在机械设计制造中，具有以下几种应用优势：第一，自动化技术可以优化机械制造行业的人力物力资源配置，节省生产成本，收获更多的经济效益[1]。第二，自动化技术可以提高机械制造行业的生产经营效益，实现机械制造行业的可持续发展。

1.2 组成要素

我国的网络信息技术正处在发展阶段，自动化技术以网络信息技術为基础，因此也处在发展初期。由于自动化技术正处在研发阶段，机械制造行业在应用该技术的过程中，必须对其组成要素进行分析。一般来说，自动化技术包括以下几个重要结构组织：第一是自动化程序结构，自动化技术是网络信息技术的一种表现形式，因此需要在程序结构中储存大量的数据信息。第二是自动化传感结构，自动化系统需要通过传感器收取电信号，并对电信号进行解码，转换成信息。第三是自动化控制结构，自动化控制结构是制定动作指令的主体，执行部门要接收自动化控制结构传递的信息。第四是自动化作用结构，自动化作用结构可以实现对机械设计制造的全自动操作。第五是自动化制定结构，自动化制定结构可以根据外界环境的不同，采用不同的设计制造方案[2]。

1.3 重要作用

首先，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以促进产业升级。我国市场经济蓬勃发展，各行各业正朝着产业结构优化调整的方向迈进。在传统的经济体制模式下，机械制造行业为劳动力指向型产业，对劳动力资源需求较大，在很大程度上增加了行业负担，削弱了行业的综合竞争力。随着经济体制的变革，机械制造行业引进了先进的自动化技术，朝着技术指向型产业结构模式发展。因此从这个角度来看，自动化技术可以促进机械设计制造行业的结构调整和产业升级。

其次，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以促进行业现代化。自动化技术和传统的机械设计制造技术有很大的差异性，传统的人工设计制造方法被取缔，机械设计制造行业的人工成本大大降低。自动化技术是现代技术的代表，将自动化技术应用在机械制造行业的设计环节、加工环节、装配环节、运输环节等等，可以促进行业的现代化。

2 自动化技术在机械设计制造中的应用

2.1 信息自动化

首先，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现信息自动化。上文已述，自动化技术以网络信息技术为基础，因此在应用的过程中，可以实现信息数据的自动化管理[3]。具体来说，信息自动化的实现过程如图1所示。根据图1可以看出，将自动化技术应用在机械设计制造领域，需要建立一个骨干网络，实现数据的一级交换。在骨干网络中包含几个主要环节：第一是骨干网络的辅助设计，第二是对机械设计制造数据库的系统构建，第三是对机械设计制造的工艺参数记录。实现上述3种数据的集成，可以初步架构起骨干网络。就辅助设计来看，辅助设计信息包括机械产品的设计信息、机械模型的建构、机械设计创意的汇总等等。就数据库来看，数据库信息包括机械产品的尺寸、规模、性能等等。就工艺参数记录来看，工艺参数记录信息包括机械的工艺流程、工艺成本、工艺手段等等。在骨干网络架构完毕之后，技术人员需要通过以太网交换机，实现总服务器和子服务器的相互连通，把数据信息发送给机械设计部门、加工部门、运输部门等等。

2.2 集成化

其次，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现集成化。在机械设计制造行业中，集成化技术非常重要。集成化技术可以将不同信息进行整合，实现现代化技术的共同作用。就当前我国的机械设计制造行业来看，计算机技术、自动化技术已经得到了广泛的应用，但这些技术都和集成化技术密切相关。从理论上来看，如果没有集成化技术，自动化技术的应用将成为无本之末[4]。当然，自动化技术对集成化技术起着重要的反作用，将这一技术应用在机械设计制造中，可以突出集成化技术的实用价值。集成化技术的应用如图2所示，从图2中可以看出，机械设计制造行业可以依靠自动化技术，构建自动服务器系统，对外来信号进行集中处理。在倒换器的作用下，数字信号可以转换成信息指令，提高机械设计与制造的工作效率。

2.3 智能化

再次，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现智能化。自动化技术的一个最突出特点就是其智能性，近几年来，我国的科学技术水平不断提升，智能化技术的应用范围越来越广泛。智能化技术是现代技术的代表，将其应用在机械设计制造中，可以实现人工智能和机械制造的密切结合。从某个角度来看，机械智能具有无与伦比的优势，但是人的智力活动同样难以取代。智能化技术的应用提升了机械设计制造的智能水平，也增强了机械设计制造管理的柔性，可以及时解决突发状态下的各种问题[5]。具体来说，智能化技术的实现过程如图3所示。从图3中可以看出，机械制造行业在应用智能化技术之前，要形成广域网络，把机械产品的采购信息、加工信息、运输信息、质检信息等等记录在读写器之中，并由中心服务器实现数据转换。机械设计与制造的相关部门通过智能数据库，可以了解机械产品的日产量、库存状况、物流状态、服务信息等等。这样可以促进部门之间的分工协调，提高机械设计与制造的效率。

2.4 虚拟化

此外，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现虚拟化。虚拟化技术在机械设计与制造中同样必不可少，而且这一技术具有良好的应用效果。机械制造行业在应用虚拟化技术之后，可以构建3D立体模型，对机械产品进行仿真处理，通过虚拟设计制造可以确定实际的生产流程，提高产品设计制造的水平。在未应用虚拟技术之前，很多机械设计制造企业会在实际制造过程中出现技术问题，但是在应用虚拟技术之后，机械设计制造的精确度大大提升，企业承担的损失相应减小。机械设计与制造的虚拟化实现过程如图4所示。在图4中可以看出，技术人员需要应用3D虚拟技术，根据产品类型建立仿真模型，然后在调整仿真模型的参数，达到优化设计的目的。在模型设计完毕之后，技术人员可以将设计方法迁移到设计制造实践之中，避免出现重大失误问题。

2.5 数控应用

另外，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现数控应用。对于自动化技术来看，数控技术必不可少。数控技术以数据信息作为主体，与传统的人工控制模式相比，数控技术具有明显的应用价值[6]。数控技术以互联网技术作为基础，可以实现对机械设计制造的自动化控制，突出自动化技术的有效性。值得注意的是，数控技术对操作人员的业务素质要求较高，因此机械设计制造行业应该加大数控人才建设。

2.6 检测自动化

最后，将自动化技术应用在机械设计制造中，可以实现检测自动化。所谓的检测自动化，就是应用自动检测技术。自动检测技术是自动化技术的重要内容之一，以检测器作为物质基础。在应用自动检测技术的过程中，需要对检测器的数据进行分析，并把分析结果传递给决策部门。一般来说，机械设计和制造行业的自动检测技术都会配备传感器、數据处理器、信号转换器，为了提高数据检测的效率，也可以配备先进的信息处理系统。

3 未来自动化技术在机械设计制造中的应用方向

3.1 更加注重绿色环保

首先，未来自动化技术在机械设计制造中，将更加注重绿色环保。我国的经济社会不断发展，对环境和资源造成了巨大的压力。为了促进经济和社会的协调发展，我国提出了可持续发展的理念，制定了保护环境和节约资源的国策。随着可持续发展的不断推进，未来的自动化技术将更加注重绿色环保，在机械设计和制造中加强对生态环境的保护。

3.2 朝著微型化发展

其次，未来自动化技术在机械设计制造中，将朝着微型化发展。对工业革命成果进行分析，从原来的电动机、发电机、到如今的计算机，可以看出技术成果正在朝着微型化的方向发展。网络信息技术的不断发展和“微时代”的到来，也预示了机械设计制造的未来发展趋势。机械设计制造的传统设备体积较大，不仅占用了大面积的土地资源，更加大了维护保养的成本。随着技术的不断更新，自动化技术必然会朝着微型化的发展[7]。

3.3 朝着柔性化发展

再次，未来自动化技术在机械设计制造中，将朝着柔性化发展。在新的市场经济体制之下，行业内部的竞争日益激烈，为了提升企业的综合竞争力，柔性管理应运而生，柔性理念得到了社会的关注。将柔性理念应用在机械设计与制造中，可以提高生产环节的应变能力，和外部市场环境相适应，因此未来自动化技术将朝着柔性化的方向发展。企业在机械设计制造中应用自动化技术，可以提升整体实力。

4 结语

综上所述，我国的社会主义市场经济持续繁荣，机械设计制造行业的竞争日趋激烈，为了在市场竞争中保持有利地位，机械设计制造企业必须扩大自动化技术的应用范围。

参考文献

[1]张长虹，易映强，周华忠.浅谈自动化技术在机械制造中的应用[J].装备制造技术，2012，（10）：198-199，224.

[2]卢天毅.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].当代教育实践与教学研究，2017，（2）：173-175.

[3]李爽，刘轩宇，李竺鸿.试论自动化技术在机械制造中的应用[J].通讯世界，2016，（23）：300-302.

[4]卢正清，邱玲.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].山东工业技术，2017，（1）：257-258.

[5]殷海锋，王雪胜.计算机技术在机械设计制造和自动化中的应用[J].科技创新导报，2016，（4）：4-5.

[6]王晓雨.试论检测自动化技术在机械制造系统中的应用[J].河南科技，2014，（1）：120.

[7]董广宇.刍议自动化技术在机械设计制造中的应用[J].电子技术与软件工程，2015，（17）：150.

（作者单位：太原理工大学）