自动化技术在机械设计中的应用研究

黄志锋

摘要：传统机械设计存在着工作效率低下、涉及重复的问题，随着科学技术的发展，机械设计领域引进了自动化技术，工作质量、资源利用率大大提升，而且机械性能配置显著改善，生产质量得到充分的保障。在机械设计中，自动化技术的应用主要有集成系统、自动化检测技术和柔性自动化技术，实现了信息自动化、生产自动化和装备自动化，通过虚拟化技术实现了机械设计质量的提升。

关键词：自动化技术；机械设计；应用

在生产制造行业中，机械已逐步代替了人工，在能源的驱动下会社会不断创造丰富的物资，而随着计算机技术的发展与广泛应用，机械生产的自动化控制系统已逐渐普及，工业制造效率大大提升。自动化技术包括工业自动化软件、硬件以及系统这三个组成部分，目前人们开始尝试将这一技术与机械设计相结合，通过信息技术的应用来实现机械设计的自动控制调配，大大提升设计过程中的信息处理效率，确保设计方案的合理性，同时提高设计后机械生产的效率，切实推动机械制造业的发展，为相关企业创造更大的经济效益。

1启动化技术在机械设计中的应用价值

1.1提高工作质量

在传统的机械设计模式下，由于工作效率比较低，设计周期较长，因此在机械设备生产出来之后，可能已经无法满足当下的设备性能需求，设计方案由于耗时长而不得不废弃。自动化技术在机械设计中的最大优势在于，控制的精准性和工作的高效性，通过自动化技术，可使得生产指标趋于量化生产，提高机械生产制造的可控性，缩小产品之间的质量差，确保批量生产产品的质量。自动化技术应用于机械设计中，能够大大提升机械设计与制造的工作效率，实现机械产品的无差别量化生产。

1.2保障生产质量

自动化生产是一个动态发展的概念，以往是指机械化生产代替人工生产，而现在则是指代机械生产的智能化控制代替人工控制。自动化技术在机械设计中的应用，可消除由于人工控制机械进行生产带来的主观因素，严格控制各个生产环节，通过仪表数据进行设计生产的实施监控，及时发展生产中的故障环节，保证机械設计的产品质量。在机械化生产过程中，最严重的问题莫过于出现故障无法发现，影响到产品质量，而在自动化控制体系中，一些微小的故障都能通过生产数据的方式体现出来，一旦制造参数脱离预设范围，马上发出警报停止生产，避免产品质量问题的发生。

1.3提高资源利用率

原材料的废弃与生产设备高能耗的问题，多由机械设计方案设计不合理所致。自动化技术通过对设计程序和生产程序的精准控制，能够实现对生产资料的最大化利用，消除机械设备过高能耗的问题，降低生产成本，为企业谋求效益的最大化。在机械设计中，利用自动化技术，可使得各个设计环节的控制更为精细化，根据机械设备的性能需求，选择合理的新型制造材料，同时严格控制原材料的消耗量，根据现有材料的尺寸、体积等参数，合理利用，避免出现过多原材料废弃的现象，初步实现机械设计与制造节能降耗的新目标。

1.4改善机械性能配置

在大数据时代下，机械设备的运行数据就是一笔无形的资产，机械设计人员应该合理利用这些数据，进行细致的分析研究，查探现有机械设备是否有性能不达标的地方，予以改造设计。自动化技术在机械生产中的应用，实现了机械运行动态数据的收集，从而达到实时监控机械设备运行状态的目的。设计人员可以根据这些数据，分析机械有哪些地方还可以进行改进，或者是根据市场对设备性能的需求，对相应之处进行精细化的设计，以改善机械性能，提高机械设备的生产质量。

2.自动化技术在机械设计中的实际应用

自动化技术的应用，可实现机械设计过程的信息自动化以及生产治疗的自动供应，大大提升机械设计制造的工作效率，同时通过生产自动化和装备自动化，切实保证机械设计产品的生产质量，提高所设计的机械产品的性能配置。随着计算机技术与信息技术的发展，自动化技术体系不断完善，通过虚拟化技术，设计好的机械产品可以通过仿真系统进行运行演练，已验证设计方案的合理性，实现设计方案的不断优化。在机械设计中，主要应用的自动化技术有集成系统、自动化检测技术和柔性自动化技术。

2.1集成系统

在机械设计中应用的集成系统，又被称作计算机综合设计制造系统，这一系统的应用，实现了机械设计制造的一体化控制，大大缩短了产品的研发生产周期，而且可以有效避免传统机械设计模式中常出现的重复设计问题，实现了设计周期的流程化控制。在此之前，机械设计中也出现了一些诸如辅助设计工具、工艺规划技术、测试技术、指控软件等辅助性设计的计算机软件，这些软件的应用使得机械设计成本控制的工作质量大大提升，但是由于软件之间的相互独立性所以应用价值不是很大。集成系统将那些有利于机械设计质量提升的计算机软件结合在一起，形成了一个完善的机械设计制造技术体系，融合了计算机技术、信息技术、传感器等多种现代化自动化技术，实现了对机械设计环节中所涉及的各个要素（物质、参数、信息等）的集成控制，大大提升了机械设计效率，保证了机械设计产品的质量。

2.2自动化检测技术

在机械设计中，应用较为普遍的便是自动化检测技术，通过对传感器和仪器设备的利用，实现了对机械设计质量的把关。在机械制造业中，设计方案的质量将这接决定了整个机械设备的质量和性能，影响到企业产品的市场竞争力，至关重要，因此，必须加强机械设计方案的审核，确保产品质量。在机械设计中，自动化检测技术的应基础为自动检测系统，该系统的具体组成为：①传感器；②信号调节模块；③数据处理模块；④结果输出模块。能够通过对设计出的机械设备运行数据的分析处理，实现机械设计的优化。

2.3柔性自动化技术

柔性自动化技术采用金字塔控制模型，以获取生产数据的计算机为信息中心和控制中心，通过数据处理获取机械化生产信息，不断优化生产计划，切实提高生产效益。机械设计生产时一个完整的系统，柔性自动化技术以此为基础，通过对生产信息的监控，来调整机械设备的运行状态，重新规划物料储运系统，做到各种产品制造原材料或是工件的合理储存运输，提升机械设计制造的工作效率，同时降低生产成本，做到原材料的合理利用。柔性自动化技术应用的是一种由分到总的运营模式，计算机作为信息控制中心，收到来自各个生产环节的数据信息，进行分析处理后，作出应对，分布生产指令，实现对机械生产的智能化控制。

3.结语

人的创造力是无限的，社会的发展就是人类不断改造世界的过程。随着社会的发展，传统的生产方式已经无法满足人们的物质需求，在机械设计行业中，应用自动化技术，能够大大缩短机械设备的设计周期，提高机械的生产效率。自动化技术在生产制造业中的应用，通过计算机技术、网络信息技术的使用，能够实现机械化生产的全方位精准控制，大大提升其生产效益，同时保障产品质量，如果进一步将自动化控制技术与机械设计结合起来，将使得机械行业步入一个全新的快速发展阶段。