自动化技术在机械设计与制造中的应用分析

摘 要：近些年我国机械行业呈现出较好发展趋势，机械设计和制造环节也在向自动化发展方向转换，并在其中应用了大量自动化技术，该技术能够将机械的操作系统和应用系统连接起来，节约了人力资源，目前该技术已经被广泛应用在机械产业各个生产环节中，为此本文分析了该技术的应用意义和方式。

关键词：机械设计；制造；应用方式；自动化技术

引言：自动化技术应用推动了我国工业发展，对机械制造这種重型工业产业更是具有显著意义，应用了自动仪表和控制装置的生产系统，提高了运作效率，实现了该产业的自动化、智能化、科学化发展，让生产对象能够实现连续制造。发展到今天，自动化技术已经成为了影响机械产品质量的重要因素。

1.自动化技术应用意义

机械产业的生产规模在逐渐扩大，而自动化技术的应用，使其生产速度大幅度提高，为了实现全方位和高效率发展，操作人在整体生产系统中添加自动化操作功能，并且取得了显著成果。该技术能够集中控制机械生产系统，提高生产物资的流动速度，实现了人力资源优化配置，提高了生产车间工作效率，从而为企业带来更多经济利益；将自动化技术和机械设计环节结合在一起，还能提高该生产环节的创新性，提高企业的市场竞争实力，让生产技术能够与时俱进的发展，机械产业在获得经济效益的同时还能获得社会效益，推动该产业向长远发展方向前进；此外，这一技术的应用还能减轻人设计人员和制造人员的工作量，减少企业的生产成本，优化整体产业结构，改善生产车间工作环境。

2.在机械设计和制造中的应用方式

2.1集成化应用方式

集成化技术是自动化体系中应用比较广泛的一项技术，也是实现机械产业信息化发展的重要技术。集成化应用方式指的是在机械设计和制造中应用计算机技术，并通过计算机组合控制机械生产系统，让其在高度集中和全面自动化模式下运转，此时系统中各个生产分系统会在运行中发挥自身应有作用，如自动化管理和自动化制造系统都能在组合模式中精准运行。集成化技术的应用方式还包括生产体系统一发展和管理，如：运行体系中的成本估算、生产调度、物资储存等环节，都可以联系在一起，这在极大程度上提高了机械设计和制造环节的集成化和信息化水平，让机械产业生产系统的自动化技术应用体系变得更加成熟。另该技术还主张实施并行工程，即产品设计和制造同时进行，要求设计人员从生产全局角度展开工作，并在产品准备期间考虑其生命周期，最大限度缩减产品研发周期，减少重复设计和改造环节的时间。目前我国集成化技术发展并不够完善，与国际水平还有很大差别，还需要技术人员的不断探索[1]。

2.2柔性化应用方式

柔性化技术应用建立在产品信息之上，主要应用方向是协调生产物料运输系统和完善数字化自动加工设备，进而让企业机械制造系统适应不同产品和加工对象。柔性化技术能应用在机械设计和制造环节主要得益于成组技术的发展，成组技术指的是将加工产品按加工需求有顺序排列成组，以便操作人员为该组产生产品选择适合的加工技术和运输系统，并根据当下生产产品的市场需求及时调节生产系统。柔性化技术控制体系下的信息为金字塔模式，主控计算机则是整个操作系统的信息控制和管理中心，其能够监测和调节机械生产体系运行数据，并以此为依据展开调整工作。除此之外，负责控制群组生产的计算机能够将最底层生产信息及时汇报给上一管理系统，这样逐级上传最终到达总控制中心；底层计算机一般负责的是各项生产工艺对接工作，并收集各个生产接口信息，根据上层传达指令行为及时调节其管辖范围内的生产设备。柔性化技术在物料运输环节的应用主要体现在运输加工工件、毛坯工件、废弃物料等方面，其储存和运输过程完全由信息系统控制，并由专业机器人完成操作工作。该技术还能协助机械制造企业建造数控机床和生产车间，提高生产效率，并且还能更换操作中心主轴箱，从而延长了柔性自动化控制中心应用周期。

2.3智能化应用方式

随着计算机技术科技含量的不断提高，该技术应用领域也在逐渐扩展，其中就包括了机械设计和制造产业，计算机技术的引入让机械产业自动化水平日渐提高，特别是人机一体化设备，将自动化技术的智能能力发挥到极致。智能化应用方式将机械制造技术、设计技术、人工智能操作、系统工程联系在一起，让各个学科之间的知识理论和应用技术融合在一起，最终形成一体化生产系统。智能化技术主要应用在产品的设计构想、逻辑分析、基础判断上，它能够将专家的建议及设计理念融入到机械设计和制造体系中，实现机械产业智能化发展，并且人工智能与机械技术的结合还能提高生产体系精准程度，及时发现生产系统存在的问题，方便操作人员针对具体问题制定合理解决方案，在没有出现问题时，其也能为操作人员制定防范性方案提供参考数据[2]。

2.4虚拟化应用方式

虚拟化应用方式在结合自动化技术的基础上还结合了控制理论，旨在让加工对象现在设计和制造中实现虚拟化生产，并模拟真实使用场景，进而提高机械产品品质。例如在生产体系中应用仿真技术能够将整个生产过程模拟出来，操作人员在模拟过程就能检查到产品故障和技术问题，此时应用体系携带自动调节功能可以直接实施应急方案，这样不但缩短了产品设计和制造的工期，还节省了企业运行费用，产品质量得到了提高，企业总体竞争实力随之增加。另外技术人员能在高度还原的生产体系中，获得全新设计灵感，这样在提高机械产品技术含量的同时还能增加其新颖度，让机械产品在激烈市场竞争中占据一席之地。

总结：总之，自动化技术在产品制造中的应用是机械行业发展必然趋势，但该技术完善和发展过程中涉及到多种专业技术，因此提高该技术应用水平需要从方方面面入手，操作人员要以计算机技术和控制技术为突破口，结合机械市场需求和企业生产水平，建立自动化生产体系，实现机械企业可持续发展。

参考文献：

[1]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.

[2]柳琨鹏，吴昊阳，王浩宇.自动化技术在机械设计制造中的应用分析[J].南方农机，2017，07：100+104.

作者简介：

查志强（1990.5—），男，汉族，江西九江人，专科，机械设计工程师，研究方向：机械设计及制造。