自动化技术在机械设计制造中的应用

刘长生

摘 要：随着科学技术的快速发展以及生产力的提高，自动化技术在各个领域都得到了广泛应用。在机械设计行业中，自动化技术的先进性和使用价值体现的更为明显。自动化技术在机械设计制造中的应用大大改进了原先生产制造过程的制造工艺和制造模式，在保证产品质量的同时降低了生产成本的投入。本文阐述了自动化技术在机械设计制造领域内的应用优势，列举了具體的应用内容并展望了自动化技术在机械设计制造领域内的发展前景。

关键词：自动化技术；机械设计制造；应用；发展趋势

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.141

0 引言

我国经济的重要组成部分是机械设计制造企业，自动化技术因其可以在无人操作的情况下完成机械设备的自主生产运行，使得其大量应用在了机械设计制造领域内，降低了生产过程中的人力物力消耗，节省了企业成本。自动化技术比传统的机械设计制造技术拥有更多的优势，其主要可以提升机械设备运行的安全性以及稳定性。近年来我国工业化程度得到了巨大提升，一跃成为了世界第一工业大国，这和自动化技术的广泛应用是分不开的。自动化技术的应用降低了企业对于生产过程中的人力物力的投入，改善了传统机械设计制造行业中的设备生产模式，总体上加速了我国经济的高速发展。

1 自动化技术在机械设计制造领域内的优势

随着经济全球化的不断深入，市场经济所带来的机械设计制造企业之间的竞争越来越激烈，机械设计制造企业所面临的竞争压力也在逐步提升。如何提高自身竞争力成为了机械设计制造企业需要解决的首要问题。自动化技术可以解放工作人员的双手，降低了企业人力资源成本。从发展的角度上来看，尽管自动化技术需要大量资金支持以用作自动化设备的购买，但其为企业带来的效益则在很大程度弥补了这部分支出，同时自动化技术在提升产品质量以及生产效率等方面表现更加优秀。

2 自动化技术在机械设计制造领域内的应用

（1）计算机综合制造系统。计算机综合控制系统也被称为集成控制系统。在计算机综合控制系统大规模应用在机械设计制造领域内之前，实际的机械设计制造生产过程中已经应用了大量的计算机技术对生产过程照中的不同生产阶段进行故障监测以及过程处理。但这些计算机辅助技术仅仅针对于生产流程不同环节的具体生产项目，虽然其能在一定程度上缩减人力开支并提高生产效率，但在整体的机械设计制造中，其未能形成一个完整的计算机辅助系统，这在很大程度上限制了计算机辅助对于机械设计制造流程中效率提高的上限。

计算机综合制造系统将机械设计制造中不同环节的计算机辅助功能进行了改进与整合，使得计算机辅助项目以系统的形式投入到了机械设计制造过程中。计算机综合制造系统的建设借助了电子信息技术、现代化管理技术、先进性材料实现技术等，主要构成为电子计算机、新型自动化设备以及传感器等。这些组成部分在计算机综合控制系统中的作用各不相同。

（2）柔性自动化生产技术。柔性自动化生产技术最早由英国提出，其也属于自动化技术之一。柔性自动化技术的基础是信息储运系统和数字加工设备。通过对生产信息的处理，完成对于不同生产加工对象的控制。柔性自动化生产技术通过成组技术将加工对象成组排列，使用加工设备加工生产信息，从而提高生产质量和工作效率。成组技术的信息控制模式呈现金字塔样式，核心是主计算机，控制所有生产信息的加工过程。金字塔其余内容为不同层级的计算机处理模块，将低层的控制信心层层汇报给上级，完成整个加工过程的决策。

（3）专家系统。专家系统是在自动化技术支持下应用在机械设计制造工程领域内的计算机系统程序，专家系统中存储有大量机械设计制造工程领域内的专家知识以及经验，在实际机械设计制造工程的生产控制中能够起到自动控制、故障监测以及紧急处理的作用。目前的专家系统上主要是通过CBR以及RBR共同建立的机械设备故障检测系统，该故障检测系统的主要构成数据库为故障诊断数据库、故障诊断规则库以及机械故障案例库等，在机械设计制造产品的生产过程中，专家系统可以实时监测生产设备的状态并跟数据库中的故障内容进行对比，如发现较为相似的案例情况，则迅速采取措施，急停设备或者发出警报提醒工作人员检查等。

3 自动化技术在机械设计制造领域内的发展趋势

自动化技术在机械设计领域内还具有广阔的发展前景，其主要发展趋势为智能化的制造模式、超精密的研磨技术以及模具成型技术等。

（1）智能化制造模式。使得自动化技术使用范围不断扩大到其他不同领域的主要原因是计算机应用技术以及信息化、智能化设备管理共同作用所导致的，自动化技术的特点也日益成熟。在机械设计制造领域内，智能机械技术是未来自动化技术的主要发展方向之一。目前人工智能已经在其他领域得到了较为广泛的应用，将其与自动化技术、计算机应用技术相结合，使得机械设计制造领域内的设备管理以及生产过程能够更为信息化和智能化，从而使得机械制造领域内的自动化技术发展加快。

（2）超精密研磨技术。在机械设计制造领域内，产品的精度一直是困扰着技术人员的难题之一。但随着自动化技术在机械设计制造领域内的不断发展，超研磨技术逐渐成为了产品精度提高的重要手段之一。例如基板硅片的制造过程中，使用超研磨技术可以将硅片厚度控制在1～2mm之内，这在一定程度上大大超过了原有研磨技术所能达到的研磨巅峰，是传统的研磨技术所无法达到的高度。超研磨技术的发展是自动化技术在机械设计制造领域内的又一大进步。

（3）模具成型技术。模具成型技术可以提高模具的精准度，是自动化技术在高精度产品制造商的一大进展。在高科技制造领域例如家电、汽车以及飞机等领域，模具成型技术拥有较为广泛的应用实例。模具成型技术的发展能大幅提高我国尖端制造产业的总体制造水平。

4 结语

在机械设计制造领域内，自动化技术的应用可以使生产质量得到有效提升，并在一定程度上实现工作效率以及产品精度的提升，并且降低机械设计制造企业的人力物力消耗，节省成本，使得企业获得更高的经济效益，推动了机械设计制造企业的集成化以及智能化生产，在企业高新技术的发展之路上迈出了一大步。

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