自动化技术在机械工程中的应用

于浩

摘 要： 机械工程主要包括机械产品的设计和制造，为在现有的基础上，提高机械产品的性能，应当对设计制造过程进行优化，该目标可以通过自动化技术中的虚拟技术、神经网络技术以及CAD/CAE/CAM技术来实现。借此下面就自动化技术在机械工程中的应用展开分析探讨。

关键词： 自动化技术;虚拟技术;神经网络;机械工程

【中图分类号】F407.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）09-0202-01

1 机械自动化技术的主要特点

机械自动化的发展是我国机械制造领域现代发展的一个显著特征，能够更好的满足制造领域高速发展对高科技自动化技术的需求。通过应用该项技术，能够大大提高机械设备的制造效率，保障机械的制造速度、更新速度紧跟市场需求，为以后机械制造行业的发展提供全新的技术支撑。机械自动化技术在机械制造领域应用的特征主要体现在以下几方面：首先，机械制造领域应用机械自动化操作技术能够进一步转变人才需求，逐渐由过去的以单纯劳动力输出为主的需求，向着以专业性强掌握高新技术的精英人才需求转变;其次，通过应用机械自动化技术，能够对机械设备的内部结构进行进一步的升级换代，从传统的笨拙生产向着更高效率、低成本投入转变，同时还能够大大缩短机械设备的体积，提高运行效率。

2 自动化技术在机械工程中的应用

2.1 在机械智能化设计中的应用。

智能化技术是一种近年来较为热门的一项技术，同时智能化也是自动化技术的重要特征之一。智能化的优势主要在于，不仅能够支持机械设备及系统在无人状态下自动运行，还能够通过人工智能强大的学习能力，整合海量数据自主进行学习和经验总结，模拟人脑对系统运行中出现的问题进行判断，使控制系统不再是单纯的执行操作，而能够根据实际出现的问题做出相对可靠的决策，自动进行问题处理，这也保证了异常情况反应和处置的及时性，提高了机械控制运行的可靠性。

2.2 机械自动化技术的集成化应用。

机械自动化集成技术主要应用于机械产品在生产阶段的技术集成，通俗来讲，就是将人工的操作技艺和机械设备的制作工艺有效结合，通过将两项技术有效合理的应用，对制造企业的决策判断和人工管理等项目进行合理的运用管理，确保资源利用更加合理，机械设备利用效率更高。另外具有机械自动化智能分析技术的机械，在运作过程中能够对产品的质量和生产进行一定的分析，并在生产过程中对质量品质进行有效的监督和检测，确保生产出来的产品符合相关要求。通过应用机械自动化集成技术，能够将传统的以人工操作管理为主的生产方式向着以机械电脑自动智能化操作为主的生产方式转变。通过计算机进行有效的操作和智能化运转，能够完成制造企业的日常生产任务。机械自动化集成技术的应用，极大程度的拓展了企业的经营规模，提高了生产效率，同时还能够严格控制机械产品的不良率，提高资源的利用效率，帮助企业更好的生产和发展。

2.3 在机械制造产品检测环节的应用。

在完善设计的基础上，机械产品的制造质量，也很大程度上影响着产品应用价值的发挥。要保证机械产品的生产质量，避免劣质产品流入市场或投入使用，就必须要对产品检测环节进行严格把关。现代化生产已经可以达到极高的效率，仅仅是对同类产品的检验，单纯依靠人力已经不能保证检验效果。同时，一个完整的机械设备需要有大量零部件，组装质量的检测也具有一定的复杂性和难度。通过自动化技术的应用，机械制造企业可以研发建立自动化的产品检测线，与生产线、组装线对接，通过现代检测技术及工艺，对产品规格、质量以及机械设备组装质量进行精准而严格的自动化检测，这样不仅提高了检测工作的开展效率，还能够有效避免人为判断失误导致的疏漏，提高了检测结果的可靠性，对于保证机械制造精度、提高产品质量都具有积极价值。

2.4 CAD/CAE/CAM技术在机械工程中的应用。

CAD/CAE/CAM全都归属于计算机辅助工具的范畴，是具有代表性的自动化技术，其中CAD是计算机辅助设计，CAE是计算机辅助工程，CAM是计算机辅助制造，它们以计算机作为主要的技术手段，以软件的形式为用户提供辅助工具，从而快速完成模具结构、数据加工、机械产品的设计与优化。

2.4.1 在数控加工中的应用。

在数控加工中，对CAM技术进行应用时，需要对工艺性加以充分考虑，具体包括刀具进给方式的合理性;以直线加圆弧的方式对进退刀进行引入，这样可以使工件上的刀痕达到最小化;在处理对称特征的过程中，要以确保工件的加工质量作为前提，将加工方向调整为顺铣;采用转角减速的处理方法，保证切削质量。

2.4.2 在锻造中的应用。

传统的锻造方法由于存在一定的缺陷，使得原材料大量浪费，同时锻造出来的工件存在局部应力集中的现象，从而导致锻件表面常常会出现裂纹。因锻造模具的模膛填充不足，使得锻件的质量无法得到保障。为解决这一问题，可以应用CAD和CAE技术，对锻造工艺进行优化改进，经辅助设计后，将原本的直棒料改为圆盘料，通过试锻造，鍛件的性能比未优化前得到进一步提升，从而达到节约材料和提高产品质量的目的。

2.5 神经网络技术在机械工程中的应用

2.5.1 BP神经网络。

BP神经网络是一种前馈神经网络，其具有多维函数映射能力，能够解决疑惑问题，由此使得BP神经网络得到越来越广泛的应用。BP神经网络能够进行自我调节和组织，它的硬件一经实现后，便可达到较高的分类速率，能够快速完成数据信息的实时、精确处理。非线性映射能力以及柔性网络结构是BP神经网络最为突出的优点，在BP神经网络中，神经元的数量可任意设定，基本没有任何限制，通过加快网络的收敛速度能够避免局部极小值的出现，从而确保解的准确性。

2.5.2 在机械优化设计中的应用。

机械优化设计需要以原本的设计作为基础，通过改进和完善，来达到优化的目的，从而提高机械性能。在对机械进行优化设计时，可利用BP神经网络的非线性映射功能，对机械控制系统的整体架构进行优化。由于BP神经网络本身所具备的特殊属性，从而使其在优化设计中能够规避已经认定的目标函数权值，这样便可高效完成多目标的优化设计。

结语：综上所述，在机械工程中，可以对自动化技术中的虚拟技术、神经网络技术以及CAD/CAE/CAM技术进行合理运用，由此除了能够对机械设计制造过程进行优化之外，还能进一步提升机械产品的性能，对于促进机械工程领域的发展意义重大。

参考文献

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