浅谈自动化技术在机械设计中的应用

赵合玲

（济南森峰激光科技股份有限公司齐河分公司，山东 德州 251100）

1 机械设计自动化的发展历程

1.1 现代化发展状况

在现代化科学技术发展背景下，数字化自动化技术发展进度越发迅速，机械设计行业也在科学技术迅速发展背景下，推动机械制造行业不断进步，加大应用先进技术，有效提高机械设计质量和自动化技术应用水平，强化完善机械产品制造。例如，自动化、智能化、数字化等相关技术也在随之发展，逐步进入机械制造行业当中。其中最为广泛应用的是数字化设计技术。近年来，数字化技术的快速进步，有利于数字机械设计自动化技术已经在市场中实现普遍应用，并且在很多天然气管道运输项目和国民生活等都能发挥其应用价值。项目之所以能够完成，是借助国家和科学技术的大力支持，强化研发和科学技术产业，为提高机械设计自动化技术水平奠定基础。

与此同时，在汽车制造设计行业中，对其提出高要求，其中包含汽车和零部件生产制造，对自动化机械设计自动化提出高难度制造要求，推动自动化机械设计迎来新的发展方向。在相关因素的影响下，数字化机械设计已经处于“高效生产，自动化以及智能化”发展阶段。对于中国来说，数字化机械设计的研发和创新力度正在日益增加，成为较强成熟性机械设计技术。

1.2 发展背景

自从上个世纪末端，中国制造行业引领者一直全身心投入到制造业当中，目的是为了突破传统数字化设计，科学借鉴发达国家先进技术研发经验，有效实现先进数字化机械设计技术。由于我国机械设计一直以自动化战略作为发展目标，提高机械设计、 研发水平，能在各个行业中实现广泛应用，为研发新技术提供帮助。现如今，我国数字制造技术以及自动化、智能化设计等方面都有了很大进展，推动机械设计技术实现先进化。

2 自动化技术在机械设计中的应用原则

2.1 规范性原则

在设计研发相关技术过程中，不仅要遵守研发流程，还要按照机械设备应用条件明确尺寸、规格和数量，避免在设计中出现参数不准确情况。设计人员在完成工作之后会反复检查设计内容，保证内容和工序真实、有效，有利于自动化机械设备都能符合国家相关规范。

2.2 安全性原则

自动化技术应用在机械设备设计时，必须将安全性作为基础条件。首先，为了保证设计研发工作能够发挥作用；其次是确保机械设备具备的零部件应用安全。因此，在对机械设备进行设计过程中，必须对很多机械设备和技术进行重点研发，有效满足供应需求，但是在应用中这些机械仍然会隐藏很多问题，这就要求相关人员研发设计期间必须要全面保护自身安全，避免在研发中因操作不合理发生意外。除此之外，设计研发人员进行研发设计时，应当强化控制制造零部件质量，认真查看零部件功能和规格，加强提高自动化机械设备设计研发成功率，有利于每个零部件都能符合生产质量标准，避免零部件应用中出现结构、功能等问题。

2.3 技术性原则

自动化技术进行应用过程中，应当强化展示机械设计先进技术应用价值，在遵守设计规范标准情况下，确保先进技术能够实现合理运用。因此，自动化技术不管处于哪种设计阶段，都必须将技术性为主进行全面设计。比如，遵守动态设计规范要求进行设计研发工作，自动化机械设计都必须配备动态应用功能，其中包含稳定性、磨损性等特点，保证在应用中将先进性技术全部呈现出来；对于静态设计要遵守相关规范，同时具备静态应用功能，其中包含时间、强度等要素，也要充分体现出技术性特点。

3 自动化技术应用在机械设计中的重要性

3.1 降低能源消耗

现阶段，对我国机械制造提出质量苛刻要求的同时，能源消耗问题也在不断发生。原因在于人们生活质量逐渐提升，降低能源消耗和合理利用成为机械制造行业一直关注的致命问题。企业为了实现长远发展，必须实时关注市场和社会变化，与其保持统一进度，在获取群众认可的基础上，为社会环境做出巨大贡献。因此，自动化设计的完善首先从手动实践作为出发点，全面简化施工结构和施工工序，加大降低能源浪费，实现机械合理化管理。

3.2 提高生产效率

因为经济成本的不断增长，给机械设计宣传和优化带来发展希望，群众在面对产品质量和生产效率上都会有所提升。因为自动化技术的广泛应用，促进工业化发展快速提升，有利于自动化技术和机械设计相互融合，但因先进技术形成与其他领域有着直接联系，大部分投入到智能化与集成化发展目标当中，不仅减少生产实践，还会简化生产流程，保证每个生产环节都能正常进行。

3.3 优化安全功能

机械设计制造不仅要重视当前生产产量，还要确保施工质量稳定，避免在施工中出现设备故障问题。如果自动化技术在应用中出现机械故障，系统会及时发出预警信号，为相关人员提供问题具体位置，有效预防和控制问题。反之，不能科学应用自动化技术时，机械故障问题很难从根本解决，尽管内部隐藏问题，也会在生产细节中产生，严重威胁人员生命安全，对企业外界形象和声誉都造成很大影响。因此，自动化技术的应用，不仅提高生产效率，还会保障机械设备安全，在质量上得到群众的认可。

3.4 加强改善和监督机械应用情况

自动化技术应用在机械设计中，必须加强监控机械应用情况，按照当前监控数据进行有效整合和分析，有效保障机械正常运行。同时，认真分析监控数据，从实际发现生产问题，有效维护生产运作，避免对企业生产进度造成影响。自动化技术应当和数字化 技术相互比较，为工作人员准确预测问题提供帮助，有效保护生产系统正常运行。

4 自动化技术在机械设计中的应用

4.1 集成系统

集成系统也被称之为计算机综合制造系统，这一系统的机械设计可以高效缩短机械设计时间消耗，促使机械设计由复杂化逐渐转换成精细化，有效提高各方面资源应用率。当集成系统没有正式进行研发过程中，机械设计技术操作人员已经广泛应用计算机辅助技术和计算机和数字化测试技术。集成系统也会对相关技术会进行多方面分析和整合，利用先进技术全部整合到统一系统中，借助数据模型和其他操作方法确保技术之间应用有序，有利于机械设计质量可靠，促进设计工作效率不断提升。除此之外，电子信息技术是集成系统和系统运作的重要部分，通过传感技术强化整合机械设计数据，有效提高机械设计水平，有助于机械设计效果与预期效果相符。

4.2 自动化检测技术

自动化技术应用具有综合性特点，其中涵盖项目种类和相关专业知识，内容复杂多样。自动化检测技术是自动化技术应用的重要代表。自动化检测技术应用必须具备传统设备和多种传感器的帮助，在机械设计中利用自动化检测技术认真分析设计方案的优缺点，加大减少人为因素的影响，避免干扰检测结果的准确性。同时，自动检测系统的主体技术以自动化检测技术为主，将传感器设备、信号接收设备和数据处理中心作为其运行必备要素。除此之外，系统内部运行过程中必须安装智能化芯片，通过芯片应用可以有效提升智能化功能，保证结果更加真实、准确。

4.3 自动化体系

在网络平台的支持下，自动化体系也在逐步完善、优化，在现代机械设计中有着很大影响力，为其占据主要地位。科学借助计算机独特计算方式，加大提升机械设备应用效率，合理制定针对性实施方案，为研发虚拟机械设备提供帮助。同时，根据系统运行情况建立虚拟数字化模型，这种机械设计方法应用方便、快捷，充分体现出机械设计的创新价值。自动化系统是根据初期设计多种方案选择合适设计方案，并对其加以优化和完善。但是不管方案是何种类型，都会以特殊符号作为基点，系统会根据设计方案内容实现智能区分和处理，认真了解每个部件和结构实质关系，掌握结构合理性和不同结构的协调性。合理借助运动分析方式对机械设计结构实行全面探讨和研究，得到运动数据情况下对网络数据平台进行深度分析，按照数据库改动方式和运动控制有效提高机械设备设计水平，快速建立模型组织结构，更好提升机械设计工作效率。机电一体化是机械设计自动化的未来发展趋势，智能化控制成为机械设计自动化的主体。在科学技术迅速发展基础上，大多数部分设计内容都处于不影响因素范围内，保证计算机系统和控制系统能够正常运行，实现自动化机械设计工作，不仅降低资源浪费，还会提高工作效率。当自动化技术不断研发和推广过程中，应当强化控制个体因素对机械设计造成的影响，充分保障机械设计的稳定性。除此之外，在自动化技术的引导下，机械设计流程会不断完善和调整，有效提高机械设计效果和机械设备应用水平，对机械行业可持续发展起到推动作用。

4.4 柔性自动化加工技术

（1）自动校正和检验系统。自动化校正与检验系统是机械设计自动化应用的重要手段。科学选用先进自动检测测量技术，利用高效处理信息软件，借助三坐标测量技术对机械设计进行整体检验，完成二次开发工作。这种自动化校正与检验系统将质量结果检测全部转换成质量控制。同时，自动化校正系统也要积极协助设备，有效避免加工设计出现位置偏移问题，顺利将相关工具导入智能化识别芯片。这种芯片会将自动化软件管理系统采集的全部数据传输到机床，协助机床生产阶段有效提高自动校正质量，提高其检测效率，能够在短时间内校正机械设备运行错误，有利于系统能够正常运行。

（2）自动定位装夹系统。这种系统和自动化加工线系统相互对等，具有自动定位装夹功能，同时还具备辅助装置。这种系统必须具有高效加工处理部分零件，有效提高零部件准确度，成为高效自动化加工技术。现如今，部分机械设计企业都需要机器人系统协助自动定位装夹系统完成生产自动定位，充分体现出其智能化特点。

（3）机器人技术。为了降低人工操作，必须加大机器人技术推广力度，科学选用数字化机械设计有效替换传统人工操作。机械设计操作通常都利用自动化设计方案，科学引入设计机器人，一方面防止设计人员出现操作难题，避免对机械生产造成破坏；另一方面在一定情况下为操作人员提供难度低的工作条件，有利于机械设计稳定，全面保障制造质量可靠。

4.5 自动供应生产资料

一般情况下，材料运输环节是机械设计与制造的重要组成部分，如果材料运输过程中只依靠人工完成，会对生产水平造成直接影响。相关人员对机械进行设计过程中科学应用自动化技术，自动提供相关生产材料，全面提高企业生产水平。

4.6 创新设计方法

机械设计创新方法是在传统机械系统转动机构基础上进行创新。自动化技术应用在机械设计中，加大运用创新方法为产品设计提供帮助，借助自动化技术深入了解复杂结构系统，有效开展仿真、建模工作。同时，对其系统设计价值进行评价，强化编制出创新性、实践性设计方案，提高产品研发效率，确保设计具有创新性，增强企业市场竞争力。

5 结语

综上所述，机械自动化技术应用对机械设计行业起到推动作用，应当对其进行创新和改革，避免对企业未来效益造成影响。同时，机械自动化技术发挥作用时，也要加大企业机械自动化技术研究力度，推动机械制造水平进一步提升。