自动化技术在机械设计制造中的应用

孙雪，冯嵩，雷利，金增楠，陈丽娜

（沈阳城市建设学院，辽宁 沈阳 110167）

自动化技术即在人少量参与条件下支持自动生产运行的技术措施，从而改变人们现有工作、生活模式。自动化技术应用于机械设计制造领域可以有效减少人力成本，提高系统生产效率，扩大资源利用率，支持机械制造产业持续发展。

1 自动化技术应用于机械设计制造价值

机械设计生产中应用自动化技术能够帮助减少产品能源消耗，随着机械制造领域对产品质量提出了更高要求，各种能源问题越加突出，能源充分利用和控制消耗成为机械生产领域重点问题。为促进企业实现长期稳定发展目标，需要密切关注整个社会和市场发展变化，维持统一进度，密切关注整个社会和市场发展，充分得到群众认可，改善社会生态环境。由此看出，应用自动化设计中要立足手动实践，有效减少复杂工序和冗余结构，减少资源浪费，支持机械化管理。自动化技术的有效应用能够进一步提升机械产品综合生产效率。随着新时期经济成本的增加，为全面优化机械设计生产提供全新思路，群众对机械产品相关设计生产效率和质量提出了更高要求。随着自动化技术融入，进一步加速工业化速度，有助于机械设计和自动化技术融合，自动化技术应用于各个生产环节，实现全面集成、智能化发展，有效缩减多余生产流程，支持整个生产流程有序实施。

机械设计生产活动除了关注生产效率和质量外，还需要关注生产稳定性，预防施工中产生各种突发性问题。在机械生产中应用自动化技术能够促进系统及时发送预警性，提醒技术人员故障分布位置，加强故障预防和控制。在自动化技术不合理应用条件下，无法顺利发送预警信息，导致无法准确定位故障位置，影响故障防控。相反条件下，在自动化技术应用不合理、不规范条件下，无法顺利处理各种机械故障，设备内部隐患通常出现于各个生产细节中，从而对生产者生命安全造成严重威胁，影响企业声誉和社会形象。为此通过合理应用自动化技术能够进一步优化系统生产效率，保障机械生产安全和机械产品质量。

2 自动化技术在机械设计制造中的应用原则

机械设计生产中应用自动化技术需要坚持以下标准原则：第一是规范性原则，产品设计环节，对于相关技术应用需要严格按照标准研发流程实施，明确机械设计生产基础条件，掌握机械产品数量、型号规格，预防后续机械生产中产生参数缺漏问题，机械产品设计者结束初期设计后会对设计成果进行反复对比分析，通过严格、细致的检查保障生产工序和设计产品的实效性，能够使自动化机械产品满足我国行业标准规范。第二是安全性原则，机械产品设计中应用自动化技术，需要以安全生产为基础，全面激发出设计研发价值功能。保障机械产品内部各个零件安全性。为此，针对机械产品进行综合设计中需要将研发重点放到各种生产技术和机械零件中，迎合元件供需要求，但相关机械零件在实际操作中依然存在某些隐患，需要设计者在保障自身安全基础上，加强操作规范性，减少意外事故。设计者在机械设计中需要重点关注零件质量控制工作，全面分析查看相关零件型号和功能，提高自动化机械设计成功率，确保机械产品内相关零件达到行业质量标准，减少零件中的功能性问题和结构缺陷。第三是技术性原则，实际应用自动化技术中需要在机械设计中突出先进技术功能价值，严格遵循标准规范要求，合理运用各种技术手段。自动化生产中的产品设计环节需要注重技术性研发。准确把握行业发展动态，明确相关设计规范变化，有序开展机械设计，在自动化设计中应该保证机械产品动态应用功能，关注机械产品磨损性以及性能稳定性等，在技术应用中突出相关特征。静态设计严格遵循标准规范，突出静态操作功能，涵盖强度、时间等基础元素，突出产品技术性特征。

3 自动化技术在机械设计制造中的具体应用措施

3.1 集成化应用

集成化系统即网络计算机为基础载体的综合性生产系统，借助计算机系统实施机械设计生产，能够帮助减少设计消耗时间，提高机械设计效率，引导机械设计从原本的复杂模式朝着精细化方向转型，扩大相关资源利用率。集成系统尚未诞生条件下，机械设计人员开始融合数字测试、计算机技术开展机械化设计。集成系统能够全面整合各种先进技术，利用多元技术措施和数据模型加强不同技术功能联合应用，优化机械设计水准，提高机械设计效率。计算机系统和信息技术也是集成系统运行基础，借助传感系统全面采集整合机械设计相关信息数据，优化机械设计，改善机械设计成效。

集成技术能够在整个机械设计制造过程融合各项先进技术，为机械设计生产提供各种辅助工具，涉及质量监控、数据测量、工艺技术选择、设计制造等活动。统一相关技术能够进一步缩减机械设计生产时间、人工成本，扩大制造生产效率。结合实践分析，计算机系统内基础设计制造技术通过各种单项技术辅助相关操作，联系机械设计生产要求，灵活组合各种独立技术，构建全新信息共享系统和数据模型。信息系统注重应用自动化系统、数据传感器以及集成协调技术，能够进一步提升综合生产率，集成系统中的自动化设计、特殊加工、智能化复制以及数控等技术在实际设计生产中拥有较强的针对性，能够立足现实设计生产需求，有效缩减机械产品设计生产的时间成本消耗，解决机械设计生产领域重复性问题，充分利用各种资源，避免机械生产中形成大量资源浪费。机械设计生产融合自动化技术需要对其中各个机械设备操作实际状况进行全面监控，针对监测数据实施整合分析，保障机械设备稳定运行。对设备监控信息进行科学分析，联系实际状况及时发现相关生产问题，保障设备稳定运行，避免延缓生产进度。数字化、自动化相关技术融合能够辅助技术人员精准预测系统故障，保障系统稳定操作。在新时期发展中，自动化开始朝着数字化方向转型，为此需要充分利用数字技术融合，提升机械产业设计的生产效率。

3.2 柔性化技术

柔性自动化技术主要以机械自动化为基础，注重利用相关生产技术信息，融合数字化技术以及物料协调储运技术满足机械设备相关设计生产要求，满足实际生产加工条件，在针对机械设备实施个性化设计中应用柔性生产技术能够发挥出良好效果。比如，自动定位技术为基础的系统装夹模块，该项技术也是整个自动化加工体系的核心技术，在产品、元件进行装夹中能够实施自动定位，除此之外，还包括助力系统这一辅助设备。该项技术可以对产品中的零件、毛坯实施有效处理，优化产品生产零件综合柔性，提高元件加工精度，也是一种高效化自动生产技术。当前，大部分机械设计生产企业开始积极利用各种先进技术，引入机器人系统辅助装夹系统实施自动化定位，准确把握元件位置，支持自动生产，整个生产过程拥有较高智能化水平。结合当前系统硬件标准化发展方面分析，系统中的定位设备主要通过瑞士生产厂家负责供应。像是相关领域内具有代表性的3R自动化定位设备，该夹具在实践操作中能够达到0.002mm的精度，实现准确重复定位，装夹操作中相关控制时间几乎达到15s，由此能够看出，自动化技术水平得到明显提升。

机器人系统作为整个机械设计生产中的关键之手，具有代表性的设备元件是设计生产中的机械手臂，搭配系统传动设备以及伺服电机装置，可以针对整个系统内软硬件装置实施同步控制，相关应用功能方面具有快速替换、生产、储存以及运输等特征。例如，主轴刀替换环节便融合了该项技术手段。相关机械设计中经常可以看到应用六自由度机器人以及旋转直线机器人。自动化机器人能够结合系统生产要求对整个生产线实施全面优化布局，搭配各种石墨电极以及相关零件模具优化生产工艺，实践自动化设备切削，保障机械生产效率。

自动检验校正功能作为整个自动化机械设计生产灵魂所在，对于机械设计生产应用自动化技术具有重要影响。融合行业领域内先进的动态检测技术，搭配数据高效处理软件系统，利用三维坐标技术检测产品机械设计、生产整个过程，加强质量监控，针对相关元件设备实施有效二次开发。该种自动化检测、校准系统可以进一步把最终质量检测变成设计生产过程控制。自动化校正装置内进一步辅助系统装夹模块，及时发现元件设计误差，准确定位坐标偏移数值，将智能化芯片植入系统夹具装置中，辅助对生产过程实施智能化识别。自动化系统中通过植入智能芯片能够将管理软件内所采集设计生产信息全部汇总整合并传送到机床模块，辅助机床实施自动化生产，对产品生产操作误差及时矫正，扩大设备运行效率。

3.3 自动化技术

自动化技术中本就涵盖各种传感器装置，无须外部人工干预便能够支持自动化操作，能够及时检出各种未达标和不合格产品，是新时期优化机械设计生产基础保障。当前，现有自动化检测系统涵盖检测数据、信息整合分析、信号转化、数据处理、传感装置以及传输数据等环节，其中各个模块也是自带微型信息处理功能的系统模块，在产品检测方面具有较高准确性，检测结果十分可靠。比如，自动化系统能够借助自动化检测功能监测整个机械设计生产活动，采取间接和直接等手段实施测量工作，其中直接测量能够有效监测机械设备相关尺寸变化，间接测量则是需要提前设计编制系统程序，严格按照预先设计生产流程以及装置规划，远程操控刀具切割，借助系统中的专用检测模块来计量装置尺寸。比如在机械生产中应用自动化的单触点检测设备，能够对机械设计加工进行全面控制，实时检测元件尺寸波动，对机床设备进行合理调节，满足元件尺寸要求，具有较高便捷性。

为充分发挥出测控、计算机系统以及电子技术优势，需要全面集成各项技术，坚持信息技术和工程控制理论的科学指导，创建完善、灵活的高效化信息生产控制系统，借助组织化控制提升系统效率，及时修复系统故障。利用网络以及数据库等技术支持，能够整合机械设计生产各项元素，提高机械生产的灵活性。借助自动化系统能够支持机械产品实现个性化设计、机械产品预订、生产管理、销售组织整个过程统一管理。

自动化系统能够针对相关机械生产信息实施自动化分析处理，支持自动化决策。机械视觉化技术融合电子、网络技术，通过信号模拟人体视觉，实现智能监控和精密化检测，为机械设计生产提供有效数据，完善监测方案，辅助信息数据校对工作。机械生产监控中借助机械视觉技术能够精准监控各项生产参数和各个零件，提高监测准确性，将测试信息准确反应出来，为机械生产提供有效参考，优化机械生产质量。借助视觉技术能够综合比较分析原材料和零件，准确测量工件型号，结合光束投影，通过显微镜观察元件内部结构，利用计算机采集成像信息，流水线中的移动零件彻底处于镜头监控下，保障准确测量。应用新型自动化测量预调技术，设计自动化处理程序，依赖计算机软件基于视觉技术融合光栅手段，简化整个零件生产中的立体成像流程，保障零件生产监控准确性。

4 结语

综上所述，在先进科技支持下，进一步加速促进机械设计制造领域应用自动化技术，有效提高机械制造效率，优化机械制造精确性，能够有效节约人工、资源，扩大企业综合经济效益，能够促进机械生产领域实现持续稳定发展。自动化技术能够体现出国家发展的智能化和科技化水平，在传统机械设计制造领域应用新式技术，满足新时期持续发展要求。