浅谈自动化技术在机械设计中的应用

摘要：自动化技术在机械制造中的应用，实现了自动生产过程，提高了生产效率。机械设計是机械制造的重要环节，将自动化技术应用在机械设计中，能够有效提高工作质量。文章分析了自动化技术在机械设计中应用的作用，阐述了我国自动化技术在机械设计中的应用现状，并针对自动化技术在机械设计中的具体应用进行了研究。

关键词：自动化技术；机械设计；应用价值；机械制造；计算机技术 文献标识码：A

中图分类号：TP29 文章编号：1009-2374（2016）18-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.022

随着计算机技术的普及和运用，使机械制造逐渐实现自动化。近年来我国机械制造业加强了自动化技术的研究，致力于通过实现对加工对象进行连续性生产的目的，以完成有效的自动生产过程，起到提高生产质量和生产效率的作用，促进企业经济效益的提升。机械设计属于机械制造的第一步，将自动化技术应用在机械设计中，能够有效提高机械制造水平，推动我国机械制造业的发展。本文主要针对自动化技术在机械设计中的具体应用及发展方向进行了分析。

1 我国机械自动化技术的应用现状

如今世界各国逐渐实现自动化技术在机械工程中的应用，我国机械制造业发展相比发达国家起步较晚，因此目前我国自动化技术在机械制造业中的应用还不够广泛。我国的自动化技术依然处于操作的初级阶段，工业机器人的应用还很有限。在自动化技术上，我国的自动化系统还处在单机自动化、刚性自动化的阶段，主要是由于很多机械制造企业为了避免产生高额成本，不愿意加强对自动化技术的研究，导致我国机械制造行业还是以人力资源为主。目前已经有部分发达国家逐渐实现采用计算机集成制造系统的工厂自动化，并普及了机械制造自动化技术的柔性化、集成化和智能化。我国自动化技术在机械制造业中的应用于还无法比拟发达国家，表明我国机械制造业还有非常大的进步空间。另外，我国对机械制造技术人才的培养也不够完善，几乎没有实践性人才，制约了机械制造业的创新发展。由于我国仍然无法自主生产精密器械，可以体现出我国相关技术仍然没有取得进步，特别是近年来我国在机械设计方面没有得到提升，致使我国机械水平落后于发达国家，因此机械生产企业需要加强对机械设计及其自动化的研究，推动我国机械制造业的发展。

2 机械设计及其自动化的概述

自动化技术在机械设计中的应用主要是为了实现机械设计工序与人力指导的结合的目标，继而达到机械设计自动化的目的。机械设计是指根据相关要求，了解机械加工设备的工作原理、组成材料、形状尺寸等信息，并对该信息进行构思、分析和计算，将最终的结果作为机械制造依据的过程。机械设计在机械制造中占据非常重要的地位，其能够体现出生产企业的机械制造水平和工艺、自动化技术应用在机械设计和制造中，主要是为了实现机械设计和制造的自动化运行和调控。

将自动化自动应用在机械设计中，要注重创新原则。我国机械设计技术相对于发达国家还处在比较落后的阶段，存在智能性低、调控性差等问题，因此只有通过机械设计创新，才能够促进机械设计水平的提升。我国自动化技术及机械制造业起步较晚，对其他专业知识的融合还比较少，为了促进我国自动化技术的发展，需要融合更多专业的有效知识，实现自动化技术在机械设计中发挥更大的作用。自动化技术在机械设计中应用势必颠覆传统机械设计，在此过程中需要加强对机械设计的管理，确保自动化技术能够在机械设计中得到良好的应用。

3 自动化技术在机械设计中应用的作用

随着我国经济的增长，如今市场竞争压力越来越大，机械制造企业想要在市场竞争中生存，并取得良好的成绩，必须要注重对自动化技术的应用。如今各个机械制造企业都非常关注自动化设计的提升，以期有效帮助企业提高经济效益，提升市场竞争力。

3.1 提高工作质量和生产可靠性

自动化技术在机械设计中应用，能够以其精准性和高效性实现机械生产工作质量提高的目的。对于传统机械设计中的测量和评价等指标，自动化技术可以将其转变为数字指标，不仅能够降低误差性，还能够避免造成不必要的资源浪费。自动化技术还能够使生产环节更加明确，有效提高工作效率，促进企业提高经济效益。

在机械设计和制造中，由于人为操作不当而出现安全事故的几率较高，而自动化技术的应用能够通过对安全数据的检测和错误数据的警示，提高生产安全性，且自动化技术可以有效简化人工操作步骤，降低人工失误率。自动化技术可以针对生产设备的各个参数进行监测，起到故障预测和警示的作用，避免故障造成更大的危害。

3.2 节约资源成本

传统机械设计和制造比较粗放，对资源的浪费比较严重，而应用自动化技术可以有效使机械设计和制造更加精细化，还可以提高残料的使用率，从而达到节约资源成本的目的。自动化技术能够改善对原材料各方面的适应性，达到降低损耗的目的。通过节约资源成本和降低损耗，可以有效提高企业经济效益，促进企业提升市场竞争力。

3.3 机械使用情况的监控和改善

自动化技术能够在机械使用过程中针对机械运行状态期间的数据进行实时监控，并结合监控数据进行分析和整合，从而实现对机械运行进行维护的目的。另外分析监控数据还能够清楚了解到生产中可能存在的问题，可以起到预防作用，保证正常生产。自动化技术能够实现数字化比对，使工作人员对问题的判断更加具有明确性，从而起到辅助维护的作用。

4 自动化技术在机械设计中的具体应用

4.1 信息自动化

计算机技术的发展非常迅速，如今已经能够实现对机械设备的远程控制，并可以监控机械设备在运行过程中所产生的相关数据，从而对机械设备及其运行情况做出适当的调整。信息自动化主要是利用监控所得的相关数据进行机械设计的改造，从而提高机械设计水平。

4.2 生产资料的自动供应

在机械设计和制造中會涉及到材料的运输，如果单纯依靠人力进行材料的运输，会严重影响生产效率。自动化技术在机械设计中的应用能够有效起到生产资料自动供应的作用，即可以使生产原材料的运输自动化，从而确保生产效率的提高。

4.3 生产自动化和装备自动化

自动化技术在机械设计和制造中的应用，能够有效对机械生产过程进行整合，减少机械生产工作的重复性，提高工作效率。同时自动化技术还可以实现生产流程的标准化，有效提高产品质量。自动化机械设计可以使机械设备的零配件的规格和形状具有统一性，使生产效率和生产资料得到提升，实现装备自动化。

4.4 虚拟化应用

虚拟化技术主要是利用计算机及其他先进技术，模拟机械设计过程和产生。通过对产品的模拟可以有效提高审查效率和质量。在机械设计和生产中通过可能会出现的故障进行模拟，可以起到预防和避免故障发生的作用，从而节省维修成本，提高生产效率，并保证机械的质量。

4.5 创新设计方法

机械设计创新方法主要是实现机械系统广义传动机构的创新。自动化技术在机械设计中应用可以通过创新性设计方案进行产品设计，即能够自动化针对复杂机械系统符号方案进行建模、装配和仿真。本文主要对基于三维平台的复杂机械系统创新设计及其自动化系统进行了分析，其可以通过基本机构占据空间和连接关系，通过对系统的优化算法，起到机械系统空间占地面积小、提高产品运动刚度和美学设计的作用。另外，该系统可以通过设计价值评价，快速选择出具有创新价值和实践性能优良价值的设计方案，从而提高产品开发速度，并保证设计的创新性，有效使生产企业提高市场竞争力。

5 自动化技术在机械设计中的发展方向

自动化技术在机械设计中的研究已经得到了各个国家的广泛重视，目前我国对该技术的研究还比较落后，无法与世界发达国家相比较。因此我国想要快速提高自动化技术在机械设计中的应用，必须要明确该技术的发展方向，从而实现我国机械设计水平和制造水平的进步。机械生产企业要注重机电一体化，即机械设计朝机电一体化方向发展，能够有效减少自动化技术在机械设计中遇到的瓶颈。随着计算机技术的进步，可以实现自动化技术向智能化方向发展，即利用计算机及其他先进技术，通过模拟人类思维模式，让机械设计自动化能够符合人类的推力和决策。我国机械设计中自动化技术还存在产品接口不匹配的问题，这主要是由于我国没有针对不同的产品进行统一标准的制定，从而使机械设计自动化出现一定的资源浪费情况，因此我国需要针对自动化技术实现模块化，确保产品接口及其他因素的统一，从而避免浪费。微型化自动控制技术能够实现能耗小、占地面积小等优势，因此机械设计自动化需要向该方向发展，从而实现自动化技术向更加广泛的领域扩充。自动化技术还需要注重对网络技术应用，以提高自控能力和检测能力。

6 结语

目前我国自动化技术在机械设计中的应用还处在比较落后的阶段，因此我国机械生产企业需要加强自动化技术的研究和应用，达到推动我国机械制造水平提升的目的。通过上述分析可知，在机械设计中应用自动化技术主要是为了提高机械设计和生产效率、提高生产质量、降低生产成本等，从而有助于企业提升市场竞争力，并促进我国机械自动化技术的健康发展。

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作者简介：刘荣光（1964-），男，广西陆川人，供职于广西壮族自治区计量检测研究院，研究方向：对海导航工程。

（责任编辑：蒋建华）