浅谈机械设计中的自动化技术

2016-12-05易义军湖南省工业设备安装有限公司湖南长沙410007

低碳世界 2016年22期

易义军（湖南省工业设备安装有限公司，湖南长沙410007）

浅谈机械设计中的自动化技术

易义军（湖南省工业设备安装有限公司，湖南长沙410007）

将自动化技术应用于机械制造中，能够实现自动生产过程，提高生产效率。对此，本文首先对自动化技术与机械自动化技术进行了介绍，然后对机械设计中自动化技术的重要作用进行了分析，并且对机械设计中自动化技术的应用以及自动化技术在机械设计中的发展方向进行了详细探究。

机械；设计；自动化

1 引言

随着科学技术的不断发展和进步，机械制造业也在迅猛发展。自动化技术在机械设计制造中的应用是机械制造业进行技术改造、技术发展的主要手段和主要的方向。因此，对机械设计中的自动化技术进行详细探究具有十分重要的现实意义。

2 自动化技术与机械自动化技术

自动化技术是一种动态发展的理念，以往的自动化技术多指的是用机械技术代替人工来进行一些操作，能够按照预定的指令完成所需要处理的事项。现如今，科学技术发展迅速，电子技术也层出不穷，随着计算机技术的迅猛发展，人们对于自动化技术的认识也在逐渐发生改变，现阶段自动化的定义如下：①取代人工的劳力运动或者取代人脑活动，将机械制造过程中的人工操作与机械的运作相统一，使机械系统在制造运作的过程中更加便捷，流畅，管理更加的方便。②体现在机械设备的功能上，某些自动化设备在部分的环节上能够完全取代人力劳动和脑力劳动，最大程度的实现机械设备的自动化，使得机械制造的环节更加的流畅。③指在自动化的运行上，在需要机械自动化的地方实现生产过程的具体化，缩短产品在整个过程中的生命周期，使整个过程的制造能够连续化的生产。

机械自动化的早期主要是用机械和电气部件来实现机械制造的自动化，随着计算机技术不断的发展和应用，使得机械制造行业在机械设计、生产中都应用了计算机等辅助技术，信息化管理也被逐渐应用于机械制造中。自动机械的结构组成如图1所示。

图1 自动机械组成部分及机构

3 机械设计中自动化技术的重要作用

3.1 提高机械设计制造业生产效率

国家经济的快速发展，使得机械设计制造业飞速发展，人们也更加强调其产品生产效率及其质量。自动化技术的应用促使我国工业化进一步发展，自动化技术可与机械设计制造的结合能够提供机械设备生产效率，保证机械设计制造过程中的各个环节的安全性。

3.2 提高资源配置优化度

将自动化技术应用于机械设计制造业中，能够对各项资源进行科学合理的配置，进而提高其劳动生产率，为机械制造业创造更多的经济效益及社会效益，同时还能够有效提升机械设计制造企业市场竞争力。在机械制造业发展中，最为关键的就是机械设计，在机械设计环节，应该将自动化技术和机械设计进行有效结合，这样才能够不断提升机械设计创新能力，从而推动机械设计制造业的进一步发展。

4 机械设计中自动化技术的应用

4.1 集成系统在机械设计中的运用

集成系统又被称之为计算机综合设计制造系统，将其应用于机械设计中，能够使产品的研发周期大幅度缩短，还能有效减少重复设计造成的资源浪费。在该系统出现之前，机械设计过程中也应用了多项计算机辅助技术，其中较具代表性的有工艺规划技术、测试技术、辅助设计工具、质控软件等等。虽然这些计算机辅助技术都能使机械设计的成本有所降低，但由于它们彼此之间相互独立，没有形成统一，因此在缩短设计周期、降低人工成本、提高工作效率和机械使用性能等方面的效应并不突出。集成系统的出现将这些独立的辅助技术结合到一起，构建起了一个完整、统一的数据模型和信息共享平台，有利于保证单个技术之间的协调性，全面提升机械设计效率。该系统以电子信息和先进的管理理论为基础，通过计算机、传感器、自动化等技术对机械设计过程中的物质、信息、参量等进行集成和协调，大幅度提升了工作效率。集成系统归属于并行工程的范畴，它是机械产品设计流程系统集成化的体现，其要求产品的研发人员从生产需求的角度出发，并在设计时考虑产品的全寿命周期，从而最大限度地缩短设计时间，减少资源浪费。

4.2 计算机综合机械制造技术系统的应用

计算机综合机械制造技术系统，也就是通常所说的集成性机械制造技术系统，在这一技术系统形成之前，我国机械设计制造领域的生产实践领域内已经出现了多种计算机辅助技术，具体涉及机械制造产品设计、工艺实践流程规划、生产技术参数测试、产品质量控制等多个具体环节。而这些单独存在的计算机辅助技术尽管对独立生产环节发挥着十分重要的促进作用，但是由于彼此之间尚未形成稳定有效的相互联系和相互配合关系，无法保证我国机械设计制造企业整体生产规模的有效缩减，给我国机械设计制造企业综合陛市场竞争力水平的实际提升造成了明显的阻碍。计算机综合机械制造技术系统的建设形成，实现了对原有的单独存在的机械设计制造技术形态的有机整合，通过对相关计算机辅助技术形态应用功能的集中整合，以及在实际应用层面的相互配合，促进了我国现代机械设计制造企业产品生产效率以及质量水平的有效提升。

我国某机械设计制造企业在实际建设计算机综合机械制造技术系统的过程中，出于系统技术指导理念与设备构成的考量角度，使得实际建设引进的机械产品设计制造应用技术形态，以现代化电子信息技术、先进生产制造原材料、和现代化科学化管理理论作为其基础，实现了对计算机科学技术，传感器技术、新一代自动化技术以及现代企业管理理论的综合运用，实现了对生产过程中物料、信息以及人工作业要素等对象的有效控制，为企业产品生产质量效率水平的提升，生产经营效益的改善发挥了重要的助力作用。

4.3 自动化检测技术在机械设计中的运用

自动化技术是一门综合性技术，其中涵盖的内容既多且广，自动化检测技术是其中较具代表性的一类，也是自动化技术十分重要的组成部分。该技术的基础是传统仪器设备和传感器。在机械设计制造中，确保产品的合格率以及提高产品质量是关键环节，通过应用自动化检测技术，可以使上述环节在少人干预的条件下进行。以自动化检测技术为核心开发出来的自动检测系统，主要是由以下几个部分所组成的：传感器、信号调节模块、数据处理模块、结果输出模块，同时，系统中还含有智能芯片，有利于提升信息的处理效率，增强检测的可靠性。

4.4 柔性自动化技术在机械设计中的运用

柔性自动化生产技术是以产品生产信息为基础，对物料储运系统、数字加工技术设备进行综合协调，以达到控制生产对象的目的。该自动化技术采用由分到总的金字塔控制模型，将计算机作为信息控制中心，及时获取生产数据，对生产计划作出动态调整。计算机控制中心还要负责将最底层的生产状况传递到上一层信息中心，由上一层信息中心下达指令，调整生产行为。另外，柔性自动化储运系统是自动化生产技术的重要组成部分，能够做到对毛坯工件、加工工具以及废料的智能化储运，由前端工业机器人完成各项操作，提高生产效率。

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，为了促进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，使得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依然具有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，还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，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。