自动化技术在机械设计制造中的应用分析

王瑶

摘要：近些年我国机械行业呈现出较好发展趋势，机械设计和制造环节也在向自动化发展方向转换，并在其中应用了大量自动化技术，该技术能够将机械的操作系统和应用系统连接起来，节约了人力资源，目前该技术已经被广泛应用在机械产业各个生产环节中，为此本文分析了该技术的应用意义和方式。

关键词：机械设计；制造；应用方式；自动化技术

引言：

自动化技术应用推动了我国工业发展，对机械制造这项重型工业产业更是具有显著意义，应用了自动仪表和控制装置的生产系统，提高了运作效率，实现了该产业的自动化、智能化、科学化发展，让生产对象能够实现连续制造。发展到今天，自动化技术已经成为了影响机械产品质量的重要因素。

1 自动化技术概述及应用前景

1.1 自动化技术涵义

自动化技术就是将各类新进的科技结合起来。应用在加工、制造等行业，实现生产自动化，优化了以往的生产方式，也实现了更加有效的管理，主要是因为自动化生产所依靠的更多是设备，人力成本可以减少投入，这就意味着可以将人力资源用于企业发展的其他方面，提升企业的生产水平和管理水平。因此自动化技术的优势是非常明显的，信息技术的不断突破也为自动化进程的推进提供了助力，以往固定化的生产模式已经成为了历史，未来制造企业只有利用好自动化技术才能保持自身竞争力。

1.2 机械设计制造业现状

本世纪以来，机械设计制造业改变了生产模式。以往的生产是以简单设备为基础，用固定的结构以及流程进行生产，这种生产模式并没有引起竞争，工作效率不高。新的生产模式最大的特点就是引用了自动化技术，不仅提升了生产效率，也为产品的个性化生产提供了机会，只是虽然国内的制造业已经处于高速进步阶段，但整体生产水平与发达国家的差距是不可否认的，尤其是产品的结构、智能化方面还是存在一些问题，需要在未来加强技术和管理方面的工作，这样才能将自动化技术的价值发挥出来。

1.3 自動化技术应用的必要性

自动化技术已经被广泛应用于各个领域。但是对不同行业的影响也是不同的，在机械行业中，将自动化技术定义为设备不需要或者很少需要人工操作，自动完成产品的生产。这就将以往生产的模式打破，以往生产流程固定，需要大量的人力操作，产品质量也达不到现在的标准。这些充分说明自动化技术对于制造企业来说是非常重要的，若是没有自动化技术存在，制造业的产品生产效率会降低，产品质量也不会达到现有的水平，而且投入劳动力对于企业来说，也是巨大的成本，自动化可以提升企业的利润空间，也是受到广泛追捧的重要原因。

2 自动化技术在机械设计制造中的应用

2.1集成化应用方式

集成化技术是自动化体系中应用比较广泛的一项技术，也是实现机械产业信息化发展的重要技术。集成化应用方式指的是在机械设计和制造中应用计算机技术，并通过计算机组合控制机械生产系统，让其在高度集中和全面自动化模式下运转，此时系统中各个生产分系统会在运行中发挥自身应有作用，如自动化管理和自动化制造系统都能在组合模式中精准运行。集成化技术的应用方式还包括生产体系统一发展和管理，如：运行体系中的成本估算、生产调度、物资储存等环节，都可以联系在一起，这在极大程度上提高了机械设计和制造环节的集成化和信息化水平，让机械产业生产系统的自动化技术应用体系变得更加成熟。另该技术还主张实施并行工程，即产品设计和制造同时进行，要求设计人员从生产全局角度展开工作，并在产品准备期间考虑其生命周期，最大限度缩减产品研发周期，减少重复设计和改造环节的时间。目前我国集成化技术发展并不够完善，与国际水平还有很大差别，还需要技术人员的不断探索[1]。

2.2柔性化应用方式

柔性化技术应用建立在产品信息之上，主要应用方向是协调生产物料运输系统和完善数字化自动加工设备，进而让企业机械制造系统适应不同产品和加工对象。柔性化技术能应用在机械设计和制造环节主要得益于成组技术的发展，成组技术指的是将加工产品按加工需求有顺序排列成组，以便操作人员为该组产生产品选择适合的加工技术和运输系统，并根据当下生产产品的市场需求及时调节生产系统。柔性化技术控制体系下的信息为金字塔模式，主控计算机则是整个操作系统的信息控制和管理中心，其能够监测和调节机械生产体系运行数据，并以此为依据展开调整工作。除此之外，负责控制群组生产的计算机能够将最底层生产信息及时汇报给上一管理系统，这样逐级上传最终到达总控制中心；底层计算机一般负责的是各项生产工艺对接工作，并收集各个生产接口信息，根据上层传达指令行为及时调节其管辖范围内的生产设备。柔性化技术在物料运输环节的应用主要体现在运输加工工件、毛坯工件、废弃物料等方面，其储存和运输过程完全由信息系统控制，并由专业机器人完成操作工作。该技术还能协助机械制造企业建造数控机床和生产车间，提高生产效率，并且还能更换操作中心主轴箱，从而延长了柔性自动化控制中心应用周期。

2.3智能化应用方式

随着计算机技术科技含量的不断提高，该技术应用领域也在逐渐扩展，其中就包括了机械设计和制造产业，计算机技术的引入让机械产业自动化水平日渐提高，特别是人机一体化设备，将自动化技术的智能能力发挥到极致。智能化应用方式将机械制造技术、设计技术、人工智能操作、系统工程联系在一起，让各个学科之间的知识理论和应用技术融合在一起，最终形成一体化生产系统。智能化技术主要应用在产品的设计构想、逻辑分析、基础判断上，它能够将专家的建议及设计理念融入到机械设计和制造体系中，实现机械产业智能化发展，并且人工智能与机械技术的结合还能提高生产体系精准程度，及时发现生产系统存在的问题，方便操作人员针对具体问题制定合理解决方案，在没有出现问题时，其也能为操作人员制定防范性方案提供参考数据[2]。

2.4虚拟化应用方式

虚拟化应用方式在结合自动化技术的基础上还结合了控制理论，旨在让加工对象现在设计和制造中实现虚拟化生产，并模拟真实使用场景，进而提高机械产品品质。例如在生产体系中应用仿真技术能够将整个生产过程模拟出来，操作人员在模拟过程就能检查到产品故障和技术问题，此时应用体系携带自动调节功能可以直接实施应急方案，这样不但缩短了产品设计和制造的工期，还节省了企业运行费用，产品质量得到了提高，企业总体竞争实力随之增加。另外技术人员能在高度还原的生产体系中，获得全新设计灵感，这样在提高机械产品技术含量的同时还能增加其新颖度，让机械产品在激烈市场竞争中占据一席之地。

3 结论

总之，未来的机械制造业离不开自动化技术的支持，要想提升自动化技术的运用能力，就要加强研究，了解自动化技术的优势和特点，同时在技术上加强研发，发挥其在实际生产中的真正价值。实际上制造能力不仅影响着经济增长，还是国家生产能力的重要衡量标准，所以国家对这方面是非常重视的，在实际生产中也给予了大力支持，在技术革新方面投入了大量资源。未来将会实现更高程度的自动化，对实际生产提供必要的支持。

参考文献：

[1]贾继富，丁珊.机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势分析[J/OL].科技展望，2017，27（23）：89.（2017-07-28）

[2]刘强.机械设计制造技术的发展现状以及工业设计与机械设计制造技术的关系[J].化学工程与装备，2016（12）：235-236.

[3]刘建丽，陈晓伟，陈增江.起重机械设计、制造及安装过程中典型案例分析及应对措施[J].起重运输机械，2016（08）：68-75.

[4]肖楠.提高机械设计制造及其自动化的有效途径探讨[J].通讯世界，2016（15）：285.