自动化技术在机械设计制造中的应用

韩建伟

摘 要：本文介绍了全球制造业的发展趋势及未来的发展前景，着力阐述了自动化技术在机械制造的应用，分析自动化技术及机械制造业的发展趋势。

关键词：自动化技术；机械制造业；集成化；智能化

中图分类号：TP29 文献标志码：A

当今社会经济的发展迅速，科学技术进步迅猛，这不仅体现在我们的日常生活中，更与机械制造的发展息息相关。时至今日，与传统的机械制造不同的是，我们所讨论的不再是产品的制造，而是工业生产的高效率，高收益。

1 机械制造业的发展

1.1 全球制造业的发展趋势

全球制造业的发展正处于不断变更的进程中，由于科技的进步和人们需求的增长，机械制造行业正在由生产的大规模化向定制化转变。由此制造商的商业模式也开始随之转变，原先以产品为中心的模式不可行，要改为以顾客的需求为中心。总体而言，全球制造业出现以下发展趋势。

首先，从大规模生产转向定制化生产，是由于发展中国家的收入持续增长，“金砖四国”的数十亿人即将步入小康，对定制产品的需求不断增长。

第二，从简单生产转向产品服务的方向。制造商为了进一步实现客户的需求，产品的部分零件交由专业的公司来提供，已达成高度集成的服务产品链式组合，这一切就要求企业的供应链要向下延伸。

第三，现今的科学技术在对自动化、互联网技术、嵌入式技术的运用上更进一步，在对供应链的数据上实现信息的整合，这是对于传统生产的变革，将传统生产发展如今的智能化与科学化。

第四，从粗放生产到可持续生产的转变。未来的20年内，全球人口会大幅度的增长，剧增的人口无疑会给地球的资源与环境带来巨大的压力，资源的枯竭和环境的保护问题是当今世界的一个重大问题。世界要求在机械的生产过程中减少不可持续资源的使用，实现可持续的运营。

1.2 工业4.0概念的出现

工业4.0实际上是通过技术革新获得竞争力。机器对话机器、机器对话生产部件，按照生产过程中所设定的程序来实现自己的整个生产过程，以提高产品质量，解放人力。对应这个概念，我国国务院出台了《中国制造2025》战略计划，《中国制造2025》将发展的目标放在创新上，这也是符合工业4.0的核心概念。通过制造业的改革创新，加速科学技术与制造业的信息融合，形成智能制造。再生产制造过程中，将业务管理与机械生产高度集成，实现生产方式对生产要素及灵活配置，最终实现规模化生产。这一切的进步都将导致我国传统的机械制造进一步转型。

2 机械自动化

2.1 机械自动化的概述

自动化是指在没有人为干预的情况下，根据预先确定的程序或指令自动操作或控制机器或设备的过程。机械自动化是指机器或设备机械地控制机器人的过程。这是在近些年来，机械制造业随着由自动化为主的现代科学技术的不断发展而在生产模式上发生巨大的的转变，机械自动化就应运而生。近些年在国内，关于机械自动化的制造和设计研究也是发展迅速。

2.2 机械自动化的优势及意义

与以往的机电产品不同的是，机械自动化产品不仅拥有高等级的的产品性能，也进一步扩大了产品的功能范畴，增加产品的使用價值。由此可以看出机械自动化产品必将取代以往的机电产品成为社会的主流。

（1）生产能力和工作质量提高

大部分的机械自动化产品都要求机械的操作过程是符合人类的主观意向，由此才能在生产过程中实现最佳的操作，而违反这一原则将会导致无论是工作质量还是产品合格率都大幅度的降低。要达到这一目的，就要提升机械的自动信息处理和控制功能，关于检测产品的灵敏度以及准确度的范围要不断减小以保证精确度。

（2）使用安全性和可靠性提高

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。

这代表着生产工作的过程中，安全性大大提高。在出现过电压、过电流、过载等安全事故时，自动控制系统可以根据相应的参数变化自发的采取保护措施，以减少人员的伤亡。

（3）调整与维护更加方便，使用性能得到改善

正是由于使用了计算机技术的集成化，控制程序的改变不需要再像传统方式中大工作量的修改机械零件，现今条件下有多种更为简单的方式，直接进入计算机的控制系统就可以实现参数或者功能的改变。

3 自动化技术在机械制造方面的应用

3.1 集成化应用

计算机技术在当今世界的发展日益成熟，而与之息息相关的自动化技术也随之迅速发展，正是计算机技术与自动化的结合，通过计算机的理论技术对机械制造的过程不断优化，由计算机的算法来实现机构的简化，生产流程的排序。目前，“集成化”主要指：

（1）现代技术的整合。机电一体化是当前机械制造的主要生产模式，它是微电子制造设备、仪器仪表、信息技术和医疗环保等高技术装备的基础。

（2）加工技术、特殊加工技术和设备的集成，如：添加剂制造（即快速成型）、激光加工、高能束加工、电气加工等。

（3）企业整合，即管理整合，包括生产信息、功能和流程的整合。

3.2 智能化应用

在国际竞争日益激烈的世界下，经济的发展一直是综合国力的评判标准，而工业又是国民经济的命脉所在，机械制造要在当前的市场下求的一席生存之地，就必须寻求突破。智能化就为制造业的发展提供了新的方向。智能化就是将机械制造和智能化技术相结合，通过对人工智能、自动控制、软件系统和机器控制等部分的高度集成，形成高度智能化的机械制造系统。

（1）高速、高效、高精度。这要求企业的生产技术要大幅度提升，科技人才将重点放在精密加工、微型技术上。纳米技术就是我们当前根据这一发展要求所进一步深化的重大成果。目前，纳米技术广泛应用于力学、电子、材料等多个领域中。不可否认的是，纳米技术加速推动着机械学，光学，物理科学和电子科学的发展。机械制造工业将迎来微机化技术和微型机器人高速、高精度、高效的时代。

（2）自动化智能化，正是由于近年来自动化技术的不断进步与发展，在机械生产活动中，机器代替了人的工作，这表明了大部分人类在现今只需要从事脑力方向的工作，体力都交由机器完成，这在很大程度上解放了人类，促进了科学技术的发展，更重要的是这些危险的工作由人类操控机器来完成，这减少了生命的伤亡，是一项巨大成就。

在当今社会科学技术的快速发展进程中，机械自动化技术的应用已经渗透到了社会生产的各行各业中，在提高了工作质量与效益的同时有效的节省人力，提高企业的经济效益。面对世界市场经济的多变性及激烈竞争，更好的发展机械自动化技术，使我国经济更好更快的发展。

参考文献

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