自动化技术在机械设计制造中的应用

阿迪力·阿不力克木

摘 要：从机械设计制造行业的发展情况看，纯粹的机械设计已经满足不了我国制造业的需求了。同时随着自动化技术的不断创新，智能化想法的提出，我国制造业的前进道路正在朝着自动化、智能化和经济化方向发展。本文将从传统的机械设计制造行业出发，分析传统机械设计制造存在的弊端，同时对自动化技术原理进行剖析，阐述自动化技术在机械设计制造中的应用，为机械设计制造行业构建新的发展蓝图。

关键词：机械自动化；组成；发展蓝图

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.023

随着德国工业自动化4.0的提出，全世界都聚焦于自动化技术，我们国家也不例外，提出了工业2025计划。传统的机械设计方法是根据设计人员的想法，经验和产品的功能所开展的，只有设计人员将一整套设计系统完全设计出来，并经过详细的讨论之后才能进行生产，在生产加工的过程中，机械零件的精度和形位公差可能满足不了产品的需求，这就需要设计者对设计方案进行重新调整，而设计的零件是一环扣一环的，牵一发动全身，一个零件设计方案的更改就会造成整个设计方案的变化，工程量非常巨大。所以设计人员就提出新的设计思路，将自动化技术应用于机械设计制造中，利用自动化技术强大的计算能力和构思能力，进行机械零件的设计，为机械设计制造提供新的发展空间。

1 概述机械自动化及其组成部分

1.1 机械自动化的概述

机械设计自动化是近年来新兴的一门技术，设计者首先根據设定的内容编写好程序代码，然后将这些代码输入计算机系统，将设计需要的各个参数输入相应的软件系统，计算机系统借助三维软件对设计者设计出的基本模型进行调整。更高级的自动化设计系统还可以对该模型进行力学性能分析，如果模型的零件不能满足强度和刚度需求，那么计算机软件就会对该模型进行进一步修改，直到模型能够满足要求为止。机械自动化设计的优势在于，大大缩短了设计周期，减少了设计者的工作量，可以让设计者在设计初期，根据软件生成的模型做出一个实验模型，为企业节省设计资金。

1.2 机械自动化技术的组成

机械自动化技术既涵盖了机械设计方面的技术，又包括自动化方面的技术。涉及的学科非常多，如机械设计制造，机械原理，单片机技术，信号采集技术，传感器技术和自动控制工程技术等。机械设计制造和机械原理是该技术的骨架，所设计的机械产品必须满足这两个学科的要求，而单片机技术和信号采集技术则为该技术提供了电子技术方面的支持，而自动控制工程技术可以为机械自动化技术设计闭环控制系统，这几个技术互相融合，共同为机械自动化技术提供专业知识支持。

2 自动化技术在机械制造中的应用

2.1 高度集成化的应用

当前世界机械设备的发展方向正在朝着集成化方向发展，越来越多的机械设备不仅体积小，重量轻，但是功能却十分强大。这正是自动化技术的功劳。自动化技术可以把许多零件集成在一块板子上面，使该板子自主成为一个系统。另外自动化技术也可以把机械设计房间融合成一个整体，首先设计这根据自己设计的思路构建出一个微小模型，设置必须要满足的参数，接下来，自动化系统信息采集模块从数据库中类似模型数据，做出一个基本框架，继续的，由机械设计部分对模型中的机械部分进行自动填充，最后由有限元分析技术对整个系统进行分析。如果某些部分不够可靠，就重复上述工艺流程继续进行设计，直到设计出的模型满足初始要求为止。

2.2 柔性自动化应用

柔性制造系统FMS在机械设计中的地位是相当高的，因为柔性制造系统对设计的模型没有非常严格的要求，只要该模型能够满足初期设计要求，就可以展现给客户或者定做厂家。如果客户和厂家对该模型提出来了异议，或者临时改变想法，柔性制造系统就能够在最短的时间内，根据初期设计的相关参数修改程序方程，直到模型满足客户需求为止。柔性制造系统设备虽然产品价格比较高，对大型机械设备的设计生产是十分有效的。另外柔性制造系统在设计的时候也会根据其加工特点来进行，因为柔性制造系统在加工一些零件的时候可以实现自主更换刀具，可以一次性加工出非常复杂的零件，所以在设计的时候，可以将零件产品的精度提高，减少预留的断面和截面积，提高整个设计的加工精度。

2.3 虚拟化的应用

虚拟化设计已经经历了60个年头的发展，其技术也比较成熟。虚拟化设计主要是借助Labview和VMware这两款软件进行设计的，借助Labview软件，可以设计出复杂的控制系统，并通过该软件进行演示，演示过程可以借助虚拟数据采集卡收集数据，将这些数据信号输入进入Labview软件，根据显示的效果，检测设计方案的合理性，如果虚拟显示的结果和预期结果又很大的偏差，就需要重新进行整改。VMware软件则是直接借助虚拟空间，对设计者的设计的基本模型进行投影，可以直接在视频中模拟加工效果，大大提高了虚拟设计加工的可视化程度，为企业节省设计开支。

3 结束语

在自动化程度不断提高生产、加工和设计中，机械自动化技术的应用已经渗透到了社会生产各行业与领域中，不仅能够减少机械设计的研发周期，又可以提高研发者的工作效率，减轻机械设计研发人员的工作压力。另一方面，机械自动化技术的应用能够提高企业的创新能力，让企业在当今的社会中更具竞争力。所以，我们要不断提升对自动化技术在机械制造中的重视程度，面对着世界市场的多变性以及激烈的竞争，应重视机械自动化技术的应用，从而让我国的经济发展向着更加有利的方向发展。

参考文献：

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