自动化技术在机械设计制造中的应用

宋霄 山东中琦环保设备制造有限公司

一、机械自动化概述

从实际情况出发，机械自动化技术的含义有四个方面。首先，机械自动化技术本身的发展目标是通过应用合理的技术创造装配线的机械制造局面，最终达到提高机械制造效率的目的。其次，机械化、自动化和机械制造在本质上高度依赖技术和设备。向自动化发展显然是一种必然趋势。最后，机械自动化本身对人力资源的需求不高。如果合理使用，可以有效控制生产成本，对帮助机械制造业企业创造更高的经济效益具有重要意义。此外，机械自动化的发展可以展示中国更先进的生产理念，随着机械自动化产品的市场竞争，最终的行业发展将呈现出更加激烈的趋势。总之，机械自动化必将成为各行业企业提高综合实力的主要方向。加快自动化技术的研发和应用，使机械制造企业抓住时代发展的机遇，最终达到可持续发展的目的。

二、自动化技术在机械设计中的作用

（一）提升生产效率

现代自动化制造技术充分利用现代自动化过程控制系统技术和现代计算机处理技术，将传统的手工生产转化为机械生产，将设计转化为制造，显著优化和改进了我国传统工业机械设计，提高了机械生产的工作效率，科学整合了传统机械设计、生产和制造过程中的技术信息，减少了经济损失，保证了机械产品的质量，充分利用机械生产资源，实现机械生产的稳定可持续发展。

（二）节约生产成本

在传统工程机械设计和设备制造企业的技术条件下，生产管理模式在高产能源和优质生产管理方面效率极低，生产资料回收利用的合理性较低，资源浪费严重，失误频发，企业经济损失高，无法有效实现可持续生产。随着工业自动化制造技术的进一步广泛深入应用及其在各类工业机械自动化设计制造设备生产制造自动化工业系统中的应用，及时有效地综合利用各企业现有的生产设备和材料，显著降低生产成本，更有效地节约劳动力成本，这将极大地优化企业的生产经营环境，解放剩余劳动力的生产力。自动化工程机械的设计、研发和制造也极大地促进了专业人才培养水平的不断提高，科技人才越来越受到国家的重视。

三、自动化技术在机械设计制造中的应用

（一）智能化技术的应用

在世界上新兴的智能机械工业设计与制造系统中，智能机械技术系统是最成熟、最可靠的现代自动化生产技术手段之一。就具体应用而言，其具体应用主要包括以下三个应用方面：1.在工业生产的管理和制造环节领域的应用往往以现代智能机械管理和软件技术应用为特点。应用多种智能制造管理分析软件，实时控制机械产品质量管理和工厂生产设备质量的整体控制，全面、快速地反映当前机械质量制造管理和生产中存在的问题，并利用相应的智能报表系统，及时、快速地给出改进管理的技术方案，有效提高整个企业的整体生产设备管理技术水平。2.智能生产系统设备及其应用，主要内容以智能生产控制系统设备及其应用的形式表达。智能设备控制系统内部系统的智能硬件系统可以全面分析控制产品的所有重要生产经营环节，分析企业生产经营所需的设备人力物力。在控制设备的运行和使用过程中，通过产品本身的智能检测功能，可以发现各种设备问题信号，及时做出有效的预警决策和事故处理，实现全生产线零人参与，有效提高整个企业产品的整体生产运营效率。例如，在智能机械的生产设计或制造中，我们可以使用工业传感器、数控机床、AGV等大型智能自动化物流设备系统，以及智能工业机器人生产线等新型智能机械化生产线设备，即，用户可以在生产线设备控制系统本身和可编程机械控制器的帮助下，随时完成自动化厂区智能设备在线生产或制造在线控制系统和智能物联网平台的建设工作功能，从而实现智能机械设备和现场智能设备制造全过程的实时自动过程控制和监控。3.生产产品和应用。智能生产技术产品的快速、持续发展，直接提升了现代大众社会对现代智能生产技术和设备系统的整体应用水平要求。在应对大局的背景下，企业通过创新将先进的智能技术和设备系统直接应用到产品中，以充分满足实际用户的实际需求，有效促进我国相关技术产业的快速发展，智能手机系统和智能家居设备的广泛应用发展和迅速普及就是一个例子。

（二）模块化技术的应用

机械设备通常是多功能的集合体。传统大型小型机械的设计或制造设计容易受到现有技术的限制，因此往往需要结合设备的原有功能和多种附加功能进行产品集成设计和定制，这必然导致设计品种单一，对生产制造规范要求低，产品设计后期存在开发难度大、维护保障不足等问题。随着机械产品设计、制造和应用技术研究在设计领域的迅速发展，模块化机械生产模式应运而生。在模块化制造生产的应用中，CPU芯片模块与可编程模块PLC系统单元之间的模块标准化不仅可以通过模块切割、增加或减少组件数量等灵活方式灵活进行，同时也有效改善了企业标准件重复开发生产的问题，降低了制造企业的资金成本压力；此外，还可以根据工厂具体设备的生产规模要求进行单元模块的组合，从而实现企业的生产重点和分区、全区的一体化生产，从而大大提高设计的整体效率，生产制造机械零部件，提高企业经济效益。此外，利用模块化技术的概念来设计和制造工业机械自动化也意味着它可以充分赋予所有工业设备的性能，以满足具有更强适应性的设备的总体设计性能。通过进一步扩大和完善工业装备的功能，不断扩大新产品的规模和范围，帮助制造企业逐步实现全面可持续发展。

（三）虚拟化技术的应用

虚拟化技术的应用可以说是当今高科技领域典型技术应用的代表。其工作内容可以说得到了现代计算机信息技术的应用和国际新一代互联网技术融合的支持。综合考虑与应用涉及现代计算机图形学、人类行为的基本研究方法、虚拟多媒体人机界面系统的设计、技术体系的开发与研究等科技创新应用手段，并希望通过使用各种现代信息传感科技设备，为广大终端用户提供真实的三维场景，实现逼真的人机交互虚拟人机交互环境，同时，通过虚拟人机实时交互技术，用户将能够更容易地获得更真实的使用体验和虚拟产品的使用体验，并在虚拟环境和使用模式下进行这种机器交互。一般来说，虚拟人机交互技术至少应具备以下四个特征：交互性、感知性、想象力、沉浸体验等；因为整个应用系统将包括上述五个技术要素：人、虚拟交互环境、虚拟环境生成器、感知功能设备和动作设备，将上述五大科技要素结合起来形成的虚拟交互环境和应用技术方案，能够真正实现非常有效的应用，从而真正提高用户在实践中的交互使用感受。它广泛应用于整个工程机械系统的设计、分析和工艺制造。引入先进的虚拟仿真人机技术，可以快速、直接、有效地提高解决整个工程技术团队产生的困难和复杂工艺问题的实践能力。例如，当生产车间的各种合格机械零件或生产活动出现故障时，技术人员可以立即或通过及时应用虚拟故障分析技术，对系统问题进行全面的故障分析和排除，并对产品进行深入的故障分析，及时有效地找出或了解各种产品问题的根本原因，并最终采取相应有效的对策和措施，有效杜绝机械产品安全标准不合格缺陷的重复发生和大量生产劳动力资源的浪费。然而，目前我国对该系统新技术的开发仍处于理论和研究的开发、探索阶段，该系统的广泛研发和实际应用尚未正式启动，有关研究人员和技术人员还必须更加重视如何更好地、有效地将系统理论研究成果与相关现代装备其他产品新技术体系应用成果进行转化和整合，以实现成果应用的交流、整合和补充，为了更好地实现和进一步提高我国机械装备行业生产工艺参数优化系统的自动匹配和优化的综合能力，提高精益自动化生产设备和自检控制系统的技术水平和智能化水平。

（四）数控技术的应用

通过预先使用数控计算机程序对机床生产过程数据中出现的各种其他技术数据进行计算机运算和自动控制的过程称为计算机辅助数控技术。利用计算机技术预先自动编写应用程序是代数控制技术编程的一个主要特点。采用现代信息处理和工作能力更强、运行速度更快、速度更快的技术，可以实现数控技术的应用。该程序取代了传统机械的硬件。新开发的数控软件应用程序大大提高了传统机械设备制造加工企业的工业自动化生产水平，同时，也是机械制造业实现自动化生产的技术经济基础。此外，还可以对各种信息和数据进行精确的操作，从而降低了以前手工操作的错误概率，提高了机械制造的精度，使机械产品更精细且使用寿命更长。

（五）柔性自动化应用

较强的适应性对于一个企业以及当前国内机械制造业自身的安全生存环境和快速发展空间至关重要。这种社会生产的快速发展和变化，决定了产品结构的基本要求，对于基本的机械性能结构和使用功能结构也在不断的变化。为了尽快了解这些变化，并及时根据市场情况的发展做出一些改造新技术方案，许多传统机械制造加工企业必须积极引进柔性化、自动化的机械生产模式技术，以快速适应这个行业市场的快速变化。柔性自动化系统通过软件系统深入跟踪分析全球市场信息和中国企业内部业务流程，进行合理有序的业务流程优化设计和改进，这大大有助于提高和增强我国企业对恶劣外部环境信息的综合适应能力和分析能力，并根据目标市场需求信息及时改进新产品，大大提高我国企业未来的整体市场竞争力。

（六）集成化的应用

过去，在机械制造企业的生产管理中，计算机系统集成制造是最重要的生产和生活方式。在机械制造企业中，基于系统工程理论，采用自动化制造流程进行流程重组和结构精简，以提高企业的生产效率，使企业的机械制造流程合理有序。从目前的情况来看，预计计算机集成制造将长期保持重要地位，计算机集成制造与自动化技术的结合将继续带来更好的效益。

四、结语

综上所述，在当前社会经济快速发展的环境下，机械设备的应用水平得到了提高，对机械设备的依赖程度也有所增加。自动化技术的应用不仅提高了机械设计和制造水平，而且保证了生产质量，节约了生产成本。为了成功地将自动化技术应用于机械设计与制造，我们应该加强专业学习，合理地将其应用于机械设计与制造，为我国的社会经济发展作出一定的贡献。