基于多元化分析视角刍议机械设计制造及自动化应用

刘峻

摘要：机械设计制造在我国社会经济发展中具有重要的地位和作用，是我国工业发展动力与活力的重要保障。新时期背景下，如何使各类前沿性科学技术在机械设计制造领域得以更好地应用，进一步推动我国机械设计制造技术的自动化、智能化发展，是人们关注的焦点。本文以机械设计制造及自动化的核心技术阐述为切入点，结合具体机械设计制造案例，以多元化分析的视角对机械设计制造及自动化的应用发展趋势进行探究，以期为我国机械设计制造行业领域的健康、持续发展提供有价值的参考。

关键词：机械;设计制造;自动化

随着科学技术的不断发展，自动化、智能化发展已成为各行业领域发展的必然趋势。作为我国经济发展的支柱型产业，机械设计制造产业的自动化、智能化发展水平和形势，将对我国工业发展产生直接的影响。因此，在明确机械设计制造及自动化核心技术的基础上，以多元化分析视角对机械设计制造及自动化的应用发展趋势进行深入探究，具有极为重要的实践意义。

一、机械设计制造及自动化的核心技术

（一）传感检测技术

传感检测技术指的是：利用以现代通信技术为基础的传感网络，将各类型传感器与计算机控制控制管理系统相连接，以此实时检测机械设备各结构部件运行状态的技术手段。实际应用过程中，该技术表现出明显的传递性特征，能够将机械设备各结构部位上各类型传感器采集到的实时数据信息，通过无线或有线网络输出端口及时传递到计算机系统中，使操作人员准确掌握当前制造、生产状态并实施远程化或自动化控制。对于机械设计制造技术领域而言，传感检测技术是其自动化、智能化发展的重要基础。例如：在印刷机制造过程中引入光电传感检测技术，可利用透射式光电管对纸张位置进行急速检测，从而大幅度提升印刷效率和质量;在牙膏灌装机中引入光电传感检测技术，可利用反射型光电控制装置，确保牙膏管尾部偏平区域与管体商标始终处于同一平面，从而保证管体商标位置喷涂的准确性[1]。

（二）数控技术

数控技术指的是：利用计算机编程、PLC等数字化控制手段，对某项生产制造工序进行远程化、自动化控制。实际应用过程中，其控制对象多为角度、速度、位置等机械量以及与机械能量相关的开关量。目前，数控技术已经成为机械设计制造自动化、智能化发展不可或缺的重要技术手段。例如：在机床设备中加入数控技术，利用计算机编程的方式将机床刀具与加工工件间的相对位置、刀具选择方案、主轴变速方案、冷却泵启停时机等各项操作的动作指令记录在控制系统中。当加工工件时，机床数控系统会根据传感检测技术采集到的数据信息对具体加工情况进行分析，并根究分析结果按照预先编制的程序对机床伺服系统或其它执行元件下达相应的动作指令，以此实现机床的自动化、智能化制造。相较于以人工操作为主的传统机床，数控机床具有更高的加工精确度和加工效率。

（三）智能技术

智能技术是融合计算机技术、通信技术、人工智能技术、传感技术等多种前沿性信息技术的一种综合性科学技术。随着人们对机械设备功能性、安全性、稳定性等要求的不断提高，智能技术在机械设计制造中的应用愈发普及，作用愈发重要。目前，智能技术在机械设计制造领域的应用优势主要体现在：专家系统、神经系统、智能学习等智慧技术的应用，大幅度提升了机械设备的人工智能水平，使其能够模仿人类思维自动进行故障的诊断、分析与应对，并在此基础上不断“学习”，持续性提升自身智能化水平。智能技术在机械设计制造中的应用，能够显著提升机械设备的生产效率和质量，使其更好地满足人们多元化的使用需求[2]。

二、多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用的发展趋势分析

现阶段，自动化上下料机械手在机械设计制造领域具有极为重要的应用作用和价值，利用其取代人工进行取料、送料、取件等操作，既可以显著降低机械设计制造过程的危险性，避免操作人员生命健康受到危害，又能够大幅度提高生产效率和质量。下面就以自动化上下料机械手设计制造为例，基于多元化分析视角对机械设计制造及自动化的应用发展趋势进行分析阐述。

（一）集成化发展

集成化发展指的是：以自动化技术为支撑，将机械设计制造过程中的部分环节进行集成整合，以此打造出一个独立的设计制造控制系统，促进机械设计制造质量和效率的提升。在集成化发展前，机械设计制造技术人员仅是简单地将计算机技术应用到工艺策划、设计制造、数据采集、质量检测等各个生产环节中，但没有注重各环节间的联系和数据共享，导致计算机技术在工作效率、生产质量、人工成本等方面的应用优势并没有充分发挥。而进入集成化发展阶段后，可通过多种信息技术的集成运用，使以往各自独立的生产技术和环节有机整合成一个整体，构建出一个数据信息高度共享的控制系统，从而大幅度提高设计制造的效率和质量。例如：在自动化上下料机械手设计制造过程中，可先利用Solid Works系统对机械手进行三维建模，得到以下主要设计参数（如表1所示），然后，按照设计参数进行样机制造并进行不同使用条件及工作需求下的试运行;最后利用传感检测技术对样机运行参数进行采集，通过分析采集数据准确评价样机运行状态及功能性，在此基础上对各项参数进行优化调整，使其满足不同的使用需求。

（二）网络化发展

网络信息时代背景下，网络化发展必然是机械设计制造及自动化应用发展的重要趋势。相关企业必须要注重设计制造过程与网络信息技术的有机融合，以此提高设计制造过程中各类数据信息的传递性与共享性，为设计制造效率和质量的提升奠定良好基础。例如：在自动化上下料机械手设计制造过程中，应以网络信息技术为基础，积极搭建设计制造数据信息共享平台，将设计制造过程中产生的各类数据信息上传至共享平台中，以便不同設计制造环节的技术人员能够及时、全面地获取到需要的数据信息，从而促进设计制造效率和准确性的提升。

（三）智慧化发展

随着信息技术科学水平的不断提高，以人工智能技术为核心的智慧技术在各行业领域中的应用愈发广泛，成为推动各行业领域改革发展的重要驱动力。因此，智慧化发展也是机械设计制造及自动化应用的一个必然发展趋势。现阶段，机械设计制造的智慧化发展主要体现在专家系统构建、人机交互、基于神经网络技术的故障自检与处置、虚拟运行等技术手段的应用，使机械设备能够按照人类思维模式对各生产环节进行智能化、科学化控制，以此实现生产质量和效率的大幅度提升。例如：在自动化上下料机械手设计制造过程中，设计制造技术人员一方面通过计算机技术、云计算技术、人工智能技术的整合运用，在计算机中构建出不同条件的虚拟运行环境，并让机械手计算机模型在虚拟环境中进行运行，以此对机械手的极限工作状态、安全风险因素、工作效率、功能水平进行全面而深入的探究（如图1所示）;另一方面可为机械手加入“人机交互功能和界面”（如图2所示），以此实现手动操作与智能控制间的便捷转化、各执行机构的远程操控、各运行参数的调教设置等。从而全面提升自动化上下料机械手的功能性、操控便利性、运行稳定性及安全性，切实凸显出现代化、智能化机械设计制造的优势和价值[3]。

结语：

综上所述，新时期背景下，传感检测技术、数控技术、智能技术是机械设计制造及自动化的核心技术，是推动行业发展的主要驱动力。为了更好地顺应时代发展需求，加快我国是机械设计制造及自动化行业领域的发展进程，相关企业及技术人员应基于多元化分析的视角，对机械设计制造及自动化的应用发展趋势进行展望，明确集成化、网络化、智能化的发展趋势，积极做好相应的发展规划和市场应对工作，为行业的健康、持续发展提供有力保障。

参考文献：

[1]华瑶.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用[J].内燃机与配件，2021（17）：173-174.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2021. 17.079.

[2]韩朝阳，李昊，杜立红，孙占涛.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用概述[J].内燃机与配件，2021（01）：180-181.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2021.01.085.

[3]黄日进.多元化分析视角下机械设计制造及自动化应用研究[J].科技视界，2020（19）：82-83.DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020. 19.023.