机械自动化设计与制造现状及发展前景

崔欣烁

摘 要：在我国新经济发展形势下，机械制造逐渐实现了自动化升级，新技术更决定了产业的机械制造业的发展方向，它对于工业、农业、高新技术产业而言都产生了前所未有的重大影响。文章解析了机械自动化设计技术在生产制造业中的发展现状，并重点针对其设计技术应用展开全面剖析，以此展望技术的发展前景。

关键词：机械自动化设计技术;发展现状;制造业;虚拟化

中图分类号：TP3;TB4 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）11-113-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.11.038

机械自动化设计技术在当前的制造生产企业中发挥了巨大的作用，它基本构建了智能化生产技术体系，结合自动化技术应用新形势追求技术改良创新，基本明确了机械制造与自动化技术的发展方向，因此，机械自动化技术极具研究价值。

1 机械自动化技术在机械设计制造中的作用

机械制造生产推动了当前经济社会的快速发展，其中，不断升级的机械自动化技术成为亮点，在机械设计制造领域发挥了重要作用。

首先，就传统的机械设计与制造技术应用而言，实际制造工序中显然会浪费大量材料、资源，增加机械设计制造成本，对企业发展形成阻碍。机械自动化技术则降低了机械设计生产制造中的资源成本。因此，必须提高机械设计与制造工序精细化水平，利用机械设计与制造工序完善二次处理废弃物，削减生产成本，提高企业整体生产经济效益。在合理采用自动化技术的过程中，改善机械设计与制造水平，不断提高机械装置中原材料的适应性，在这一环节中，要减轻人力生产负担，做到对人力资源与物质资源的同步节约，这对于机械自动化技术融入机械设计制造过程非常关键[1]。

其次，机械自动化技术确保机械设计与制造过程中合理运用自动化技术内容，提高生产效率，改善机械设计与制造的智能化水平。简而言之，要持续提升机械设计制造过程的生产效率与产品质量，提高企业整体核心竞争力。如果自动化技术使用合理，它对于提高机械设计制造效率与品质都会产生正向影响。

再次，在合理利用、改善机械设计制造过程中，机械自动化技术要分析自动化技术的应用水平提高，改善设备使用效率，加强机械设备监控与管理水平，对于促进企业迅速发展、提高生产效率帮助颇大。改善机械使用状况必须考虑到自动化技术本身融入了大量的计算机智能化技术内容，

因此，其在程序设置、控制器装置调整过程中相应降低了机械设计制造成本，对企业经济效益改善十分利好。例如，在机械设计制造过程中建立智能化数据监控体系，详细分析自动化生产中的某些数据内容，这对于生产者自由掌控自动化技术应用是很有帮助的[2]。

2 机械自动化技术在机械设计制造中的实践应用

机械自动化技术能够在智能化设计制造领域、虚拟化设计制造领域、数控系统以及集成化设计制造领域等机械设计制造的各个领域被实践应用。

2.1 在智能化设计制造中的应用

机械智能化设计制造会建立相当严谨的自动化技术实践应用标准，第一时间设计制造问题报告，配合高级数据分析软件正确处理生产数据内容，促进机械工业技术发展应用。例如，格力集团近年来打造了生产新能源电池的无人自动化生产线，在采用新生产线后，企业的生产良品率提升到95%以上，每条生产线每天可增产电池600块，仅此一项，每年节省人工成本300万元。

智能型机械自动化技术设备在工业中同样占据了重要地位。当前，我国工业生产流水线发展改革，强调更高效的自动化应用过程，这也为智能型机械自动化技术设备开辟了路径，让更多新技术能够尝试应用于工业领域，最后获得较好的生产效果。

以智能型乳化液自动供配液系统为例，如图1所示，它主要应用于煤炭综采工作面，通过乳化液作为能量传递载体，为综采工作面液压支架提供基本动力源，是具有良好功能特性的开放性控制系统。该系统设备中就拥有测量传感器，它负责乳化液配液工作，同时校准系统中的关键零部件误差，保证液位传感器与浓度传感器中各个参数绝对精确。实际上，它的后端还有PC计算机作為传感器数据监测的编程窗口，专门支持系统对比乳化液配比数据的实践测量过程，同时校对、调整液体液位，再结合PC计算机系统编程视窗来获取实际测量精确值，最后上传数据到计算机，对比液位信号数据，核对并得出乳化液浓度。相比于传统计算机传感器，智能型乳化液自动供配液系统的测量精度高出不少，它对液位传感器误差的测量误差基本能控制在0.5%以内，甚至可以忽略不计，提高了煤炭综采工作面开采作业的效率，是当前煤炭企业生产中相当重要的智能型机械自动化设备技术之一。

2.2 在虚拟化设计制造中的应用

目前颇为流行的虚拟化设计制造技术在机械自动化生产中追求实现虚拟化技术与自动化技术合二为一，优化生产计划内容，及时调整、完善生产过程。

例如，国内的吉利公司在汽车装配车间采用了虚拟化设计制造技术，配合PLC系统与GS感应装置，建立智能化自动控制生产线。其中，主要设备是PLC控制器，配合GS传感器与数字感应设备建立监测生产机制，将监测结果第一时间发送到智能控制平台上，生成问题报告，详细分析设计制造过程，提出具有针对性的处理方法。这一套自动化监控系统最大程度提升了生产车间生产效率，缩短了机械设计制造生产时间[3]。

2.3 在数控系统设计制造中的应用

机械自动化技术在数控系统设计制造中也有实践应用，且推动了机械设计制造向前发展。实际上，它实现了自动化技术与数字化技术、控制技术的有效融合，保证结合新形势发展要求，建立专业化数控系统设计制造平台，这在一定程度上提高了机械制造产品的生产精度、速度及安全性。以某公司为例，他们在生产过程中建立了一套完善的数控工程生产系统，将原有的传统双坐标车床数控系统更换为目前的全功能数控系统，其系统运行速度有所提升，配合软硬件五相驱动电路优化步进电机，确保系统运行稳定，噪音有所降低，彻底消除共振现象，对于生产设备的控制精度与系统安全可靠性也有一定的促进作用。在生产过程中，它增加了主轴无级变速功能，随时改变加工速度，建立转速动态调整机制，提高加工水平。在数控工程生产系统中，还融入智能化刀补技术，它在起始点分析提出参数指标，建立用户自动计算机制，使生产操作难度大幅度降低，提高生产效率与生产效益[4]。

2.4 在集成化系统设计制造中的应用

集成化系统在设计制造中发挥了重大作用，它对于机械自动化生产的促进作用不言而喻，它在辅助设计技术、制造技术、测试技术、数控加工技术等方面都发挥了重大价值作用，基本满足了灵活化生产系统建设要求，建立了信息管理技术系统，为企业优化生产过程。

例如，某公司目前采用的就是计算机集成制造系统（CIMS），如图2所示。目前，CIMS已发展为现代集成制造（contemporary integrated manufacturing）与现代集成制造系统（contemporary integrated manufacturing system）相互集成，全面参与产品订货、设计、制造阶段，在销售管理过程中追求自动化技术应用，提高技术处理水平，建立决策自动化发展机制。在建设节能方面，CIMS系统能够以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产为目标展开相关技术内容与结构建设，并已经取得了理想的技术经济制造效果。中航复合材料公司提出了CIMS子系统内容，合理运用CAM、CAD等技术，将原本复杂化的集成系统简单化，实现了自身生产过程的有效性、关键性改革[5]。

3 机械自动化技术在机械设计制造中的未来发展趋势

目前，机械自动化技术已经较好地融入机械设计制造生产，其技术应用类型颇为丰富。为此，有必要分析机械自动化技术在机械设计制造中的发展趋势。

3.1 数字化

在机械设计制造技术领域，数字化技术发挥了重大作用，在数字制造技术快速应用的大背景下，企业机械制造产业发展实现了全球规模化扩大，在利用网络平台发布信息、追求实现网络开拓过程中调整市场技术内容，营造了良好的数字制造环境。

在产品开发阶段，它专门设计规划形成虚拟数字平台，通过平台技术性模拟产品生产与处理过程，全面测试模拟内容，科学检验产品性能，凸显其市场适应性[6]。

3.2 全球化

在全球化发展趋势下，机械设计制造技术在刺激市场竞争的过程中构建了全球化技术体系，确保计算机网络与通信技术内容实现全面自由化开发、应用。

目前，国内许多机械设计制造企业已經深度研发新技术，寻求基于世界范畴内的技术应用发展优化，体现了全球化技术发展趋势，保证诸多机械自动化技术的集成应用都能融入系统工程理论与信息技术指导应用中，不断优化企业生产过程，基于合理化、组织化过程修复，确保机械制造企业多种技术内容满足机械设计制造生产要求，建立灵活性的生产技术机制[7]。

3.3 虚拟化

机械设计制造技术的虚拟化发展是行业大势所趋，目前比较经典的虚拟化技术就包括了人工智能AI技术、电信通信技术以及计算机虚拟技术。三种技术均已传统虚拟模拟技术作为主要核心，在无限模拟实际工作条件过程中预测实际生产过程中可能发生的各种技术性问题，建立虚拟技术研究体系，结合机械加工与制造领域应用合理预测生产阶段各项问题，提出多点机械设计制造技术问题，最大限度规避故障问题发生，减少人为因素干扰影响[8]。

4 结语

综上所述，机械自动化技术在机械设计制造领域中的应用是相当广泛且深入的，它在某种程度上提高了机械制造技术的整体水平，降低了生产成本，为促进机械设计制造领域的全面发展创造了更多空间与契机。

参考文献

[1] 黎嘉殷.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2019（12）：218-219.

[2] 惠骁晨.探索新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用[J].内燃机与配件，2019（8）：205-206.

[3] 赵浩钧.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].祖国，2019（4）：145.

[4] 陈旭鑫，郑邵情，张伟，等.论新时期下的机械设计制造与自动化技术[J].科学与财富，2019（30）：31.

[5] 邹士龙.机械设计制造及其自动化的设计原则与意义[J].新商务周刊，2019（13）：231.

[6] 许崇智.关于新时期机械设计制造及其自动化专业特点分析[J].科技创新导报，2019，16（27）：93，95.

[7] 魏强.探讨机械设计制造及自动化优势与发展前景[J].神州，2019（28）：245.

[8] 叶湘澜.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用分析[J].数码设计（下），2019（9）：2.