自动化技术在机械设计制造中的应用

2022-02-12许明善

机械管理开发 2022年11期

许明善

（江门市维凯智能装备有限公司，广东江门 529000）

1 机械设计制造中自动化技术及其应用价值

1.1 自动化技术概述

自动化技术是一门新兴学科，是指在计算机、信息科技的鼎力支持下，实现机器、装置在很少人甚至无人的条件下能够正常运行并顺利完成预期任务的技术[1]。其中，主要涉及信息技术、微电子技术等领域的现代化先进技术。自动化技术源自20 世纪20 年代，并逐步开始在机械的冷加工制造中加以应用。伴随自动化技术的逐步完善和发展，机械制造业自动化程度也在不断提升。随着现代化科学技术的飞速发展，自动化技术在机械制造业应用日益广泛。通过先进的自动化技术，极大地提高了机械设计制造的生产质量、工作效率，并且大幅地压缩了人力成本，有效增强了人类通过机械认识、改造整个世界的能力。在自动化技术渗透至各个领域以后，又和其他学科技术产生交叉，衍生出了机械制造、管理、过程、教育等领域的自动化技术，并且形成了一种多元、丰富的发展态势。值得一提的是，自动化技术具有很可观的拓展性能，既可以取代人类的体力劳动，又可以辅助或取代人类的脑力劳动。

1.2 在机械设计制造中的应用价值

其一，通过对自动化技术的有效应用，可以节约大量资源能源，实现绿色节能环保、可持续发展[2]。在机械设计制造领域，对自动化技术加以应用，可以严控好所有的生产环节，大幅提升生产过程中对于能源的利用率，尽可能地防止生产过程中浪费能源，并且有效提升机械生产品质，进而充分满足机械工业的节能生产需求，并促进现代机械行业实现可持续发展目标，全面提升自动化产品的综合效益、环保性，让其也具有绿色、可持续的发展特点[3]。其二，通过对自动化技术的有效应用，还可以大幅提升机械设计制造方面的实用性，并完全满足机械产业的建设发展所需。在生产环节中，通过对自动化生产技术的有效应用，并结合基本的生产需求，来全面调解整个生产过程，充分发挥自动化设施的作用，来尽可能地提升生产过程效率、质量，全面满足基本生产需求。其三，全面优化完善机械行业的生产模式。在现代机械设计制造领域，通过对自动化技术的有效应用，可以进一步灵活调整优化原本的生产模式，并大幅提高生产作业的效率、质量，优化、改善机械产品的整个生产流程，全面升级换代整个产业模式，以确保机械行业的稳健、可持续发展。其四，创新产品，促进开发研究。同时，基于对自动化技术的深入研究分析，并在机械设计制造领域加以合理应用，就能够充分发挥现代自动化技术的巨大价值作用。在新信息时代，机械设计制造、自动化发展对于创新、开发产品具有积极、有效的价值和意义。结合市场功能的基本需求，借助各种技术手段便能够充分提高机械化程度。基于自动化机械系列的产品，能够充分满足当前的机械使用需求，存在极大的创新意义。

2 机械设计制造中自动化技术的具体应用

2.1 自动化技术的集成化应用

对自动化技术进行集成化应用，可以设计生产难度较高的产品，并且可以提升各项生产体系的协调度。集合各部分，通力协作配合来大幅优化、完善生产制造的整个流程。在综合管理系统中，需要充分利用好电脑集成体系的价值，整合分散的自动化体系，并形成完整的生产系统，以紧密联系机械产品的设计、制造、生产、管理等，并形成一个整体。此外，还可以整理、分析调研市场、产品研制、生产销售等领域的数据信息，对机械生产过程中的物料、信息实施科学的一体化管理制度。基于集成控制体系，充分整合了原本分散在不同部分的系统，在工作中协作，以有效提升整体作业效能，让生产模式获得创新升级，并大幅提升机械生产行业的集成化、自动化程度。

2.2 自动化技术的虚拟化应用

在设计制造机械产品中，结合有效的虚拟化技术，能够直观地观察到整个设计的效果，并且及时发现设计方面的不足。在自动化技术领域，虚拟化一般都用在机械产品的设计环节。基于没有的实际产品，预先模拟出来产品的外观、功能体系，让有关人员能够尽快了解到有关机械设计制造方面的问题和不足，并且及时进行优化改进设计，以节约时间，防止实际设计环节不合理。此外，还能够避免影响机械制造效率，充分避免浪费不必要的成本。所以，在当前的机械设计制造中，通过自动化技术来实施虚拟设计已然形成一种趋势，可以引领机械设计制造业朝着更好的趋势发展壮大。

2.3 自动化技术的柔性化应用

在机械制造中，通过自动化技术能够与各个流程有机结合，并调整优化设计制造的整个过程，达到柔性化生产的目的。结合联锁控制、柔性技术，可以有效控制生产过程的高精度，并充分配合生产流程各个阶段中的设备、工艺组成部分，达到集中化、一体化生产目的。基于独立存在的PLC 控制器，便可以严格控制不同生产线、各个工艺部分。结合集成化控制体系，让不一样的控制器可以相互高效率地输送各种信息数据，让管理人员可以充分明确产品的整体实施状况，并在数据库、管理体系间展开双向交流，以有效控制柔性化系统的整体管理质量。在制造生产机械中，如果没有实施柔性化管理，而全力着手生产制造事宜，则极易引起信息滞后的现象。结合自动化设备，可以进一步规范机械设计制造的整个流程。例如，在生产加工停车设备体系的立体钢框架，对于切割、钻孔、焊接等的步骤投入使用一定的柔性化技术，则可在固定的一个工位上管理各种钢梁、钢柱的生产过程，并结合机械手来准确定位连接板，便可大幅提升生产线的速度和精准度。此外，即便是发生异常现象，也可以第一时间找出问题的源头并且予以有效修复，以控制生产过程的进度、效率，顺利达到生产目标。

2.4 自动化技术的数控化应用

在设计环节的数控仿真需要电脑技术的辅助，结合仿真技术便可以直观地展示机械产品的整个外形结构信息，并生动体现其各项性能，以便后期编辑产品图纸时便能够加以参考，进而控制好产品的精确度。此外，为了妥善处理好机械设备方面的运营逻辑、开关控制系列的操作问题，则可结合PLC 加以实现，基于此可以在保证控制精度的情况下提升生产过程效率。在机械领域，数控技术涉及多个组成部分，借助电脑处理技术可以获得关于坐标轴移动过程的分量数据，然后将数据信息往相关装置输入，便可以高效精准地操控整个机床设备的工作过程。

2.5 自动化技术的智能化应用

基于自动化技术，可以智能化分布各种物流设备、数控生产机床等，并加快对物联网系统的建设速度，以促进机械设计制造业全面提高整体智能化水平。基于机械设备附带的各种控制器，连接上智能化设备，以充分发挥好现代化先进技术的整体优势特点，来实现数控体系在设计方面的模块化，并有机串联好各个组成部分。同时科学分析设计制造环节的基本需求，并针对性提出解决的对策，以便及时、全面地改善生产资料信息。例如，基于自适应技术，既可以自行识别各种参数信息的改变情况，又可以运算电机作业参数，展开自动化编程工作，并有效控制机械设备。此外，结合智能化技术，还可以充分体现物联网、计算机、大数据系列技术的相关价值，可以自动地收集、汇总各种数据信息，并展开专业分析，在获得结果以后，基于客观数据信息形成对应的方案，以便与产品的实际生产需求更准确地匹配。

2.6 自动化技术在汽车机械生产上的应用

在汽车机械生产上，主要投入使用成型、纳米、精密切削等系列的自动化技术。尤其是精密切削技术展现出独具特色的优势，能够有效提升机床加工过程操作的精确度，并具有更强的抗振性能。即便是在超高温度的操作体系下也很难发生变形，可以实现自动化加工作业。例如，在实际生产、组装汽车中，便要求严格结合规范要求来生产，尤其是在定位物料时，先进的自动化技术具有很重要的作用，可以在优质、低耗能的基础条件下，自动化地选取最合适的生产作业模式加以匹配，并得到最理想的效果。在制造汽车零件上，最具典型代表作用之一就是现代电弧焊工艺，既可以充分节省材料，又可以有效提升焊接质量水平。

3 自动化技术在未来机械设计制造中的应用发展趋势

3.1 提升交流频繁性

在机械设计制造领域，先进的自动化技术属于造福于机械行业乃至整个社会的关键性技术。基于有效的应用，能够引领机械设计制造业、整个自动化行业持续不断地向前发展和进步，并积极带动社会的进一步发展。在机械设计制造业的未来发展中，自动化技术的有效应用还会带来更加频繁的交流，其中主要涉及技术、业务方面的合作交流。现阶段，国内有关行业、部门常常定期在全国各地组织自动化设备系列展销会，并推动相关技术及其业务的进步发展。伴随未来有关人才的不断增多，无疑也将展开更频繁的技术交流。同时，也可能会专门设置示范区，以避免一定的错误，为业界的稳健发展提供有益的经验。

3.2 提升绿色化水平

现阶段，全球环境危机不断加重，人类也越来越重视环境保护方面的工作，机械制造产业更是如此。所以，在未来的应用发展中，各种自动化技术也会朝向更加绿色化的趋势迈进。为了降低机械制造过程中的大量能耗，避免影响环境质量，大量消耗成本，阻碍行业发展，则需要全面提升自动化机械生产的绿色化水平，广泛推行绿色化设计制造模式，以充分规避环境问题，减小因生产环境恶劣可能出现的大量能耗，在控制生产效率的条件下充分降低损耗，为实现业界的可持续、绿色发展创造更有益的条件。