自动化技术在机械设计及制造领域的应用研究

谢富刚

摘 要：随着社会经济的迅速发展，我国工业行业经历了一系列的变革和创新。在国内，由于工业的不断发展，工业市场竞争日益加剧，提升产品品质已成为我国工业产品开发的重点。最近几年，由于自动化技术的不断普及和发展，国内机械设计制造工业发展程度又有了新的提高，并逐步朝着智能化和现代化方向发展。

关键词：自动化技术 机械设计 制造领域

1 引言

在机械设计及制造领域中，自动化技术被广泛应用，将会增加变量的数量，使得可控因素变小，利用计算机来进行整个过程具有很大的优势，生产方式的智能化将会极大提升具体操作环节的精度，在降低工作负担的情况下，企业能够按时对其进行完全的更新。长期而言，它有助于减少经营费用，使工业组织达到规模。

2 自动化技术在机械设计及制造领域的应用意义

自动化技术是一门新兴学科，是在计算机、信息技术的鼎力支持下，实现机械、设备在很少人甚至无人的情况下，能够正常的运行，并顺利完成预期任务的技术。其中，以信息技术与微电子技术为主要。从本世纪20年代开始，在冷轧工艺中逐步应用了自动化技术。伴随着自动化技术的发展，机械制造业的自动化程度也在不断提高，其应用也日益广泛，使机械设计制造的生产质量和工作效率都有了明显提高，并且大幅度减少了人工费用，因此，可以有效提高人们通过机械认识和改造世界的能力[1]。自动化技术渗透到各行各业，与其它学科技术相互融合，形成了机械制造、管理、过程、教育等领域的自动化技术，并呈现出多元化的发展趋势。目前的自动化技术已经有了很大发展，不但可以取代人工，还可以帮助人们做一些智能工作，具有重要的现实意义。

3 自动化技术在机械设计制造中的应用价值

3.1 实现生产装配自动化

因为我国工业的特点，在机械设计与制造过程中，许多步骤都是依靠手工来完成的，但是，因为机械设计制造的技术含量和专业程度高，人工操作的误差会导致零件精度下降，从而导致不可挽回的损失。尽管人工操作也有其优点，但在如今的社会中，一切工业都在寻求高效率、高品质，所以这样的方式最后将被淘汰。然而，在机械设计与制造领域中，自动化技术实现了全流程的生产装配自动化，取代了以往人工操作的方式，工作人员仅可利用CNC装置及预先安装的计算机程式，利用自动控制器就可以进行元件的制作，该方法能有效地改善产品加工效果，减少因人工作业而引起的产品误差，使產品在加工过程中具有良好的一致性与精确性。

3.2 改善机械使用情况

把自动化技术与机械设计制造过程有机地结合在一起，对机械的运用也有很大好处，加强监控与管理，能够全方位地提高机械生产效率。第一，自动化技术是建立在计算机技术之上的，它能够通过设置特定的程序，保证机械能够按照正确的操作规程来进行工作。在某种程度上，可以避免人员伤害，延长机械的寿命，降低成本，提高企业的效益。第二，通过对自动化技术的科学运用，可以提高系统的监测能力，从而在短时间内解决问题，通过对数据的分析，可以保证系统的正常运转，并且可以对系统进行维护。

3.3 提高生产效率

（1）将自动化技术运用到机械设计制造中，可以大大提高机械制造能力，提高生产出的产品质量和实际生产效率，从而提高企业的综合竞争力，进而占领市场，从而促进企业的发展。（2）将自动化技术与机械设计制造有机地融合在一起，不但能够迅速地提升产品品质，而且能够实现对机械设计制造最大程度的改善，从而改善原有的工艺条件，促进工业的发展。

3.4 降低资源成本

以往，加工工艺方法较为普遍，但加工过程中所需的原料数量较多，导致生产设备成本偏高，从而不利于生产。因此，将自动化技术更好的运用到机械设计及制造领域中，可以对整个机械制造进行严格的管理，并且可以科学避免生产中产生的工业废料，从而降低成本，为企业创造更多的收益。另外，利用自动化技术可以对机械生产流程进行全面优化，使原有的生产设备得到更好的使用，并且可以最大程度减少废料的产生。所以，充分利用自动化技术，不仅可以节省能源，还可以节省人力物力。

3.5 拓展自动化系统应用

将自动化技术运用于机械设计与制造，使机械部件的大小与外形变得更为便利。在自动控制方面，大量的资料库及先进的计算机控制系统，可为机械装备的设计与制造提供更多帮助。在此基础上，提出了一种基于计算机辅助设计的新方法，它能够设定生产质量和机械工程效率的参数，对机械进行智能化的自动操作，以提升机械的生产效能。

3.6 实现自动化控制管理

当前，将自动化技术运用到机械装备生产过程中，具有十分显著的优越性。众所周知，我国机械制造业正在向一个更为先进的领域发展，这就导致了机械零件生产过程的复杂性和对生产原料处理的复杂性，从而增加了管理上的难度，仅靠人工操作是达不到理想效果的。而利用自动化技术，则可依流水线的具体状况，事先设定好作业流程，再进行材料的搬运，这样不会造成材料的浪费。

4 自动化技术应用在机械设计制造中的方法

4.1 数控技术

在目前的工业领域中，数控技术是一种最常用的自动化技术，它是一种以数控车床为代表的设备，数控技术优于手工工艺。数控技术的关键在于利用计算机编码来编制与之对应的控制程式，并将其应用于机械设计与制造。这样不但可以改善产品品质，而且可以降低企业在制造上的投入。相对于其它的自动化技术而言，数控技术能够解决传统机械设计与生产中存在的问题。在相应计算机编码技术的指导下，对产品进行最优的设计及进行有效的管理，使产品设计与制造达到自动化的程度。

4.2 虚拟化演示

在机械装备的研究与开发中，往往会遇到一些困难，如成本高，操作复杂等，利用虚拟化演示技术，可以很好地克服这种难题。虚拟化演示是将计算机图形学、多媒体技术、建模技术和信息技术相结合而形成的一种新技术，对虚拟化演示系统中的装备图纸以及性能参数进行调节，让技术人员可以对新产品的制造流程进行理解，从而对新产品的制造流程进行分析，并且在新产品发布之后，还可以对它的特点有所把握，这样不但可以帮助企业员工更好地理解设计和生产方面的内容，还可以在很大程度上降低企业在制造过程中的资源消耗，提高企业效益。

4.3 柔性自动化

在此背景下，我国对这一工业的发展水平和技术水平也有了较大的提高。所以，要求企业具备较强的适应性，以顺应潮流，并进行机械产品设计与制造工艺的调整。柔性自动化具有高度的柔性和智能化，能使企业及时掌握当前的经济形势，从而使企业对未来发展有一个更为深刻的认识，这样才能保证其生产出符合市场需要的商品。

4.4 集成化模式

集成化模式是一套以计算机为基础，以最简便的方式将不同技术以最大限度整合在一起的自动化模式。集成化模式指的是运用有关技术对企业生产过程的工艺流程进行优化，对流程进行合理的简化，并遵循系统的原则，对总能力进行相应的调节。集成化模式将生产资料库、互联网、企业生产需求与企业发展的目的相融合，构成了一个完整的生产体系，能够对企业发展、产品研发、生产技术创新、生产质量监控等方面进行科学地推动。当前，我国有关技术的研究和开发，也在逐渐对自动化技术的具体工作进行改进。在未来，集成化模式在机械设计制造领域的发展将会更加完善，对企业发展也会起到巨大的作用。

5 机械自动化设计与制造的未来发展建议

5.1 数控化

数控技术，指的是用数字编码对机械进行设计，从而实现对机械的精确控制。在实际应用中， 数控技术需要借助原来所采用的加工方法才能更好地进行工作。数控技术能够让整个加工过程更加精确、标准化。采用数控技术，这能极大地减少财政费用，减少人为犯错。但在实践中，因数控化的需求，为了保证产品品质，往往要进行反复的工作。数控化技术还可以实现产品加工中的自动化设计，降低了机械工作时间，从而提高了工作效率。

5.2 智能化

在机械设计制造中，应用智能技术的环节不断增多，应用的领域不断扩大，逐步成为其突出的特征。在机械设计制造过程中，将自动化技术运用到其中，智能化是指运用最新的人工智能技术，将现代的设计思想与生产过程相结合，使其最大程度利用自身的优点，从而明显提升机械设计制造的效率和品质。因此，在机械设计制造中，运用智能化技术，可以使生产装备的操作效率得到更大提高，使机械设备生产效能得到最大程度的发挥。

5.3 绿色化

随着城市化和工业化的發展，人民生活质量得到了很大的提高，但是也出现了很多问题，其中最显著的就是对环境的破坏。当前，我国各行各业都在大力倡导“以绿色为导向”的发展思想，以实现既保护了经济发展，又增加了经济与社会的双重利益。所以，在我国的机械设计制造行业，走的是“绿色化”道路。因此，在机械设备制造和销毁方面，要做好环保工作。另外，在某些废物的销毁中，要更加注重对包含金属部件的处理。目前，社会对环境问题的关注程度已经越来越高，在降低资源浪费的同时，在绿色化的基础上发展机械制造业，这符合可持续发展的要求和理念。

5.4 网络化

目前，先进的网络技术在各行各业都得到了广泛应用，机械设计制造也是如此，要充分利用网络技术在世界范围内的应用，促进世界范围内生产与经济的融合，增强企业的核心能力。随着计算机网络技术的发展与进步，许多对机械设备进行远程监测与控制的技术已被广泛运用于机械设备的生产过程中，并为机械设备的安全运行带来了很大方便。因此，把制造流程与互联网信息技术进行有机的整合，就可以迅速找到问题的根源和位置，给维修人员提供一个可靠的参考，这样才能确保生产效率，给企业带来更大的效益。

5.5 根据实际需求引进相关设备

在机械设计制造行业中，为了达到设计与生产的完全一致，必须要完善相关的配套设施，这需要大量的投资，而在实际的调试与使用中，这些特殊的经费将会不断增加，同时也有可能面临着购买设备后，被未来其它设备超过的风险。但是，无论潜在的危险有多大，为了更好的适应未来发展，自动化技术都是必须要得到重视的，可见其重要性。因此，企业应该以自己的发展特征和目前的外部市场状况为基础，构建一种更加科学的管理方式，从而指导企业更好地进行工作，使其能够有效地发挥作用，使其能够更好实现自己的目标。因此，要想让自动化技术能够被更好地运用并推广开来，要做到事先规划，能在第一时间内，将问题发现并处理好，减少各类风险，实现自动化技术的可持续发展，让机械制造能够极大地提升其工作效率。此外，还要建立起一个指导团队，并对其进行持续的跟踪，对发现的问题进行及时总结，并对下一步重点工作计划进行提示，从而对目前工作流程进行全方位的改善。

6 结语

总之，在目前机械制造业的发展情况下，自动化技术的有效运用对提升机械设备产品品质和生产水准具有重要作用。并且，其投资较小，在实际的机械生产工作中，可以有效地解放劳动力，降低资本成本，提高生产精度，实现绿色生产，并能对整个生产流程进行全方位的监控。因此，在今后的机械设计与生产过程中，要重视对机械基本功能的完善，全方位强化数控技术的运用，提升实用的综合效能。因此，应结合企业实际，适时引入相应的生产设备，并有相应的升级方案，积极引入优秀的员工，为企业发展提供新的动力。

参考文献：

[1]王培利.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J]. 时代汽车，2022，（23）：139-141.

[2]许明善.自动化技术在机械设计制造中的应用[J].机械管理开发，2022，37（11）：167-168+173.

[3]张延涛，刘鹏.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J]. 网络安全和信息化，2022，（11）：31-33.

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[5]吕锡双.自动化技术在机械设计及制造领域的应用探讨[J].中国设备工程，2022，（16）：74-76.