机械设计制造及其自动化技术探究

郭安胜

摘要：随着科学技术的迅猛发展，机械设计制造领域对自动化技术提出了更高的要求。随着信息技术、电子技术、传感技术等细分学科的发展，自动化技术在机械设计制造中起着举足轻重的作用，在我国的工业化、现代化进程中占据着十分重要的地位。本文以机械设计制造中自动化技术的应用为研究对象，探讨当前应用现状及相关问题，并提出相应的不足之处，希望可以进一步促进我国自动化技术在机械设计制造领域中的应用。

关键词：机械设计制造；自动化技术；应用

引言

新型智能技术被广泛应用到我国机械制造设计行业中，在一定程度上更好地改善了我国传统劳动力投入过大及劳动强度存在不足等问题，提升机械制造设计自动化技术的发展。现阶段，在智能制造背景下，机械设计制造领域自动化发展取得了很大进步，但对比发达国家该技术还存在一定差距，所以应充分分析和了解未来机械制造设计自动化技术发展的主要方向，持续不断地推动制造行业的发展。

1机械设计制造的概念

机械设计制造就是机械设计、机械制造。就前者而言，其在机械产品的生产中发挥着至关重要的作用，因为其为生产的第一步。在对机械进行设计时，需将使用要求当作根本，结合实际情况构思机械的零件尺寸、零件形状、润滑方式、使用原理、传递方式等，以为机械制造提供理论依据。通常情况下，这一工作可简单分为三类，即新型、继承和变型设计。新型设计是指通过目前已经成熟的、经实验可行的科技对机械进行设计；继承设计是指基于使用经验及技术发展对现有机械进行更新设计，使其性能得到提升。变型设计就是基于新需要适当对机械产品进行改造创新，就后者而言，就是根据客户需要生产机械。以生产类型为依据进行制造工作划分时，可将其划分为单件、成批、大批量生产3个方面。单件生产：就是只进行一件机械产品的生产。特点包括重复性少、产量少、种类多。这类产品生产通常包括重型机械、新产品的生产。成批生产：就是将同样的产品划分为若干个批次进行生产。特点包括周期性重复、分批类生产。这类产品生产通常包括机床、电机制造。大量生产：就是长期进行某一机械产品的生产，特点包括产量大、种类少等。这类产品生产包括汽车、拖拉机、轴承制造。

2机械设计制造及其自动化技术的应用

2.1柔性自动化生产技术

柔性自动化生产技术就是对产品信息进行深入了解，然后基于此做到数字加工技术、数字加工设备、物料存储系统的有机协调，以为加工生产对象与相关技术的应用相适应提供保障。这一技术的核心为计算机。因为计算机在数据监控、生产计划调整方面有着一定优势。且不同计算机可以对不同的生产层级进行有效监管、传递，并基于逐一发布的生产指令调整行为。比如，最底层计算机负责最底层生产层级的监管，并在获得监管数据后将其传递给上一层，由上层计算机基于数据发布指令，下层计算机可基于指令对生产行为进行针对性调整。此外，在操作物料的储运、信息系统时，通常需将工业机器人利用起来，借助其达到相关任务。

2.2人机交互制造

人机交互制造也被称为计算机辅助制造，在计算机系统辅助下可高效开展从生产准备到现场生产活动的机械制造全过程活动，替代人工处理制造计划制定、生产设备控制、物料流动、信息收集处理等操作任务。此制造体系由计算机数控、直接数控、机器人生产、柔性制造等多项子系统组成，具备较高自动化程度与完善的使用功能。例如，在机械产品制造期间，计算机系统应提前根据产品设计方案与借鉴同类案例制定方案，在方案中补充工艺参数等内容。随后，系统采取时间顺序、步进顺序等控制方案，持续向现场生产设备下达控制指令，操纵设备加工零部件与组装机械产品，同步控制工业机器人将所需物料转运到现场。最后，通过传感器等装置检测机械产品质量是否达标，确定无误后，包装处理产品，将包装完成的机械产品运往库房分类存储，完成机械制造全过程。在人机交互制造场景中，制造企业根据机械制造要求、计算机辅助制造系统水平选择应用方式，具体分为直接应用和间接应用两种。其中，直接应用是由计算机辅助制造系统全程处理有关机械制造活动的各项任务，工作人员仅需定期观察系统运行状况与机械制造情况，发现问题后采取调整方案内容、修改工艺参数等措施即可，此方式的机械制造效率最高，但对计算机辅助制造系统的决策处理能力有严格要求。间接应用则是由计算机辅助制造系统通过脱机形式参与机械制造过程，系统制定生产计划与各项控制指令，工作人员人工校核系统提供的方案计划，确定无误后再将方案、指令传达给现场生产设备。

2.3仿真技术在机械设计制造及自动化的应用

目前，仿真技术在航天、航空、汽车、船舶制造领域应用广泛，这是一种更为先进的虚拟技术，实现对产生更全方位的模拟，对目前的机械设计制造而言，有着重要的意义。仿真技术可以借助虚拟技术、计算机扫描技术对产品数据、轮廓进行掌握，在借助计算机庞大的数据运算处理能力，通过仿真软件对产品进行模拟调试并修改。

2.4自动化技术应用

于数控系统数控系统是机械设计制造中的重要组成部分，在实际设计生产中占有重要地位，自动化技术在数控系统中也得到了广泛的推广与应用，有力地促进了机械设计制造实现进一步发展。首先，将自动化技术与数字技术、计算机技术以及控制技术紧密结合，提高机械设计制造的便捷性与高效性，充分发挥自动化技术的真正效能，提高机械设计制造效率与企业经济效益。其次，根据实际情况来看，在机械设计制造中应用自动化技术已经成为一种必然发展趋势，通过专业人员的操作与控制，能够提高机械设计制造的智能化水平，促进其实现进一步发展。

2.5机电一体化

自动化是当前机械制造设计过程中的重点及核心内容，在具体的机械生产过程汇总，可以实现机电一体化工作目标，并保证机械制造设计等各项工作的开展，提高生产工作效率与产品质量。与此同时，不但要促进机械制造设计自动化技术的创新与发展，还应对市场环境进行调查，并通过市场调研，了解机械制造设计领域的发展现状，明确人们对制造产品质量和生产需求，结合市场现状，强化对于机械制造设计自动化技术的应用创新，提升其在整个市场中的竞争力。

2.6机械制造检测

传统机械制造模式采取人工检测方式，由检测人员手持便携式仪器逐个检查各处零部件的外观质量、规格尺寸、编号、位置，更换缺陷零部件、紧固松动零部件，必要时还需拆解机械产品重新拼装，流程繁琐、工作量大、错误率高。因此，制造企业需要将自动化技术应用到机械制造检测场景，在生产车间与数控机床等生产设备安装多种高精度传感器和检测器。零部件加工完毕与机械产品装配结束后，自动化系统控制传感器采集现场监测信号、控制检测器开展多项功能性试验，根据检测结果判断机械产品是否存在质量缺陷，生产人员根据检测报告处理质量问题，或由自动化系统着手处理。

结束语

综上所述，随着节能环保理念的推广，机械制造自动化也要落实节能环保思想。在融入节能理念后，可以提升机械设计制造与自动化技术水平，为国家、社会发展提供技术支持。该项技术的应用，可以节约资源与能源，保护生态环境，还可以推广节能环保理念，实现可持续发展战略。

参考文献

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