淺談在機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：本文簡(jiǎn)要探討了集成系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)等自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，旨在進(jìn)一步提升自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)大勢(shì)所趨，二者的結(jié)合能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)及制造水平。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠提升設(shè)計(jì)效率、工作質(zhì)量，同時(shí)有利于節(jié)約資源成本和改善機(jī)械使用情況。基于以上，本文簡(jiǎn)要探討了機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用。

一、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性分析

機(jī)械設(shè)計(jì)指的是在了解機(jī)械加工設(shè)備材料、原理及形狀尺寸等信息的基礎(chǔ)上，對(duì)信息進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算的整個(gè)過(guò)程和設(shè)計(jì)成果，其是機(jī)械制造的重要依據(jù)，直接關(guān)系到機(jī)械制造水平。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是十分必要的，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）提升工作質(zhì)量

自動(dòng)化技術(shù)能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性與高效性，從而提升機(jī)械生產(chǎn)工作質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)中的測(cè)量指標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)的定量化處理，轉(zhuǎn)變?yōu)槎恐笜?biāo)，有效降低誤差。此外，在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中，人工操作不僅容易產(chǎn)生誤差，還容易出現(xiàn)安全事故，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題，有效控制相關(guān)參數(shù)，降低人工失誤率。

（二）節(jié)約資源成本

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)屬于粗放式設(shè)計(jì)，資源浪費(fèi)問(wèn)題嚴(yán)重，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用則能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)的精細(xì)化水平，提升資源利用效率，改善材料適應(yīng)性，這對(duì)于降低資源損耗，節(jié)約資源成本等方面有著重要的作用。

（三）改善機(jī)械使用情況

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控機(jī)械運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和整合來(lái)開(kāi)展機(jī)械維護(hù)工作，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)數(shù)字化比對(duì)來(lái)為工作人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)判斷提供依據(jù)，改善機(jī)械使用情況，保證機(jī)械處于優(yōu)良的工作狀態(tài)。

二、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（一）集成系統(tǒng)的應(yīng)用

集成系統(tǒng)指的是計(jì)算機(jī)綜合設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，其在機(jī)械設(shè)計(jì)中有著重要的應(yīng)用，不僅能夠縮短研發(fā)周期，還能夠剔除重復(fù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，從而避免資源浪費(fèi)。在集成系統(tǒng)出現(xiàn)和應(yīng)用前，機(jī)械設(shè)計(jì)也應(yīng)用了測(cè)試技術(shù)、質(zhì)控軟件及輔助設(shè)計(jì)軟件等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，這些技術(shù)大多獨(dú)立開(kāi)來(lái)，而集成系統(tǒng)的應(yīng)用則能夠?qū)ⅹ?dú)立的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)集成到一個(gè)系統(tǒng)中，通過(guò)創(chuàng)建信息共享平臺(tái)和數(shù)據(jù)模型來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，有效提升了機(jī)械設(shè)計(jì)效率。集成系統(tǒng)以電子信息技術(shù)和管理理論為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等整合機(jī)械設(shè)計(jì)中的物質(zhì)、信息及參量，形成統(tǒng)一的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

（二）計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也有著重要的應(yīng)用，在這一技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)之前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)形成了一定規(guī)模，包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、流程規(guī)劃、參數(shù)測(cè)試及質(zhì)量控制等眾多環(huán)節(jié)，但各個(gè)環(huán)節(jié)相互獨(dú)立，難以形成穩(wěn)定的聯(lián)系和配合關(guān)系。而計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用則打破了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的局限性，有機(jī)整合各個(gè)環(huán)節(jié)，在應(yīng)用層次上相互協(xié)調(diào)，對(duì)于提升機(jī)械設(shè)計(jì)效率及產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的作用。

（三）自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，其主要原理是傳感器與傳統(tǒng)儀器設(shè)備的結(jié)合，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，提升產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品合格率至關(guān)重要，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備自行檢測(cè)，打破了人工檢測(cè)的局限性，不僅提升了檢測(cè)效率，還保證了檢測(cè)的精準(zhǔn)性。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就以自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)為核心，其包含傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果輸出等眾多模塊，搭載智能芯片，保證了檢測(cè)的可靠性和及時(shí)性。

（四）自動(dòng)化體系的應(yīng)用

自動(dòng)化體系以三維平臺(tái)為基礎(chǔ)，在復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中有著重要的應(yīng)用，通過(guò)計(jì)算機(jī)化方法獲取適用于復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)三維虛擬樣機(jī)裝配及仿真的自動(dòng)化建模，有著創(chuàng)新性和快速性的特點(diǎn)。

在概念設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)能夠提供就設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)計(jì)方法和改良功能分解重組的設(shè)計(jì)方法，兩種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法以符號(hào)方案形式給出創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)方案自動(dòng)化分解為基本機(jī)構(gòu)及基本機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系。以運(yùn)動(dòng)分析方法進(jìn)行基本結(jié)構(gòu)的分析，得出各個(gè)構(gòu)件平面運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，基于三維平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)及參數(shù)控制等手段來(lái)驅(qū)動(dòng)三維造型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速虛擬建模，從而提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)速度。

為了保證產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)剛度和工業(yè)美學(xué)要求，以基本機(jī)構(gòu)占據(jù)空間為基礎(chǔ)，分析各個(gè)基本機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系，利用最有布局算法確定基本機(jī)構(gòu)空間位置，以此來(lái)保證復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)占據(jù)最小的空間。以運(yùn)動(dòng)分析數(shù)據(jù)和布局結(jié)果為依據(jù)，利用“后臺(tái)預(yù)置”裝配方法將三維虛擬模型放置到布局空間中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)符號(hào)方案與二維虛擬樣機(jī)的對(duì)應(yīng)。自動(dòng)化生成符號(hào)方案，并進(jìn)行虛擬仿真，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案概念設(shè)計(jì)階段的價(jià)值評(píng)價(jià)向虛擬樣機(jī)階段定量行為評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)換，以評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，快速遴選最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，在提升機(jī)械設(shè)計(jì)效率的同時(shí)提升產(chǎn)品的創(chuàng)新性。

三、結(jié)論

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用至關(guān)重要，對(duì)于我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)積極提升自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用水平，同時(shí)加快自動(dòng)化技術(shù)的普及，以此來(lái)促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

沈鑫晨（1995-），女，安徽省馬鞍山市人，民族：漢族，職稱(chēng)：學(xué)生，學(xué)歷：在讀本科生，研究方向：機(jī)械工程。