自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用研究

黃志鋒

摘要：傳統(tǒng)機械設(shè)計存在著工作效率低下、涉及重復(fù)的問題，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)計領(lǐng)域引進了自動化技術(shù)，工作質(zhì)量、資源利用率大大提升，而且機械性能配置顯著改善，生產(chǎn)質(zhì)量得到充分的保障。在機械設(shè)計中，自動化技術(shù)的應(yīng)用主要有集成系統(tǒng)、自動化檢測技術(shù)和柔性自動化技術(shù)，實現(xiàn)了信息自動化、生產(chǎn)自動化和裝備自動化，通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了機械設(shè)計質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；機械設(shè)計；應(yīng)用

在生產(chǎn)制造行業(yè)中，機械已逐步代替了人工，在能源的驅(qū)動下會社會不斷創(chuàng)造豐富的物資，而隨著計算機技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，機械生產(chǎn)的自動化控制系統(tǒng)已逐漸普及，工業(yè)制造效率大大提升。自動化技術(shù)包括工業(yè)自動化軟件、硬件以及系統(tǒng)這三個組成部分，目前人們開始嘗試將這一技術(shù)與機械設(shè)計相結(jié)合，通過信息技術(shù)的應(yīng)用來實現(xiàn)機械設(shè)計的自動控制調(diào)配，大大提升設(shè)計過程中的信息處理效率，確保設(shè)計方案的合理性，同時提高設(shè)計后機械生產(chǎn)的效率，切實推動機械制造業(yè)的發(fā)展，為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

1啟動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用價值

1.1提高工作質(zhì)量

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計模式下，由于工作效率比較低，設(shè)計周期較長，因此在機械設(shè)備生產(chǎn)出來之后，可能已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的設(shè)備性能需求，設(shè)計方案由于耗時長而不得不廢棄。自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的最大優(yōu)勢在于，控制的精準(zhǔn)性和工作的高效性，通過自動化技術(shù)，可使得生產(chǎn)指標(biāo)趨于量化生產(chǎn)，提高機械生產(chǎn)制造的可控性，縮小產(chǎn)品之間的質(zhì)量差，確保批量生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。自動化技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)計中，能夠大大提升機械設(shè)計與制造的工作效率，實現(xiàn)機械產(chǎn)品的無差別量化生產(chǎn)。

1.2保障生產(chǎn)質(zhì)量

自動化生產(chǎn)是一個動態(tài)發(fā)展的概念，以往是指機械化生產(chǎn)代替人工生產(chǎn)，而現(xiàn)在則是指代機械生產(chǎn)的智能化控制代替人工控制。自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，可消除由于人工控制機械進行生產(chǎn)帶來的主觀因素，嚴(yán)格控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過儀表數(shù)據(jù)進行設(shè)計生產(chǎn)的實施監(jiān)控，及時發(fā)展生產(chǎn)中的故障環(huán)節(jié)，保證機械設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量。在機械化生產(chǎn)過程中，最嚴(yán)重的問題莫過于出現(xiàn)故障無法發(fā)現(xiàn)，影響到產(chǎn)品質(zhì)量，而在自動化控制體系中，一些微小的故障都能通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的方式體現(xiàn)出來，一旦制造參數(shù)脫離預(yù)設(shè)范圍，馬上發(fā)出警報停止生產(chǎn)，避免產(chǎn)品質(zhì)量問題的發(fā)生。

1.3提高資源利用率

原材料的廢棄與生產(chǎn)設(shè)備高能耗的問題，多由機械設(shè)計方案設(shè)計不合理所致。自動化技術(shù)通過對設(shè)計程序和生產(chǎn)程序的精準(zhǔn)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)資料的最大化利用，消除機械設(shè)備過高能耗的問題，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)謀求效益的最大化。在機械設(shè)計中，利用自動化技術(shù)，可使得各個設(shè)計環(huán)節(jié)的控制更為精細化，根據(jù)機械設(shè)備的性能需求，選擇合理的新型制造材料，同時嚴(yán)格控制原材料的消耗量，根據(jù)現(xiàn)有材料的尺寸、體積等參數(shù)，合理利用，避免出現(xiàn)過多原材料廢棄的現(xiàn)象，初步實現(xiàn)機械設(shè)計與制造節(jié)能降耗的新目標(biāo)。

1.4改善機械性能配置

在大數(shù)據(jù)時代下，機械設(shè)備的運行數(shù)據(jù)就是一筆無形的資產(chǎn)，機械設(shè)計人員應(yīng)該合理利用這些數(shù)據(jù)，進行細致的分析研究，查探現(xiàn)有機械設(shè)備是否有性能不達標(biāo)的地方，予以改造設(shè)計。自動化技術(shù)在機械生產(chǎn)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了機械運行動態(tài)數(shù)據(jù)的收集，從而達到實時監(jiān)控機械設(shè)備運行狀態(tài)的目的。設(shè)計人員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，分析機械有哪些地方還可以進行改進，或者是根據(jù)市場對設(shè)備性能的需求，對相應(yīng)之處進行精細化的設(shè)計，以改善機械性能，提高機械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的實際應(yīng)用

自動化技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)機械設(shè)計過程的信息自動化以及生產(chǎn)治療的自動供應(yīng)，大大提升機械設(shè)計制造的工作效率，同時通過生產(chǎn)自動化和裝備自動化，切實保證機械設(shè)計產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，提高所設(shè)計的機械產(chǎn)品的性能配置。隨著計算機技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)體系不斷完善，通過虛擬化技術(shù)，設(shè)計好的機械產(chǎn)品可以通過仿真系統(tǒng)進行運行演練，已驗證設(shè)計方案的合理性，實現(xiàn)設(shè)計方案的不斷優(yōu)化。在機械設(shè)計中，主要應(yīng)用的自動化技術(shù)有集成系統(tǒng)、自動化檢測技術(shù)和柔性自動化技術(shù)。

2.1集成系統(tǒng)

在機械設(shè)計中應(yīng)用的集成系統(tǒng)，又被稱作計算機綜合設(shè)計制造系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了機械設(shè)計制造的一體化控制，大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)周期，而且可以有效避免傳統(tǒng)機械設(shè)計模式中常出現(xiàn)的重復(fù)設(shè)計問題，實現(xiàn)了設(shè)計周期的流程化控制。在此之前，機械設(shè)計中也出現(xiàn)了一些諸如輔助設(shè)計工具、工藝規(guī)劃技術(shù)、測試技術(shù)、指控軟件等輔助性設(shè)計的計算機軟件，這些軟件的應(yīng)用使得機械設(shè)計成本控制的工作質(zhì)量大大提升，但是由于軟件之間的相互獨立性所以應(yīng)用價值不是很大。集成系統(tǒng)將那些有利于機械設(shè)計質(zhì)量提升的計算機軟件結(jié)合在一起，形成了一個完善的機械設(shè)計制造技術(shù)體系，融合了計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器等多種現(xiàn)代化自動化技術(shù)，實現(xiàn)了對機械設(shè)計環(huán)節(jié)中所涉及的各個要素（物質(zhì)、參數(shù)、信息等）的集成控制，大大提升了機械設(shè)計效率，保證了機械設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2自動化檢測技術(shù)

在機械設(shè)計中，應(yīng)用較為普遍的便是自動化檢測技術(shù)，通過對傳感器和儀器設(shè)備的利用，實現(xiàn)了對機械設(shè)計質(zhì)量的把關(guān)。在機械制造業(yè)中，設(shè)計方案的質(zhì)量將這接決定了整個機械設(shè)備的質(zhì)量和性能，影響到企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力，至關(guān)重要，因此，必須加強機械設(shè)計方案的審核，確保產(chǎn)品質(zhì)量。在機械設(shè)計中，自動化檢測技術(shù)的應(yīng)基礎(chǔ)為自動檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的具體組成為：①傳感器；②信號調(diào)節(jié)模塊；③數(shù)據(jù)處理模塊；④結(jié)果輸出模塊。能夠通過對設(shè)計出的機械設(shè)備運行數(shù)據(jù)的分析處理，實現(xiàn)機械設(shè)計的優(yōu)化。

2.3柔性自動化技術(shù)

柔性自動化技術(shù)采用金字塔控制模型，以獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)的計算機為信息中心和控制中心，通過數(shù)據(jù)處理獲取機械化生產(chǎn)信息，不斷優(yōu)化生產(chǎn)計劃，切實提高生產(chǎn)效益。機械設(shè)計生產(chǎn)時一個完整的系統(tǒng)，柔性自動化技術(shù)以此為基礎(chǔ)，通過對生產(chǎn)信息的監(jiān)控，來調(diào)整機械設(shè)備的運行狀態(tài)，重新規(guī)劃物料儲運系統(tǒng)，做到各種產(chǎn)品制造原材料或是工件的合理儲存運輸，提升機械設(shè)計制造的工作效率，同時降低生產(chǎn)成本，做到原材料的合理利用。柔性自動化技術(shù)應(yīng)用的是一種由分到總的運營模式，計算機作為信息控制中心，收到來自各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，進行分析處理后，作出應(yīng)對，分布生產(chǎn)指令，實現(xiàn)對機械生產(chǎn)的智能化控制。

3.結(jié)語

人的創(chuàng)造力是無限的，社會的發(fā)展就是人類不斷改造世界的過程。隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已經(jīng)無法滿足人們的物質(zhì)需求，在機械設(shè)計行業(yè)中，應(yīng)用自動化技術(shù)，能夠大大縮短機械設(shè)備的設(shè)計周期，提高機械的生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)在生產(chǎn)制造業(yè)中的應(yīng)用，通過計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)機械化生產(chǎn)的全方位精準(zhǔn)控制，大大提升其生產(chǎn)效益，同時保障產(chǎn)品質(zhì)量，如果進一步將自動化控制技術(shù)與機械設(shè)計結(jié)合起來，將使得機械行業(yè)步入一個全新的快速發(fā)展階段。