機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用研究

閆峰 李云龍

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科技水平的不斷提升，各行各業(yè)都在不斷朝著自動(dòng)化、智能化、節(jié)能化方向發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)同樣如此。此外，工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的快速發(fā)展有著密切的聯(lián)系，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的廣泛應(yīng)用，不僅能有效保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精度和質(zhì)量，而且在一定程度上降低了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的同時(shí)，為企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；應(yīng)用

引言

在如今的信息時(shí)代，我們追求工業(yè)高效生產(chǎn)的同時(shí)，便捷與穩(wěn)定也越發(fā)凸顯其重要性，自動(dòng)化設(shè)備逐漸成為一個(gè)焦點(diǎn)。尤其在輕工業(yè)方面，我國(guó)某服裝廠采用自動(dòng)化設(shè)備后可日產(chǎn)襯衫80萬件，極大地降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。迫于人工成本的增加，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是自動(dòng)化，自動(dòng)化技術(shù)水平的高低將影響未來制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，因而探討自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分重要。

1概述機(jī)械自動(dòng)化及組成部分

1.1機(jī)械自動(dòng)化的概述

顧名思義，自動(dòng)化技術(shù)就是指機(jī)械能夠自動(dòng)按照設(shè)計(jì)的程序來完成某項(xiàng)工作，而不需要人的操縱和指揮。機(jī)械自動(dòng)化與自動(dòng)化技術(shù)相似但不完全相同。機(jī)械自動(dòng)化是通過機(jī)械來對(duì)制造過程進(jìn)行管理與控制。這是一個(gè)與之前完全不同的過程。從世界輕工業(yè)的發(fā)展規(guī)律來分析，降低成本與提升效率是永恒不變的主題。無論是越來越大的規(guī)模，還是流水線式的生產(chǎn)方式，根本目的就是降低成本與提高效率。目前，還有很多機(jī)器設(shè)備的操作較為繁瑣、笨重，一臺(tái)設(shè)備需要幾名工人共同操作，浪費(fèi)了大量的生產(chǎn)時(shí)間與人工資源。同時(shí)，限于我國(guó)現(xiàn)階段工人的文化水平，自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備應(yīng)當(dāng)易于學(xué)習(xí)、便于操作，降低工人使用成本。實(shí)用性是機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的最基本的要求，也是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備所必須達(dá)到的要求。

1.2機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的組成

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)比較復(fù)雜，該項(xiàng)技術(shù)包含了許多知識(shí)，需要綜合多方面的知識(shí)才能夠較好地操縱該系統(tǒng)，構(gòu)成這一技術(shù)的主要內(nèi)容有很多。比如，傳感單元，這一部分是為了檢測(cè)系統(tǒng)的工作過程，是比較基礎(chǔ)的一個(gè)部分。作用單元，是自動(dòng)化系統(tǒng)中前期工作的一個(gè)單元，能夠很好地對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的能力進(jìn)行定位，是自動(dòng)化系統(tǒng)中的能量施加單位。程序單元是給自動(dòng)化設(shè)備施加命令的一個(gè)單元，能夠決定整個(gè)系統(tǒng)的操作單元?？刂茊卧軌?qū)鞲袉挝凰瓦^來的信息進(jìn)行定位與檢測(cè)。對(duì)輸送的信息進(jìn)行分析傳導(dǎo)，是整個(gè)系統(tǒng)中的后勤保障部門。制定單元是對(duì)傳感單元輸送的信號(hào)進(jìn)行分析，制定信號(hào)是整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化的關(guān)鍵部分。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化應(yīng)用

2.1柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是指在產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)信息的基礎(chǔ)上，調(diào)度、協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程中所需要的物料儲(chǔ)備和數(shù)字加工技術(shù)所需的設(shè)備機(jī)械等，以此達(dá)到擴(kuò)大系統(tǒng)生產(chǎn)范圍、增加系統(tǒng)加工對(duì)象數(shù)量的目的。眾所周知，成組技術(shù)的產(chǎn)生和成熟在極大程度上促進(jìn)了柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，成組技術(shù)則主要指根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)加工的實(shí)際需求，對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行一定的排列組合，從而增加生產(chǎn)系統(tǒng)在選擇相應(yīng)機(jī)械設(shè)備和儲(chǔ)存系統(tǒng)時(shí)的快捷度和及時(shí)性。在選用柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)與制造時(shí)，其信息控制選用的結(jié)構(gòu)往往是由分到總的金字塔型模式，通過圍繞主計(jì)算機(jī)的信息控制中心來監(jiān)督和管理機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的一系列生產(chǎn)數(shù)據(jù)和信息，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況滾動(dòng)調(diào)節(jié)原有的生產(chǎn)計(jì)劃方案。在此過程中，負(fù)責(zé)成組生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī)會(huì)將最底層計(jì)算機(jī)收集到的生產(chǎn)信息通過相應(yīng)的傳遞方式匯報(bào)給上一層的計(jì)算機(jī)信息處理中心，而最底層的計(jì)算機(jī)主要負(fù)責(zé)監(jiān)督管理各個(gè)工藝設(shè)備接口與生產(chǎn)接口，并將實(shí)際生產(chǎn)過程中的相應(yīng)信息進(jìn)行收集、整理和儲(chǔ)存，還可根據(jù)上層指令對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)整。此外，柔性自動(dòng)化儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)則主要通過信息管理系統(tǒng)對(duì)毛坯件、加工工具、機(jī)械設(shè)備、加工廢料等進(jìn)行儲(chǔ)存、運(yùn)輸和清除。

2.2信息自動(dòng)化應(yīng)用

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)容也有了更廣闊的空間，逐漸吸收了更多的技術(shù)。例如，包括在機(jī)械設(shè)計(jì)中的工藝流程技術(shù)和輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以說在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化應(yīng)用中具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用相關(guān)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以有效地提高工作效率，同時(shí)借助技術(shù)程序技術(shù)可以提高產(chǎn)品在整個(gè)工藝過程中的質(zhì)量和生產(chǎn)水平。

2.3檢測(cè)自動(dòng)化應(yīng)用

毫無疑問，科技進(jìn)步可以在一定程度上有效地促進(jìn)生產(chǎn)材料的創(chuàng)新，并在技術(shù)發(fā)展過程中不斷開發(fā)和更新大量新材料。在這種材料的應(yīng)用中仍然存在相關(guān)的問題。例如，普通的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造沒有更新在新材料檢驗(yàn)中學(xué)習(xí)的方法和技術(shù)，傳統(tǒng)的技術(shù)方法不能檢測(cè)新材料的性能和相關(guān)質(zhì)量。針對(duì)這種情況，我們可以直接采用激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)等對(duì)新材料進(jìn)行正確、科學(xué)的檢測(cè)，這不僅可以提高工作效率，還可以縮短材料檢測(cè)時(shí)間。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向

3.1機(jī)電一體化

機(jī)電一體化發(fā)展方向是目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)，可被視作是對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的升級(jí)。目前，在部分工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛性的應(yīng)用，且效果十分顯著。機(jī)電一體化是基于原本的機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上，利用機(jī)電一體化理論，來促使各種類型的機(jī)械與電子設(shè)備可被組合起來，并產(chǎn)生出一項(xiàng)通過電子控制的機(jī)械系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化的運(yùn)行。甚至可以說機(jī)電一體化便是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，因而，機(jī)電一體化發(fā)展必將是未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)方向。

3.2微型化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化系統(tǒng)也越來越朝向微型化的趨勢(shì)所發(fā)展。以微電子機(jī)械系統(tǒng)為代表，其尺寸通常在1cm3以下，甚至還不斷向著微米、納米等更加微型化的級(jí)別所發(fā)展。微型機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有能耗低、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活等眾多優(yōu)勢(shì)特性，目前多被用于信息、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域當(dāng)中。微型機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展所面臨的主要問題即為技術(shù)不夠成熟，產(chǎn)品加工需用到精細(xì)加工技術(shù)，主要包括了蝕刻與光刻兩種技術(shù)手段。

3.3智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)所具備的一項(xiàng)關(guān)鍵性特征，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化與智能化和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的根本差異所在。目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，智能化的特征表現(xiàn)的越來越明顯，但仍未能夠滿足于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，距離對(duì)人力資源的解放還有很長(zhǎng)的一段路要走。然而，能夠基本確定的一點(diǎn)是，智能化即為機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化發(fā)展的一項(xiàng)主流趨勢(shì)，在未來必將會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的完全智能化，將人力資源徹底解放出來，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備極大地提高了生產(chǎn)效率，是信息化時(shí)代的產(chǎn)物，是提高生產(chǎn)力的保障。在其發(fā)展應(yīng)用過程中會(huì)遇到各種問題，需要根據(jù)應(yīng)用需求有針對(duì)性的解決問題，這要求我們必須沉下心、卯足勁，全面了解機(jī)械設(shè)備，把握好機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)，逐漸的完善自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用方案。

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