自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

于家

摘 要：伴隨著我國科技技術(shù)的日新月異，特別是自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在各行各業(yè)開始展露頭角，并且取得了不錯(cuò)的成績。其中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提升了產(chǎn)品品質(zhì)，降低了勞動(dòng)人員的操作強(qiáng)度，提升了我國的機(jī)械化水平。因此文章重點(diǎn)就自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用進(jìn)行略述。

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

在我國的工業(yè)化進(jìn)程中，自動(dòng)化設(shè)備發(fā)揮著不容忽視的重要作用。自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，極大的提升了工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，降低了人工生產(chǎn)成本。自動(dòng)化設(shè)備日漸成為了信息時(shí)代工業(yè)高效生產(chǎn)的焦點(diǎn)之一。由此可見，機(jī)械制造業(yè)的競爭力水平直接受制于自動(dòng)化技術(shù)水平。因此，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析是十分必要的。

1 概述機(jī)械自動(dòng)化及組成部分

（1）機(jī)械自動(dòng)化的概述。自動(dòng)化顧名思義，就是機(jī)械操作無需人工指揮，僅需要根據(jù)設(shè)定好的程序進(jìn)行某項(xiàng)工作的操作。機(jī)械自動(dòng)化和自動(dòng)化技術(shù)十分類似，然而卻不是同一個(gè)概念。機(jī)械自動(dòng)化主要是利用機(jī)械來進(jìn)行生產(chǎn)過程的全程操控，這和傳統(tǒng)的方式完全不同。對(duì)于生產(chǎn)制造企業(yè)而言，降低生產(chǎn)成本和提升效率是永恒不變的主題。但是，目前在制造企業(yè)中，大量笨重的機(jī)械設(shè)備依然存在，操作流程更是十分繁瑣。一般情況下，需要多名工人共同來進(jìn)行一臺(tái)設(shè)備的操作，生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本高昂。由此可見，機(jī)械設(shè)備最最基本的要求當(dāng)屬實(shí)用性。

（2）機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的組成。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)較為復(fù)雜，涵蓋多方面知識(shí)內(nèi)容，諸如力學(xué)、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等多方面的知識(shí)內(nèi)容。只有全面掌握各方知識(shí)要素，才能更好的進(jìn)行該系統(tǒng)的操作。具體來說，構(gòu)成該技術(shù)的內(nèi)容如下：1）傳感單元。這是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中最為基礎(chǔ)的一部分單元，主要功能在于檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的工作過程;2）作用單元。這個(gè)單元的作用在于明確定位整個(gè)系統(tǒng)的能力，也是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之中的能量施加單位;3）程序單元。這塊單元的作用在于施加指令，來有效決定整個(gè)系統(tǒng)的操作單元;4）控制單元。這部分的作用在于對(duì)傳感單元傳送過來的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行定位以及檢測(cè)，同時(shí)對(duì)這部分信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。換言之，也是整個(gè)系統(tǒng)之中的后勤保障部門;5）制定單元。該部分的功能在于對(duì)傳感單元傳輸過來的信號(hào)信息進(jìn)行分析，也是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之中的關(guān)鍵單元。

2 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

（1）推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)效率的提升。目前，我國的整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)步入到平穩(wěn)階段，綜合國力得到顯著增強(qiáng)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的生存發(fā)展環(huán)境也發(fā)生了較大變化，競爭態(tài)勢(shì)日趨激烈。為全面提升機(jī)械制造企業(yè)的綜合競爭力，企業(yè)務(wù)必采取必要措施來全面提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，此時(shí)將自動(dòng)化技術(shù)引用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，既能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和信息化，還可以做到批量化的生產(chǎn)，對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都有顯著的提升作用。

（2）使機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)成本有效降低。在機(jī)械制造行業(yè)中，在沒有引入自動(dòng)化技術(shù)之前，大部分的操作主要依靠人力來完成，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率不高，生產(chǎn)質(zhì)量更是參差不齊。自動(dòng)化技術(shù)的引入，能夠減少工人數(shù)量，降低人力資源浪費(fèi)，切實(shí)降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

（3）便于監(jiān)控。自動(dòng)化技術(shù)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并通過收集整理生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，確保機(jī)械設(shè)備處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)在監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行糾正，對(duì)于故障現(xiàn)象能夠做到早發(fā)現(xiàn)，早處理，從而確保機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

（1）集成化應(yīng)用。機(jī)械自動(dòng)化未來的發(fā)展方向之一當(dāng)屬集成技術(shù)。該技術(shù)主要是運(yùn)用工程理論來全程指導(dǎo)信息技術(shù)，并對(duì)機(jī)構(gòu)以及過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?，進(jìn)而提升自動(dòng)化的應(yīng)用水平。其能夠?qū)C(jī)械制造行業(yè)中的相關(guān)要素和各項(xiàng)管理活動(dòng)集成到一起，真正做到以人為中心的生產(chǎn)制造過程。類似于企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，若能夠有效集成生產(chǎn)活動(dòng)和經(jīng)營管理活動(dòng)，必然能夠有效提升企業(yè)的整體生產(chǎn)效率。高度的集成化對(duì)于相關(guān)的技術(shù)要求和設(shè)備要求都極高。在實(shí)踐中，工作人員需要深入到實(shí)地進(jìn)行考察和調(diào)研，對(duì)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)和功能指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的考察，并將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致準(zhǔn)確的記錄，便于后期對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化處理。只有全面深入實(shí)踐，做好數(shù)據(jù)支撐，才能夠不斷提升機(jī)械行業(yè)的整體質(zhì)量水平。同時(shí)，機(jī)械產(chǎn)品又是一個(gè)十分復(fù)雜的體系，在實(shí)踐過程中，需要綜合考慮到多方要素，既要把握好細(xì)節(jié)，又要考慮到整體，否則，就十分容易對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不利影響。因此應(yīng)該優(yōu)選適宜的參數(shù)，轉(zhuǎn)化各個(gè)零件以及生產(chǎn)過程等為對(duì)應(yīng)的優(yōu)化問題，并通過計(jì)算來對(duì)其進(jìn)行解決。此外，還需要重點(diǎn)關(guān)注相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行中涉及到的費(fèi)用，并結(jié)合設(shè)備的具體使用環(huán)境，選擇適宜的公式來構(gòu)建相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。并將數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程中的相關(guān)信息輸入到模型中，代入進(jìn)行求解，最終得到具體的優(yōu)化方案。

（2）數(shù)控技術(shù)。伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，特別是工業(yè)水平的不斷提升，機(jī)械化加工的需求量也在迅速攀升。而傳統(tǒng)的人工操作模式效率低下，難以滿足大批量的生產(chǎn)需求，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也難以確保，物資和人員消耗也十分大。此時(shí)自動(dòng)化技術(shù)的誕生就很好的解決了上述問題。其中數(shù)控技術(shù)則是自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)中一種十分重要的技術(shù)類型。該技術(shù)主要利用計(jì)算機(jī)等相關(guān)數(shù)字代碼來實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作過程，具體的實(shí)踐工作中，是借助電腦程序來對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)予以控制，技術(shù)人員只需要科學(xué)合理設(shè)計(jì)電腦程序即可，就能夠自動(dòng)的開展機(jī)械操作活動(dòng)，有效降低人力資源消耗。在具體操作時(shí)，技術(shù)人員需要熟知設(shè)備的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)相關(guān)程序進(jìn)行合理設(shè)定，并隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保生產(chǎn)活動(dòng)的安全可靠運(yùn)行。

（3）虛擬技術(shù)。虛擬技術(shù)融合了人工智能技術(shù)、電子信息技術(shù)和多媒體應(yīng)用技術(shù)等，其主要是借助仿真以及模擬等功能，來有效的融合各項(xiàng)技術(shù)到機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中去。該技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在，當(dāng)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到了相關(guān)問題時(shí)，通過虛擬技術(shù)，利用仿真和模擬技術(shù)來探究問題的成因，并提出相應(yīng)的解決措施，方能確保生產(chǎn)活動(dòng)的有效開展，全面提升行業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。不過從目前來看，虛擬技術(shù)還處于發(fā)展階段之中，相關(guān)技術(shù)水平還有待于進(jìn)一步提升。

（4）柔性自動(dòng)化應(yīng)用。伴隨著整個(gè)社會(huì)的全面發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)面臨著全新的挑戰(zhàn)。機(jī)械制造行業(yè)必須不斷轉(zhuǎn)變觀念，結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展需求和客戶的實(shí)際需求，不斷優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造環(huán)節(jié)，真正做到柔性化發(fā)展。所謂柔性自動(dòng)化技術(shù)，其屬于一種信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和數(shù)字控制加工設(shè)備共同構(gòu)成的有機(jī)整體，可以根據(jù)加工對(duì)象的變化來進(jìn)行自動(dòng)匹配，也可以簡稱為FMS。換言之，柔性自動(dòng)化技術(shù)是在確保柔性化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，借助人機(jī)操作界面來不斷優(yōu)化和完善機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化信息管理系統(tǒng)，在相關(guān)生產(chǎn)過程中，開展人員干預(yù)，全面提升機(jī)械制造行業(yè)的適應(yīng)能力，確保最終生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能夠符合市場(chǎng)需求。柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化加工系統(tǒng)和柔性制造系統(tǒng)的連接，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行全面優(yōu)化，全面提升機(jī)械制造行業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，柔性自動(dòng)化技術(shù)還可以依據(jù)實(shí)際裝配需求，對(duì)所需要的相關(guān)零件進(jìn)行加工處理，做到及時(shí)生產(chǎn)，降低毛坯以及制品等庫存量，降低流動(dòng)資金占用率，降低生產(chǎn)周期，提升相關(guān)設(shè)備的使用效率，降低設(shè)備使用數(shù)量，降低人工操作強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)，全面降低生產(chǎn)成本。

綜上所述，伴隨著自動(dòng)化和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在多個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。將自動(dòng)化技術(shù)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，能夠顯著提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)精度，進(jìn)而全面提升企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然了，科技技術(shù)不斷的發(fā)展，使得自動(dòng)化技術(shù)的功能也更加的全面化，集成化、智能化、數(shù)控化和虛擬化已經(jīng)成為了當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的代名詞，在未來，自動(dòng)化技術(shù)還將得到進(jìn)一步完善，必將帶動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)得到更好的發(fā)展。

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