解析機械設(shè)計制造及其自動化的技術(shù)核心

靳澤原

摘 要：現(xiàn)階段，我國機械設(shè)計制造行業(yè)發(fā)展十分迅速，同時融合了計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，實現(xiàn)了設(shè)計制造自動化操作。相對比以往人工設(shè)計與制造，機械設(shè)計制造自動化不僅可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，而且大大降低了傳統(tǒng)人工操作的失誤率，有效確保機械產(chǎn)品的可靠性，最終為我國工業(yè)化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造；自動化的技術(shù)；應(yīng)用要點

中圖分類號：TH16；文獻標(biāo)識碼：A

引言

機械自動化技術(shù)是基于生產(chǎn)經(jīng)驗、自然以及科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)研發(fā)出來的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于機械制造行業(yè)。與此同時，機械自動化技術(shù)也是機械行業(yè)發(fā)展的主要方向。在進行工業(yè)生產(chǎn)過程中，機械自動化水平和機械制造業(yè)之間有直接的聯(lián)系，機械化水平對制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及社會經(jīng)濟都會產(chǎn)生影響。所以，做好機械制造的自動化設(shè)計工作意義重大。

1機械設(shè)計制造及其自動化實際應(yīng)用

1.1農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

機械設(shè)計制造及其自動化在我國農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，其不僅使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因機械設(shè)備精度的提升而形成促進作用，同時還在一定程度上加快了經(jīng)濟建設(shè)。相比于發(fā)達國家，我國機械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用較晚，技術(shù)水平與精度控制差異明顯，并且對于機械設(shè)備的精度建設(shè)主要集中在農(nóng)業(yè)節(jié)肥與節(jié)水方面，例如通過精準(zhǔn)控制技術(shù)應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)灌溉在滿足需求的基礎(chǔ)上減少水資源的用量，以此達到節(jié)約用水的目的。但是基于國際形式與我國基本國情的分析，機械設(shè)計制造及其自動化建設(shè)在我國農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面還遠遠不夠，為達到精準(zhǔn)化要求，本文建議：1）基于國外先進技術(shù)與經(jīng)驗的學(xué)習(xí)，同時結(jié)合我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，集中農(nóng)業(yè)發(fā)展科研力量，將農(nóng)業(yè)機械自動化設(shè)備在技術(shù)實施完善，同時加快精度化建設(shè)速度。2）以科學(xué)技術(shù)為依托，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械自動化建設(shè)，解放勞動力，降低勞動量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)。

1.2 工業(yè)領(lǐng)域

相比于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，機械設(shè)計制造及其自動化在我國工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。以 Pro/E 數(shù)控加工過程為例，數(shù)控編程作為Pro/NC 數(shù)控加工的核心技術(shù)，其對幾何圖形數(shù)字化、形成器件加工軌跡與操作仿真到數(shù)控程序等過程，主要是通過圖形、機器與操作員的互相融合來完成。為了確定數(shù)控加工方法、路線、工藝及其參數(shù)，需通過計算具體數(shù)據(jù)將器件軌跡獲取，以此將工件的數(shù)控加工過程依據(jù)數(shù)控機床采用的代碼和程序格式顯示出來。

1）儲存環(huán)境參數(shù)（包括零件尺寸及圖形、技術(shù)要求和器件工藝要求等）于 Pro/NC 數(shù)據(jù)庫，然后確定器件在數(shù)控加工中的工藝參數(shù)、加工路線及輔助功能參數(shù)，最后以數(shù)控機床原始加工代碼為依據(jù)將數(shù)控機床驅(qū)動，以此實現(xiàn)器件的加工。

2）對于加工軌跡在 Pro/E 數(shù)控加工中的設(shè)計，其過程必須以規(guī)定的加工工藝步驟為遵循，而數(shù)控程序流程和加工思路在實際加工邏輯中表現(xiàn)一致，在此過程中，通過對數(shù)控切割中刀具參數(shù)的設(shè)置，可根據(jù)實際需求合理設(shè)計刀具用來數(shù)控加工，而對于刀具的切割軌跡，則可通過工藝數(shù)據(jù)由加工系統(tǒng)計算得出并生成 CL 文件。

2機械設(shè)計制造及其自動化的技術(shù)應(yīng)用要點

2.1加強技術(shù)研發(fā)

我國機械制造行業(yè)相對于發(fā)達國家落后幾十年，機械發(fā)動機方面的差距更大。作為機械運行的核心，發(fā)動機對于機械制造業(yè)有著極其重要的作用，所以對科技創(chuàng)新方面的研發(fā)是很重要的。在過去，我國的機械設(shè)計與制造過程中的自動化水準(zhǔn)相對較低，這在一定程度上限制了我國機械制造行業(yè)的進步，因此要著重的研發(fā)機械制造方面的技術(shù)，通過對機床的布局進行調(diào)整，對自動化技術(shù)進行持續(xù)的研究與開發(fā)，以及對研發(fā)經(jīng)驗進行歸納總結(jié)，從而使我國的自動化技術(shù)與水平持續(xù)提高到世界先進水平。而且要突破知識封鎖對我國機械行業(yè)發(fā)展形成的限制，運用自身長處實現(xiàn)我國自動化技術(shù)的特色化發(fā)展。

2.2符號圖形的應(yīng)用

在現(xiàn)代機械設(shè)計制造中，液壓系統(tǒng)是非常重要的一部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，而液壓仿真技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)設(shè)計與分析的質(zhì)量和效率。AMESim軟件，其具備完全圖形界面，在整個仿真期間都是通過圖形的方式來呈現(xiàn)，針對液壓相關(guān)元件主要運用的是基于工程領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)ISO符號；針對控制系統(tǒng)，則使用的是圖表符號；針對那些沒有標(biāo)準(zhǔn)符號的，則使用可以表示系統(tǒng)，且易被識別的圖形符號。AMESim按照仿真步驟可以分成草圖模式、子模型模式、參數(shù)模式以及運行模式等工作模式。在草圖模式中，根據(jù)幾何工程系統(tǒng)的基本工作原理，借助元件庫各元件圖表構(gòu)建系統(tǒng)模型，完成系統(tǒng)模型搭建任務(wù)后，則進入到子模型模式，這時必須要為各元件挑選合適的子模型，再在參數(shù)模式下將各元件的參數(shù)設(shè)定好，如活塞直徑等。最后，在運行模式下，將仿真時間、等各項初始條件設(shè)置好。完成仿真后，在根據(jù)實際情況，對相應(yīng)參數(shù)進行繪圖，并加以分析、探索。

2.3計算機輔助技術(shù)

計算機輔助設(shè)計功能在機械設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用與作用是不可小覷的，在機械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域中會涉及到一些比較復(fù)雜的機械圖繪制，通過CAD、CAM等計算機繪圖軟件會有效的降低人工繪圖的復(fù)雜性，進一步提高繪圖效率，另外，計算機輔助技術(shù)能夠?qū)C械的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀以及工作原理等進行詳細制定與描述，幫助設(shè)計者更加容易找到設(shè)計中所存在的問題，最后，計算機輔助技術(shù)能夠?qū)D紙進行修改、再次編輯等操作，忽略手工操作的一些不必要環(huán)節(jié)，有效提高機械設(shè)計效率。而且通過計算機相應(yīng)軟件的支持下，能夠?qū)C械產(chǎn)品零部件的設(shè)計進行測試，對工作性能、受力情況等進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便于及時修改，使產(chǎn)品設(shè)計更加完美。

2.4重視其配套技術(shù)的成長

這些年來，機械制造自動化漸漸變得更加智能化與綠色化，生產(chǎn)制造流程中的人和物流效用之間進行綜合商討十分重要。在發(fā)展的進程中，對基礎(chǔ)項目與實質(zhì)推進的運用需要加以重視，同時為促進機械自動化迅速成長，也應(yīng)該對機械制造業(yè)運用配套式開展的形式，而對與其有關(guān)的零件檢測、電子學(xué)、計算機技術(shù)相聯(lián)合也是必要的。在今后的開展中，為使機械制造業(yè)同人力資源之間實現(xiàn)最完美的合作，就應(yīng)該大力推動機械自動化。這樣，在機械制造業(yè)中與其關(guān)聯(lián)的施工職員應(yīng)提高自身的知識水準(zhǔn)，不僅要了解一部分傳統(tǒng)的制造觀點，還能夠駕馭相應(yīng)的技術(shù)，而研習(xí)新知識也是必要的。

2.5系統(tǒng)化和定量化

與傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造技術(shù)不同，現(xiàn)代機械設(shè)計制造技術(shù)具有新型設(shè)計方式。機械設(shè)計制造及自動化的實現(xiàn)可通過計算機技術(shù)實現(xiàn)，完成系統(tǒng)化操作。操作過程是利用設(shè)計原理和方法進行機械部件設(shè)計，把一個整體的系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，使相互間聯(lián)系、配合，形成一個整體，實現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)化。傳統(tǒng)機械設(shè)計制造及自動化設(shè)計的弊端就是整個過程進行靜態(tài)分析，不能及時做出正確判斷。但是新型機械設(shè)計制造及自動化引進了計算機技術(shù)，整個過程是動態(tài)的，以目前設(shè)計方法為基礎(chǔ)，設(shè)計未來發(fā)展模式，即定量化發(fā)展。此發(fā)展趨勢對機械制造及自動化發(fā)展起促進作用，不僅縮短工作時間，增加生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)量，降低成本，而且實現(xiàn)機械制造自動化發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，對于機械設(shè)計制造行業(yè)而言，其是制約我國工業(yè)化進程的關(guān)鍵，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和推廣，其在機械設(shè)計制造行業(yè)中的應(yīng)用不斷加強，實現(xiàn)了機械設(shè)計制造自動化生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，同時也有效確保了產(chǎn)品的可靠性。但是與發(fā)達國家相對，我國在這方面還存在一些差距，所以需要通過加強高端技術(shù)的融合、人才培養(yǎng)等方式，提高機械設(shè)計制造及其自動化水平，最終縮短與發(fā)達國家之間的差距。

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