自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用探討

方培杰

摘要：通過對機械行業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用背景的分析，列舉自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造流程中的應(yīng)用，具體說明了自動化技術(shù)提高機械設(shè)計制造水平的具體操作方式，以期有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，加強機械產(chǎn)品的綜合競爭力，為企業(yè)在復(fù)雜嚴(yán)峻的市場競爭中爭得一席之地。

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

1 機械設(shè)計制造的自動化應(yīng)用背景

1.1 我國機械設(shè)計制造業(yè)的行業(yè)現(xiàn)狀

進入 21 世紀(jì)以來，機械設(shè)計制造行業(yè)的生產(chǎn)模式發(fā)生了較大的變化，傳統(tǒng)的以開發(fā)簡單機械結(jié)構(gòu)為主、以固定生產(chǎn)組織和固定工作流程為特點的生產(chǎn)方式變得缺乏競爭力，已不再適用。而以自動化技術(shù)為代表的現(xiàn)代化技術(shù)開始逐漸在機械設(shè)計制造行業(yè)中得到應(yīng)用，這是個性化、即時化和多樣化的現(xiàn)代市場需求決定的。近年來，我國在全國范圍內(nèi)開展了大規(guī)模關(guān)于機械自動化設(shè)計制造技術(shù)的研究和應(yīng)用，但相比發(fā)達(dá)國家，我國的機械自動化設(shè)計制造技術(shù)還存在著許多方面的差距，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)投入與智能化程度方面。

1.2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用意義

不同的行業(yè)中，關(guān)于自動化技術(shù)有著不同的定義。在機械行業(yè)中，自動化技術(shù)主要是指微機、機床等機器設(shè)備在無人或少人工干預(yù)的情況下，自動按照生產(chǎn)需求和預(yù)先的程序設(shè)計來完成生產(chǎn)工作的技術(shù)。這樣的新型生產(chǎn)模式，不僅打破了傳統(tǒng)機械設(shè)計制造流程中繁雜的勞動量，還有效提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，降低機械行業(yè)的人工成本。現(xiàn)代的自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造行業(yè)的應(yīng)用較為廣泛，已覆蓋到設(shè)計、制造、裝備、檢測、運輸?shù)榷鄠€領(lǐng)域，是現(xiàn)代化機械設(shè)計制造企業(yè)所必須應(yīng)用的一項技術(shù)。

2 機械設(shè)計制造的自動化應(yīng)用例舉

2.1 計算機綜合制造系統(tǒng)的應(yīng)用

計算機綜合制造系統(tǒng)，也稱作集成制造系統(tǒng)。在計算機綜合制造技術(shù)提出之前，機械設(shè)計制造的周期中已出現(xiàn)多項計算機輔助技術(shù)，包括計算機輔助設(shè)計制造、工藝規(guī)劃、測試、質(zhì)量控制等。而這些單獨的計算機輔助技術(shù)雖然在每一項工作上具有優(yōu)化相關(guān)成本的意義，但由于其各自為戰(zhàn)，在縮短時間和人工成本、提高生產(chǎn)效率和機械產(chǎn)品的綜合競爭力方面的效應(yīng)不夠突出。而計算機綜合制造技術(shù)將各個單項輔助技術(shù)流程有效結(jié)合，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和信息分享平臺，保證各個單項工作的有機協(xié)調(diào)，從全局化的高度提高機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在技術(shù)構(gòu)成上，計算機綜合制造技術(shù)包括了以電子信息、先進材料以及現(xiàn)代化管理理論為基礎(chǔ)的先進制造技術(shù)，其強調(diào)以計算機、傳感器、新型自動化和管理理論的應(yīng)用，來控制生產(chǎn)的物質(zhì)、信息、能量的集成和協(xié)調(diào)，是提高勞動生產(chǎn)率的有效手段，包括數(shù)控技術(shù)、計算機輔助設(shè)計制造技術(shù)以及特種加工技術(shù)等。并行工程是對產(chǎn)品設(shè)計制造流程的系統(tǒng)集成化的具體體現(xiàn)，并行工程要求產(chǎn)品的策劃開發(fā)人員從生產(chǎn)需求的全局出發(fā)，在設(shè)計制造初期對整個產(chǎn)品的生命周期加以考慮，以最大限度地縮減機械產(chǎn)品的研發(fā)制造時間，同時減少重復(fù)設(shè)計、維護等不必要的生產(chǎn)資源浪費。

2.2 柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)是由英國率先提出的機械自動化系統(tǒng)基本概念，它以產(chǎn)品的生產(chǎn)信息為基礎(chǔ)，綜合協(xié)調(diào)物料儲運系統(tǒng)和數(shù)字加工技術(shù)設(shè)備，達(dá)到適應(yīng)不同的生產(chǎn)和加工對象的目的。柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用得益于成組技術(shù)的形成，成組技術(shù)是指按照根據(jù)加工需求對加工對象進行排列成組，以便于選擇相應(yīng)的加工設(shè)備與儲運系統(tǒng)，并可以及時地根據(jù)市場需求進行調(diào)整。柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)的信息控制結(jié)構(gòu)按照由分到總的金字塔控制模型，以住計算機作為信息的控制中心，用來在生產(chǎn)過程中監(jiān)測和管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)節(jié)生產(chǎn)計劃。其次是負(fù)責(zé)組群生產(chǎn)控制的計算機，負(fù)責(zé)把最底層計算機的生產(chǎn)狀況向上一層信息中心進行傳遞。最底層是負(fù)責(zé)底層工藝設(shè)備接口的計算機，對各個生產(chǎn)接口的生產(chǎn)狀況進行信息收集監(jiān)測，并根據(jù)上層指令對生產(chǎn)行為進行實時調(diào)整。柔性自動化儲運系統(tǒng)包括對毛坯工件、加工工具和加工廢料等生產(chǎn)物料進行儲存和運輸，其操作過程主要通過信息系統(tǒng)進行控制，由前端工業(yè)機器人進行操作。柔性自動化技術(shù)的加工設(shè)備從數(shù)控機床到集成化的加工中心等，為了提高生產(chǎn)效率，常常采用可以更換主軸箱的加工中心。

2.3 自動檢測技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用

自動檢測技術(shù)是自動化技術(shù)的重要組成部分，是在傳統(tǒng)的儀器、傳感器使用的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。機械制造的過程中，自動檢測技術(shù)不需要過多的人工干預(yù)即可進行，是降低產(chǎn)品不合格率、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效方式。自動檢測系統(tǒng)由傳感器、信號調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果輸出等四個環(huán)節(jié)組成，大都含有微型計算機等先進的信息處理系統(tǒng)，提高檢測的可靠性。

3 結(jié)語

雖然傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型是一個漫長的過程，涉及方方面面的改革與創(chuàng)新，但以先進計算機信息技術(shù)和制造技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化技術(shù)，無疑是一個理想而必要的突破口。只有機械設(shè)計制造企業(yè)有效利用自動化技術(shù)提高產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計和制造效率，才能有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，加強機械產(chǎn)品的綜合競爭力，為企業(yè)在復(fù)雜嚴(yán)峻的市場競爭中爭得一席之地。

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