機械設(shè)計中自動化技術(shù)的運用

李德華

（河鋼宣鋼氣體公司，河北 張家口 075100）

在全球化經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，自動化技術(shù)逐漸應(yīng)用于各種行業(yè)，有效地提高了該行業(yè)的生產(chǎn)效率。特別廣泛用于機械設(shè)計和生產(chǎn)。與發(fā)達國家相比，我國自動化技術(shù)在機械產(chǎn)品設(shè)計和制造中的應(yīng)用還存在一定差距，為此。深入研究機械自動化設(shè)計技術(shù)尤為重要。

1 機械設(shè)計中自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢分析

1.1 有助于產(chǎn)品可靠性的提高

自動化技術(shù)在機械設(shè)計和生產(chǎn)中的應(yīng)用可以提供對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時檢測。發(fā)現(xiàn)問題后，可以及時觸發(fā)警報，以更好地保證工作運行和產(chǎn)品質(zhì)量。此外，利用自動化技術(shù)還可以實時監(jiān)控機械參數(shù)的運行參數(shù)，然后準(zhǔn)確地預(yù)測生產(chǎn)狀態(tài)。如果生產(chǎn)參數(shù)超出指定范圍，則將立即發(fā)出警報。另外，在機械設(shè)計系統(tǒng)中使用自動化技術(shù)可顯著降低人工成本，在優(yōu)化生產(chǎn)過程并減少人為安全威脅的可能性。

1.2 降低資源成本

在日常生產(chǎn)過程中使用自動化技術(shù)可以大大降低生產(chǎn)成本。當(dāng)前，在機械設(shè)計和生產(chǎn)的許多領(lǐng)域中的大多數(shù)工作還是手動完成的，手動控制存在許多不準(zhǔn)確性，并且還存在一些不能保證產(chǎn)品質(zhì)量的和有缺陷的產(chǎn)品。例如，對于汽車制造企業(yè)來講，一些小型汽車制造企業(yè)，手動組裝過程是由員工完成的，因此組裝汽車所需的時間將與汽車自動化制造技術(shù)的時間有很大不同。而且還會出現(xiàn)許多問題，例如質(zhì)量問題，備件的安裝問題等。因此，手動控制不僅需要花費很長時間，而且還可以增加費用成本。如果在汽車生產(chǎn)過程中使用所有化技術(shù)，將提高汽車的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并降低生產(chǎn)成本。

1.3 改善機械的使用性能

在機械設(shè)計中使用自動化技術(shù)可以實時監(jiān)視機器的運行狀態(tài)成為可能，這對于提高機器性能非常有用。在實際應(yīng)用過程中，使用自動化技術(shù)，可以有效地進行所有的機械工作數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)實際情況制定一套實用的機械操作和維護計劃。另外，在發(fā)生故障時，可以通過及時監(jiān)控機械設(shè)備的運行狀態(tài)來診斷和分析自動化技術(shù)的使用，這為后續(xù)排除故障奠定了良好的基礎(chǔ)，并且有助于機械設(shè)備以更快地恢復(fù)正常運行狀態(tài)[1]。

1.4 提升生產(chǎn)效率

隨著企業(yè)的快速發(fā)展，自動化技術(shù)已成為企業(yè)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的方向。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)相比，自動化技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢。自動化生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)革命時期出現(xiàn)的機械手有些相似。該技術(shù)的出現(xiàn)促進了勞動生產(chǎn)率的提高。同時，這種機械生產(chǎn)模式也將得到全面推廣。另外，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代自動化技術(shù)由系統(tǒng)和設(shè)備完全控制。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果分析，設(shè)備的生產(chǎn)率是勞動生產(chǎn)率的4倍。，從而自動化技術(shù)的發(fā)展大大提高了生產(chǎn)效率。

2 自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

2.1 虛擬技術(shù)的應(yīng)用

作為高科技虛擬技術(shù)的最典型代表，以計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)作為支持，同時還使用了人機接口技術(shù)，計算機圖形學(xué)，人的行為學(xué)等手段通過充分利用這些技術(shù)，并利用閱讀器，可以為用戶提供三維信息?，F(xiàn)實的虛擬環(huán)境。在這種環(huán)境下，視覺，聽覺和觸覺都非常逼真。由于人機互換，用戶可以獲得類似于現(xiàn)實的用戶體驗。虛擬技術(shù)具有多重感知，交互性，沉浸性和想象力的特征。系統(tǒng)主要包括觸摸設(shè)備，輔助設(shè)備，虛擬環(huán)境生成器，人員和虛擬環(huán)境。得益于這五個元素的交互式應(yīng)用，用戶體驗感受也將變得更加真實和靈動。在機械設(shè)計和制造中使用虛擬技術(shù)可以大大提高解決問題的能力。例如，如果在機械生產(chǎn)中檢測到機械故障，則可以使用虛擬技術(shù)進行全面而深入的分析，準(zhǔn)確地跟蹤問題的關(guān)鍵，并及時研究響應(yīng)策略，以有效地避免故障發(fā)生而導(dǎo)致不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)和生產(chǎn)資源的浪費。虛擬技術(shù)還可以控制制造全過程，以確保機械設(shè)計和制造操作可以順利有序地進行。此外，虛擬技術(shù)可以最好地解決傳統(tǒng)機械設(shè)計和制造過程中的許多缺點和問題，但是，由于該技術(shù)仍處于技術(shù)研究階段，因此應(yīng)用范圍還不夠廣泛。在實踐中，有必要加強虛擬技術(shù)和其他技術(shù)的集成，以獲得更多的利益，并提高機械設(shè)備生產(chǎn)的自我控制水平以及自動過程優(yōu)化的可能性[2]。

2.2 智能設(shè)計

使用智能技術(shù)執(zhí)行智能設(shè)計工作可使定量指標(biāo)更加具體，并有效降低設(shè)計錯誤的可能性。在機械設(shè)計過程中，開發(fā)人員應(yīng)使用三維平臺設(shè)計方法來實現(xiàn)機械系統(tǒng)的智能設(shè)計，在此基礎(chǔ)上進行自動化的仿真，最后，以實現(xiàn)顯示器組裝和其他任務(wù)的自動化。同時，在機械理念設(shè)計中使用智能自動化技術(shù)可以優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計方法，包括基于設(shè)計規(guī)則的創(chuàng)新設(shè)計，以改善功能分解和重組。設(shè)計方法可以通過符號方案反映設(shè)計結(jié)果。然后，通過有效的分離，弄清它們之間的關(guān)系。例如，在運動分析方法的支持下，對零件平面運動的信息進行了精煉，這為后續(xù)的機械設(shè)計和開發(fā)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。在基層機構(gòu)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)合理地使用三維平臺進行二次開發(fā)和設(shè)計，有效提高基層機構(gòu)的建模效率，更好地保證三維建模設(shè)計質(zhì)量。另外，在設(shè)計過程中，設(shè)計者必須徹底分析主體機構(gòu)的空間位置，并在這個基礎(chǔ)上定義布局算法。因此，可以獲得機構(gòu)的最佳連接比率，然后實現(xiàn)機械自動化設(shè)計。因此，密集的設(shè)計不僅使產(chǎn)品的機械設(shè)計更加美觀，而且使機械系統(tǒng)占用的空間最小化[3]。

2.3 集成化在機械自動化中的應(yīng)用

設(shè)備制造自動化的最重要部分是集成。這對于提高企業(yè)的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。機械生產(chǎn)主要通過信息技術(shù)的換取來進行，生產(chǎn)中的每個環(huán)節(jié)都起著整合的作用。通過在生產(chǎn)鏈接中使用，可以進一步提高后鏈接的效率。然而，從行業(yè)的總體發(fā)展形式觀察，企業(yè)內(nèi)部整合程度將會受到一定程度的限制。為此，必須從發(fā)達國家的成功經(jīng)驗中汲取某些技術(shù)，以不斷提高技術(shù)能力，并進一步為我國機械生產(chǎn)的進步做出貢獻。

2.4 柔性自動化應(yīng)用

為了使機械設(shè)計與生產(chǎn)企業(yè)更好地在日趨激烈的社會競爭站穩(wěn)腳跟，有必要全面更新市場科學(xué)技術(shù)，引進創(chuàng)新和優(yōu)化機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和類型，并使用靈活的自動化系統(tǒng)進行機械設(shè)計。在生產(chǎn)部門，人機接口的優(yōu)化得以實現(xiàn)，這有助于企業(yè)創(chuàng)建更完整的信息系統(tǒng)并更好地實現(xiàn)靈活管理的目標(biāo)。在計算機系統(tǒng)的支持下。改進計算機信息系統(tǒng)的過程中，由于對環(huán)境的適應(yīng)性強，因此可以手動進行。在此基礎(chǔ)上，對市場需求的研究和分析完成后，必須認(rèn)真做好從最初的柔性制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)到業(yè)務(wù)流程的改進。柔性制的生產(chǎn)系統(tǒng)，可無縫集成設(shè)計和生產(chǎn)，以用于下一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)奠定了良好的基礎(chǔ)[4]。

2.5 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

機械產(chǎn)品的設(shè)計制造過程復(fù)雜，對精度的要求也較高。要是應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計，制造和加工技術(shù)，那么不僅產(chǎn)品的生產(chǎn)時間長，而且成本高，效率和質(zhì)量卻都很低。但是，在機械設(shè)計和生產(chǎn)中引入數(shù)字控制技術(shù)可以從根本上解決這些問題，并大大提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)是指根據(jù)機器規(guī)定的規(guī)則和語言格式，使用計算機程序編寫處理程序，并使用數(shù)控機器控制路徑和過程參數(shù)，軌跡工具，運動，切削參數(shù)等產(chǎn)品加工。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代生產(chǎn)，加工和生產(chǎn)系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，具有高精度，智能，開放，可重復(fù)使用的明顯優(yōu)勢，節(jié)能環(huán)保。使用數(shù)控技術(shù)可以精確控制機械設(shè)計和生產(chǎn)過程，并可以使用數(shù)字系統(tǒng)控制設(shè)備，以保持加工過程的連續(xù)性。在設(shè)計和生產(chǎn)中實現(xiàn)高度自動化。在開始機械設(shè)計和生產(chǎn)之前，技術(shù)人員必須使用計算機對生產(chǎn)過程進行編程，例如，在割炬，編程過程。使用軟件代碼切割時間和速度可以保證產(chǎn)品的生產(chǎn)精度高[5]。

3 結(jié)語

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)在機械設(shè)計和生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅具有良好的發(fā)展前景，而且是機械設(shè)計和生產(chǎn)中實現(xiàn)機械化的必然選擇。在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地。這要求操作人員在真實的工作流程中充分了解自動化技術(shù)在機械設(shè)計和生產(chǎn)中的應(yīng)用價值，以及對智能，虛擬化和技術(shù)集成的理解。機械設(shè)計和生產(chǎn)應(yīng)用中的自動化。在工業(yè)實踐中不斷進行研究和創(chuàng)新，同時有效降低機械設(shè)計和生產(chǎn)的成本并提高生產(chǎn)效率，同時為工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保證。