淺論提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的有效途徑

楊春慧

（中核四0四有限公司，甘肅 蘭州 732850）

機(jī)械自動(dòng)化是指采用自動(dòng)化的方式對(duì)被加工物進(jìn)行加工，技術(shù)和制造是自動(dòng)化發(fā)展的必要途徑，也是智能應(yīng)用的基礎(chǔ)。合理應(yīng)用有效的方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化，是制造技術(shù)發(fā)展的方向，也將對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生積極的影響。由于社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)的制造模式已不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，可以有效地提高機(jī)械生產(chǎn)制造的安全性和精度。我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)逐漸替代了傳統(tǒng)技術(shù)，對(duì)提高生產(chǎn)效率起到了重要的作用。因此，應(yīng)加大機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的研究，以提高生產(chǎn)制造技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效率。

1 機(jī)械制造及自動(dòng)化概念

機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化是支撐社會(huì)發(fā)展的重要保障，它整合了不同行業(yè)的機(jī)械需求，兼顧生產(chǎn)需求，注重研發(fā)自動(dòng)化應(yīng)用水平。從設(shè)計(jì)到批量生產(chǎn)，機(jī)械設(shè)備結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)。以機(jī)械設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的設(shè)計(jì)和發(fā)展理念為支撐，克服傳統(tǒng)生產(chǎn)制造過(guò)程的技術(shù)應(yīng)用困難，解決技術(shù)領(lǐng)域問(wèn)題，支持產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展和自動(dòng)化，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，也提高了制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)產(chǎn)能。我國(guó)的設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，解放了大批量的勞動(dòng)力。在機(jī)械化發(fā)展的未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使傳統(tǒng)生產(chǎn)會(huì)朝著人性化的方向發(fā)展。因此，大力支持機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化和智能應(yīng)用，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)走在世界前列。當(dāng)今信息技術(shù)普及，機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)增加先進(jìn)的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以提高機(jī)械工程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到機(jī)械自動(dòng)化的水平。將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入機(jī)械行業(yè)，從根本上提升行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量，使其成為更現(xiàn)代化和更高科技的驅(qū)動(dòng)力。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)械制造可以了解市場(chǎng)趨勢(shì)，制定更加完善的升級(jí)化機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)劃。

2 自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

為了提高機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)效率和質(zhì)量，需要將設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)全面的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。與傳統(tǒng)的機(jī)械化生產(chǎn)相比，機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)與自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用集成，借助科學(xué)技術(shù)，以自動(dòng)模式控制生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備，這極大地保證了設(shè)備的精度水平，減少了人員的強(qiáng)度和時(shí)間。此外，機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化實(shí)施可以減少機(jī)械設(shè)備故障后維護(hù)的時(shí)間，防止機(jī)械設(shè)備故障情況造成的不必要的損失。機(jī)械自動(dòng)化具有重要的自檢功能，幫助現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，可以提高設(shè)備運(yùn)行可靠性和安全性。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行有效的應(yīng)用，可以提高機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和效率。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員的相關(guān)工作，在這個(gè)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)人為因素的錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)不同的問(wèn)題。如果人為控制失誤造成的情況嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)無(wú)法預(yù)料的后果。機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化的實(shí)施可以提高機(jī)械產(chǎn)品的安全性。機(jī)械自動(dòng)化可以將信息技術(shù)融入生產(chǎn)中，可以克服傳統(tǒng)機(jī)械手工設(shè)計(jì)和制造的局限性，保證機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，提高產(chǎn)品的安全性。由于機(jī)器自動(dòng)化包括先進(jìn)的信息技術(shù)，現(xiàn)代機(jī)器制造正逐漸朝著智能化方向發(fā)展。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的應(yīng)用原則

在機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用中，必須堅(jiān)持既定的應(yīng)用原則，應(yīng)積極致力于信息之間的轉(zhuǎn)換。為機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)和自動(dòng)化提供精度的資源，同時(shí)也提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，避免操作過(guò)程的失誤。在產(chǎn)品的生產(chǎn)中，必須積極堅(jiān)持設(shè)備定期更新和檢修的重要原則，利用自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)高效產(chǎn)品。加強(qiáng)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，除了獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益外，還可以加強(qiáng)環(huán)境的保護(hù)，節(jié)省不必要的資源，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，還需要滿足實(shí)際需求的原則，在設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)化過(guò)程中，必須結(jié)合實(shí)際需求。在設(shè)計(jì)之初，對(duì)應(yīng)用需求做大量的調(diào)研，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，確保設(shè)計(jì)滿足機(jī)械化生產(chǎn)需求。滿足實(shí)際需求的原則在于不僅要滿足機(jī)器設(shè)備的功能要求，還要確保使用功能和機(jī)器的統(tǒng)一化管理，以及確保機(jī)械運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化過(guò)程中，還需要利用先進(jìn)技術(shù)。先進(jìn)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化過(guò)程中的應(yīng)用，是為了保證所機(jī)械設(shè)備的工作效率，確保自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行比以往的設(shè)備運(yùn)行能耗更低。對(duì)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率的提升。

4 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的應(yīng)用措施

4.1 可編程控制器的應(yīng)用

利用可編程控制功能，根據(jù)設(shè)備建立計(jì)算、分析和處理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)。結(jié)合軟件對(duì)機(jī)械加工的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行建模。分析加工中是否存在問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行參數(shù)，提高生產(chǎn)效率。建立控制數(shù)據(jù)與生產(chǎn)的聯(lián)系，將機(jī)械自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，也有助于機(jī)械設(shè)計(jì)制造向智能制造和機(jī)械減量化方向發(fā)展。使用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造進(jìn)行自動(dòng)控制，用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能控制。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立符合自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，用于自動(dòng)加工。利用自動(dòng)控制技術(shù)向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)送指令，利用自動(dòng)功能快速編輯指令并輸出信息，并且確保這一過(guò)程不受其他機(jī)器指令的干擾。自動(dòng)設(shè)備發(fā)出指令后，即可控制加工，保證生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和傳輸功能。因此，使用可編程控制實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)從思維控制向數(shù)字控制的轉(zhuǎn)變，快速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

4.2 機(jī)械設(shè)計(jì)與現(xiàn)代技術(shù)提升自動(dòng)化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)開展機(jī)械設(shè)計(jì)已成為機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)軟件廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造自動(dòng)化過(guò)程中，借助軟件可以高效的繪圖。使用一些先進(jìn)的信息技術(shù)可以成為吸收技術(shù)的重要途徑。應(yīng)用逆向重構(gòu)在計(jì)算機(jī)圖紙上繪制模型和產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新的目標(biāo)，也可用于改進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化。此外，使用激光掃描儀采集很小的機(jī)械空間坐標(biāo)后，基于采集的數(shù)據(jù)分析物體采集的特性。根據(jù)數(shù)據(jù)的具體特征，確定設(shè)計(jì)對(duì)象方法和識(shí)別特征的深入分析。使用軟件在預(yù)先分割的數(shù)據(jù)上渲染模型，以此獲取3D模型。

4.3 注重機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化發(fā)展

加大對(duì)機(jī)械自動(dòng)化研發(fā)資金的投入，實(shí)施國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線，支持機(jī)器設(shè)計(jì)和自動(dòng)化水平的提高。有關(guān)部門要提供資金和政治支持，幫助一些生產(chǎn)工業(yè)企業(yè)建立新型工業(yè)化體系。使用這種方法來(lái)支持機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和自動(dòng)化的開發(fā)，加強(qiáng)新型工業(yè)基地建設(shè)。鑒于我國(guó)目前的營(yíng)商環(huán)境較好，相關(guān)部門和管理單位要加大資金投入，提供政策支持。共同創(chuàng)建領(lǐng)先的企業(yè)，除了提升重工業(yè)的實(shí)力外，企業(yè)也能發(fā)揮良好的引領(lǐng)作用。積極管理企業(yè)的開發(fā)建設(shè)，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)自動(dòng)化設(shè)施的建設(shè)。

4.4 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高數(shù)字化應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化方面，需要加大技術(shù)研發(fā)，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)的智能化水平。要以現(xiàn)有的設(shè)備為基礎(chǔ)，調(diào)整機(jī)器的方案，通過(guò)實(shí)踐來(lái)解決設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的缺陷。智能化數(shù)字化是發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化的必由之路，也是制造的主要組成之一，是數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交匯的結(jié)果。提高機(jī)械制造的數(shù)字化水平，使機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和信息處理的功能應(yīng)用，使用數(shù)字技術(shù)對(duì)提高生產(chǎn)效率非常重要。由于不可再生資源的稀缺性，應(yīng)加快技術(shù)創(chuàng)新步伐，以實(shí)現(xiàn)低投入高回報(bào)的生產(chǎn)目標(biāo)。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的應(yīng)用，將這一理念應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中，控制材料和資源使用，加強(qiáng)管理機(jī)器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程，考慮環(huán)境，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)生態(tài)。

4.5 無(wú)線與機(jī)械生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合應(yīng)用

在機(jī)械加工生產(chǎn)中，無(wú)線設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)包括電腦監(jiān)控和無(wú)線監(jiān)控。目的是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，并將過(guò)程及時(shí)傳送到自動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)并傳達(dá)生產(chǎn)信息。如在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)及時(shí)報(bào)警。監(jiān)控和管理人員通過(guò)控制整個(gè)制造過(guò)程，降低工作壓力，提高機(jī)械生產(chǎn)效率。在加工生產(chǎn)中使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以管理生產(chǎn)中的每個(gè)環(huán)節(jié)，也有助于制造生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新。憑借5G無(wú)線的全面覆蓋，隨時(shí)隨地精確控制制造各個(gè)環(huán)節(jié)，將機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)和生產(chǎn)環(huán)境連接到一個(gè)無(wú)線傳感器上。共同控制設(shè)備的溫度和濕度，控制產(chǎn)品質(zhì)量，可以進(jìn)一步規(guī)范生產(chǎn)管理流程。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械制造的發(fā)展和自動(dòng)化結(jié)合，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)具有重要的技術(shù)革新意義。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為現(xiàn)代化生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)提供了很好的發(fā)展機(jī)遇。提高機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化應(yīng)用，引進(jìn)自動(dòng)化制造生產(chǎn)技術(shù)，協(xié)助設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施，未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化應(yīng)用生產(chǎn)制造范圍將更加廣闊，將繼續(xù)支撐機(jī)械業(yè)的健康發(fā)展。