自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的應(yīng)用研究

張海寬 胡曉蘭

摘要：伴隨我國(guó)全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)成為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，機(jī)械設(shè)計(jì)及內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品制造要逐步向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)來(lái)融入到企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，會(huì)使整體內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品并更加智能，將多種技術(shù)融入到產(chǎn)品的研制中來(lái)，會(huì)提高產(chǎn)品自動(dòng)化水平，也提高了內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)制造的效率。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造

引言

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)基本全面普及了自動(dòng)化技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械相關(guān)的企業(yè)獲得了更高的經(jīng)濟(jì)效益。為此，作為企業(yè)而言，必須根據(jù)自身的實(shí)際情況，來(lái)對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步研發(fā)和創(chuàng)新，確保企業(yè)能夠擁有更大的發(fā)展空間，進(jìn)而不斷提高企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概述

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，將機(jī)械設(shè)備作為主體，然后融合微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建現(xiàn)代化、自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造。當(dāng)前隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷完善，自動(dòng)化技術(shù)越來(lái)越成熟化，在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，替代了傳統(tǒng)人工勞作模式，實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，作業(yè)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉€自動(dòng)化式，大量勞動(dòng)力被解放，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯下降，僅僅需要少量人員操控機(jī)械設(shè)備即可進(jìn)行流水線作業(yè)。在這一過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)起到了不可替代的作用，自動(dòng)化技術(shù)整合了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，賦予了機(jī)械制造技術(shù)更加完善的功能，使得機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)具備了更加強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力，引領(lǐng)了機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)發(fā)展新領(lǐng)域、新方向。

2 自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)械的制造工藝水平是機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)的根本保證，從目前來(lái)看，雖然自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)絕大多數(shù)機(jī)械制造企業(yè)當(dāng)中得以普及，但各企業(yè)之間的普及程度卻參差不齊，一部分企業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，在精細(xì)化和智能化上的發(fā)展還較為欠缺，相較于國(guó)內(nèi)外的一些先進(jìn)企業(yè)而言，還有著明顯的差距。除此之外，這些企業(yè)在激光加工、復(fù)合加工和納米加工等方向也往往存在諸多不足之處，對(duì)于這些方面的技術(shù)仍需要進(jìn)一步提升，在未來(lái)的相關(guān)研究中，這些也將成為重要的研究方向。目前，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)貫穿于機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程，特別是在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，采用自動(dòng)化技術(shù)，能夠?yàn)樾庐a(chǎn)品的設(shè)計(jì)增添靈感，并能夠從不同的維度整理相關(guān)的設(shè)計(jì)信息，不斷推陳出新，滿足企業(yè)和用戶多方面的實(shí)際需求。

3 淺析自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用發(fā)展

3.1 加強(qiáng)各部門(mén)的溝通

在制造自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備時(shí)，必須以設(shè)計(jì)方案為主要的依據(jù)，在設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)下，對(duì)機(jī)械設(shè)備制造質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在制造自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要與加工部門(mén)保持密切的溝通和交流，嚴(yán)格按照加工圖紙和設(shè)計(jì)方案開(kāi)展零部件加工，保證零部件與設(shè)計(jì)要求相符合。在制造機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，設(shè)計(jì)部門(mén)需要全程監(jiān)督零部件加工，正確指導(dǎo)加工部門(mén)的工作開(kāi)展，并對(duì)制造過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行全面地總結(jié)，與加工部門(mén)制定科學(xué)的方案解決這些問(wèn)題，并對(duì)加工技術(shù)進(jìn)行全面地優(yōu)化，確保零部件的加工精度與設(shè)要求相符合。設(shè)計(jì)部門(mén)需要為加工部門(mén)創(chuàng)新技術(shù)提供輔助，以對(duì)現(xiàn)有加工技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的改良，促進(jìn)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備加工制造技術(shù)水平的提升，從根本上提高機(jī)械設(shè)備的制造質(zhì)量。

3.2 操作程序虛擬化管理

虛化管理，是指自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中融合時(shí)，主要以大數(shù)據(jù)虛擬模型為條件，在機(jī)械前期設(shè)計(jì)、中期制造、以及后期檢驗(yàn)三個(gè)部分，均借助虛擬數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)跟蹤化管理，以實(shí)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造具體工作安排活動(dòng)上，各個(gè)部分內(nèi)容和信息之間的完美化承接。以現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的運(yùn)用為例，可將自動(dòng)化虛擬化管理的要點(diǎn)概括為：①利用大數(shù)據(jù)信息模型，對(duì)本次機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的小零件、齒輪等方面都進(jìn)行模擬。通過(guò)虛擬環(huán)境下的對(duì)應(yīng)評(píng)估，分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作局部開(kāi)展的可行性;②采用虛擬化設(shè)計(jì)制造評(píng)分結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、實(shí)際運(yùn)用等方面的實(shí)施價(jià)值進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)多樣化信息綜合管理的成效;③采用模擬分析結(jié)構(gòu)圖，更加直觀、更立體的，對(duì)經(jīng)過(guò)改裝后的機(jī)械制造不合理部分進(jìn)行調(diào)節(jié)。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用時(shí)，虛擬管理方式的合理應(yīng)用，能夠借助大數(shù)據(jù)虛擬空間，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的可能存在的隱患問(wèn)題進(jìn)行模擬反饋，最終實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)生產(chǎn)和管理的效果。

3.3 自動(dòng)化技術(shù)的柔性化應(yīng)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠柔性化生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品，自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的深度融合，將各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián)，優(yōu)化升級(jí)完善機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造流程，為柔性化生產(chǎn)提供便利。與此同時(shí)，利用伺服、聯(lián)鎖控制技術(shù)，憑借其較高的精度，有助于強(qiáng)化生產(chǎn)線各個(gè)工藝段多個(gè)設(shè)備彼此之間的有效耦合，使得生產(chǎn)線更加的密切聯(lián)動(dòng)。應(yīng)用獨(dú)立的 PLC 伺服控制器，即可控制不同工藝段和生產(chǎn)線的控制，集成控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有助于機(jī)械設(shè)計(jì)制造期間各個(gè)控制器數(shù)據(jù)信息的高效傳遞，便于管理人員實(shí)時(shí)化了解產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)，密切信息管理習(xí)系統(tǒng)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的雙向通訊，提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造柔性化管理效果。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的柔性化管理，離不開(kāi)自動(dòng)化技術(shù)的強(qiáng)有力支撐，單純應(yīng)用機(jī)械零件，往往會(huì)出現(xiàn)信息遲滯的現(xiàn)象，通過(guò)應(yīng)用并發(fā)揮出自動(dòng)化設(shè)備的價(jià)值作用，規(guī)范機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，出現(xiàn)故障問(wèn)題的情況下，能夠及時(shí)排查并快速恢復(fù)正常的狀態(tài)，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升，達(dá)到既定的生產(chǎn)目標(biāo)。

3.4 引入先進(jìn)的制造技術(shù)

目前機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸朝著自動(dòng)化技術(shù)方向發(fā)展，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了更好地滿足現(xiàn)實(shí)需要，技術(shù)人員需要充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)設(shè)計(jì)水平的提高，使機(jī)械設(shè)備技術(shù)性能得到有效的改善。數(shù)字化技術(shù)、精細(xì)化技術(shù)等都屬于機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)的重要組成，需要依托計(jì)算機(jī)技術(shù)。當(dāng)前，已經(jīng)在各行各業(yè)中廣泛應(yīng)用人工智能與大數(shù)據(jù)，為各行各業(yè)革新技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。從中可以看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)直接影響社會(huì)生產(chǎn)生活。為此，也需要將人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)合理引入到自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中國(guó)，以促進(jìn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)水平的穩(wěn)步提升。這就要求設(shè)計(jì)人員和技術(shù)研發(fā)人員必須對(duì)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)有清晰的了解，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)為自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造提供輔助，全面創(chuàng)新機(jī)械設(shè)備的技術(shù)，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能得到針對(duì)性的改良，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)水平的提升。

結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)看，自動(dòng)化領(lǐng)域在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域中發(fā)揮著舉足輕重的作用，對(duì)于推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，相關(guān)的企事業(yè)單位工作人員都應(yīng)當(dāng)對(duì)此給于足夠的重視，及時(shí)關(guān)注行業(yè)內(nèi)的最新前沿動(dòng)態(tài)，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不斷優(yōu)化創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)自身行業(yè)的更好發(fā)展。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，必須遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)原則，以確保設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)必須準(zhǔn)確把握制造要點(diǎn)，以促進(jìn)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量的提高。只有如此，才能為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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