多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用

華瑤

摘要：近些年，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域主動(dòng)立足于科技前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，主動(dòng)借助先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)以及智能化控制技術(shù)等科技方式，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)目標(biāo)，滿足智能制造時(shí)代的發(fā)展要求。針對(duì)于此，本文主要立足于多元化分析視角，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展進(jìn)行研究與分析。并在此基礎(chǔ)上，以數(shù)控加工生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)橹攸c(diǎn)研究對(duì)象，對(duì)其機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐問題進(jìn)行總結(jié)歸納，以供參考。

Abstract： In recent years， my country's mechanical design and manufacturing field has actively based on the frontier development trends of science and technology， actively using advanced automation technology and intelligent control technology and other scientific and technological methods to promote mechanical design and manufacturing to achieve a comprehensive upgrade goal， and to meet the development requirements of the era of intelligent manufacturing . In response to this， this article is mainly based on a diversified analysis perspective， research and analysis on the development of mechanical design and manufacturing and automation applications. And on this basis， with the field of CNC machining and production as the key research object， the application and practice problems of its mechanical design and manufacturing and automation technology are summarized for reference.

關(guān)鍵詞：多元化;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化;數(shù)控加工;應(yīng)用

Key words： diversification;mechanical design and manufacturing;automation;numerical control processing;application

中圖分類號(hào)：TH122? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0173-02

0? 引言

2021年作為十四五規(guī)劃的開局之年，該規(guī)劃重點(diǎn)針對(duì)國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的發(fā)展方向以及戰(zhàn)略重點(diǎn)進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。從制造業(yè)角度來看，十四五規(guī)劃著重強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)工業(yè)制造領(lǐng)域不斷朝向數(shù)字化、智能化以及自動(dòng)化方向發(fā)展。其中，為加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、補(bǔ)齊產(chǎn)業(yè)短板，十四五規(guī)劃重點(diǎn)對(duì)數(shù)控加工等機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域進(jìn)行了前瞻性部署與規(guī)劃。主動(dòng)立足于我國科技發(fā)展前沿動(dòng)態(tài)，結(jié)合新興領(lǐng)域發(fā)展優(yōu)勢(shì)，促使數(shù)控加工產(chǎn)業(yè)迎來全新的發(fā)展機(jī)遇。期間，數(shù)控加工等機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域應(yīng)該站立在多元化發(fā)展視角，利用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)體系存在的滯后性問題進(jìn)行及時(shí)處理，以保障我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展及現(xiàn)狀分析

1.1 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)? 對(duì)于數(shù)控機(jī)床以及其他機(jī)械硬件設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域而言，科學(xué)運(yùn)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)基本上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備信號(hào)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保障機(jī)械化運(yùn)行效果得以達(dá)到預(yù)期。在處理數(shù)據(jù)期間，技術(shù)人員可利用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有生產(chǎn)零部件的快速加工與掃描處理。主動(dòng)結(jié)合掃描反饋的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別與處理，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)異常問題，技術(shù)人員可及時(shí)處理生產(chǎn)問題。

在原理表現(xiàn)上，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)信息可經(jīng)過篩選處理之后反饋給傳感器。傳感器接收相關(guān)信息之后，可對(duì)其進(jìn)行有效處理并增強(qiáng)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效率。最終所獲得的檢測(cè)結(jié)果可經(jīng)過自動(dòng)化處理之后顯示到計(jì)算屏幕上，便于工作人員自主觀察。與常規(guī)生產(chǎn)方式不同，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員利用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)之后，可初步實(shí)現(xiàn)無人值守生產(chǎn)目標(biāo)，利于提高機(jī)械設(shè)備加工質(zhì)量以及節(jié)省人力資源，應(yīng)用價(jià)值表現(xiàn)較強(qiáng)。

1.2 計(jì)算機(jī)綜合制造技術(shù)? 結(jié)合當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)制造情況來看，我國機(jī)械制造領(lǐng)域多運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械加工全過程的控制管理。與此同時(shí)，技術(shù)人員通過利用各種現(xiàn)代化工具以及輔助設(shè)計(jì)工具，可保障機(jī)械加工質(zhì)量與精度全面加強(qiáng)。然而從實(shí)際角度上來看，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)行設(shè)計(jì)制造雖可在一定程度上獲取良好的成果，但是在實(shí)踐過程中還是存在技術(shù)應(yīng)用缺陷問題，尤其是早期編程靈活性不高問題。為有效克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)以及制約性問題，機(jī)械制造領(lǐng)域技術(shù)人員主動(dòng)利用計(jì)算機(jī)綜合制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過程的精度加工與控制管理，有效規(guī)避了傳統(tǒng)技術(shù)手段存在的滯后性問題，并滿足了產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展需求。

1.3 柔性自動(dòng)化技術(shù)? 柔性自動(dòng)化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)信息的綜合處理。在實(shí)際處理過程中，需要利用數(shù)據(jù)加工技術(shù)完成不同操作指令的生產(chǎn)要求。舉例而言，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，柔性自動(dòng)化技術(shù)可借助自身的監(jiān)測(cè)與控制功能，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供安全可靠的數(shù)據(jù)信息。并利用柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的數(shù)據(jù)挖掘功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間存在的差異性，并準(zhǔn)確獲得產(chǎn)品信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的集中控制。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來看，柔性自動(dòng)化技術(shù)的推廣應(yīng)用有效助推了我國機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2? 多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

下文主要以數(shù)據(jù)加工生產(chǎn)領(lǐng)域?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行總結(jié)與歸納。

2.1 生產(chǎn)研發(fā)操作便捷? 在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用背景下，數(shù)控加工生產(chǎn)操作可利用智能檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的測(cè)試與把控。舉例而言，數(shù)控加工生產(chǎn)過程中可借助可視化運(yùn)維管理模式，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品使用以及研發(fā)情況進(jìn)行全過程控制。并在此基礎(chǔ)上，利用安全可靠的編程序語言實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)控制管理。舉例而言，在機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)過程中，技術(shù)人員可利用編程序語言對(duì)研發(fā)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，并主動(dòng)結(jié)合系統(tǒng)測(cè)試，完成對(duì)可校驗(yàn)元件研發(fā)質(zhì)量的控制管理。

2.2 加工時(shí)間明顯縮短? 數(shù)控加工可在規(guī)?；约跋到y(tǒng)化的操作模式下，實(shí)現(xiàn)元件的集中加工與設(shè)計(jì)過程。舉例而言，在可視化管理模式下，技術(shù)人員可利用可視化管理手段實(shí)現(xiàn)對(duì)各元件生產(chǎn)情況的集中控制與管理。這樣一來，可有效縮短加工運(yùn)作時(shí)間。除此之外，該項(xiàng)技術(shù)可同時(shí)完成多項(xiàng)加工程序，并且在一定程度上可以縮減誤差范圍，確保整體加工質(zhì)量得以深化加強(qiáng)。

2.3 元件外觀整體性較強(qiáng)? 數(shù)控操作技術(shù)可利用三維CAD操作原理對(duì)原件曲線設(shè)計(jì)及實(shí)體進(jìn)行針對(duì)性操作與設(shè)計(jì)分析。在操作處理過程中，技術(shù)人員可通過借助數(shù)控操作技術(shù)觀測(cè)不同元件的運(yùn)動(dòng)軌跡，并精準(zhǔn)確定運(yùn)行軌跡線路。與此同時(shí)，數(shù)控操控技術(shù)可對(duì)簡單或者復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)加工情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析。根據(jù)分析反饋結(jié)果，利用設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)原件的輔助切削。這樣一來，基本上可以提升運(yùn)行加工過程的操作精準(zhǔn)度。除此之外，利用數(shù)控加工生產(chǎn)技術(shù)所獲得的機(jī)械元件產(chǎn)品在外觀整體性方面表現(xiàn)較強(qiáng)。并且數(shù)控技術(shù)可針對(duì)不同運(yùn)行模塊實(shí)現(xiàn)可視化生產(chǎn)處理，可有效縮短切削加工操作時(shí)間。

3? 多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用方向及建議分析

為助推數(shù)控加工領(lǐng)域自動(dòng)化應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展，本文主要立足于多元化分析視角，主動(dòng)結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)數(shù)控加工生產(chǎn)應(yīng)用方向及相關(guān)建議進(jìn)行總結(jié)歸納。

3.1 基于自動(dòng)化機(jī)械制圖的數(shù)控加工應(yīng)用? 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展的態(tài)勢(shì)下，數(shù)控加工技術(shù)可在自動(dòng)化軟件中完成制圖以及加工處理等操作流程。這樣一來，不僅可以減少以以往人為操作模式存在的精確度不高問題，同時(shí)還可以大幅度提高現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量。舉例而言，在前期繪圖設(shè)計(jì)中，技術(shù)人員可根據(jù)機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況以及元件設(shè)計(jì)要求對(duì)制圖流程的合理性進(jìn)行精準(zhǔn)分析。與此同時(shí)，技術(shù)人員可利用三維以及平面設(shè)計(jì)圖是對(duì)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，并根據(jù)軟件中的數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)制圖預(yù)期狀況進(jìn)行合理判斷。在這一過程中，技術(shù)人員應(yīng)該利用信息化軟件及相關(guān)技術(shù)方式，對(duì)傳統(tǒng)制圖工作存在的設(shè)計(jì)不精確以及滯后性問題進(jìn)行有效解決。在加工監(jiān)測(cè)過程中，技術(shù)人員可利用CAD圖示分析方式對(duì)成品加工情況是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行合理判斷，主要可以根據(jù)零件出廠信息以及零件材料使用情況等參數(shù)指標(biāo)作為判斷基準(zhǔn)，完成校對(duì)制圖過程。除此之外，技術(shù)人員可根據(jù)加工技術(shù)特點(diǎn)以及數(shù)控生產(chǎn)實(shí)況，對(duì)數(shù)控加工生產(chǎn)體系進(jìn)行適當(dāng)健全與完善。需要注意的是，在實(shí)際檢測(cè)過程中，技術(shù)人員也可以引入光電開關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工元件指標(biāo)的傳導(dǎo)測(cè)試過程。舉例而言，技術(shù)人員可通過發(fā)光管以及信號(hào)統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)等方式利用遠(yuǎn)程監(jiān)控手段獲取圖像信息。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用情況來看，基于自動(dòng)化機(jī)械制圖的數(shù)控加工方式在一定程度上可以有效解決零件邊緣問題，同時(shí)也可以大幅度提高數(shù)控加工質(zhì)量。

3.2 基于元件處理設(shè)計(jì)的數(shù)控加工應(yīng)用? 軟件設(shè)計(jì)基本上可以視為數(shù)控加工生產(chǎn)體系的重要組成內(nèi)容，在具體設(shè)計(jì)過程中，技術(shù)人員可利用數(shù)控加工技術(shù)對(duì)元件輪廓性能以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行精準(zhǔn)分析。結(jié)合當(dāng)前應(yīng)情況來看，為進(jìn)一步助推數(shù)控加工可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，行業(yè)內(nèi)部主張利用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床生產(chǎn)運(yùn)維過程的集中管理。然而，因傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)精確度不高且部分元件所涉及到的材料性能比較嚴(yán)格。在設(shè)計(jì)檢測(cè)過程中可能會(huì)受到不確定因素的影響而出現(xiàn)弊端問題。為及時(shí)解決這一問題，技術(shù)人員主動(dòng)立足于數(shù)控加工技術(shù)的前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，利用計(jì)算機(jī)綜合制造技術(shù)以及柔性自動(dòng)化技術(shù)，完成對(duì)生產(chǎn)工作的統(tǒng)一化與集成化處理過程。舉例而言，技術(shù)人員可利用CAXA軟件完成多軸數(shù)控以及參數(shù)測(cè)試等生產(chǎn)流程。并通過創(chuàng)建仿真技術(shù)模型對(duì)不同運(yùn)行模塊進(jìn)行分析測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果消除刀具過切操作中存在的不足問題。與此同時(shí)，在工業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃管理期間，技術(shù)人員可通過利用運(yùn)行控制以及及執(zhí)行管理等方式手段，對(duì)數(shù)控生產(chǎn)流水線進(jìn)行健全完善，也可利用工業(yè)機(jī)器人方式提高數(shù)控加工效率。但是需要注意的是，在應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人時(shí)，應(yīng)該對(duì)數(shù)控加工環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行操作過程造成負(fù)面影響。除此之外，技術(shù)人員也可利用操作程序遠(yuǎn)程監(jiān)控加工手段對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過程所涉及到的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)問題進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別，并采取科學(xué)合理的防范措施進(jìn)行針對(duì)性處理。如果生產(chǎn)作業(yè)期間出現(xiàn)機(jī)械加工故障問題，技術(shù)人員可利用相關(guān)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)故障信息的精準(zhǔn)判斷與分析。并結(jié)合伺服系統(tǒng)以及機(jī)械處理等數(shù)控加工動(dòng)力功能，保障其他執(zhí)行單元可以在正常狀態(tài)下完成相關(guān)任務(wù)操作。

3.3 相關(guān)建議? 為確保數(shù)控加工處理效率及質(zhì)量得以深化加強(qiáng)，技術(shù)人員應(yīng)該深刻意識(shí)到傳統(tǒng)加工模式已經(jīng)難以適應(yīng)于當(dāng)前數(shù)控機(jī)床加工處理背景。因此在新時(shí)期，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)編程語言，組織與設(shè)計(jì)進(jìn)行健全與完善，以期可以降低系統(tǒng)bug發(fā)生概率。與此同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該熟練掌握數(shù)控加工過程所涉及到的控制流程及模式，主動(dòng)結(jié)合數(shù)控機(jī)械制造技術(shù)特點(diǎn)以及生產(chǎn)流程，及時(shí)更新刀架以及刀具等配置情況，并重點(diǎn)對(duì)軸承組件進(jìn)行潤滑操作，以確保整體生產(chǎn)效率得以深化加強(qiáng)。

4? 結(jié)論

總而言之，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)該主動(dòng)立足于科技前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)當(dāng)前技術(shù)體系存在的弊端問題進(jìn)行及時(shí)處理。與此同時(shí)，為助推機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，全面促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，行業(yè)內(nèi)部研究人員應(yīng)該主動(dòng)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容以及管理模式，對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)體系進(jìn)行適當(dāng)健全與完善。并主動(dòng)立足于節(jié)能環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展理念要求，減少生產(chǎn)作業(yè)期間存在的環(huán)境污染問題。除此之外，對(duì)于數(shù)控加工等機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)而言，應(yīng)該主動(dòng)立足于多元化發(fā)展背景，準(zhǔn)確應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)以及智能控制技術(shù)，保障加工生產(chǎn)效率以及質(zhì)量得以深化加強(qiáng)。相信在全體人員的不斷努力下，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用發(fā)展水平將會(huì)得到進(jìn)一步提高。

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