自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

許明善

（江門市維凱智能裝備有限公司，廣東 江門 529000）

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用價(jià)值

1.1 自動(dòng)化技術(shù)概述

自動(dòng)化技術(shù)是一門新興學(xué)科，是指在計(jì)算機(jī)、信息科技的鼎力支持下，實(shí)現(xiàn)機(jī)器、裝置在很少人甚至無人的條件下能夠正常運(yùn)行并順利完成預(yù)期任務(wù)的技術(shù)[1]。其中，主要涉及信息技術(shù)、微電子技術(shù)等領(lǐng)域的現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)源自20 世紀(jì)20 年代，并逐步開始在機(jī)械的冷加工制造中加以應(yīng)用。伴隨自動(dòng)化技術(shù)的逐步完善和發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化程度也在不斷提升。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用日益廣泛。通過先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，極大地提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)質(zhì)量、工作效率，并且大幅地壓縮了人力成本，有效增強(qiáng)了人類通過機(jī)械認(rèn)識(shí)、改造整個(gè)世界的能力。在自動(dòng)化技術(shù)滲透至各個(gè)領(lǐng)域以后，又和其他學(xué)科技術(shù)產(chǎn)生交叉，衍生出了機(jī)械制造、管理、過程、教育等領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)，并且形成了一種多元、豐富的發(fā)展態(tài)勢。值得一提的是，自動(dòng)化技術(shù)具有很可觀的拓展性能，既可以取代人類的體力勞動(dòng)，又可以輔助或取代人類的腦力勞動(dòng)。

1.2 在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用價(jià)值

其一，通過對自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，可以節(jié)約大量資源能源，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展[2]。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，對自動(dòng)化技術(shù)加以應(yīng)用，可以嚴(yán)控好所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大幅提升生產(chǎn)過程中對于能源的利用率，盡可能地防止生產(chǎn)過程中浪費(fèi)能源，并且有效提升機(jī)械生產(chǎn)品質(zhì)，進(jìn)而充分滿足機(jī)械工業(yè)的節(jié)能生產(chǎn)需求，并促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，全面提升自動(dòng)化產(chǎn)品的綜合效益、環(huán)保性，讓其也具有綠色、可持續(xù)的發(fā)展特點(diǎn)[3]。其二，通過對自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，還可以大幅提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的實(shí)用性，并完全滿足機(jī)械產(chǎn)業(yè)的建設(shè)發(fā)展所需。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過對自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的有效應(yīng)用，并結(jié)合基本的生產(chǎn)需求，來全面調(diào)解整個(gè)生產(chǎn)過程，充分發(fā)揮自動(dòng)化設(shè)施的作用，來盡可能地提升生產(chǎn)過程效率、質(zhì)量，全面滿足基本生產(chǎn)需求。其三，全面優(yōu)化完善機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)模式。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，通過對自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，可以進(jìn)一步靈活調(diào)整優(yōu)化原本的生產(chǎn)模式，并大幅提高生產(chǎn)作業(yè)的效率、質(zhì)量，優(yōu)化、改善機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)流程，全面升級(jí)換代整個(gè)產(chǎn)業(yè)模式，以確保機(jī)械行業(yè)的穩(wěn)健、可持續(xù)發(fā)展。其四，創(chuàng)新產(chǎn)品，促進(jìn)開發(fā)研究。同時(shí)，基于對自動(dòng)化技術(shù)的深入研究分析，并在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域加以合理應(yīng)用，就能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的巨大價(jià)值作用。在新信息時(shí)代，機(jī)械設(shè)計(jì)制造、自動(dòng)化發(fā)展對于創(chuàng)新、開發(fā)產(chǎn)品具有積極、有效的價(jià)值和意義。結(jié)合市場功能的基本需求，借助各種技術(shù)手段便能夠充分提高機(jī)械化程度?；谧詣?dòng)化機(jī)械系列的產(chǎn)品，能夠充分滿足當(dāng)前的機(jī)械使用需求，存在極大的創(chuàng)新意義。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化技術(shù)的集成化應(yīng)用

對自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行集成化應(yīng)用，可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)難度較高的產(chǎn)品，并且可以提升各項(xiàng)生產(chǎn)體系的協(xié)調(diào)度。集合各部分，通力協(xié)作配合來大幅優(yōu)化、完善生產(chǎn)制造的整個(gè)流程。在綜合管理系統(tǒng)中，需要充分利用好電腦集成體系的價(jià)值，整合分散的自動(dòng)化體系，并形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，以緊密聯(lián)系機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)、管理等，并形成一個(gè)整體。此外，還可以整理、分析調(diào)研市場、產(chǎn)品研制、生產(chǎn)銷售等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息，對機(jī)械生產(chǎn)過程中的物料、信息實(shí)施科學(xué)的一體化管理制度?；诩煽刂企w系，充分整合了原本分散在不同部分的系統(tǒng)，在工作中協(xié)作，以有效提升整體作業(yè)效能，讓生產(chǎn)模式獲得創(chuàng)新升級(jí)，并大幅提升機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的集成化、自動(dòng)化程度。

2.2 自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化應(yīng)用

在設(shè)計(jì)制造機(jī)械產(chǎn)品中，結(jié)合有效的虛擬化技術(shù)，能夠直觀地觀察到整個(gè)設(shè)計(jì)的效果，并且及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方面的不足。在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，虛擬化一般都用在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。基于沒有的實(shí)際產(chǎn)品，預(yù)先模擬出來產(chǎn)品的外觀、功能體系，讓有關(guān)人員能夠盡快了解到有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面的問題和不足，并且及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，以節(jié)約時(shí)間，防止實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不合理。此外，還能夠避免影響機(jī)械制造效率，充分避免浪費(fèi)不必要的成本。所以，在當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，通過自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)施虛擬設(shè)計(jì)已然形成一種趨勢，可以引領(lǐng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)朝著更好的趨勢發(fā)展壯大。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)的柔性化應(yīng)用

在機(jī)械制造中，通過自動(dòng)化技術(shù)能夠與各個(gè)流程有機(jī)結(jié)合，并調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì)制造的整個(gè)過程，達(dá)到柔性化生產(chǎn)的目的。結(jié)合聯(lián)鎖控制、柔性技術(shù)，可以有效控制生產(chǎn)過程的高精度，并充分配合生產(chǎn)流程各個(gè)階段中的設(shè)備、工藝組成部分，達(dá)到集中化、一體化生產(chǎn)目的?；讵?dú)立存在的PLC 控制器，便可以嚴(yán)格控制不同生產(chǎn)線、各個(gè)工藝部分。結(jié)合集成化控制體系，讓不一樣的控制器可以相互高效率地輸送各種信息數(shù)據(jù)，讓管理人員可以充分明確產(chǎn)品的整體實(shí)施狀況，并在數(shù)據(jù)庫、管理體系間展開雙向交流，以有效控制柔性化系統(tǒng)的整體管理質(zhì)量。在制造生產(chǎn)機(jī)械中，如果沒有實(shí)施柔性化管理，而全力著手生產(chǎn)制造事宜，則極易引起信息滯后的現(xiàn)象。結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備，可以進(jìn)一步規(guī)范機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整個(gè)流程。例如，在生產(chǎn)加工停車設(shè)備體系的立體鋼框架，對于切割、鉆孔、焊接等的步驟投入使用一定的柔性化技術(shù)，則可在固定的一個(gè)工位上管理各種鋼梁、鋼柱的生產(chǎn)過程，并結(jié)合機(jī)械手來準(zhǔn)確定位連接板，便可大幅提升生產(chǎn)線的速度和精準(zhǔn)度。此外，即便是發(fā)生異?，F(xiàn)象，也可以第一時(shí)間找出問題的源頭并且予以有效修復(fù)，以控制生產(chǎn)過程的進(jìn)度、效率，順利達(dá)到生產(chǎn)目標(biāo)。

2.4 自動(dòng)化技術(shù)的數(shù)控化應(yīng)用

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的數(shù)控仿真需要電腦技術(shù)的輔助，結(jié)合仿真技術(shù)便可以直觀地展示機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)外形結(jié)構(gòu)信息，并生動(dòng)體現(xiàn)其各項(xiàng)性能，以便后期編輯產(chǎn)品圖紙時(shí)便能夠加以參考，進(jìn)而控制好產(chǎn)品的精確度。此外，為了妥善處理好機(jī)械設(shè)備方面的運(yùn)營邏輯、開關(guān)控制系列的操作問題，則可結(jié)合PLC 加以實(shí)現(xiàn)，基于此可以在保證控制精度的情況下提升生產(chǎn)過程效率。在機(jī)械領(lǐng)域，數(shù)控技術(shù)涉及多個(gè)組成部分，借助電腦處理技術(shù)可以獲得關(guān)于坐標(biāo)軸移動(dòng)過程的分量數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)信息往相關(guān)裝置輸入，便可以高效精準(zhǔn)地操控整個(gè)機(jī)床設(shè)備的工作過程。

2.5 自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用

基于自動(dòng)化技術(shù)，可以智能化分布各種物流設(shè)備、數(shù)控生產(chǎn)機(jī)床等，并加快對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)速度，以促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)全面提高整體智能化水平?；跈C(jī)械設(shè)備附帶的各種控制器，連接上智能化設(shè)備，以充分發(fā)揮好現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的整體優(yōu)勢特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)數(shù)控體系在設(shè)計(jì)方面的模塊化，并有機(jī)串聯(lián)好各個(gè)組成部分。同時(shí)科學(xué)分析設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)的基本需求，并針對性提出解決的對策，以便及時(shí)、全面地改善生產(chǎn)資料信息。例如，基于自適應(yīng)技術(shù)，既可以自行識(shí)別各種參數(shù)信息的改變情況，又可以運(yùn)算電機(jī)作業(yè)參數(shù)，展開自動(dòng)化編程工作，并有效控制機(jī)械設(shè)備。此外，結(jié)合智能化技術(shù)，還可以充分體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)系列技術(shù)的相關(guān)價(jià)值，可以自動(dòng)地收集、匯總各種數(shù)據(jù)信息，并展開專業(yè)分析，在獲得結(jié)果以后，基于客觀數(shù)據(jù)信息形成對應(yīng)的方案，以便與產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)需求更準(zhǔn)確地匹配。

2.6 自動(dòng)化技術(shù)在汽車機(jī)械生產(chǎn)上的應(yīng)用

在汽車機(jī)械生產(chǎn)上，主要投入使用成型、納米、精密切削等系列的自動(dòng)化技術(shù)。尤其是精密切削技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)具特色的優(yōu)勢，能夠有效提升機(jī)床加工過程操作的精確度，并具有更強(qiáng)的抗振性能。即便是在超高溫度的操作體系下也很難發(fā)生變形，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工作業(yè)。例如，在實(shí)際生產(chǎn)、組裝汽車中，便要求嚴(yán)格結(jié)合規(guī)范要求來生產(chǎn)，尤其是在定位物料時(shí)，先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)具有很重要的作用，可以在優(yōu)質(zhì)、低耗能的基礎(chǔ)條件下，自動(dòng)化地選取最合適的生產(chǎn)作業(yè)模式加以匹配，并得到最理想的效果。在制造汽車零件上，最具典型代表作用之一就是現(xiàn)代電弧焊工藝，既可以充分節(jié)省材料，又可以有效提升焊接質(zhì)量水平。

3 自動(dòng)化技術(shù)在未來機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用發(fā)展趨勢

3.1 提升交流頻繁性

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)屬于造福于機(jī)械行業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)的關(guān)鍵性技術(shù)?；谟行У膽?yīng)用，能夠引領(lǐng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)、整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)持續(xù)不斷地向前發(fā)展和進(jìn)步，并積極帶動(dòng)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的未來發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用還會(huì)帶來更加頻繁的交流，其中主要涉及技術(shù)、業(yè)務(wù)方面的合作交流?，F(xiàn)階段，國內(nèi)有關(guān)行業(yè)、部門常常定期在全國各地組織自動(dòng)化設(shè)備系列展銷會(huì)，并推動(dòng)相關(guān)技術(shù)及其業(yè)務(wù)的進(jìn)步發(fā)展。伴隨未來有關(guān)人才的不斷增多，無疑也將展開更頻繁的技術(shù)交流。同時(shí)，也可能會(huì)專門設(shè)置示范區(qū)，以避免一定的錯(cuò)誤，為業(yè)界的穩(wěn)健發(fā)展提供有益的經(jīng)驗(yàn)。

3.2 提升綠色化水平

現(xiàn)階段，全球環(huán)境危機(jī)不斷加重，人類也越來越重視環(huán)境保護(hù)方面的工作，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)更是如此。所以，在未來的應(yīng)用發(fā)展中，各種自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)朝向更加綠色化的趨勢邁進(jìn)。為了降低機(jī)械制造過程中的大量能耗，避免影響環(huán)境質(zhì)量，大量消耗成本，阻礙行業(yè)發(fā)展，則需要全面提升自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)的綠色化水平，廣泛推行綠色化設(shè)計(jì)制造模式，以充分規(guī)避環(huán)境問題，減小因生產(chǎn)環(huán)境惡劣可能出現(xiàn)的大量能耗，在控制生產(chǎn)效率的條件下充分降低損耗，為實(shí)現(xiàn)業(yè)界的可持續(xù)、綠色發(fā)展創(chuàng)造更有益的條件。

4 結(jié)語

在當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，對先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)展開有效應(yīng)用至關(guān)重要。所以，應(yīng)在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造中，積極引入先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，并充分利用這些技術(shù)的優(yōu)勢價(jià)值來達(dá)到可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)而為國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大保駕護(hù)航。