多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

張鈺　郭鑫

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，推動(dòng)著我國提前進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段，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，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，對當(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)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 自動(dòng)化技術(shù) 電阻焊技術(shù)

中圖分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）03-0019-03

1 自動(dòng)化技術(shù)的基本概念

自動(dòng)化技術(shù)主要是一種能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造設(shè)計(jì)工作中，能夠確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生產(chǎn)效率得到提升，同時(shí)還能夠降低資源的消耗成本，改善機(jī)械使用情況，這樣勢必能夠確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品質(zhì)量水平得到根本性的強(qiáng)化與提升。另外，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用得到了廣大施工技術(shù)人員的認(rèn)可，同時(shí)伴隨著自動(dòng)化技術(shù)水平的持續(xù)提升，機(jī)械制造的效率與質(zhì)量也將會在根本上得到保證[1]。由此可見，有關(guān)電力部門的工作人員應(yīng)當(dāng)從根本上把握自動(dòng)化技術(shù)的基本概念，如此才能真正提升自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用水平。

2 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

進(jìn)入到21世紀(jì)以來，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的整體生產(chǎn)模式已經(jīng)有了巨大的變化，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，主要是以開發(fā)簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，組織固定化的生產(chǎn)模式，利用固定的工作流程。在這一生產(chǎn)框架下，我國機(jī)械制造設(shè)計(jì)行業(yè)生產(chǎn)方式比較落后，導(dǎo)致核心競爭力匱乏，因此逐漸被淘汰，自動(dòng)化技術(shù)誕生以來，其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的滲透提高了全行業(yè)的生產(chǎn)效率，在我國市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)要滿足廣大消費(fèi)者和市場的個(gè)性化、多樣化需求，因此我國展開了大規(guī)模的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)研究。目前，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平相比于以往已經(jīng)大有好轉(zhuǎn)，但如果和西方發(fā)達(dá)國家比較，我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域還存在著一定的缺陷，蘊(yùn)含著巨大的發(fā)展空間，以自動(dòng)化技術(shù)為代表的高新科技正在逐漸朝著這一領(lǐng)域滲透，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改善和生產(chǎn)資料的控制起到重要的推動(dòng)作用，自動(dòng)化技術(shù)的加入能夠讓我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域呈現(xiàn)出現(xiàn)代化與智能化特征。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的多元化

3.1 自動(dòng)化技術(shù)的智能化運(yùn)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的智能化運(yùn)用是未來發(fā)展的必然趨勢，也是自動(dòng)化技術(shù)的標(biāo)志特征。智能化技術(shù)的運(yùn)用和當(dāng)前高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的研究發(fā)展相互吻合，在具體運(yùn)用環(huán)節(jié)需要機(jī)械制造自動(dòng)化、人工智能等多門技術(shù)的共同合作?，F(xiàn)階段，有許多企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造車間內(nèi)，全部都是使用智能化設(shè)備。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中，研究人員可以綜合多門技術(shù)，加強(qiáng)智能化的滲透，自動(dòng)化技術(shù)的智能化應(yīng)用給機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域提供了全新的發(fā)展道路，也帶來了新一輪的技術(shù)變革。智能化應(yīng)用模式能夠從多個(gè)角度與環(huán)節(jié)控制機(jī)械設(shè)計(jì)制造的全流程，通過對生產(chǎn)過程和步驟的監(jiān)控管理提高機(jī)械生產(chǎn)效率，智能化設(shè)備利用感應(yīng)分析裝置對生產(chǎn)過程信息進(jìn)行錄入，把數(shù)據(jù)集中傳導(dǎo)，發(fā)送至數(shù)據(jù)處理中心，最后統(tǒng)一由信息控制平臺向微電子計(jì)算機(jī)發(fā)送動(dòng)作指令，設(shè)備就會立即執(zhí)行操作。在智能化技術(shù)的支持下，這一套流程順利完成，相比于傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)和監(jiān)督體制具有巨大優(yōu)勢，它能夠大大減小機(jī)械生產(chǎn)事故的發(fā)生概率，對可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行預(yù)測并及時(shí)預(yù)防，并在很短的時(shí)間之內(nèi)作出應(yīng)急預(yù)案，調(diào)整工程生產(chǎn)舉措，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化程度，發(fā)展智能化運(yùn)用是對機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域變革的支持。除此之外，智能化和機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)存在著相互作用的關(guān)系，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域本身就是智能化技術(shù)的天然實(shí)踐場所，用實(shí)際生產(chǎn)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，用創(chuàng)新技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)水平，全面提高我國現(xiàn)代化的社會生產(chǎn)力。

3.2 電阻焊技術(shù)

電阻焊技術(shù)簡單來說就是將焊接物品放在正負(fù)兩個(gè)電極之間，利用通電來實(shí)現(xiàn)焊接操作，在有電流通過的時(shí)候，焊接物相互接觸的面積、四周所產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)都會對焊接物品進(jìn)行加熱，直到焊接物品融化，并且讓融化后的焊接物與金屬結(jié)合為一體的焊接工藝，稱為電阻焊。電阻焊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：（1）電阻焊技術(shù)應(yīng)用后，產(chǎn)品質(zhì)量將有不同程度上的提升;（2）電阻焊技術(shù)能夠提升機(jī)械化水平以及生產(chǎn)的基本效率;（3）電阻焊技術(shù)加熱的時(shí)間較短，能夠有效減少資源的浪費(fèi);（4）電阻焊技術(shù)沒有噪音和有害氣體的產(chǎn)生。該技術(shù)在航天航空、汽車、機(jī)床等機(jī)械制造中都有著較為良好的應(yīng)用。雖然電阻焊技術(shù)有著較為良好的應(yīng)用效果和眾多的優(yōu)點(diǎn)，但是電阻焊技術(shù)對設(shè)備的要求較高，這也就需要不斷地對設(shè)備進(jìn)行成本投入，并且電阻焊設(shè)備的維修較為困難，尚且沒有對電阻焊設(shè)備的無損檢測技術(shù)。因此，在今后技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要對存在的缺陷進(jìn)行深入的研究，并不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善，更好地為技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

燃?xì)鈾C(jī)輪的密封性是非常重要的一項(xiàng)指標(biāo)，如果密封性不足，則會導(dǎo)致高溫燃?xì)膺M(jìn)入動(dòng)靜葉之間的腔室內(nèi)造成金屬失效，危及設(shè)備安全和工作人員安全。優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)后，會建立完善的噴氣孔裝置，從靜葉平臺的下游和冷氣通道相互連通時(shí)，冷卻氣體在通道出口處形成氣幕，避免高溫燃?xì)獾沽鞯皆O(shè)備內(nèi)部，以此來保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)過程中可以適當(dāng)減少平臺的寬度和高度，保障設(shè)備不懸空，也可以增加噴氣孔的數(shù)量，進(jìn)而提升密封性。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分被密封處表面的結(jié)構(gòu)一經(jīng)確定，影響密封效果的因素也就明確了，對其進(jìn)行針對性的改良，可以確定現(xiàn)役燃?xì)廨啓C(jī)組的結(jié)構(gòu)，并優(yōu)化安裝工藝。隨著燃?xì)鈾C(jī)組負(fù)荷的不斷下降，能源損耗不斷提升，當(dāng)其外部設(shè)備都處于負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，熱能消耗相對會出現(xiàn)增加，隨著負(fù)荷情況的不斷下降，中低壓缸的效率變化向正向發(fā)展，只有高壓缸的效率會出現(xiàn)下降問題，這也會對燃?xì)鈾C(jī)組的工作效率造成影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高壓缸效率每變化一個(gè)百分點(diǎn)，其熱能便會降低十六千焦左右，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)高壓缸效率下降十個(gè)百分點(diǎn)，熱能損耗也會損失7%。

3.3 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)檢測過程中可能會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)人員應(yīng)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)測試等生產(chǎn)流程。并通過創(chuàng)建仿真技術(shù)模型對不同運(yùn)行模塊進(jìn)行分析測試，根據(jù)測試結(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)行控制以及執(zhí)行管理等方式，對數(shù)控生產(chǎn)流水線進(jìn)行健全完善，也可利用工業(yè)機(jī)器人提高數(shù)控加工效率。需要注意的是，在應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人時(shí)，應(yīng)該對數(shù)控加工環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免對工業(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)識別，并采取科學(xué)合理的防范措施進(jìn)行針對性處理。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。

3.4 優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)

我們在實(shí)施機(jī)械制造的過程當(dāng)中，一定要注重節(jié)能和效率這兩方面，對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化也是節(jié)能理念的有效體現(xiàn)。而針對發(fā)動(dòng)機(jī)的使用，應(yīng)該著重考慮發(fā)動(dòng)機(jī)對能源的損耗問題。對于一個(gè)工程項(xiàng)目來說，發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的核心所在，是整個(gè)機(jī)械動(dòng)力有效的輸出環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，一定要選擇性能好并且環(huán)保性強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，避免產(chǎn)生很多的噪音或者是污染。這樣在進(jìn)行實(shí)際的機(jī)械操作過程當(dāng)中，不僅可以很好地提升效率，同時(shí)也可以避免機(jī)械操作給環(huán)境帶來的傷害。整個(gè)操作系統(tǒng)的液壓部分也要實(shí)施全新的改進(jìn)，主要是為了讓液壓系統(tǒng)能夠處于長期的清潔狀態(tài)。首先應(yīng)該選擇質(zhì)量較好的油料，這樣可以有效地避免油料中出現(xiàn)很多雜質(zhì)，從最根本上確保清潔性。在換油的過程當(dāng)中，我們可以將換油的時(shí)間進(jìn)行有效地延長，這樣可以有效地降低系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，同時(shí)也要對液壓管的改進(jìn)進(jìn)行預(yù)處理，針對一些老化腐蝕問題進(jìn)行有效地處理，避免出現(xiàn)管道破裂對環(huán)境造成的污染。在對駕駛室進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，不僅要注重安全性，同時(shí)也要注重環(huán)保性能。我們可以選擇一些封閉式較好的能夠?qū)ψ贤饩€形成有效遮擋的玻璃，空調(diào)要選擇無氟的，應(yīng)該多添加一些色彩和元素，確保司機(jī)有效地提高工作效率。同時(shí)給整個(gè)駕駛室添加自動(dòng)加脂裝置，因?yàn)槭謩?dòng)操作的過程會耗費(fèi)我們大量的精力和時(shí)間，同時(shí)在加入的過程當(dāng)中會出現(xiàn)油液漏出的現(xiàn)象，如果和空氣長時(shí)間的接觸，也會造成二次污染，因此我們要增添自動(dòng)加脂裝置。

3.5 有關(guān)集成化技術(shù)的應(yīng)用分析

針對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用情況來講，集成化技術(shù)往往是機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中較重要的一項(xiàng)技術(shù)，它能夠在很大程度上直接有效地提升機(jī)械制造自動(dòng)化的水平。有效地應(yīng)用集成化技術(shù)，能夠確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程得到優(yōu)化。要想使得高度集成化的目標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)，那么，有關(guān)人員需要對技術(shù)設(shè)備要求提升到較高層次，所以在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，要加強(qiáng)考察力度，對各個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造設(shè)備展開考核與記錄，并且精準(zhǔn)地記錄諸多原始的數(shù)據(jù)，這樣能夠確保設(shè)備的優(yōu)化水平得到提升。還需要注意的是，在深入實(shí)踐的過程中，要提供相對真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，如此才能真正提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平與質(zhì)量。有關(guān)技術(shù)人員需要對該項(xiàng)技術(shù)的要點(diǎn)予以深層次的把握與理解，投入較多精力對其進(jìn)行研究。

3.6 自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化運(yùn)用

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域虛擬化中的運(yùn)用是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的關(guān)鍵點(diǎn)，虛擬化應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作中發(fā)揮著極強(qiáng)的推動(dòng)效果。自動(dòng)化技術(shù)的虛擬化運(yùn)用指的是在機(jī)械設(shè)計(jì)完成之后，工作人員可以用虛擬化技術(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)出來的機(jī)械圖紙進(jìn)行模擬生產(chǎn)，工作人員能夠很快發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)步驟是否存在問題，對機(jī)械設(shè)計(jì)過程的缺陷進(jìn)行全面檢查后，把合格的設(shè)計(jì)樣稿投入大規(guī)模生產(chǎn)，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的最終效果，避免了由于不合理的設(shè)計(jì)造成大規(guī)模的生產(chǎn)浪費(fèi)。由此，虛擬化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的運(yùn)用十分必要，它能夠幫助我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域避免資源浪費(fèi)和生產(chǎn)問題，給機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)提供了挽回?fù)p失的機(jī)會。當(dāng)前在我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，虛擬化技術(shù)已經(jīng)取得了良好的運(yùn)用效果，但仍然有改善和調(diào)整的空間，有很多設(shè)計(jì)企業(yè)和制造廠家還是沒有意識到虛擬化生產(chǎn)技術(shù)的核心價(jià)值，甚至有部分人員認(rèn)為多此一舉，這就阻礙了虛擬化技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果，也為機(jī)械制造行業(yè)未來的發(fā)展提出了警示。

4 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢

多元化分析視角下，自動(dòng)化技術(shù)涵蓋了廣泛的理論和實(shí)踐領(lǐng)域。員工必須不斷將新的生產(chǎn)技術(shù)和機(jī)械化的操作技術(shù)集成應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)過程中，以便整個(gè)制造業(yè)能夠繼續(xù)朝著更加智能的方向發(fā)展。在此過程中，必須將“互聯(lián)網(wǎng)+”的特征應(yīng)用于產(chǎn)品制造，以不斷整合數(shù)據(jù)庫的信息內(nèi)容，提供科學(xué)的操作規(guī)則和糾正措施，并減少錯(cuò)誤的發(fā)生。由于受到“節(jié)能減排”概念的影響。員工必須準(zhǔn)確認(rèn)識到各種物質(zhì)的使用和污染，減少污染物排放，控制輕工制造業(yè)的能源消耗，實(shí)現(xiàn)污染物的綜合治理。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐的創(chuàng)新過程中，員工必須開發(fā)各種機(jī)械零件并將其應(yīng)用到生產(chǎn)中，并以數(shù)字技術(shù)模式促進(jìn)工業(yè)和制造系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展。

5 結(jié)語

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，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)以及管理模式，對當(dāng)前生產(chǎn)體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟∪c完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃日進(jìn).多元化分析視角下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化應(yīng)用研究[J].科技視界，2020（19）：82-83.