機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的運用

1、    機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的運用    王新海摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對機械設(shè)計制造的關(guān)注度越來越高。機械設(shè)計制造的水平對社會發(fā)展有著重要的影響，自動化技術(shù)的運用是機械設(shè)計制造中非常重要的一部分。闡述了機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的應(yīng)用，分析并探討了自動化技術(shù)的未來發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；自動化技術(shù)；制造精確度；經(jīng)濟效益：th-39 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.22.138現(xiàn)階段，我國的科學(xué)技術(shù)水平在飛速發(fā)展，各行各業(yè)的水平有了很大的提升。機械設(shè)計制造中為其中重要的一個行業(yè)，其技術(shù)手段的應(yīng)用決定了行業(yè)的可

2、持續(xù)發(fā)展。自動化技術(shù)是機械設(shè)計制造中較為突出的技術(shù)，在實際制造中有效運用可以在很大程度上提升行業(yè)水平，在機械設(shè)計制造中有廣泛的運用空間。1 機械設(shè)計制造自動化技術(shù)概要自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中占有非常重要的位置，其主要指的是在機械設(shè)計制造過程中所參與進來的所有設(shè)備都具有自動化作業(yè)的良好功能，可以提升設(shè)計制造的準確度，從而提升運行效率。機械設(shè)計制造自動化技術(shù)的運用在人力資源上時可發(fā)揮十分重要的作用。將自動化技術(shù)有效運用到機械設(shè)計制造中，在以下幾個方面具有很大的優(yōu)勢，并發(fā)揮著重要作用：自動化技術(shù)的有效運用對機械設(shè)計制造準確度的提升有很大的影響。近年來，機械工程業(yè)發(fā)展迅速，對制造精準度的要求精益求精

3、，對制造精確度的要求也體現(xiàn)在設(shè)計制造人員的技術(shù)水平上，工作人員的技術(shù)水平不斷提升。只有合理控制參數(shù)和嚴格把關(guān)，才能更好地為機械設(shè)計制造的可靠性提供保障。自動化技術(shù)的充分運用對機械設(shè)計制造效率的提升有很大幫助。在當前的經(jīng)濟發(fā)展中，機械設(shè)計制造企業(yè)尋求高效率、高準確率。只有這樣，才能為機械制造企業(yè)贏得最大的經(jīng)濟效益，在激烈的競爭中找到立足之地。在機械設(shè)計制造中運用自動糊技術(shù)，可減少人員的使用量，較少的人員參與也可以獲得同樣的效果，這在一定的程度上促進了機械行業(yè)的發(fā)展。2 自動化技術(shù)的運用背景2.1 機械設(shè)計制造業(yè)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀近年來，機械設(shè)計制造業(yè)逐步發(fā)展，生產(chǎn)模式也在逐漸轉(zhuǎn)換。傳統(tǒng)的機械設(shè)計制

4、造主要開發(fā)較為簡單的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)組織和工作流程較為固定，生產(chǎn)模式并不具備很強的競爭力，不是非常適用。而現(xiàn)代化的機械設(shè)計制造的代表為自動化技術(shù)，在機械設(shè)計制造業(yè)中自動化技術(shù)被廣泛的運用，可以滿足現(xiàn)代市場的多樣化、個性化和即時化需求?，F(xiàn)階段，對于機械設(shè)計制造中的自動化技術(shù)，我國開展了大范圍、大規(guī)模的研究和運用。但與一些發(fā)達國家相比，我國的自動化技術(shù)依舊存在很多問題，在生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)投入、智能化等方面依舊存在很大的差距。2.2 自動化技術(shù)運用的意義自動化技術(shù)在各行各業(yè)中均有其不同的定義。自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造業(yè)中主要是指在使用很少的人工或無人工的狀態(tài)下，相關(guān)的一些機器設(shè)備，比如機床、計算機等可

5、以自動工作，并按照實際生產(chǎn)需要，將預(yù)先設(shè)計的程序加以實施，從而完成生產(chǎn)的一項技術(shù)。自動化技術(shù)是一種新型的生產(chǎn)模式，機械設(shè)計制造在傳統(tǒng)的模式中的勞動量較大，且十分復(fù)雜，生產(chǎn)質(zhì)量得不到很好的保障，生產(chǎn)效率較低。而運用自動化技術(shù)可有效提高質(zhì)量和效率，減少大量的人工成本。在機械設(shè)計制造業(yè)中，自動化技術(shù)廣泛運用涵蓋了制造、設(shè)計、運輸、裝備等多個領(lǐng)域，在現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展中具有重要的意義。3 機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的運用現(xiàn)階段，我國的機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的應(yīng)用還不夠全面，技術(shù)應(yīng)用起步較晚，但經(jīng)過不斷的發(fā)展，取得了很大的進步。機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)的運用主要表現(xiàn)在以下5個方面。3.1 自動化技術(shù)在集成化

6、應(yīng)用中的體現(xiàn)計算機的集成制造系統(tǒng)即計算機綜合制造系統(tǒng)。以往，在還未提出計算機的綜合制造技術(shù)時，計算機輔助的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)在機械設(shè)計制造業(yè)中，這種計算機的輔助設(shè)計主要包括工藝的規(guī)劃、設(shè)計、制造、質(zhì)量控制和測量等。在機械設(shè)計制造中，每一項工作所關(guān)聯(lián)的計算機輔助技術(shù)的意義都在于降低成本，但由于每一項工作只關(guān)聯(lián)一個系統(tǒng)，造成了人工成本和時間上的浪費，生產(chǎn)效率較低，機械產(chǎn)品的市場競爭力不強。計算機綜合制造系統(tǒng)結(jié)合了各種單項的輔助技術(shù)，將流程緊密結(jié)合，將數(shù)據(jù)模型進行了有效統(tǒng)一，共同分享信息平臺，使系統(tǒng)中每個單項的工作可以協(xié)調(diào)、順暢進行，從全局角度考慮，生產(chǎn)機械產(chǎn)品的效率大大提升。在自動化技術(shù)的構(gòu)成方面，先進

7、機械制造技術(shù)的基礎(chǔ)是現(xiàn)代化的管理理論，其綜合制造技術(shù)涵蓋了先進材料和電子信息等，強調(diào)了將管理理論與自動化技術(shù)、計算機、傳感器的結(jié)合，將生產(chǎn)信息、能量協(xié)調(diào)集成統(tǒng)一控制。這種手段是提升生產(chǎn)率的有效方法之一，涵蓋了計算機復(fù)制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等先進技術(shù)。在機械設(shè)計制造流程中，并行工程是較為具體的體現(xiàn)，其要求制造、設(shè)計、開發(fā)人員全面考慮生產(chǎn)需求，從全局出發(fā)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，縮短產(chǎn)品研發(fā)時間和制造時間，減少設(shè)計中的重復(fù)部分，避免造成資源浪費。集成化是機械設(shè)計制造業(yè)發(fā)展中重要的一部分，現(xiàn)代技術(shù)對集成化的要求非常高，其發(fā)展趨勢與自動化技術(shù)的有效運用息息相關(guān)。在機械設(shè)計制造中，自動化技術(shù)的有效應(yīng)用是保障集成化的

8、前提。近年來，自動化技術(shù)不斷被運用到各行各業(yè)，該技術(shù)的運用有效優(yōu)化、精簡了機械設(shè)計制造的原有結(jié)構(gòu)。在重組過程中，自動化技術(shù)可以發(fā)揮其作用和價值，對過程中所需要的各類數(shù)據(jù)進行規(guī)劃處理，并運用相關(guān)軟件，將自動化技術(shù)有效應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)中，從而為生產(chǎn)質(zhì)量提供保障。3.2 自動化技術(shù)在智能化應(yīng)用中的體現(xiàn)目前，智能化是我國機械設(shè)計制造自動化技術(shù)運用中的關(guān)鍵。智能化的有效運用對機械設(shè)計制造的快速發(fā)展有很大的影響。在運用智能化的過程中，所關(guān)聯(lián)的機械設(shè)備需分析其判斷能力，合理運用機械設(shè)備可以有效減少人力資源的使用，機械設(shè)計制造的效率可以有效提升，制造水平也可有效提高。機械設(shè)計制造的智能化運用與人工智能系統(tǒng)大致相

9、同，即使用一些先進、高端的設(shè)備和儀器，結(jié)合相關(guān)的處理分析軟件，充分發(fā)揮智能化的運用價值，這是智能化在機械設(shè)計制造中運用的主要方式。但現(xiàn)階段我國機械設(shè)計制造自動化運用中依舊存在許多需要解決的問題，這些問題需要逐步的解決，人工智能系統(tǒng)也有待深入研究，智能化優(yōu)勢還需進一步擴大。 3.3 自動化技術(shù)在數(shù)控中的運用數(shù)控是機械設(shè)計制造中自動化技術(shù)運用中十分重要的一部分。相比于較為傳統(tǒng)的人工控制，數(shù)控技術(shù)的運用具有非常大的價值。數(shù)控技術(shù)指的是結(jié)合自動糊技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)及控制技術(shù)等，使之有效融合，為機械設(shè)計制造提供了很大的方便，也提升了有效性。數(shù)控技術(shù)的有效運用對自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中運用有較大

10、的意義，是自動化技術(shù)向前發(fā)展的指向，其價值非常大。同時，機械設(shè)計制造自動化技術(shù)的數(shù)控需要專業(yè)人員操控和嚴格把關(guān)，避免出現(xiàn)錯誤。3.4 自動化技術(shù)的虛擬化運用虛擬化在機械設(shè)計制造自動化技術(shù)中也同樣重要，是技術(shù)運用的關(guān)鍵點，在機械設(shè)計作業(yè)中有非常明顯的效果。自動化技術(shù)虛擬化運用主要體現(xiàn)在完成設(shè)計之后，不急于直接進行生產(chǎn)制造，而是將虛擬化技術(shù)運用到模擬生產(chǎn)中制造。在虛擬制造過程中，能很好地發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)制造中存在的缺陷和需要解決的問題。這在一定程度上發(fā)揮了審核的作用，有效提升了設(shè)計質(zhì)量，避免在實際制造生產(chǎn)中出現(xiàn)資源浪費的情況，避免因一些問題而導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量下降。因此，虛擬化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的運用十分必要

11、。通過虛擬制造生產(chǎn)，可以減少企業(yè)的經(jīng)濟損失，避免一些問題的發(fā)生。當前，虛擬化技術(shù)還有許多方面需要不斷完善，其實際效果和作用還很難充分發(fā)揮，仍有待繼續(xù)發(fā)展。3.5 在網(wǎng)絡(luò)化運用中自動化技術(shù)的體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)也是機械設(shè)計制造中的重要組成部分。在自動化技術(shù)的運用中，很多技術(shù)需要通過網(wǎng)絡(luò)化來落實，網(wǎng)絡(luò)化的高效、便捷特點更加明顯。近年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展十分迅速，與其相應(yīng)的其他技術(shù)的發(fā)展也逐漸得到了人們的認可。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)也需要配合專業(yè)的工作人員，合理布置控制并優(yōu)化系統(tǒng)，最大化發(fā)揮其價值。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)運用在機械設(shè)計制造自動化技術(shù)中具有非常重要的意義。3.6 柔性自動化技術(shù)的運用柔性自動化技術(shù)是機械自動化系統(tǒng)的一個

12、基本性質(zhì)理念，其最先在英國提出，其基礎(chǔ)即為產(chǎn)品生產(chǎn)信息，可將材料的儲運系統(tǒng)有效結(jié)合數(shù)字加工技術(shù)的相關(guān)設(shè)備，目的是滿足不同生產(chǎn)、不同加工對象的要求。柔性自動化技術(shù)的運用及生產(chǎn)主要體現(xiàn)于成組技術(shù)。成組技術(shù)指的是按照生產(chǎn)加工的市價需求，對加工對象進行有效排列，其對于加工設(shè)備的選擇以及相關(guān)系統(tǒng)的儲運有很大幫助，從而結(jié)合市場的需求及時作出調(diào)整。柔性自動化技術(shù)以金字塔形式控制技術(shù)信息結(jié)構(gòu)從分到總，信息控制核心為計算機系統(tǒng)。在生產(chǎn)過程中，可對數(shù)據(jù)進行管理和檢測，使生產(chǎn)計劃得以動態(tài)化調(diào)節(jié)。此外，計算機系統(tǒng)負責(zé)群組的生產(chǎn)和控制，每個生產(chǎn)接口會產(chǎn)生一定的信息數(shù)據(jù)，計算機系統(tǒng)負責(zé)掌握其生產(chǎn)狀況，并傳給上一層的信息中

13、心，最底層計算機主要是負責(zé)系統(tǒng)底層工藝設(shè)備的相關(guān)接口，檢測每個接口的狀況，收集數(shù)據(jù)，根據(jù)上一層接收到的指令及時調(diào)整生產(chǎn)行為。柔性自動化技術(shù)系統(tǒng)的功能包括毛坯工件的儲存和運輸、加工工具、廢料的儲存和運輸?shù)?，在整個操作過程中由信息系統(tǒng)控制和操作。3.7 機械制造中自動檢測技術(shù)的運用自動檢測技術(shù)在自動化技術(shù)中占有重要位置，其是以傳統(tǒng)的傳感器為基礎(chǔ)不斷發(fā)展的技術(shù)。在整個機械制造過程中，即使沒有很多的人工干預(yù)，自動檢測技術(shù)也可以實現(xiàn)提升生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的目的，從而使生產(chǎn)產(chǎn)品的不合格率有效降低。傳感器、數(shù)據(jù)信息處理、信號的及時調(diào)節(jié)和信息結(jié)果的輸出構(gòu)成了自動檢測系統(tǒng)。這種技術(shù)結(jié)合了計算機系統(tǒng)的信息處理功能，在很

14、大程度上提升了自動檢測的安全性和可靠性。4 自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢4.1 綠色化綠色化發(fā)展是機械設(shè)計制造中較為理想的狀態(tài)，也是社會發(fā)展中十分必要的需求。機械制造業(yè)的發(fā)展在為人們生活提供便利的同時，也對生態(tài)環(huán)境提出了很大的挑戰(zhàn)。在自動化技術(shù)的運用中，必須提升對綠色環(huán)保的關(guān)注度，最大程度地避免因機械設(shè)計質(zhì)量低下而出現(xiàn)環(huán)境問題。因此，綠色化發(fā)展是在避免危害環(huán)境的同時有效利用資源。4.2 微型化微型化發(fā)展是機械設(shè)計制造是未來發(fā)展的重要方向之一。機械設(shè)計制造相關(guān)儀器設(shè)備的核心也趨向微型化發(fā)展，設(shè)備更加精準、便捷，制造設(shè)計質(zhì)量更高。微型化發(fā)展在一定程度上保障了自動化技術(shù)的運用價值。4.3 柔性化在機械設(shè)計制造的過程中，自動化技術(shù)需要根據(jù)相應(yīng)的需求發(fā)揮不同的技術(shù)作用，發(fā)展柔性化即為自動化技術(shù)能夠應(yīng)對不同的需求及時應(yīng)變。在技術(shù)需求上，可最大程度地滿足機械設(shè)計制造的需求，發(fā)揮自身技術(shù)的運用價值。4.4 智能化自動化技術(shù)智能發(fā)展以控制理論為基礎(chǔ)，將計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、混沌動力學(xué)等思維方法結(jié)合到設(shè)計中，人工智能模擬，使運用機械自動化制造出的產(chǎn)品具有人工智能，從而逐步向智能化發(fā)展。5 結(jié)束語綜上所述，機械設(shè)計制造中的自動化技術(shù)運用具有非常大的優(yōu)勢和運用價值，在集成化