自动化技术在机械设计及制造领域的应用研究

自动化技术在机械设计及制造领域的应用研究

刘佳奇

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摘要：多元技术支持相辅相成，使得机械自动化设计制造越来越发达高效。自动化、智能化的生产流程极大减少人力耗费，优化了整体生产进程。机械设计制造自动化体现了高精密的机械制造与自动控制系统等高端技术的完美协调，提高行业生产效率的同时节省人力和成本，促进了行业进步与发展。

关键词：自动化技术；机械设计及制造；应用

1机械设计制造及自动化相关概念

自动化技术属于信息化时代的重要技术，是指基于自动化设备、计算机软件、信息平台系统等工具，使设备具备独立或半独立完成工作任务的技术手段，属于一项综合性概念，并不单指某一技术手段。自动化技术的发展，离不开计算机技术、互联网技术的支持，现代科技支撑下真正让机械设备具备了一定的智能，其生产运作基本实现自动化，自动化技术的应用能替代大量人工劳动，减轻工作人员的任务量，许多过去只能通过人工操作的工作已经可以通过机械设备自动完成。

2机械设计制造及其自动化技术的特点

2.1工业生产方面

（1）安全性。机械设计制造及其自动化技术的应用实现了多个领域的先进技术的有机融合，功能极其丰富，可进行自动控制、报警，自我诊断、保护等。所以，其在减少人力工作量方面有着一定优势。而且，人力在操作过程中容易出现一些安全隐患，而通过相关技术的应用可有效避免这些安全隐患，做到安全生产。（2）高效性。人力生产效率相对较低，无法满足相关企业的需求。而通过这一技术的应用，可在潜移默化中提高生产效率、质量，且在产品制造完成后，会自动进行检测，如果发现质量不合格的产品，可做到精准销毁。因此，其具有高效性特点。（3）节能性。能源紧缺问题、环境污染问题频发，对人类的可持续发展造成了威胁。因此，节能环保、可持续发展成为国家、社会所关注的重点话题。而机械设计及其自动化技术则具有显著的节能性特点，可在降低能源损耗的同时减少对环境的污染。（4）便宜性。借助程序设计，可实现快速有效的修改工作程序、工作方式，做到提高设备调整、设备维护、设备升级的效率，在一定程度上节约时间、成本。（5）稳定性。稳定性特指产品。因为机械设计制造及其自动化技术的运用可通过电子监测系统及计算机控制系统的调整实现全过程监测产品生产，确保产品质量与相关标准相符，大大提高产品的合格率和稳定性。（6）多元性。其为新型技术，所以其具有多元性特征。在进行产品安装及调试时，需以客户需求为依据，形成不同设计功能，确保机械制造生产更加便捷、更加多元化。同时，可基于客户需求修改自动化程序。

2.2处理危险工作方面

在处理危险工作方面，这一技术有着绝对的优势。因为人类的能力、体力、精力有限，无法完成某类工作。比如，人们无法在高温、深海、高海、拔低气压等环境进行样品采集工作、维修工作。而机械设计制造及其自动化技术的有效应用，可快速解决相关问题，做到危险的有效处理。比如，现阶段正在研制的机械外骨骼，可通过人工引导的方式使机械进入人类无法生存的环境下完成样本采集、维修等工作。

3机械设计制造及其自动化技术的应用意义

首先，其在满足机器方面的需求方面有着一定优势。通过先进技术的有效应用实现机械设计制造的不断创新。具体而言，在进行机械设计制造时，客户通常会提出一定功能、需求，而目前的机械设计制造及其自动化技术较为成熟，所以可满足相关功能需求。此外，创新是在激烈的市场竞争中脱颖而出的有效路径，且岁月的累积为机械设计制造及其自动化技术的创新、改革提供了保障。其次，其在提高工业生产效率、产品质量方面有着一定优势。因为其具有多元化功能，可进行24小时监视、诊断，如果发现问题，会自动报警并开启自我保护功能。所以，其可在一定程度上提高生产效率，可为生产质量提供保障。而且，最大限度地降低了事故发生率。最后，其可做到节约能源、保护环境。因为这一技术是时代发展的产物，实现了相关知识与科技的有机结合，所以可大大降低资源浪费现象，实现节能环保。

4自动化技术在机械设计制造中的要点

4.1虚拟技术

虚拟技术是依托仿真系统模拟真实环境的信息技术，通过搭建三维场景给人一种身临其境的假象。由于该技术具有想象、交互、沉浸等特征，设计员可将脑海中的设计影像呈现在电脑上，利用多维信息对机械制造产品进行设计，在理性探究与感性认知的双重影响下，对机械制造产品的概念、结构等设计进行品牌优化，从而提升设计制造水平。在机械设计制造中，机械装配作为机械制造的重要环节，技术人员可利用虚拟技术中提供的序列处理、装配约束处理、碰撞检测等功能，模拟装配组装流程，检查零部件装配方案存在的问题，并对装配序列进行客观分析。待模拟仿真装配检测完毕后，该技术还能提供装配视频、评审报告等，自动完善装配流程。

4.2智能技术

随着人力技术逐渐被智能技术所取代，机械设计制造在数据分析、规划设计、质量管理等方面，也开始应用智能技术。如在获取大量的机械制造生产数据后，可根据某产品的生产要求与制造标准采用智能合约技术，按照生产制造目标规定相关合约细则。倘若企业现有机械设计制造系统符合智能合约实现条件，该智能系统就会自动开展机械制造活动，并一同开启智能控制、机器学习、模式识别、神经网络等技术功能，以此解决机械制造在生产过程中较为常见的问题。

4.3柔性技术

柔性技术是综合自动化技术与信息技术为一体的现代化机械制造技术。该技术是以计算机技术、数据库技术为依托，组建成覆盖所有机械制造系统的控制网，改变了机械设计、生产制造、运营销售“各自为政”的局面，提升机械制造适应水平。技术人员可以根据最新的机械制造工艺要求、流程、理念对现有机械制造计划与资源进行适当调整，使企业各部门形成内在合力，以最低风险、最小成本展开最大效益化的机械制造活动。与传统刚性技术相比，柔性技术是以设备、工艺、运行柔性为前提，灵活完成小批量、多元化的机械制造任务，使现代化机械制造更加适应多样化市场需求。以柔性制造线（FML）为例，该生产线主要由自动化加工设备、工件运输系统、控制系统组成，且对物料搬运柔性机制要求较低，借助分散型控制体系与离散型生产模式，高效完成机械制造生产目标。

4.4集成技术

在机械设计制造过程中，集成化技术是以信息化为指导，实现机械设计制造整体优化。技术人员需依托集成制造系统中的辅助测试系统、辅助质控系统等，通过收集、加工、运用机械设计制造过程中产生的相关数据，提升产品全生命周期管控水平。由此可见，集成技术在机械设计制造系统中，将生产技术、数据信息、设计理念等诸多内容集成在一起，满足机械设计制造对各类生产要素的综合需求。

结束语：机械设计制造以及自动化发展相融合，逐渐向高智能生态价值和发展管理体系，人工智能发展趋势迈进。在各种发展趋势下，机械设计制造以及自动化技术发展特点，发展优势得到了很好的发挥和应用。在当代发展建设中，相关管理人员需要加强对机械设计制造以及自动化技术相融合，要有持之以恒的发展管理理念，要在新形势下寻求发展平衡，要加强对技术进行研究。

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