自动化技术在机械设计中的应用

摘 要：机械的自动化具有极强的综合性，与互联网与计算机等技术有着非常紧密的联系。自动化的技术兴起于20世纪的60年代，随着各种生产技术不断的发展、航天航天行业的技术突破和经济的迅速发展，得到了飞跃性的发展。文章阐述了自动化技术的具体概念、它的应用具有的重要意义、技术的具体应用以及未来的发展趋向，希望能够为自动化技术在未来的推广与应用中发挥一定的作用。

关键词：机械设计；自动化；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.013

1 机械设计自动化概述

（1）机械自动化的含义和发展现状。机械设计通过自动化的技术完成自动控制。将自动化应用在机械的设计当中，能够实现机械设计的集成与智能化，在保证产品质量的同时也提高了生产的效率。就自动化技术在机械设计当中的应用而言，我國与西方国家之间还存在一些差距，主要表现为我国整体的机械设计自动化水平不高，全国各地区发展存在不平衡的状况。我国工业正处在由粗放型过渡到集约型的发展过渡期，专业人才不足，仍有很大的发展空间。

（2）自动化技术系统构成。机械设计当中，自动化技术所涉及的系统覆盖面非常广。自动化技术主要由以下系统：1）传感系统。在机械设计中专门用来检测系统的运行状态，确保运行正常，是自动化系统当中最基础、最重要的部分；2）作用系统。在自动化的系统中渊源不断地提供能量，同时还具有定位的功能。3）程序系统。为系统的运行提供指令，控制着自动化系统的工作状态，担负着系统控制中枢的智能，是系统最关键的部分；4）控制系统。调节着自动化系统，分析传感系统的信息并进行相应护理，是系统的后勤部；5）制定系统。与控制系统联系紧密，负责处理控制系统所传达的信息，对信息进行综合的处理，生成更加具有明确性的指令，在系统当中具有非常重要的作用。

2 机械设计当中自动化应用的必要性

（1）使工作质量得到提升。机械设计通过自动化的技术来提高精准程度和工作效率，保证生产质量。自动化的技术可以在机械设计当中定量化的处理评价、测量的具体指标，使其成为定量性的指标，这样能够将误差降到最低。自动化的操作能够精确地对参数进行控制，有效避免人工操作机械导致的误差和生产安全问题。

（2）节约资源，减少成本投入。以往的机械设计比较处方，存在较为严重的资源浪费现象，自动化的技术在机械设计当中得以运用，使机械设计更加精密准确，这在一定程度上使材料的适用程度得到扩大，使有限的资源能够得到充分应用，有效降低了资源消耗水平，节约了资源，节省了设计成本。

（3）使机械的使用状况得到改善。机械设计应用自动化的技术，可以对机械运行时的具体数据进行实时监督和控制，分析运行中的局以数据并进行科学的整合，在此基础上对机械进行维护。数据监控与分析可以及时的查找出机械生产运行当中设备存在的具体问题，工作人员以数字化的信息为依据，通过信息判断是否需要对设备进行维护，使机械的工作状态得到改善，保证其一直处在良好的运行状态[1-2]。

3 自动化的技术于机械设计当中的具体的应用

（1）集成化系统的具体应用。是指计算机的综合型设计生产制造相关系统，该系统在机械设计当中有着非常广泛的应用。集成化系统可以剔除设计环节当中的重复部分，避免造成有限资源浪费，的有效的缩短了研发时间。在集成化的系统得到推广和应用之前，机械的设计当中也曾应用了多种计算机的辅助性技术，主要包括质量控制软件、设计的测试类技术和设计辅助的软件，这些技术都是被独立运用的，而集成化系统能够把各个独立地辅助设计的技术在一个系统中集成，数据模型的应用加上共享信息平台的创建，来完成各个辅助系统的协调运行，这样就使机械设计的效率得到大大提升。集成化系统的基础是信息电子技术与相关的管理理论，加上计算机网络技术与传感技术的支持，再对机械设计当中的信息和参数进行整合，便形成了具有统一性的机械设计技术。

（2）综合性的计算机机械制造自动化设计的具体运用。综合性的计算机机械制造自动化设计在机械设计当中的应用也具有重要影响，在这一技术问世以前，我国计算机的辅助设计技术在机械设计当中便初具规模，主要包括产品的生产设计、生产流程的具体规划、材料参数的测试与产品质量控制等几个环节，但是这些环节是各自独立存在的，没有成为互相配合互相联系的系统关系。综合性的计算机机械制造自动化设计突破了传统的设计据点，将各个设计的环节进行有机整合，协调各个环节的应用层次，可以显著的提升机械设计的生产质量与效率。

（3）自动化的检测在机械设计中的具体运用。自动化的检测在自动化设计当中有着非常重要的作用，其原理为传统的仪器设备和传感器进行结合。在机械设计当中，最重要的是提升产品的合格率的同时还要保证产品的质量，自动化的检测技术是的机械设计的设备可以自行进行监测，不再是以往的人工检测，这样不仅能够使监测的效率得到提升，还能保证检测的精确细致。目前在机械设计中应用最广泛的是自动化的检测为核心性技术的系统，系统当中主要包含传感装置、信号调节设备、数据处理装置和结果输出等几个模块，该监测系统搭载了智能型芯片，有效的确保检测的及时与可靠。

（4）自动会化的体系具体的应用。三维平台是机械设计的自动化技术体系得以建立的基础，自动化的体系被广泛应用于复杂机械的创新设计，利用计算机技术对复杂机械的创新制定具体的设计规划，可以通过三维虚拟技术对机械设计进行仿真建模和完成装配虚拟的机械装配，这实现了机械设计技术性的创新，使机械设计更加快速。

在设计的初始阶段，自动化系统可以对初步设计方案进行改良和细化，在初步计划的基础上进行科学化重组，计算机的辅助设计系统通过符号方案对设计方案进行创新。通过数字化技术得出具体机械零件的数据，利用三维平台将数据库信息的参数通过数据库的驱动实现驱动，实现机械的虚拟化建模，这样能够使机械产品的开发速度得到大幅度提升[3-4]。

4 自动化技术在机械设计中应用的发展趋势

首先，集成化发展趋势。在当前机械领域内，对于机械设计发展而言，集成化发展趋势属于其必然趋势。通常而言，机械自动化系统的构成包括几个子系统，而这些子系统之间相互关联，这些系统主要包络自动化制造系统以及工程设计信息系统等相关内容。在实际开展机械设计过程中，通过对计算机集成技术进行合理应用，可对整体实行统筹规划，从而可使系统更好实现整合及分工，保证其更好工作。

其次，智能化发展趋势。对于智能化机械系统而言，其所指的就是一体化机械制造系统，系统组成主要包括机械制造专家及智能化机械。在机械设计发展过程中，这一发展趋势的表现主要就是系统操作界面更加優化，且可实现交互式操作，并且对实际进行机械设计及生产十分有利，可保证系统具备更良好适应能力，且具有较良好协调性能，从而可使机械系统的作用得以更好发挥。

最后，虚拟化发展趋势。在虚拟化发展趋势方面，其包括很多方面内容，主要就是人工智能、计算机技术以及多媒体技术等内容，这一发展趋势的技术基础为计算机仿真模拟分析。总体而言，虚拟化机械设计制造属于综合多种不同学科的相关技术系统。在开展机械设计制造过程中，通过对虚拟化技术进行利用，可模拟整个过程，从而可更好发现问题，对其可操作性进行检验，从而可使研发周期缩短，使生产成本得以有效降低，从而可使机械设计制造得到更加理想的效果[5]。

5 结语

随着现代社会机械制造生产不断发展，机械设计也得以较快发展，机械设计水平得以不断发展，并且促使机械制造发展方面发挥着越来越重要的作用。在现代机械设计过程中，为能够得到更加理想的设计效果，自动化技术的应用十分广泛。作为机械设计相关工作人员，需对机械自动化加强认识，并且意识到自动化制造的必要性，较好掌握自动化技术的具体应用，把握其发展趋势，以便更好实行机械设计，使机械设计更加科学合理，为制造更好机械奠定较好基础，促使机械设计得以更好发展。

参考文献：

[1]刘志丹，董长根.浅析机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用[J].工程技术（文摘版），2016（12）.

[2]王仕硬，邓巍伟.自动化技术在机械设计中的应用探究[J].饮食科学，2017（16）.

[3]吴兆媛.机械设计应用自动化技术的分析[J].现代经济信息，2017（18）.

[4]索宝剑，李健白，袁庆超.机械设计中自动化技术探析[J].艺术科技，2016（08）.

[5]薛光华.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].工业设计，2016（04）.

作者简介：郭伟（1982-），男，河南焦作人，硕士，讲师，研究方向：机械制造自动化、动力工程。