新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用

王嘉宇

摘要：在工业生产与发展中，机械设计与制造起到了重要支撑作用。近年来，随着我国科学技术水平的不断提升，自动化技术应运而生，并凭借自身的诸多优势被广泛应用于各个领域中。将自动化技术应用于机械设计制造领域，能够极大的提升机械设计制造水平和机械生产效率，降低生产劳动成本，为企业带来更高的经济效益，推动机械设计与制造业的自动化、智能化发展。基于此，本文首先概述了机械自动化技术;其次分析了机械设计与制造应用自动化技术的优势;最后探讨了自动化技术在机械设计与制造中的具体应用。

关键词：机械设计与制造;自动化技术;应用;研究分析

中图分类号：TH16                                      文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0213-02

0  引言

在国家发展中，机械自动化水平代表着机械制造业能力，自动化技术属于新型技术，是在诸多先进技术的基础之上创新而来的，能够极大的提升机械生产效率和质量。和传统手工设计与制造模式相比较而言，自动化技术具备更高的安全性、高效性。当前我国机械设计与制造能力尚处于落后状态，无法很好的满足发展需求，因此将自动化技术应用于机械设计与制造领域成为发展的必然趋势。

1  机械自动化技术概述

机械自动化技术，将机械设备作为主体，然后融合微电子技术、计算机信息技术、传感器技术、机电一体化技术等诸多先进技术，构建现代化、自动化应用系统，并将其应用于机械设计与生产制造中，实现自动化设计制造。当前随着我国科学技术水平的不断完善，自动化技术越来越成熟化，在机械设计与制造领域中的应用，替代了传统人工劳作模式，实现了全过程机械设计与制造，作业模式转变为流水线自动化式，大量劳动力被解放，劳动强度明显下降，仅仅需要少量人员操控机械设备即可进行流水线作业。在这一过程中，自动化技术起到了不可替代的作用，自动化技术整合了多项先进技术，赋予了机械制造技术更加完善的功能，使得机械设计与制造业具备了更加强大的发展动力，引领了机械设计制造业发展新领域、新方向。

2  机械设计与制造应用自动化技术的优势分析

自动化技术，整合了多门先进技术，每一项技术都发挥着至关重要的作用，将其应用于机械设计与制造领域，能够实现自动化、精准化设计与制造，使得机械设计与制造流程、方式得到了优化，有助于保障工业生产的安全高效运行。具体来说，自动化技术的应用优势，主要体现在以下几个方面：

2.1 改善生产方式和生产效率

机械设计与制造过程中，应用自动化技术能够实现对机械设备的精准操作，指导生产，实现自动化生产，这改变了传统的人工生产操作模式，人工劳动强度明显下降，生产效率显著提升，并且还极大的降低了传统人工操作模式下所可能出现的人身损伤现象的发生几率。不仅如此，机械设计与制造中应用数控技术等自动化技术，使得生产制造更加的智能化，通过提前设定操作流程，即可按部就班的进行设计与制造，使得传统生产方式得到了转变，生产效率及效能能够得到极大的提升。传统人工无法操控的生产内容，应用自动化技术则能够进行生产，即使在极限环境下，依然能够进行机械化操作，规避人为操作不当所造成的损失，达到安全、高效设计与制造的目的。

2.2 优化生产流程

众所周知，在过去机械设计与制造，主要是人工操控的，如在生产期间出现问题，则大多是依靠经验来进行分析判断的，效率低，准确性差，则极大的增加了机械损耗。将自动化技术应用于机械设计与制造领域，利用电子元件即可控制生产工序，一旦出现问题能够启动自我保护、诊断、报警、分析、监视等功能，为后期故障维修工作的开展提供重要的参考和便利，更快恢复正常的生产。

2.3 推进了产业革命

将自动化技術应用于机械设计与制造生产中，严格按照设计程序展开各个阶段的生产工序，摆脱了来自人为控制的诸多局限性因素，实现了对生产工序的优化，机械操作难度下降，整个设计与制造流程更加的安全化、可靠化，加快推动了机械设计与制造业改革，提升了企业核心竞争力与综合实力，有助于企业的稳定发展。

3  自动化技术在机械设计与制造中的具体应用探讨

3.1 自动化技术的集成化应用

将自动化技术应用于机械设计与制造中，能够实现对复杂化、高精度机械产品的设计与生产加工，通过协调各个制造系统，促使彼此之间相互协调配合进行生产，极大的优化了机械设计制造流程。在机械设计制造生产流程综合化管理中，计算机集成制造系统发挥着至关重要的作用，通过集成原本处于分散状态的自动化系统，构建完整的生产系统，密切机械设计、机械制造以及机械管理等多个环节的联系，并对市场调研、产品开发和设计、产品加工和销售等各项数据展开收集、整合、分析、利用，有助于统一化管理机械生产的信息流和物料流。举个例子来说，在机械生产制造期间，按照NC代码将毛坯件加工成为合格的零部件，然后对多个零部件进行装配，最终得到机械设备，在这一过程中，会涉及到非常多的内容，流程非常复杂，然而利用计算机集成制造系统，采集生产制造现场自动化设备的数据信息，如：物料储运、产品加工、质量检测等，并对所采集到的海量物料流、信息流进行融合交汇上传到管理部门，然后按照机械设计制造任务实施集中化、动态化管控。利用计算机集成控制系统对各个自动化控制系统进行整合，协调、高效完成各项工作任务。以机械式立体停车设备车盘边梁设计与制造为例，通过应用集成化系统，借助自动化平板机、数控冲床、激光切割机以及计算机控制程序，构建自动化生产线，对各个生产设备操作时间进行预先设定，合理调整材料进料速度，原本生产操作至少需要8人，而现在仅需2人，生产效率得到了大幅度的提升，生产流程得到了极大的创新，机械设计与制造自动化水平及集成化程度进一步提升。

3.2 自动化技术的数控化应用

将计算机软件应用于机械设计与制造中，能够实现自动化编程、自动化制造和数控加工生产制造。具体来说，将计算机辅助技术应用于机械设计中进行数控仿真分析，在虛拟的环境中生动形象的展示机械产品的形状、尺寸以及结构，全面完成反映产品生产性能，为接下来产品编辑及图纸修整工作的开展提供强有力的参考，使得所设计制造的机械产品具备更高的精确度。以普通二轴车床、三轴铣床为例，通过将数控系统、驱动装置安装于机床上不仅能够完成对零件的编程加工，并且还能够实现自动化生产改造。如需要更换加工对象，只需适当调整刀具、装夹方式及生产程序即可完成对产品的批量化生产与加工。此外，机械生产操控过程中，应用PLC可编程逻辑控制器即可有效解决设备逻辑和开关控制问题，同时具备较高的生产效率，加工精度更加有保障。机械设计制造中对于数控系统的应用，包含着多个结构，如：控制单元、变编程单元、数控机床等等，通过输入特定的指令即可驱动系统电路，利用计算机分析处理，即可得到坐标轴移动输入分量，然后将其输入现伺服电机等装置，即可实现对数控机床运动目标的准确、高效控制。

3.3 自动化技术的柔性化应用

自动化技术在机械设计与制造领域的应用，能够柔性化生产机械产品，自动化技术和机械制造技术的深度融合，将各个生产环节进行有机串联，优化升级完善机械设计与生产制造流程，为柔性化生产提供便利。与此同时，利用伺服、联锁控制技术，凭借其较高的精度，有助于强化生产线各个工艺段多个设备彼此之间的有效耦合，使得生产线更加的密切联动。应用独立的PLC伺服控制器，即可控制不同工艺段和生产线的控制，集成控制系统的应用，有助于机械设计制造期间各个控制器数据信息的高效传递，便于管理人员实时化了解产品的生产状态，密切信息管理习系统和关系型数据库的双向通讯，提升机械设计与制造柔性化管理效果。机械设计与制造的柔性化管理，离不开自动化技术的强有力支撑，单纯应用机械零件，往往会出现信息迟滞的现象，通过应用并发挥出自动化设备的价值作用，规范机械设计与制造，出现故障问题的情况下，能够及时排查并快速恢复正常的状态，促进生产效率的提升，达到既定的生产目标。以机械式立体停车设备的钢框架生产为例，将柔性化生产技术应用于型钢本体切割、钻孔、连接板装配、焊接等各个环节，能够在同一工位实现对多种钢柱和钢梁的生产。生产过程中，连接板定位均是由机械手所完成的，效率、精度更高。

3.4 自动化技术的智能化应用

将自动化技术应用于机械设计与制造领域，能够智能化布置各项生产设备，如：数控机床、AGV智能物流设备等，并且能够实现对物联网的建设，为机械设计与制造的智能化发展提供重要的帮助。应用诸多智能化设备，借助设备本身机械控制器展开设备生产制造控制，充分发挥网络技术、智能化技术的优势，模块化设计数控系统，密切不同模块彼此之间的联系，构建群控系统，智能化分析机械设计与制造需求，并在此基础之上制定科学生产决策，便于及时的调整生产资料及信息。以自适应技术为例，不仅能够对各项参数变化的自动化识别，并且能够完成自适应运算电机参数、前馈控制数据，并通过自动编程的方式调控机械生产设备。此外，应用智能化技术，发挥大数据技术、物联网技术的价值作用，自动化采集系统数据，并展开深入剖析，结合数据分析结果制定针对性的机械设计与制造方案，能够更好的满足新时期产品制造需求。

3.5 自动化技术在汽车机械生产的应用

在汽车机械生产中，自动化技术有着广泛的应用，常见的包括：精密切削技术、纳米技术以及成型技术等等。在这其中，精密切削技术的应用优势明显，能够极大的提升机床加工技术及精度，同时也使得机床具备了更高的抗震参数，在高温环境下，依然不会出现变形等现象，进而实现对机械设备的自动化加工和汽车零部件生产。以汽车组装和生产为例，必须要严格的按照规定要求生产，尤其是物料的相互定位，自动化机械加工技术应用作用巨大，遵循低能耗和高质量原则，选用科学的生产路线，达到最佳的加工效果。再例如：汽车零件生产过程中，电弧焊工艺技术的应用是通过机械制造的方式送入焊丝，然后使用助焊剂进行自动化焊接，能够在节省焊接材料的同时，提升汽车零部件焊接效果。

4  结语

综上所述，机械设计与制造水平，直接影响着我国工业生产与发展实力。新时期，以往传统的人工设计与制造模式所存在的弊端日益突出，逐渐无法满足发展需求。将自动化技术应用于机械设计与制造领域，充分发挥自动化技术的价值作用，实现对自动化技术的集成化、数控化、柔性化、智能化应用，切实提高机械设计与制造水平，提升企业机械生产效率和质量，促进企业经济效益的提升，带动社会经济稳步增长。

参考文献：

[1]惠骁晨.探索新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用[J].内燃机与配件，2019（08）：205-206.

[2]李军.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用[J].电子技术与软件工程，2019（05）：120.

[3]赵晓亮.新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用[J].建筑工程技术与设计，2019（15）：1024.