自動化技術在機械設計及制造領域的應用研究

謝富剛

摘 要：隨著社會經濟的迅速發展，我國工業行業經歷了一系列的變革和創新。在國內，由于工業的不斷發展，工業市場競爭日益加劇，提升產品品質已成為我國工業產品開發的重點。最近幾年，由于自動化技術的不斷普及和發展，國內機械設計制造工業發展程度又有了新的提高，并逐步朝著智能化和現代化方向發展。

關鍵詞：自動化技術 機械設計 制造領域

1 引言

在機械設計及制造領域中，自動化技術被廣泛應用，將會增加變量的數量，使得可控因素變小，利用計算機來進行整個過程具有很大的優勢，生產方式的智能化將會極大提升具體操作環節的精度，在降低工作負擔的情況下，企業能夠按時對其進行完全的更新。長期而言，它有助于減少經營費用，使工業組織達到規模。

2 自動化技術在機械設計及制造領域的應用意義

自動化技術是一門新興學科，是在計算機、信息技術的鼎力支持下，實現機械、設備在很少人甚至無人的情況下，能夠正常的運行，并順利完成預期任務的技術。其中，以信息技術與微電子技術為主要。從本世紀20年代開始，在冷軋工藝中逐步應用了自動化技術。伴隨著自動化技術的發展，機械制造業的自動化程度也在不斷提高，其應用也日益廣泛，使機械設計制造的生產質量和工作效率都有了明顯提高，并且大幅度減少了人工費用，因此，可以有效提高人們通過機械認識和改造世界的能力[1]。自動化技術滲透到各行各業，與其它學科技術相互融合，形成了機械制造、管理、過程、教育等領域的自動化技術，并呈現出多元化的發展趨勢。目前的自動化技術已經有了很大發展，不但可以取代人工，還可以幫助人們做一些智能工作，具有重要的現實意義。

3 自動化技術在機械設計制造中的應用價值

3.1 實現生產裝配自動化

因為我國工業的特點，在機械設計與制造過程中，許多步驟都是依靠手工來完成的，但是，因為機械設計制造的技術含量和專業程度高，人工操作的誤差會導致零件精度下降，從而導致不可挽回的損失。盡管人工操作也有其優點，但在如今的社會中，一切工業都在尋求高效率、高品質，所以這樣的方式最后將被淘汰。然而，在機械設計與制造領域中，自動化技術實現了全流程的生產裝配自動化，取代了以往人工操作的方式，工作人員僅可利用CNC裝置及預先安裝的計算機程式，利用自動控制器就可以進行元件的制作，該方法能有效地改善產品加工效果，減少因人工作業而引起的產品誤差，使產品在加工過程中具有良好的一致性與精確性。

3.2 改善機械使用情況

把自動化技術與機械設計制造過程有機地結合在一起，對機械的運用也有很大好處，加強監控與管理，能夠全方位地提高機械生產效率。第一，自動化技術是建立在計算機技術之上的，它能夠通過設置特定的程序，保證機械能夠按照正確的操作規程來進行工作。在某種程度上，可以避免人員傷害，延長機械的壽命，降低成本，提高企業的效益。第二，通過對自動化技術的科學運用，可以提高系統的監測能力，從而在短時間內解決問題，通過對數據的分析，可以保證系統的正常運轉，并且可以對系統進行維護。

3.3 提高生產效率

（1）將自動化技術運用到機械設計制造中，可以大大提高機械制造能力，提高生產出的產品質量和實際生產效率，從而提高企業的綜合競爭力，進而占領市場，從而促進企業的發展。（2）將自動化技術與機械設計制造有機地融合在一起，不但能夠迅速地提升產品品質，而且能夠實現對機械設計制造最大程度的改善，從而改善原有的工藝條件，促進工業的發展。

3.4 降低資源成本

以往，加工工藝方法較為普遍，但加工過程中所需的原料數量較多，導致生產設備成本偏高，從而不利于生產。因此，將自動化技術更好的運用到機械設計及制造領域中，可以對整個機械制造進行嚴格的管理，并且可以科學避免生產中產生的工業廢料，從而降低成本，為企業創造更多的收益。另外，利用自動化技術可以對機械生產流程進行全面優化，使原有的生產設備得到更好的使用，并且可以最大程度減少廢料的產生。所以，充分利用自動化技術，不僅可以節省能源，還可以節省人力物力。

3.5 拓展自動化系統應用

將自動化技術運用于機械設計與制造，使機械部件的大小與外形變得更為便利。在自動控制方面，大量的資料庫及先進的計算機控制系統，可為機械裝備的設計與制造提供更多幫助。在此基礎上，提出了一種基于計算機輔助設計的新方法，它能夠設定生產質量和機械工程效率的參數，對機械進行智能化的自動操作，以提升機械的生產效能。

3.6 實現自動化控制管理

當前，將自動化技術運用到機械裝備生產過程中，具有十分顯著的優越性。眾所周知，我國機械制造業正在向一個更為先進的領域發展，這就導致了機械零件生產過程的復雜性和對生產原料處理的復雜性，從而增加了管理上的難度，僅靠人工操作是達不到理想效果的。而利用自動化技術，則可依流水線的具體狀況，事先設定好作業流程，再進行材料的搬運，這樣不會造成材料的浪費。

4 自動化技術應用在機械設計制造中的方法

4.1 數控技術

在目前的工業領域中，數控技術是一種最常用的自動化技術，它是一種以數控車床為代表的設備，數控技術優于手工工藝。數控技術的關鍵在于利用計算機編碼來編制與之對應的控制程式，并將其應用于機械設計與制造。這樣不但可以改善產品品質，而且可以降低企業在制造上的投入。相對于其它的自動化技術而言，數控技術能夠解決傳統機械設計與生產中存在的問題。在相應計算機編碼技術的指導下，對產品進行最優的設計及進行有效的管理，使產品設計與制造達到自動化的程度。

4.2 虛擬化演示

在機械裝備的研究與開發中，往往會遇到一些困難，如成本高，操作復雜等，利用虛擬化演示技術，可以很好地克服這種難題。虛擬化演示是將計算機圖形學、多媒體技術、建模技術和信息技術相結合而形成的一種新技術，對虛擬化演示系統中的裝備圖紙以及性能參數進行調節，讓技術人員可以對新產品的制造流程進行理解，從而對新產品的制造流程進行分析，并且在新產品發布之后，還可以對它的特點有所把握，這樣不但可以幫助企業員工更好地理解設計和生產方面的內容，還可以在很大程度上降低企業在制造過程中的資源消耗，提高企業效益。

4.3 柔性自動化

在此背景下，我國對這一工業的發展水平和技術水平也有了較大的提高。所以，要求企業具備較強的適應性，以順應潮流，并進行機械產品設計與制造工藝的調整。柔性自動化具有高度的柔性和智能化，能使企業及時掌握當前的經濟形勢，從而使企業對未來發展有一個更為深刻的認識，這樣才能保證其生產出符合市場需要的商品。

4.4 集成化模式

集成化模式是一套以計算機為基礎，以最簡便的方式將不同技術以最大限度整合在一起的自動化模式。集成化模式指的是運用有關技術對企業生產過程的工藝流程進行優化，對流程進行合理的簡化，并遵循系統的原則，對總能力進行相應的調節。集成化模式將生產資料庫、互聯網、企業生產需求與企業發展的目的相融合，構成了一個完整的生產體系，能夠對企業發展、產品研發、生產技術創新、生產質量監控等方面進行科學地推動。當前，我國有關技術的研究和開發，也在逐漸對自動化技術的具體工作進行改進。在未來，集成化模式在機械設計制造領域的發展將會更加完善，對企業發展也會起到巨大的作用。

5 機械自動化設計與制造的未來發展建議

5.1 數控化

數控技術，指的是用數字編碼對機械進行設計，從而實現對機械的精確控制。在實際應用中， 數控技術需要借助原來所采用的加工方法才能更好地進行工作。數控技術能夠讓整個加工過程更加精確、標準化。采用數控技術，這能極大地減少財政費用，減少人為犯錯。但在實踐中，因數控化的需求，為了保證產品品質，往往要進行反復的工作。數控化技術還可以實現產品加工中的自動化設計，降低了機械工作時間，從而提高了工作效率。

5.2 智能化

在機械設計制造中，應用智能技術的環節不斷增多，應用的領域不斷擴大，逐步成為其突出的特征。在機械設計制造過程中，將自動化技術運用到其中，智能化是指運用最新的人工智能技術，將現代的設計思想與生產過程相結合，使其最大程度利用自身的優點，從而明顯提升機械設計制造的效率和品質。因此，在機械設計制造中，運用智能化技術，可以使生產裝備的操作效率得到更大提高，使機械設備生產效能得到最大程度的發揮。

5.3 綠色化

隨著城市化和工業化的發展，人民生活質量得到了很大的提高，但是也出現了很多問題，其中最顯著的就是對環境的破壞。當前，我國各行各業都在大力倡導“以綠色為導向”的發展思想，以實現既保護了經濟發展，又增加了經濟與社會的雙重利益。所以，在我國的機械設計制造行業，走的是“綠色化”道路。因此，在機械設備制造和銷毀方面，要做好環保工作。另外，在某些廢物的銷毀中，要更加注重對包含金屬部件的處理。目前，社會對環境問題的關注程度已經越來越高，在降低資源浪費的同時，在綠色化的基礎上發展機械制造業，這符合可持續發展的要求和理念。

5.4 網絡化

目前，先進的網絡技術在各行各業都得到了廣泛應用，機械設計制造也是如此，要充分利用網絡技術在世界范圍內的應用，促進世界范圍內生產與經濟的融合，增強企業的核心能力。隨著計算機網絡技術的發展與進步，許多對機械設備進行遠程監測與控制的技術已被廣泛運用于機械設備的生產過程中，并為機械設備的安全運行帶來了很大方便。因此，把制造流程與互聯網信息技術進行有機的整合，就可以迅速找到問題的根源和位置，給維修人員提供一個可靠的參考，這樣才能確保生產效率，給企業帶來更大的效益。

5.5 根據實際需求引進相關設備

在機械設計制造行業中，為了達到設計與生產的完全一致，必須要完善相關的配套設施，這需要大量的投資，而在實際的調試與使用中，這些特殊的經費將會不斷增加，同時也有可能面臨著購買設備后，被未來其它設備超過的風險。但是，無論潛在的危險有多大，為了更好的適應未來發展，自動化技術都是必須要得到重視的，可見其重要性。因此，企業應該以自己的發展特征和目前的外部市場狀況為基礎，構建一種更加科學的管理方式，從而指導企業更好地進行工作，使其能夠有效地發揮作用，使其能夠更好實現自己的目標。因此，要想讓自動化技術能夠被更好地運用并推廣開來，要做到事先規劃，能在第一時間內，將問題發現并處理好，減少各類風險，實現自動化技術的可持續發展，讓機械制造能夠極大地提升其工作效率。此外，還要建立起一個指導團隊，并對其進行持續的跟蹤，對發現的問題進行及時總結，并對下一步重點工作計劃進行提示，從而對目前工作流程進行全方位的改善。

6 結語

總之，在目前機械制造業的發展情況下，自動化技術的有效運用對提升機械設備產品品質和生產水準具有重要作用。并且，其投資較小，在實際的機械生產工作中，可以有效地解放勞動力，降低資本成本，提高生產精度，實現綠色生產，并能對整個生產流程進行全方位的監控。因此，在今后的機械設計與生產過程中，要重視對機械基本功能的完善，全方位強化數控技術的運用，提升實用的綜合效能。因此，應結合企業實際，適時引入相應的生產設備，并有相應的升級方案，積極引入優秀的員工，為企業發展提供新的動力。

參考文獻：

[1]王培利.新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J]. 時代汽車，2022，（23）：139-141.

[2]許明善.自動化技術在機械設計制造中的應用[J].機械管理開發，2022，37（11）：167-168+173.

[3]張延濤，劉鵬.自動化技術在機械設計制造中的應用探討[J]. 網絡安全和信息化，2022，（11）：31-33.

[4]徐夢云.自動化技術在機械設計及制造領域中的應用[J].造紙裝備及材料，2022，51（09）：40-42.

[5]呂錫雙.自動化技術在機械設計及制造領域的應用探討[J].中國設備工程，2022，（16）：74-76.