機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用

劉金華

摘要：在機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展中，自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)整個(gè)行業(yè)走上高質(zhì)量發(fā)展道路。機(jī)械設(shè)計(jì)則是機(jī)械制造的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，為提高機(jī)械設(shè)計(jì)整體水平，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用特點(diǎn)，并探索在工作過(guò)程中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)的途徑，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化機(jī)械;自動(dòng)化技術(shù);運(yùn)用

引言

在工業(yè)領(lǐng)域，不斷改進(jìn)和全面提升機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，制造更多自動(dòng)化機(jī)械，這是重難點(diǎn)工作。隨著最近幾年科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、廣泛應(yīng)用，運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)提高機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的必然選擇，探究自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用具有重要意義。

機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用特點(diǎn)

自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)的系統(tǒng)一般由執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和操控系統(tǒng)等構(gòu)成[1]。自動(dòng)化技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，外圍設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為較為專業(yè)的、成熟的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)時(shí)往往體現(xiàn)出兩方面特點(diǎn)：一個(gè)是廣泛性。計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新、應(yīng)用為擴(kuò)大機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用范圍提供基礎(chǔ)保障，使得自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，在滿足用戶乃至社會(huì)基本需求的同時(shí)提升生產(chǎn)效率。另一個(gè)是高效性。傳統(tǒng)機(jī)械在運(yùn)行時(shí)盡管可以提高生產(chǎn)效率，但社會(huì)在不斷進(jìn)步，這些設(shè)備的使用無(wú)法繼續(xù)滿足人們的生產(chǎn)要求，將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)所制造的自動(dòng)化機(jī)械就能進(jìn)一步提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，為工業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)發(fā)展提供技術(shù)保障。

機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的主要運(yùn)用途徑

集成設(shè)計(jì)

隨著自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械化技術(shù)的不斷融合，衍生很多新型技術(shù)，并且移動(dòng)通訊技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域交叉協(xié)作，推動(dòng)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展[2]。在技術(shù)融合環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和加工等能實(shí)現(xiàn)集中自動(dòng)化生產(chǎn)，這些子功能在整合之后還形成健全的系統(tǒng)形態(tài)，大大降低依賴人工勞力的程度。另外，設(shè)計(jì)人員在技術(shù)的交叉融合中要落實(shí)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)理念，通過(guò)系統(tǒng)管理進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)流程，形成更精簡(jiǎn)的單元模塊、充足模塊。除了運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)把生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)看作有機(jī)整體，設(shè)計(jì)集成化管理系統(tǒng)，持續(xù)提升機(jī)械設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)低碳節(jié)能升級(jí)，嚴(yán)格控制機(jī)械生產(chǎn)制造成本，增強(qiáng)機(jī)械企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

數(shù)控設(shè)計(jì)

數(shù)控設(shè)計(jì)主要是融合自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，促使機(jī)械設(shè)計(jì)更便捷、更高效，讓每一個(gè)過(guò)程都能有效運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，為機(jī)械制造提供可靠保障。但是進(jìn)行機(jī)械數(shù)控設(shè)計(jì)之后會(huì)提高操作難度，所以需要向操作人員提出在實(shí)際操作階段的專業(yè)素質(zhì)要求、綜合素養(yǎng)要求，具備極強(qiáng)責(zé)任心和穩(wěn)定的、專業(yè)的操作技能，保證在機(jī)械制造階段嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案，避免發(fā)生誤差，減小出現(xiàn)缺陷產(chǎn)品的幾率。這方面高端技術(shù)在國(guó)內(nèi)主要由大型企業(yè)掌控，很多中小企業(yè)為普及使用，在很多環(huán)節(jié)都用人工取代機(jī)械，不利于增強(qiáng)自身實(shí)力，擴(kuò)大發(fā)展規(guī)模。所以機(jī)械設(shè)計(jì)人員要找到解決辦法，加強(qiáng)對(duì)數(shù)控技術(shù)等自動(dòng)化技術(shù)的研究、運(yùn)用，打破國(guó)外企業(yè)封鎖壟斷相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的局面，改善國(guó)家在工業(yè)領(lǐng)域的不足，提升技術(shù)水平。

智能設(shè)計(jì)

在機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用智能自動(dòng)化技術(shù)能更好地實(shí)現(xiàn)量化處理，使定量指標(biāo)更具體，減少設(shè)計(jì)誤差[3]。這就要求設(shè)計(jì)人員采取三維平臺(tái)設(shè)計(jì)法，通過(guò)可行性高的計(jì)算機(jī)化方法設(shè)計(jì)各種復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新水平，并基于機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品生成仿真自動(dòng)化建模，實(shí)現(xiàn)裝配、仿真等的自動(dòng)化展示。對(duì)于機(jī)械概念設(shè)計(jì)而言，在智能自動(dòng)化技術(shù)的作用下能獲取兩種創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式：依托設(shè)計(jì)規(guī)則的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、改良功能分解和重組設(shè)計(jì)。不管使用哪一種設(shè)計(jì)方法，都通過(guò)符號(hào)方案展現(xiàn)最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，符號(hào)方案則通過(guò)自動(dòng)化方式把機(jī)械拆分成基本機(jī)構(gòu)，呈現(xiàn)相互的連接關(guān)系。如利用運(yùn)動(dòng)分析方法能通過(guò)基本機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確獲悉構(gòu)件做平面運(yùn)動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息。

為提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)效率，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)時(shí)適宜運(yùn)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。即依托三維平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，通過(guò)特征控制參數(shù)的方法減少參數(shù)數(shù)量，打破傳統(tǒng)基本機(jī)構(gòu)建模慢的限制，實(shí)現(xiàn)快速虛擬建模，不影響三維造型設(shè)計(jì)結(jié)果。為提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工業(yè)美觀程度，設(shè)計(jì)人員要分析基本機(jī)構(gòu)所處空間位置，制定最優(yōu)布局算法，獲取最佳機(jī)構(gòu)連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)構(gòu)集約化設(shè)計(jì)，從而減少機(jī)械系統(tǒng)占用空間。如依托基本機(jī)構(gòu)布局，使用后臺(tái)預(yù)置法進(jìn)行裝配操作，調(diào)整驅(qū)動(dòng)構(gòu)件所處位置，保證復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)和符號(hào)方案的結(jié)果是一致的，自動(dòng)生成二維虛擬樣機(jī)，實(shí)行虛擬仿真處理。

檢測(cè)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化技術(shù)是綜合性技術(shù)，涉及到很多項(xiàng)目類型，數(shù)量較多，其中比較典型的技術(shù)就有自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，它是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的核心，主要由傳感器和信號(hào)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果輸出這三個(gè)模塊構(gòu)成，其中還有智能芯片，能提高處理機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量信息的效率。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)需要在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備與傳感器的支持下才能得到有效運(yùn)用，所以機(jī)械設(shè)計(jì)人員要強(qiáng)化機(jī)械自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)計(jì)，運(yùn)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)成功排除人為因素的影響，提升機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果的信度、效度，顯著提高機(jī)械產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意集成、數(shù)控、智能、檢測(cè)等設(shè)計(jì)，持續(xù)提升自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用水平，以便完善自動(dòng)化機(jī)械的性能與功能。在今后，機(jī)電一體化會(huì)是自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)的主流發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械一體化系統(tǒng)囊括微機(jī)、傳感器、動(dòng)力源和控制系統(tǒng)等要素，具有結(jié)構(gòu)完整、運(yùn)行有效的優(yōu)勢(shì)，可以維護(hù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的高效性。與此同時(shí)，提高快捷性和簡(jiǎn)潔性也將是自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)的主要方向，掙脫個(gè)體對(duì)機(jī)械的管控，讓機(jī)械設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，完成預(yù)設(shè)任務(wù)，增強(qiáng)工人的自由性。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和高端智能技術(shù)等的協(xié)助下，設(shè)計(jì)人員不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度，走上自由化發(fā)展之路，讓整個(gè)行業(yè)獲得更廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

王技科.芻議自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（08）：199–200.

孫冉，孫啟明.機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展評(píng)價(jià)[J].電子制作，2018（12）：40–41.

朱耕，楊冬明，姜子威.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)[J].南方農(nóng)機(jī)，2017（03）：90+93.