自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

成艷芳

（河南鶴壁技師學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

引言

在社會科技高速發(fā)展的背景下，機械制造業(yè)的相關(guān)技術(shù)不斷升級，為機械制造企業(yè)帶來新機遇的同時也帶來了挑戰(zhàn)。其中，AI 技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的有效輔助提高了產(chǎn)品元件的精準度。因此，工作人員需要了解機械設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)的市場前景，重視對該技術(shù)的生產(chǎn)、使用，進而達到安全生產(chǎn)、制造的目的。隨著這一技術(shù)的法陣，將有更大的空間得到提升，相信在這大趨勢下，機械設(shè)計制造生產(chǎn)的效率和質(zhì)量定會不斷向前。

一、機械自動化設(shè)計制造概述

現(xiàn)代機械設(shè)計制造自動化是圍繞著計算機電子技術(shù)展開的一種新型技術(shù)形式，它既結(jié)合了傳統(tǒng)機械設(shè)計的理念又融合了多項現(xiàn)代尖端的現(xiàn)代機械操控技術(shù)，在滿足內(nèi)在需求的同時，實現(xiàn)了企業(yè)的價值，使工作效率達到較高的標準。舉例來說，現(xiàn)場總線控制體統(tǒng)是早期發(fā)展起來的新型工業(yè)技術(shù)，它從原來面向設(shè)備選擇控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)選擇控制方式。目前，現(xiàn)場總線控制體統(tǒng)已經(jīng)成為了工業(yè)控制自動化技術(shù)中使用率最高的情況存在。除了此項技術(shù)外，還有很多自動化的升級技術(shù)在工業(yè)行業(yè)中運行，為我國工業(yè)行業(yè)的進步做出了突出的貢獻。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，帶動了整個工業(yè)環(huán)境的飛速提升，自動化技術(shù)的應(yīng)用也成為了一種必然的趨勢[1]。

二、自動化技術(shù)在機械設(shè)計與制造中的重要意義

（一）提高機械設(shè)計與制造的生產(chǎn)效率

自動化技術(shù)的應(yīng)用，使機械設(shè)計與制造的過程精細化、智能化，顯著提升了生產(chǎn)效率。自動化技術(shù)改變了機械制造業(yè)的生產(chǎn)方式，使其由傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊a(chǎn)，在很大程度上減少了生產(chǎn)誤差，提高了機械制造的準確性，同時減少了工人的工作量。計算機控制比人為控制更加穩(wěn)定可靠，能夠減少意外事故的發(fā)生[2]。

（二）自動化技術(shù)的應(yīng)用降低了資源成本

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計領(lǐng)域一般都屬于粗狂型工業(yè)，在實際的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的資源浪費，這樣高成本的機械設(shè)計對企業(yè)的發(fā)展一定有影響的。將自動化技術(shù)全面應(yīng)用到機械制造中會大幅度的提升生產(chǎn)制造過程中的精細化程度，與此同時，自動化技術(shù)體系中會將生產(chǎn)廢料進行合理化重新利用，這不僅會降低生產(chǎn)成本，還提升了企業(yè)的直接經(jīng)濟效益。自動化技術(shù)取締了傳統(tǒng)機械設(shè)計會將生產(chǎn)作業(yè)中的每個環(huán)節(jié)優(yōu)化完善，增加了生產(chǎn)原材料和企業(yè)機械設(shè)備的匹配度，這樣更加能夠減少耗材的使用，更大程度上減少浪費[3]。

（三）提升機組的運行安全性

安全生產(chǎn)是制造產(chǎn)業(yè)的重心，特別是近年來制造產(chǎn)業(yè)安全事故頻發(fā)，一旦工作人員沒有注意到部分設(shè)計的操作要求，或是操作步驟不正確，就會引發(fā)安全隱患事故。通過將自動化技術(shù)與機械設(shè)計制造技術(shù)進行融合，能夠及時、全面地核查出機組的安全隱患。因此，使用大數(shù)據(jù)給予監(jiān)控控制，能消除制造過程中的安全隱患。在生產(chǎn)制造過程中，工作人員需要監(jiān)控當(dāng)前機組的運行過程，依據(jù)機組工作數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，再利用傳遞功能、管理功能得到制造現(xiàn)場情況，將不同機組的數(shù)據(jù)指標進行回傳處理，方便現(xiàn)場工作人員開展調(diào)研工作。若機組出現(xiàn)運行故障，系統(tǒng)也可給予監(jiān)測人員一定的報警信息，再結(jié)合配套的管理流程采取相應(yīng)的處理辦法，方便工作人員了解系統(tǒng)的運行異常原因。另外，系統(tǒng)也可依據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)容推斷、反饋，從而創(chuàng)造出一個和諧的運行環(huán)境[4]。

三、自動化技術(shù)在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）集成化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)的普及促使計算機技術(shù)應(yīng)用到了各行各業(yè)中，自動化技術(shù)的產(chǎn)生，不同系統(tǒng)和不同技術(shù)類型的衍生就依托于計算機技術(shù)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，單一的子系統(tǒng)或者單一的某項技術(shù)已經(jīng)不能滿足于當(dāng)今企業(yè)機械制造的需求，只有計算將多系統(tǒng)、多技術(shù)融合在一起，形成集成化的管理運營模式，才能實現(xiàn)機械制造想達到的效果。另外，計算機的云計算功能實現(xiàn)了企業(yè)從機械設(shè)計到機械制造，最后到機械運營的全過程集成化效果，為整個系統(tǒng)提供更加嚴密的技術(shù)支持[5]。

（二）自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的綜合應(yīng)用

1.生產(chǎn)自動化。自動化技術(shù)最主要的特點與優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)自動化，用自動化的機械代替，減少人工操作，有效降低人工操作失誤造成的安全事故的發(fā)生頻率。機械制造企業(yè)根據(jù)實際生產(chǎn)需要，設(shè)定自動化生產(chǎn)的各項產(chǎn)值，提高企業(yè)日常生產(chǎn)效率，同時能夠提高生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。2.物資供給自動化。在機械制造過程中應(yīng)用自動化技術(shù)可以實現(xiàn)所有機械制造所需要的原材料、成品等物資到達預(yù)先設(shè)定好的位置進行自動傳輸，是目前自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域被應(yīng)用得最廣泛的功能。3.設(shè)備裝配自動化。設(shè)備裝配是相對固定和枯燥的工作，傳統(tǒng)的設(shè)備裝配工作都由人工完成，由于設(shè)備裝配工作內(nèi)容簡單、流程化，工人每天重復(fù)機械性的作業(yè)，生產(chǎn)積極性不高，且容易發(fā)生安全事故，會對工人的生命安全造成一定威脅。使用自動化技術(shù)，能夠形成一套完整進行自動化制造的流水線，設(shè)備裝配過程全部由機械完成，減少人力成本的同時提高設(shè)備裝配的速率，減少安全事故的發(fā)生。設(shè)備自動化裝配目前已經(jīng)在機械設(shè)計制造企業(yè)得到廣泛應(yīng)用[6]。

（三）柔性化模式在自動化技術(shù)中的應(yīng)用

在機械制造的企業(yè)中一般有半自動、全自動、柔性等類型的生產(chǎn)線，在這些類型的生產(chǎn)線中柔性生產(chǎn)是最受歡迎的一種。因為柔性自動化技術(shù)比較靈活，在技術(shù)革新飛速的時代背景下顯得特別重要，以我國目前大型企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備上看，基本已經(jīng)全面建立了柔性生產(chǎn)體系，實現(xiàn)了人機界面等多方面的系統(tǒng)操作優(yōu)化，提升了計算機管理的實際效益。在柔性化模式中可以實現(xiàn)普通行業(yè)和自動化設(shè)備在同一個系統(tǒng)中，機械制造對外界環(huán)境變化的適應(yīng)能力得到了提升，自動化程度提高了[7]。

（四）自動化技術(shù)在機械設(shè)計制造中的智能化應(yīng)用

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都在朝智能化發(fā)展方向靠攏，自動化技術(shù)也是如此。自動化技術(shù)與智能化的完美融合，形成了人工智能一體化的自動化系統(tǒng)，能夠有效提高機械設(shè)計制造的水平。機械制造技術(shù)、自動化技術(shù)與人工智能技術(shù)三種技術(shù)共同組成了機械制造系統(tǒng)，各項技術(shù)之間并非單獨存在，它們相互滲透、相互影響、相互融合，構(gòu)成了完整的機械設(shè)計制造系統(tǒng)。人工智能自動化機械制造技術(shù)的系統(tǒng)性和綜合性非常強，為機械制造企業(yè)節(jié)省了大量的人力成本，且其生產(chǎn)的機械設(shè)備質(zhì)量更高、用時更短。以當(dāng)前機械制造企業(yè)使用的人工智能機械臂為例，在機械制造企業(yè)中機械臂代替人工的數(shù)量逐漸增多，機械臂作為最早出現(xiàn)在現(xiàn)代工業(yè)中的人工智能機器人，對機械制造企業(yè)產(chǎn)生了很大的影響。機械臂能夠接受指令，精確地定位到三維空間中的某一點進行機械制造工作，機械臂比人手臂的承載能力更大，機械臂的剛性能夠提高機械設(shè)計制造的額度平穩(wěn)性、運動速度和定位的精確性。智能機械制造系統(tǒng)還具有邏輯分析、推理判斷等功能，能夠在機械制造生產(chǎn)過程中及時發(fā)現(xiàn)問題并提出解決措施和解決方案，提高機械設(shè)計制造的安全性和可控性[8]。

結(jié)語

綜上所述，自動化技術(shù)的進步推動了整個工業(yè)的發(fā)展，尤其是針對機械制造領(lǐng)域，其作用和意義更是明顯。從可持續(xù)性發(fā)展的方向來看，自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢是向著綠色、環(huán)保的角度出個發(fā)的，這也是全球工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)的機械設(shè)計過于粗獷和浪費，沒有能夠把資源合理的運用，自動化技術(shù)的應(yīng)用降低成本和資源的浪費是工業(yè)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。