自動化技術對機械設計的應用

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在工業2.0背景下，我國有中國制造向中國創造轉型，新技術、新方法、新材料、新手段在現代工業中的應用，促進了我國現代工業的發展。自動化技術在機械設計中的應用對促進機械設計的更新起到技術支持作用，對機械相關企業的發展起到促進作用。基于此，本文探討了機械自動化設計制造，分析了機械設計中自動化設計應用優勢，研究了自動化技術在機械設計中的應用，希望為研究機械設計的學者提供理論參考依據。機械化作為工業生產中的重要環節，利用機械化生產設備替代傳統人工，極大提高生產效率，降低企業的運營成本，且伴隨著先進科學技術的不斷更新與完善，機械生產制造行業逐漸貼向于自動化與智能化方向，以強大的技術資源、經濟資源作為支撐點，助力工業產業的轉型。從基層工業生產企業來講，機械自動化技術的實現，是其在機械行業中的一個競爭點，在精密化、智能化的調控之下，保證機械設計及其制造工藝的實現是符合企業發展規律的。

1機械自動化設計制造概述

機械設計自動化的實現時，借助計算機設備以及集成系統，完成對整個機械生產的自主調試。從現有的機械生產工業講，高精尖的發展模式，已經將傳統的機械設計真正帶入到智能化的控制模式中，通過理論設計與實踐生產之間的精準對接，強化機械設計及其生產效能。其實我們從機械生產發展規律來講，總線化控制轉變為網絡化控制、集成化控制，則是系統驅動中的變革點，期間機械設計自動化的實現將自動化理念融合到框架式的機械生產模式之內，利用生產驅動及其調節措施，轉變既定生產工藝的，這樣無論是在基礎環節還是在大體量的生產環節，均可為各項機械操控點提供詳細的數據支撐，令整個生產環節更加具體化與規范化，提高工業產業的生產實力。

2機械設計中自動化設計應用優勢

傳統的機械設計方式不適合現代機械企業發展的需要，在現代工業發展的進程中，自動化技術在機械設計中的應用對提升機械設計的質量起到重要作用，同時也為現代企業的發展起到促進作用。在機械設計環節中，自動化技術的應用主要是通過自動控制功能，完成對機械設計及生產的關聯處理，其起到的優勢如下。

2.1提高機械領域生產效率

機械設計及其生產制造方面的機械生產控制效能是與其前期準備工作相關聯的，例如，在機械設計層面中，需要綜合分析產品質量以及零部件在生產加工中可能造成的影響因素，令不同設計參數之間的匹配是符合零部件生產需求的，增強其生產效率及生產質量。但是前期所需要的準備時間較長，如果存在設計延誤問題的話，將加大實際耗能[1]。在自動化技術的應用下，可提供自主生產平臺，利用控制功能對前期機械設計文件進行自主化確定，如圖1所示，為自動化生產線的具體流程，不同模塊驅動處理下，增強機械設計的聯動性，提高生產效率。

2.2節約設計資源費用

機械設計具有復雜性與綜合性，前期耗用的資源相對較多，特別是對部分零部件復雜區域來講，需深度分收稿日期：2022-04-08作者簡介：蘇軍（1992—），男，四川儀隴人，本科，助理工程師，研究方向：自動控制。析不同加工形式可能產生的干預問題，結合高精密的算法提高設計的規范性[2]。自動化技術的應用在一定程度上簡化設計流程，通過不同區域以及模塊的生產，進行規劃處理，整個資源集中屬性最大程度節約前期成本耗用。

2.3完善設備工況

自動化技術驅動形式作為主控系統下的智能協控模塊，具體驅動中，可按照不同場景完成數據信息的匹配處理。技術機制作為驅動點，可以充分體現機械生產設備的工藝性。機械設備運行中自動化技術也可實現與終端集控參數為核心的自主化調整，例如，設備參數或設備在生產過程中外界信息的反饋參數等，對于設計人員來講，可通過一系列的數據反饋，分析不同區位下數據信息的集成結果以及設計參數在實踐過程中所產生的生產效果，為后期設計工作的開展提供數據支撐。

3自動化技術在機械設計中的應用

3.1集成化應用

自動化在機械設計體系中的應用，通過集成系統完成對不同驅動部件的整合化處理，其類似于傳統總線控制機制，只是在控制過程中通過網絡系統完成對不同模塊終端的分化處理，整個處理過程中以數據雙向反饋信息為核心，經由主平臺界定，從不同驅動部件產生的實際生產關系作為驅動指令，在制造系統的主協調功能下，按照既定設計模式進行生產與規劃處理，且不同模塊終端之間匹配機制是存在協調性與互補性的，這樣在機械設計與生產過程中，整項生產體系是按照前期圖紙文件進行智能化調配處理的。計算機系統運行過程中，以離散性的驅動機制，將生產系統與設計系統進行關聯，設計形式不再局限于傳統圖紙文件或者是計算機軟件之中，而是通過一體化的生產機制在不同模塊或者是市場中進行數據采集與比對，最終按照既定的驅動形式對各類零部件進行分析與處理，且整個過程的復雜性可以通過計算機強大的處理功能進行解析，無需人員進行計算處理，此過程簡化實際操控流程[3]。以機械式立體停車設備車盤邊梁設計與制造為例，在自動化技術的支撐下，通過集成系統可對控制程序進行關聯處理，在不同驅動終端中，例如，切割床以及自動夾具，可按照既定工序進行邏輯性的操作，且生產過程具有銜接性，保證前期機械設計與生產切割形成精準對接，提高生產質量。

3.2數控化應用

從現有的機械設計與生產制造行業講，通過計算機集成系統可對各類數據信息進行自主調控處理，例如，自動化編程、自動化制造等，每一類技術體系的實現，均是在既有設計體系之中完成數據信息的調控與仿真處理，此類仿真模型則是通過數據信息對當前驅動產品構設整項設計參數，在產品的最終模擬屬性的界定下，綜合分析多位參數，后期在產品設計以及參數界定過程中，可通過相對應的參數進行自主調控處理，保證加工生產的精確性。期間，自動化技術支撐下的數控化操作功能，體現在既有驅動模式之上，利用原有的編程系統或自動驅控軟件，將主系統與終端機構相對接，有效降低人們的操作壓力。例如，三軸銑床中，通過數控系統在既定的機械設計及生產制造中進行自主編程處理，且整個自動化的生產模式可按照外界環境的變化進行相對應的變更。在更換刀具以及更換裝夾方式時，均可以通過數控編程進行批量化的操作，在后期實際生產期間，換刀以及裝夾形式的更改，無需人工進行操作，便可以由內部主控系統進行協調性的分配[4]。除此之外，在實際生產設計期間，通過控制模塊、編程模塊、數控模塊的多維分析，在主驅動指令的前提下進行多維分析與處理，即便是在輸入不同數據參數時，數控機床本身的驅動模式也可以隨時進行改變，保證生產加工的持續性。

3.3柔性化應用

機械設計生產具有綜合性特點，設計環節與生產制造環節應具有較高的銜接性，確保每一項數據信息凸顯生產功能時，可按照既定程序進行一體化生產與加工，體現工藝生產的柔性化。傳統機械設計及其制造，是按照固定的程序執行機械化操作，部分方面無法實現預期化操作，嚴重情況下，可能導致機械生產制造脫節的問題。自動化技術在機械設計柔性化方面的應用，將各項操作環節相關聯，不同控制模塊下，按照既定程序功能進行自動匹配處理，深度增強設計與生產之間的銜接性，在后期操作過程中，外界反饋信息則成為系統柔性化操作的一個基準數值，提高機械生產質量。此外，機械設計及生產制造系統中，需要操作部件相關聯，才可強化系統銜接效能，例如，伺服系統、聯鎖系統等，在綜合控制體系中，需要不同環節之間的聯合驅動，保證系統執行精度。PLC控制功能的實現，經過終端集成功能，確保不同驅動場景下，系統功能實現的獨立性與交互性，即為在主系統操作模式下，各個分化模塊是獨立執行系統主驅動指令的，但是在主系統的控制下，也可將不同模塊相關聯，保證系統驅動的連貫性，人們在操作機械設備時，借助集成系統，更為充分了解到系統運行參數，為后期生產工作提供數據支撐。從系統驅動看，自動化技術的應用，可有效解決信息傳輸不對稱的問題，在自動、可調控功能的支撐下，內部數據信息呈現效果是符合系統集成操作需求的，不同驅動場景下，功能界定與相關操作服務則成為系統故障的規避載體，即為不同操作環境下，自動化技術可為系統運行提供檢索功能，一旦機械生產環節出現故障或數據表述異常的話，則自動化技術可起到智能調控作用，將系統操作順序恢復到正常運行狀態[5]。以鋼框架生產制造為例，基于自動化技術實現的柔性化操作，可運用到各項生產適配環節，將鋼材切割、鉆孔、焊接等進行關聯，以前期圖紙文件為核心點，保證系統運行參數下，鋼框架生產的連續性與精準性。

3.4智能化應用

智能化作為機械設計領域的主要發展方向，在工業發展規律、技術工藝的導向下，機械設計及其制造生產也應朝著智能化方向轉變，提高企業的核心競爭力。從系統呈現功能看，不同設計與制造場景下，相關驅動組件的關聯布設，可增強系統運行精度，且通過網絡化控制，可提高操控系統的關聯性。例如，建設物聯網操作系統，將機械設計與生產制造中的各項載體進行關聯，保證物聯網驅動場景下，數據網絡可按照不同驅動模式進行匹配設定，且智能操控體系下，網絡智聯模式，可增強系統處理效能[6]。基于自動化技術實現的智能化運行體系，則是在主集成系統的驅動下，按照不同驅動部件功能進行模塊處理，結合群控載體，分析機械設計與生產之間呈現的訴求點，利用網絡平臺，制定生產信息。例如，自適應平臺中，數據呈現功能是按照不同驅動指標進行控制實現的，且系統運行需結合前端數據調控功能自主分配處理，提高后期數據驅動精準性。同時，在互聯場景下，自驅動模式可按照既定設計功能實現數據匹配，增強產品制造精度。

3.5組裝化應用

自動化技術在機械設計體系中的實現，最重要特性是利用其既有的驅動功能將不同載體進行關聯，且數據處理過程、核對功能等，是按照既定場景或數據參數進行匹配對接的，增強數據處理效能。基于自動化技術實現的組裝化應用，則是指機械設計與生產體系中，不同結構的裝配形式，可按照前期設定的信息進行自主可調控處理，例如，汽車生產中的精密切削技術，可通過自動化體系進行數據反饋與測定分析，降低系統操作過程中的誤差問題。此外，在汽車流水線生產體系中，傳統人工操作將消耗大量人力資源，且容易出現裝配誤差問題，在自動化技術的應用下，按照既定生產規格設定參數，便可完成一體匹配處理，增強機械生產能力。

4結語

綜上所述，機械設計是工業生產中的重要組成部分，在工業市場經濟的收緊下，對基層生產制造企業提出更高要求。因此，應深度探尋先進科學技術的可應用性，結合機械設計與生產系統，建立健全操作體系，打造精度化、可調控化的機械生產結構，全面增強我國工業生產實力。

引用

[1]魏艷君.自動化技術在機械設備制造中的應用及發展[J].農機使用與維修,2021(12):45-46.

[2]馬媛媛.機械工程自動化技術在汽車工業上的運用芻議[J].內燃機與配件,2021(23):217-218.

[3]黃建峰.自動化技術在機械設計制造中的應用價值[J].黑龍江科學,2021,12(22):116-117.

[4]劉順華,王延申.機械自動化技術及其在機械制造中的應用分析[J].中國管理信息化,2021,24(22):206-207.

[5]張慶軍.論提高機械設計制造及其自動化的有效途徑[J].內燃機與配件,2021(19):186-187.

[6]傅建紅.自動化技術在機械設計中的應用[J].輕工科技,2021,37(12):56-57.

作者：蘇軍 單位：哈爾濱華德學院