自动化技术在机械设计中的应用分析

自动化技术在机械设计中的应用分析

颜芳

中车沈阳机车车辆有限公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：机械无人化是一种具有广泛应用前景的智能自动化技术，在改善生产条件的同时，在此基础上，通过与机械设备的配合，可以提前制定出符合自动作业需要的程序。在进行成本控制、生产效率提升的同时，要保证机械智能自动化装置的节能降耗，并提高能源利用率，以满足智能化自动化技术支持下的大规模生产。另外，在智能化自动化技术的帮助下，机械设备的安装调试工作也得到了改善，从而达到了机械故障的预警，保证了机械的正常运转。基于此，本文对自动化技术在机械设计中的应用进行探讨。

关键词：自动化技术；机械设计；应用

前言

改革开放以来，我国社会发展迅速，工业发展迅猛，经济水平不断提高，人民基本生活水平显著提高。在这种社会背景下，人们的生活需求也发生了很大的变化，传统的工作方式已经不能满足现代生产生活的需要，伴随着我国市场经济的不断发展，社会各个行业对机械的需求也越来越高，而机械设计是机械行业中最基础的工作，也是最重要的一环，对整个机械行业的发展起到了至关重要的作用。

1 智能自动化技术在机械设计中应用的关键技术

1.1 智能集成化技术

在目前的机械设计与生产中，由智能集成技术的应用系统衍生出的大量新技术，如机械加工数控技术、柔性制造技术等，都可以满足机械设计发展的实际需要。在对各个层次的集成制造系统进行设计的时候，可以利用智能集成化技术，对机械设计集成化状态展开分析，以保证实现系统工程理论的调整，并符合信息技术应用的需求[1]。在使用集成化技术时，要从全局出发，将其与智能自动化技术相结合，使之符合组织结构设计的需要，不断地调整生产流程，使企业的生产效率和管理水平达到最大化。

1.2 参数化设计技术

参数化设计是一种将参数模拟与变量设计相结合的设计方法，是一种数字设计与制造技术。将参数化设计应用于机械设计，可以显著提高机械设计水平和设计工作效率，是一种很有前途的方法。参数化设计方法，是通过对机械运行参数进行框架设计，创新解决CAD技术问题的思想，从而确保设计的合理性，并使所设计的产品具有实际应用价值。在具体的参数化设计过程中，可以利用实例推理模块化参数设计，对设计的合理性进行检验，发现机械设计中存在的问题，并及时妥善地解决，从而为机械设计的实际应用提供了重要的确保。此外，在参数化设计过程中，还会对装配模型展开分析，也就是通过图纸建立几何模型，对机械产品的原理和性能进行阐述，这有利于产品快速进入生产制造阶段。

1.3 柔性自动化生产技术

柔性自动化生产技术是以产品信息为基础，与物料储存、运输系统及数字化加工技术及设备相结合，使每一个加工对象都更适合技术应用。在这一技术中，计算机作为控制信息的核心部分，可以通过计算机实时监测生产数据，实现生产计划的动态调整。同时，不同的计算机在不同的水平上监控产品。下级计算机对底层计算机进行监控，并将监控数据传送到上级计算机，再对下级计算机发出指令，调整生产行为。

1.4 虚拟技术

数字化技术在机械设计过程中起着举足轻重的作用。同时，数字设计与机械集成也需要在设计理念、工艺等方面进行创新。有关资料表明，在机械设计与制造过程中应用数字设计，不但可使机械满足更多需求，而且可提高生产率。虚拟技术在工业生产中的应用，对机械设备的升级改造也有一定的促进作用。在数字设计领域中，虚拟技术的应用主要是通过各种设备和系统来提供技术支持，使设计图像更加逼真、立体[2]。在机械系统中，控制装置种类繁多，计算机3D设计技术及各种绘图软件在农机产品设计中起着举足轻重的作用。比如，可以通过数字技术，将传统的农机具在设计上的不足之处补上，让一些复杂的零件在设计上变得更加精确。更值得一提的是，虚拟技术的应用还能够通过简单的模拟来展示机械在应用过程中的过程，帮助相关设计工作者更加直观、立体的感受到机械设备中的力学系统，从而进一步提高机械设计的可靠性和安全性。

1.5 集成系统的应用

随着科技的飞速发展，许多高新技术被广泛地应用到了机械设计制造中，新技术与机械设计制造的融合推动了数控加工系统等技术的创新。同时，还可以将自动化技术集成到机械设计和制造中。在此基础上，以信息工程理论为指导，对机械设计、制造工艺进行优化，将工程重构与流线结构有机地结合起来，实现自动化控制。通过将数据库系统与计算机网络技术相结合，实现了生产管理一体化，从而提高了产品质量和服务水平。

2 智能自动化技术在机械设计中的应用策略

2.1 树立创新思维

在智能制造的环境下，应当在制造设计中引入创新思维，对制造技术进行优化，并与生产状况相结合，从而更有利于智能制造的长期发展。在此背景下，应当加强技术交流，借鉴发达国家的智能技术，对其进行补充和完善，发掘其中的价值，以此为基础，促进未来智能制造设计技术的提升，填补我国在智能制造方面的技术空白。

2.2 创新机械结构设计方法

随着现代计算机技术与智能化技术的快速发展，机械结构设计应灵活运用智能化技术，以提高设计效率与质量。首先，利用设计软件对自动化设备进行三维建模，模拟设备运行环境，对部件尺寸、位置、形状等信息进行进一步优化，提高机械结构设计的整体性能。其次，利用计算机软件进行装配仿真设计，找出设计过程中各部件间的错位，进而对部件结构及尺寸进行优化，以推动机械结构装配的顺利进行[3]。在此基础上，并将其应用到实际装配中，以提高装配质量与效率。最后，利用计算机软件进行设计，要善于运用有限元分析、材料性能数据调取等功能，既可以提高设计效率，又可以使其具有更高的合理性，从而确保最终的设计质量。

2.3 改进机械设计方案

企业在制定机械制造方案的过程中，必须考虑到各种因素的影响，使其做到切实可行。比如，对机械设计和制造中使用到的全部零部件都要进行结构化，将零部件放置到数控机床或夹具中，然后在固定之后，按照后期的实际生产情况来进行调节，以防止由于零部件的位置出现偏差而导致的质量问题。在机械设计和制造中，都会用到加工工具，在对工具进行选择时，可以尽可能地选用具有较小范围的工具，从而可以有效地减弱加工粗糙度，从而提升零件的加工精度。当然，这其中也存在着一定的危险与变数。这就要求在生产过程中，要考虑到产品的特点，以及产品所用的材料等，来确定产品的生产过程，从而规避产品的生产风险。与此同时，企业还应该充分认识到，在零部件的加工和生产过程中，智能自动化技术所具有的重要作用。企业可以将与零部件有关的信息数据录入到智能系统中，然后，智能自动化系统会对所采集到的数据信息展开分析和处理，最后形成一个模型，从而达到机械设计制造的要求。

3 结束语

综上所述，自动化控制已成为工业发展的必然趋势，是提高企业竞争能力的重要手段之一。企业在应用自动化控制技术的过程中，要注意系统的设计和软件的应用，建立一个立体的管理平台。机械制造企业在今后的发展中，要继续加强系统和软件的标准化，使各个功能模块能够相互连接，同时要根据现实需要建立一个综合的信息管理系统。此外，企业还应提升其人员的自动化专业能力，组建高品质的管理和生产团队，推动自动化控制工作的发展。

参考文献：

[1]王清华.计算机技术在机械设计制造及自动化中的技术创新与应用[J].内燃机与配件,2022(3):236-238.

[2]郑与文.自动化技术在机械设备设计与制造中的应用[J].内燃机与配件,2022(10):112-114.

[3]郭在云.机械设计自动化设备安全控制技术探讨[J].现代制造技术与装备,2022,58(5):199-201.