机械设计制造及其自动化技术研究

机械设计制造及其自动化技术研究

张辉

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摘要：最近几年，随着自动化技术的不断发展，自动化技术已经被越来越多地运用到了机械设计制造领域，从而提升了机械制造业的核心竞争力，提升了机械产品的研发能力，使我国制造业进入了工业4.0时代。与此同时，尽管机械设计制造及其自动化技术发展迅速，但仍有一些难点尚未攻克，要想使技术变得更加成熟，就必须加大研发力度，使其在经济建设中发挥更大的价值。本论文的重点是对机械设计与制造与自动化技术的分析。

关键词：机械设计制造；自动化技术；发展趋势

引言

新型智能技术在我国机械制造设计行业中得到了广泛的应用，在一定程度上，更好地改善了我国传统劳动力投入过大及劳动强度存在不足等问题，促进了机械制造设计自动化技术的发展。目前，在智能制造的背景下，机械设计制造领域的自动化发展已经取得了很大的进展，但是与发达国家的该技术相比，还存在着一定的差距，因此，应对未来机械制造设计自动化技术发展的主要方向进行充分的分析和了解，不断地推动制造行业的发展。

1、自动化技术应用意义

自动化技术的应用对提高生产效率、保障生产安全和降低生产成本具有重要的意义。(1)在提升生产效率上，自动控制技术可以代替手工进行数据处理，参数转换，方案修改，控制命令的传达，员工只需要进行一些决策性的工作，比如产品设计，制作过程的选择，就可以显著地提升机器产品的产量。(2)为确保生产的安全性，在设备的设计和制造过程中，可能会出现设备的运转失效，部件的松动等意外情况。但是，在自动化生产模式下，生产线上使用的是工业机器人，或者是自动化设备，它们可以代替人工来完成切割等存在安全隐患的生产工作。当发生紧急情况的时候，基本上不会引起安全问题。此外，自动化系统还可以提前预防和规避绝大多数安全问题。(3)在降低生产成本的过程中，自动化系统可以通过减少一线的工人人数来降低人力成本，实现对生产装备的监测和调节，从而降低能源消耗，利用设计帮助来缩短产品的开发周期，从而使整个机械产品的开发成本和成本都得到了有效的控制。

2、现阶段机械设计制造及其自动化技术的不足

2.1我国自主创新水平低下，科技成果转化效率低下

目前，我国在机械制造设计方面已经获得了良好的发展。伴随着科学技术的持续推进，各种新技术不断涌现出来。但是，在此过程中，出现了生产工艺及产品过于依赖国外的状况，缺少自主创新能力，一些科技成果的转化效果不佳，从而限制了机械设计制造领域中自动化技术的发展。

2.2过重的环境污染和能源利用率

目前，我国各类资源非常丰富，在很大程度上吸引了大量的外资企业，也促进了机械制造设计水平的提升，同时也在一定范围内对整个生态平衡产生了影响。目前，国内的机械设计制造业也已较发达，所以，在各种产品的生产过程中，并没有考虑到对环境的影响。根据相关监测数据分析，在许多城市，其质量比例严重超标，导致矛盾的变化，从而对机械制造设计自动化造成一定的影响。

3、机械设计制造及其自动化技术发展策略

3.1机交互制造

人机交互制造又被称作计算机辅助制造，它可以在计算机系统的帮助下，有效地完成从生产准备到现场生产的整个机械制造过程，代替手工完成制造计划制定、生产设备控制、物料流动、信息收集处理等作业。该制造体系由计算机数控、直接数控、机器人制造、柔性制造等多个子系统构成，具有高度的自动化水平和完备的应用功能。比如，在机械产品的生产过程中，计算机系统就应该按照产品的设计计划，并参考类似的实例来编制相应的计划书，并在计划书中添加相应的工艺参数。然后，系统采取时间顺序、步进顺序等控制方案，不断向现场生产设备下达控制指令，操纵设备加工零部件与组装机械产品，同步控制工业机器人将所需物料转运到现场。最后，利用传感器和其他设备对机器产品进行质量检验，在确认没有问题之后，对机器产品进行包装，并将包装好的机器产品运到仓库进行分门别类的储存，从而实现机器生产的整个流程。

3.2在虚拟化应用中的自动化技术

虚拟技术是一项非常重要且被广泛使用的技术，通过对自动化技术的合理利用，可以使虚拟技术得到很好的发展和完善。一方面，将自动控制技术与虚拟技术相结合，能够直观地观察、分析机械产品的设计结果，从而能够及时地发现并改进产品的不足之处；另一方面，采用虚拟技术进行非实物的制造，能够节约生产成本，并对设计进行及时的调整与完善，从而节约了机器的设计与制作时间，从而避免了在实际生产中的不合理现象。

3.3自动控制技术在 CNC中的应用

数控系统作为机械设计与制造中不可或缺的一部分，在工程实践中起着举足轻重的作用，而自动化技术在数控系统中的应用也越来越多，推动着机械设计与制造技术的不断进步。首先，将数字、计算机、控制等技术与自动化技术相融合，提升机械设计生产的便捷与高效性，使自动化技术在生产中的实际效能得到最大程度的发挥，从而提升机械设计生产的效率与经济效益。其次，将自动化技术运用于机械设计生产是一种必然，并可藉由专业人士之操纵与操控，提升其智能性，进而推动其进一步发展。

4、机械设计制造及其自动化技术的发展趋势

伴随着各种创新技术的广泛应用，在机械设计制造领域的发展进程中，逐渐朝着全产业链、全生态链、综合一体化等理念发展，不仅可以满足市场多样化的需求，而且还可以在生产过程中，对机械制造设计的发展趋势进行适时的调整，可以实现对设计问题或研发目标的有效控制，保证了机械制造产业的有序建设。除此之外，通过各种自动化技术，可以实现产业链的24小时全年无休的生产模式，实现产品的快速加工和制造，还可以通过智能 AI对设备、产业链、产品进行动态监管，实现产品全周期的科学管理，进一步取代人工模式，甚至会出现无人工厂的生产作业模式，完全由计算机进行操控和管理，以多种机器人的形式进行生产作业，确保机械设备的自动化生产和加工，保证各个零部件的运行，同时保障各项工作的实施和安排。而且，随着时代的发展和进步，未来的机械制造领域必然朝着尖端化、高效化、多元化的方向发展，可以将工业生产与市场定制相结合，以市场需求对产品的生产和制造进行逆向影响，从而使机械制造设计及其自动化领域的繁荣发展。自动化程度低。我国的机械自动化将朝着低成本自动化的方向发展，提高自动化水平可以达到事半功倍的经济效益，这与我国现阶段的国情和发展需求相一致。这就对我国的机械自动化技术提出了更高的要求。网络通信技术的广泛应用和快速发展，极大地提高了企业的生产和管理水平。

结束语

总结来说，在能源节约和环境保护的观念被提倡的情况下，机器生产自动化必须将能源节约和环境保护的观念付诸实践。在将节能概念引入之后，能够提高机械设计制造和自动化技术的水平，为国家和社会的发展提供技术支持。为了排除障碍物，维持技术支援，在设计与制造时都要考虑到维修因素，同时也要考虑到运行的可行性。技术的应用能够节约资源与能源，保护生态环境，促进节能环保理念，实现可持续发展。

参考文献

［1］庄宛睿.浅谈自动化技术在机械设计制造中的应用［J］.南方农机，2019，50（5）:118-118+120.

［2］于守澎.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨［J］.黑龙江科学，2016，7（1）:38-38+67.

［3］李昊.自动化技术在机械设计制造中的应用研究［J］.信息化建设，2016（7）:276-277.

［4］李玉山.家电自动化装配方案设计及在线仿真监测的关键技术研究［D］.大连：大连理工大学，2018.