祖文明

（云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明 650203）

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

祖文明

（云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，昆明 650203）

本文在概述自動(dòng)化技術(shù)于機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要意義及優(yōu)勢，然后重點(diǎn)分析了自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

自動(dòng)化技術(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 應(yīng)用 研討

自動(dòng)化技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等最新技術(shù)聯(lián)系緊密。自動(dòng)化技術(shù)自20世紀(jì)60年代興起，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的革新、航空航天領(lǐng)域的突破以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，得到了跨時(shí)代的發(fā)展[1]。其中，影響自動(dòng)化技術(shù)最大的是數(shù)字計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和現(xiàn)代控制理論的誕生，其直接促成了現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的成熟。

1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概述

1.1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)含義及其現(xiàn)狀

自動(dòng)化技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)支撐。通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，使機(jī)械設(shè)計(jì)具有智能化和集成化的特點(diǎn)，效率與質(zhì)量也有了提高。我國在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化應(yīng)用上比之西方國家存在不足，集中表現(xiàn)為我國自動(dòng)化技術(shù)水平整體不高，發(fā)展?fàn)顩r不平衡。其次，我國處于由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變的過渡期，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中的人才儲(chǔ)備和發(fā)展上還存有較大的缺口。

1.2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的構(gòu)成

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中涉及到的內(nèi)容廣。構(gòu)成自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)主要包括：（1）傳感系統(tǒng)，它在機(jī)械自動(dòng)化中專門檢測機(jī)械系統(tǒng)工作運(yùn)行狀態(tài)是否正常，是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中最重要也是最基礎(chǔ)的構(gòu)成部分；（2）作用系統(tǒng)主要是為機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)提供能量以及定位作用，在整個(gè)系統(tǒng)中處于最前期，是機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成[2]；（3）程序系統(tǒng)主要為整個(gè)系統(tǒng)提供工作命令程序，是整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，乃是關(guān)鍵部分；（4）控制系統(tǒng)為整個(gè)機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)提供控制與調(diào)節(jié)作用，對(duì)傳感系統(tǒng)的信息進(jìn)行分析、制定和處理，是整個(gè)系統(tǒng)中的后勤保障；（5）制定系統(tǒng)與控制系統(tǒng)息息相關(guān)，對(duì)控制系統(tǒng)傳輸過來的信息進(jìn)行進(jìn)一步綜合處理，制定更為明確的指令，重要性不言而喻。

2 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中的意義

自動(dòng)化技術(shù)的特征就是無人或者少人操作。整個(gè)系統(tǒng)按照事先設(shè)置的生產(chǎn)制造要求進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，能夠極大減少傳統(tǒng)流水化生產(chǎn)作業(yè)中的勞動(dòng)力需求，大幅度提高傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的生產(chǎn)效率。

由于自動(dòng)化技術(shù)具備眾多優(yōu)勢，在我國國內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)內(nèi)取得了較為廣泛的回應(yīng)，涉及設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)檢、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，促進(jìn)了我國傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)向現(xiàn)代高科技機(jī)械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)變，減少了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶給傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)的陣痛。

3 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 集成化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

集成化機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)又被稱為計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)，是借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)中生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在集成化技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用前，已有很多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)中，主要都是發(fā)揮輔助作用。它針對(duì)的都是生產(chǎn)中的某一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)，發(fā)揮其本身的作用，并沒有形成一個(gè)綜合性的、多個(gè)子系統(tǒng)相聯(lián)系的整體。集成化機(jī)械制造技術(shù)很好地彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，對(duì)原有各個(gè)互相不統(tǒng)屬的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合與統(tǒng)一。通過整合多個(gè)系統(tǒng)，將其納入整體集成化機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)間的優(yōu)化組合與協(xié)調(diào)配合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)流程中的自動(dòng)化流程，是極為重要的一次飛躍[3]。

例如，我國某機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)出于從勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)型為技術(shù)密集型企業(yè)的發(fā)展，引進(jìn)了現(xiàn)代化集成機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，以電子信息技術(shù)、現(xiàn)代化科學(xué)管理理論、最新科技生產(chǎn)成果等為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)科技應(yīng)用下的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造目標(biāo)，從而成功完成了企業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增強(qiáng)。

3.2 柔性自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)指的是，在生產(chǎn)過程中關(guān)注產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)信息變動(dòng)，借助機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)生產(chǎn)原料存儲(chǔ)以及運(yùn)輸技術(shù)的系統(tǒng)和當(dāng)前數(shù)字化自動(dòng)加工設(shè)備兩者之間的協(xié)調(diào)配置，以此間接性地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)。柔性自動(dòng)化技術(shù)與成組技術(shù)有關(guān)[4]。成組技術(shù)是通過動(dòng)態(tài)調(diào)整產(chǎn)品信息，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造加工企業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容，以增強(qiáng)實(shí)際中具現(xiàn)化、自動(dòng)化的生產(chǎn)方式更加與市場特質(zhì)相匹配。

3.3 虛擬化技術(shù)與自動(dòng)檢測技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

虛擬化技術(shù)是指應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等高端尖端科技，實(shí)現(xiàn)虛擬化模擬機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。依靠計(jì)算機(jī)模型發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造中可改進(jìn)的地方和缺陷，進(jìn)一步提高產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和競爭力，增強(qiáng)產(chǎn)品在市場中的競爭力[5]。虛擬化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造階段應(yīng)用中，將模擬的機(jī)械設(shè)計(jì)模型進(jìn)行虛擬定量評(píng)價(jià)。這樣就使應(yīng)用自動(dòng)檢測與虛擬化設(shè)計(jì)的企業(yè)，能夠從三維虛擬樣本機(jī)械設(shè)計(jì)模型中選擇出最具有競爭力的方案。

例如，某家機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)在運(yùn)用虛擬化技術(shù)生產(chǎn)時(shí)，運(yùn)用高科技手段來檢測虛擬產(chǎn)品模型中可能存在的故障以及優(yōu)化方案，進(jìn)行故障模擬和問題仿真，采取針對(duì)性的措施避免此種故障或者問題的產(chǎn)生。于是，在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中，就可以有效排除或者降低故障產(chǎn)生的幾率和可能性。自動(dòng)檢測技術(shù)應(yīng)用中不需要企業(yè)投入更多的人力進(jìn)行干預(yù)檢測，是由自動(dòng)檢測系統(tǒng)中的傳感系統(tǒng)、程序系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等子系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)檢測處理。由于系統(tǒng)包含微型計(jì)算機(jī)，因而能夠提高檢測的準(zhǔn)確性，從而提高產(chǎn)品的核心競爭力，為機(jī)械制造企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)前后某企業(yè)效益變化情況，如圖1所示。

圖1 應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)前后某企業(yè)效益變化情況

4 結(jié)束語

社會(huì)技術(shù)發(fā)展速度日新月異，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用也已經(jīng)逐步滲透到社會(huì)生產(chǎn)各領(lǐng)域中，極大地提高了機(jī)械制造設(shè)計(jì)行業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。本文主要分析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)中應(yīng)用的意義和主要的具體應(yīng)用，以期能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)成功轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]周一鳴，索春英.淺談自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2011，（12）：275.

[2]于守澎.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探討[J].黑龍江科學(xué)，2016，（1）：38，67.

[3]邢巧瑩.淺析自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2015，（7）：5.

[4]董廣宇.芻議自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（17）：150.

[5]孫伯明.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].化工管理，2016，（5）：39.

Application of Automation Technology in Mechanical design

ZU Wenming
(Yunnan mechanical and electrical engineering, Career Technical College, Kunming 650203)

This paper on the overview of the automation technology used in mechanical design based on the current situation, further analysis of the automation technology is applied to mechanical design in the important significance and advantage of, and then focuses on an analysis of the specific application of automation technology in mechanical design.

automation technology, mechanical design, application research