高 洋

（華晨寶馬汽車有限公司，遼寧沈陽 110000）

1 機械設計制造自動化的優(yōu)勢

機械設計與自動化技術是整個社會制造業(yè)的重要支柱，機械設計制造自動化技術結(jié)合了整個機械行業(yè)與其他行業(yè)的生產(chǎn)需求，通過改善自動化應用技術，從產(chǎn)品的設計到流水線批量生產(chǎn)，利用計算機技術與自動化技術，通過機械設計為產(chǎn)品生產(chǎn)線的基礎，結(jié)合先進的設計與技術，克服傳統(tǒng)制造過程中的技術瓶頸，提升機械生產(chǎn)水平。以先進的設計為基礎，解決在傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中的不足，克服傳統(tǒng)技術問題，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)快速高質(zhì)量發(fā)展。通過機械設計與制造自動化的不斷發(fā)展，實現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，提升了相關生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。通過自動化技術的大量應用與普及，相比于傳統(tǒng)制造行業(yè)，機械設計制造自動化解放了大量的勞動力。未來，隨著機械設計與自動化的普及，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式逐漸向自動化轉(zhuǎn)型，結(jié)合相應的人工智能技術的快速發(fā)展，為我國機械設計制造走向世界前端夯實基礎。利用先進的計算機技術與遠程網(wǎng)絡技術，通過完善機械自動化的先進水平，提升機械工程行業(yè)的核心競爭力。將科學的理論和技術融入實際的生產(chǎn)過程中，實現(xiàn)更先進、科技含量更高的技術驅(qū)動。利用網(wǎng)絡技術對市場變化時效性的保證，實時了解市場需求變化，研發(fā)生產(chǎn)更加適用的機械產(chǎn)品。

1.1 優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)模式

出于傳統(tǒng)技術存在一定的技術瓶頸，對工藝的把控不夠嚴謹，導致在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)方法落后、工藝粗糙等技術瓶頸，嚴重時會影響產(chǎn)品的使用性能、導致整個機械產(chǎn)品性能低下、后期維修繁瑣復雜，以至于產(chǎn)品的經(jīng)濟效應低下。隨著信息技術的快速發(fā)展，人工智能與計算機產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得機械制造行業(yè)產(chǎn)生了更多的技術實施方案。而以往的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式依靠人為主觀判斷方式進行加工生產(chǎn)，不但效率低下且每個產(chǎn)品的工藝精準度粗糙，嚴重影響到整個機械設備的使用效率價值。結(jié)合人工智能，利用新型的生產(chǎn)技術，對機械制造生產(chǎn)過程進行優(yōu)化，結(jié)合自動化技術形成了完全自動化的生產(chǎn)方式，克服了人工主觀判斷不足而產(chǎn)生的產(chǎn)品瑕疵等缺陷，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 提高安全性

考慮到機械制造行業(yè)的專業(yè)性較強，需要大批擁有較強實踐能力、掌握厚實理論知識的人才。在以往的生產(chǎn)過程中，大量的人員在流水線上進行生產(chǎn)，在機械設計制造過程中往往會存在大量的隱藏風險，容易引發(fā)安全事故。將自動化技術在落實生產(chǎn)的各個過程中，通過精準的計算機控制，大大提高了生產(chǎn)過程中的安全性，提高了零部件的生產(chǎn)精度，降低了安全事故的發(fā)生概率。

1.3 提升工業(yè)智能化程度

信息技術的不斷發(fā)展深入，人工智能所涉及的領域越來越廣泛，計算機技術對機械生產(chǎn)主要存在以下優(yōu)勢：①通過自動化技術與計算機編程緊密聯(lián)系，從硬件與軟件的緊密聯(lián)系出發(fā)，提升機械制造的水平。②對生產(chǎn)過程中自動化模塊的相應設置，實現(xiàn)參數(shù)化制造，保證產(chǎn)品的模型精度。

2 機械設計制造中的自動化技術應用

2.1 充分運用配套發(fā)展模式

隨著現(xiàn)階段工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，工業(yè)發(fā)展速度加快，越來越多的企業(yè)注意到自動化技術對生產(chǎn)線帶來的經(jīng)濟價值，通過落實自動化技術的創(chuàng)新與人才培養(yǎng)，掌握自動化技術的前沿技術，通過實踐對專業(yè)人才進行規(guī)范化培訓，主要存在以下幾點：①針對新型機械產(chǎn)品開展理論剖析，從產(chǎn)品的根源出發(fā)進行探索與改進。②企業(yè)根據(jù)機械產(chǎn)品使用價值與用戶需求，在企業(yè)內(nèi)部推行集群發(fā)展的模式，使得專業(yè)人員了解多方面的知識，將不同學科進行穿插整合，形成企業(yè)人才培養(yǎng)的專業(yè)流程。③通過局部監(jiān)控技術與計算機、自動化等方面的結(jié)合，形成一套適合于促進機械自動化生產(chǎn)效率的技術。

2.2 注重與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展

對于環(huán)境保護已經(jīng)是現(xiàn)階段最為重要的社會熱點之一。隨著機械生產(chǎn)水平的大幅度提升，盲目追求生產(chǎn)效率與產(chǎn)品價值而疏忽了環(huán)境保護問題，給人類生存環(huán)境造成嚴重的挑戰(zhàn)，對于土壤的重金屬污染，以及空氣粉塵的污染問題已經(jīng)到了急需解決的時候。隨著“綠水青山就是金山銀山”的提出，對于機械制造行業(yè)而言，在實時設計與生產(chǎn)的過程中，不應以犧牲環(huán)境為代價，應注重環(huán)境保護，積極將環(huán)境保護落實在機械生產(chǎn)的過程中，提升相應的環(huán)保性能。在新時期產(chǎn)業(yè)布局變化的背景下，利用機械自動化技術生產(chǎn)的同時，緊密結(jié)合環(huán)境發(fā)展，對原材料的投入應注意環(huán)保與可持續(xù)性，提升機械產(chǎn)品的綠色性。

2.3 加強自動化與計算機網(wǎng)絡技術的應用

隨著計算機技術的快速發(fā)展，使用計算機進行相應的模型建立，現(xiàn)階段對于機械設計已經(jīng)出現(xiàn)了大量的模型軟件，例如Soildwork、Pro E 以及AUTO CAD 等建模軟件，克服了傳統(tǒng)人工手繪所存在的相應弊端，如繪制效率低下、模型精準度不足等。軟件還可以將所設計的產(chǎn)品進行相應的渲染，最大程度提升產(chǎn)品的可視化效應，對于后期產(chǎn)品的相關優(yōu)化，在軟件的三維模型中進行修改，在實際使用生產(chǎn)過程中，極大地促進了生產(chǎn)效率。通過自動化技術與計算機技術的高度結(jié)合，以新型的設計流程與工藝，結(jié)合軟件的相應仿真與建模，最大程度貼近后期的使用和評價分析，以更加智能、更加快速、更加精準的生產(chǎn)方式，實現(xiàn)機械設計制造以及自動化生產(chǎn)的高水平提升。

2.4 加強網(wǎng)絡技術的應用

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，已經(jīng)滲入到了各個領域，在機械設計工作中，網(wǎng)絡技術也得到了廣泛的應用，很大程度上推動了機械設計制造的自動化發(fā)展。目前，大數(shù)據(jù)信息技術開始在一些機械設計制造中得到推廣，能夠?qū)C械設計制造中的數(shù)據(jù)和相關信息進行管理。還能對數(shù)據(jù)開展三維模擬分析，能夠?qū)崿F(xiàn)機械設計的3D 展示，同時很好地對設計進行模擬和效果比較，對設計方面的不足和缺陷進行一定的調(diào)整和改善。而為了確保設計流程中的互相融合，對其設計制造過程中的網(wǎng)絡技術有較好的加強，能夠很好地確保相關數(shù)據(jù)的采集、存儲和利用過程中的網(wǎng)絡安全，可以通過構(gòu)建特定的數(shù)據(jù)庫對這些數(shù)據(jù)進行整合，能夠較好地根據(jù)這些數(shù)據(jù)實現(xiàn)機械的設計與制造。

2.5 加強自動化和智能化的融合

目前自動化技術朝著越來越深層次的方向不斷發(fā)展，為了充分發(fā)揮機械設計制造過程中的自動化作用，需要很大程度上提高自動化技術與智能化技術的融合工作。目前，雖然自動化機械設計制造技術得到了較好的發(fā)展，但智能化水平程度還比較低。因此，對于智能化技術與自動化技術的融合成為了一個重點需要突破的地方。雖然數(shù)字控制技術得到了一定的發(fā)展，但是我國在這方面的技術上還存在著明顯的不足，特別是在智能化控制系統(tǒng)方面的研發(fā)工作存在著很大的困難，對于智能化技術的投入不足和技術的缺失，導致智能化技術的發(fā)展具有較大的壓力。

3 機械設計制造自動化未來的發(fā)展方向

3.1 性能發(fā)展方向

3.1.1 高速、高精度、高效化發(fā)展

在機械設備的設計和制造流程中，對于設備的精度、強度和性能方面都要進行嚴格的指標考核。隨著自能化技術的不斷發(fā)展，相繼生產(chǎn)出了一些高速芯片、智能芯片、多控制系統(tǒng)、帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)等。將這些芯片、元件和系統(tǒng)應用于機械設備中，機械設備的自動化能力就都會得到很好的體現(xiàn)，會很大程度上提高機械設備的運行效率，性能將得到很好的提高。

3.1.2 柔性化

機械設備性能的提高需要加強數(shù)控技術在設計制造環(huán)節(jié)過程中的應用，能夠較好的發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的柔性特點。同時，還可以對數(shù)控系統(tǒng)設計模塊化的一些概念，對一些功能有很好的拓展性，對不同用戶的需求都能較好的滿足。此外，提高群控系統(tǒng)的柔性也能相應地促進數(shù)控系統(tǒng)的柔性化，對于數(shù)控系統(tǒng)而言，能夠較好的解決整個生產(chǎn)流程的所有需求情況，充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)在機械設備中的優(yōu)勢。

3.1.3 工藝復合性與多軸化

通常機械設備的主要作用是滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械纳a(chǎn)加工，但是自動化技術的出現(xiàn)促進了復合加工朝著更高層次發(fā)展。此外，復合加工具有工序少、時間短的特點，將多種自動化技術進行結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)功能的多軸化。例如，在數(shù)控技術的工藝復合化流程中，工件先經(jīng)過機床的裝夾，接著進行自動換刀的操作，然后再經(jīng)過轉(zhuǎn)主軸頭這些流程，充分實現(xiàn)了工藝的復合性和多軸化。

3.1.4 實時智能化

在自動化技術發(fā)展的初級階段，機械設備的實時系統(tǒng)只能應用在一些相對簡單的情況下，通常只要是能夠滿足簡單的任務調(diào)度就行了，對于工作效率能有較好的提高。隨著自動化技術逐漸朝著深層次發(fā)展，而人工智能實現(xiàn)了實時系統(tǒng)的智能化控制，能夠很好地實現(xiàn)使用數(shù)值模型對人類的行為進行相應的模擬。隨著實時系統(tǒng)與人工智能的完美融合，那么人工智能就能夠具有機械智能化的能力。

3.2 功能發(fā)展方向

3.2.1 用戶界面圖形化

在進行機械設計工作時，對于數(shù)控系統(tǒng)有了較多的應用。通常指的是數(shù)控系統(tǒng)與用戶之間具有的對話接口，簡而言之就是用戶界面，能夠根據(jù)不同的用戶進行個性化的設計。此外，對于界面的不斷深入研究，從而根據(jù)自動化技術不斷創(chuàng)新出了虛擬現(xiàn)實技術、可視化技術、多媒體技術，使得機械設計過程中的用戶界面設計有了更好的優(yōu)勢。圖形用戶界面使得對窗口和菜單進行相應操作就能實現(xiàn)相應的控制。同時，還具有用戶界面的快速編程及三維彩色立體動態(tài)圖形顯示等功能。

3.2.2 科學計算可視化

科學計算可視化在自動化應用中發(fā)揮著非常重要的作用，實現(xiàn)了機械設計制造過程中科學計算的可視化。同時，還能對機械設計和制造過程中的各類數(shù)據(jù)進行一定的分析和處理工作，使得信息交流方式得到發(fā)展，不只是單一的交流方式，同時打破了傳統(tǒng)文字和語言交流方式的局限，使得交流方式還可以通過圖形、圖像、動畫等進行。當可視化技術實現(xiàn)了與虛擬環(huán)境的融合，能夠?qū)C械設計工作有很大創(chuàng)新，徹底實現(xiàn)設計過程的無圖紙化，能夠很大程度上減小機械設計的周期，同時對成本也能有較好降低。對于數(shù)控技術而言，可視化技術能夠?qū)崿F(xiàn)自動編程設計和相應的參數(shù)設定，能夠很好地改善傳統(tǒng)設計過程中出現(xiàn)的一系列問題。

3.2.3 插補和補償方式多樣化

在進行自動化設計的過程中，插補方式呈現(xiàn)出多樣性的特點，通常有直線插補、螺紋插補等。同時對于自動化技術條件的補償功能也呈現(xiàn)出多樣性的特點，主要有間隙補償、垂直度補償?shù)取?/p>

3.2.4 內(nèi)裝高性能PLC

通過將PLC 技術利用到設計制造工作中，對于控制方式具有很好的改變，充分實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的自動化控制。同時，將PLC 控制模塊利用到數(shù)控系統(tǒng)中能夠通過相應的編程語言實現(xiàn)，使得系統(tǒng)能夠進行在線調(diào)試和在線幫助。在使用PLC 模塊進行自動化的設計工作時，可以對相應的程序進行修改，就能滿足相應的需求。

4 結(jié)束語

通過實現(xiàn)機械設計的自動化技術應用，能夠在設計制造過程中發(fā)揮較大的優(yōu)勢作用，對于傳統(tǒng)設計中存在的不足有較好的解決，能夠進一步推動行業(yè)的發(fā)展，同時也促進設計和制造業(yè)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。此外，自動化技術在機械設計方面的應用還具有較大的發(fā)展?jié)摿?，因此在機械設計和制造方面要加強先進自動化技術的配置，不斷加強對于自動化技術的創(chuàng)新。