自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

郭偉

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南焦作454000)

摘要：機械的自動化具有極強的綜合性，與互聯(lián)網(wǎng)與計算機等技術(shù)有著非常緊密的聯(lián)系，自動化的技術(shù)興起于20世紀(jì)的60年代，隨著各種生產(chǎn)技術(shù)不斷的發(fā)展，航空航天行業(yè)的技術(shù)突破和經(jīng)濟的迅速發(fā)展，得到了飛躍性的發(fā)展，文章闡述了自動化技術(shù)的具體概念、它的應(yīng)用具有的重要意義，技術(shù)的具體應(yīng)用以及未來的發(fā)展趨向，希望能夠為自動化技術(shù)在未來的推廣與應(yīng)用中發(fā)揮一定的作用，

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計：自動化：應(yīng)用

DOI: 10,16640lj,cnki 37-1222/t 201 8.10.013

1機械設(shè)計自動化概述

(1)機械自動化的含義和發(fā)展現(xiàn)狀。機械設(shè)計通過自動化的技術(shù)完成自動控制。將自動化應(yīng)用在機械的設(shè)計當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)計的集成與智能化，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時也提高了生產(chǎn)的效率。就自動化技術(shù)在機械設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用而盲，我國與西方國家之間還存在一些差距，主要表現(xiàn)為我國整體的機械設(shè)計自動化水平不高，全國各地區(qū)發(fā)展存在不平衡的狀況。我國工業(yè)正處在由粗放型過渡到集約型的發(fā)展過渡期，專業(yè)人才不足，仍有很大的發(fā)展空間。

(2)自動化技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成。機械設(shè)計當(dāng)中，自動化技術(shù)所涉及的系統(tǒng)覆蓋面非常廣。自動化技術(shù)主要由以下系統(tǒng)：1)傳感系統(tǒng)。在機械設(shè)計中專門用來檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，確保運行正常，是自動化系統(tǒng)當(dāng)中最基礎(chǔ)、最重要的部分;2)作用系統(tǒng)。在自動化的系統(tǒng)中淵源不斷地提供能量，同時還具有定位的功能。3)程序系統(tǒng)。為系統(tǒng)的運行提供指令，控制著自動化系統(tǒng)的工作狀態(tài)，擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)控制中樞的智能，是系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分;4)控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)著自動化系統(tǒng)，分析傳感系統(tǒng)的信息并進行相應(yīng)護理，是系統(tǒng)的后勤部;5)制定系統(tǒng)。與控制系統(tǒng)聯(lián)系緊密，負(fù)責(zé)處理控制系統(tǒng)所傳達的信息，對信息進行綜合的處理，生成更加具有明確性的指令，在系統(tǒng)當(dāng)中具有非常重要的作用。

2機械設(shè)計當(dāng)中自動化應(yīng)用的必要性

(1)使工作質(zhì)量得到提升。機械設(shè)計通過自動他的技術(shù)來提高精準(zhǔn)程度和工作效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。自動化的技術(shù)可以在機械設(shè)計當(dāng)中定量化的處理評價、測量的具體指標(biāo)，使其成為定量性的指標(biāo)，這樣能夠?qū)⒄`差降到最低。自動他的操作能夠精確地對參數(shù)進行控制，有效避免人工操作機械導(dǎo)致的誤差和生產(chǎn)安全問題。

(2)節(jié)約資源，減少成本投入。以往的機械設(shè)計比較處方，存在較為嚴(yán)重的資源浪費現(xiàn)象，自動化的技術(shù)在機械設(shè)計當(dāng)中得到運用，使機械設(shè)計更加精密準(zhǔn)確，這在一定程度上使材料的適用程度得到擴大，使有限的資源能夠得到充分應(yīng)用，有效降低了資源消耗水平，節(jié)約了資源，節(jié)省了設(shè)計成本。

(3)使機械的使用狀況得到改善。機械設(shè)計應(yīng)用自動化的技術(shù)，可以對機械運行時的具體數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)督和控制，分析運行中的局以數(shù)據(jù)并進行科學(xué)的整合，在此基礎(chǔ)上對機械進行維護。數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析可以及時的查找出機械生產(chǎn)運行當(dāng)中設(shè)備存在的具體問題，工作人員以數(shù)字化的信息為依據(jù)，通過信息判斷是否需要對設(shè)備進行維護，使機械的工作狀態(tài)得到改善，保證其一直處在良好的運行狀態(tài)。

3 自動化的技術(shù)于機械設(shè)計當(dāng)中的具體的應(yīng)用

(1)集成化系統(tǒng)的具體應(yīng)用。是指計算機的綜臺型設(shè)計生產(chǎn)制造相關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在機械設(shè)計當(dāng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。集成化系統(tǒng)可以剔除設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中的重復(fù)部分，避免造成有限資源浪費的有效的縮短了研發(fā)時間。在集成化的系統(tǒng)得到推廣和應(yīng)用之前，機械的設(shè)計當(dāng)中也曾應(yīng)用了多種計算機的輔助性技術(shù)，主要包括質(zhì)量控制軟件、設(shè)計的測試類技術(shù)和設(shè)計輔助的軟件，這些技術(shù)都是被獨立運用的，而集成化系統(tǒng)能夠把各個獨立地輔助設(shè)計的技術(shù)在一個系統(tǒng)中集成，數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用加上共事信息平臺的創(chuàng)建，來完成各個輔助系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行，這樣就使機械設(shè)計的效率得到大大提升。集成化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是信息電子技術(shù)與相關(guān)時管理理論，加上計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳感技術(shù)的支持，再對機械設(shè)計當(dāng)中的信息和參數(shù)進行整合，便形成了具有統(tǒng)一性的機械設(shè)計技術(shù)。

(2)綜合性的計算機機械制造自動化設(shè)計的具體運用。綜合性的計算機機械制造自動化設(shè)計在機械設(shè)計當(dāng)中的應(yīng)用也具有重要影響，在這一技術(shù)問世以前，我國計算機的輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計當(dāng)中便初具規(guī)模，主要包括產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計、生產(chǎn)流程的具體規(guī)劃、材料參數(shù)的測試與產(chǎn)品質(zhì)量控制等幾個環(huán)節(jié)，但是這些環(huán)節(jié)是各自獨立存在的，沒有成為互相配合互相聯(lián)系的系統(tǒng)關(guān)系。綜合性的計算機機械制造自動化設(shè)計突破了傳統(tǒng)的設(shè)計據(jù)點，將各個設(shè)計的環(huán)節(jié)進行有機整合，協(xié)調(diào)各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用層次，可以顯著的提升機械設(shè)計的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

(3)自動化的檢測在機械設(shè)計中的具體運用。自動化的檢測在自動化設(shè)計當(dāng)中有著非常重要的作用，其原理為傳統(tǒng)的儀器設(shè)備和傳感器進行結(jié)合。在機械設(shè)計當(dāng)中，最重要的是提升產(chǎn)品的合格率的同時還要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，自動化的檢測技術(shù)是的機械設(shè)計的設(shè)備可以自行進行監(jiān)鍘，不再是以往的人工檢鍘，這樣不僅能夠使監(jiān)測韻效率得到提升，還能保證檢測的精確細致。目前在機械設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的是自動化的檢測為核心性技術(shù)的系統(tǒng)，系統(tǒng)當(dāng)中主要包含傳感裝置、信號調(diào)節(jié)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理裝置和結(jié)果輸出等幾個模塊，該監(jiān)測系統(tǒng)搭載了智能型芯片，有效的確保檢鍘的及時與可靠。

(4)自動會化的體系具體的應(yīng)用。三維平臺是機械設(shè)計的自動化技術(shù)體系得以建立的基礎(chǔ)，自動化的體系被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜機械的創(chuàng)新設(shè)計，利用計算機技術(shù)對復(fù)雜機械的創(chuàng)新制定具體的設(shè)計規(guī)劃，可以通過三維虛擬技術(shù)對機械設(shè)計進行仿真建模和完成裝配虛擬的機械裝配，這實現(xiàn)了機械設(shè)計技術(shù)性的創(chuàng)新，使機械設(shè)計更加快速。

在設(shè)計的初始階段，自動化系統(tǒng)可以對初步設(shè)計方案進行改良和細化，在初步計劃的基礎(chǔ)上進行科學(xué)化重組，計算機的輔助設(shè)計系統(tǒng)通過符號方案對設(shè)計方案進行創(chuàng)新。通過數(shù)字化技術(shù)得出具體機械零件的數(shù)據(jù)，利用三維平臺將數(shù)據(jù)庫信息的參數(shù)通過數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動實現(xiàn)驅(qū)動，實現(xiàn)機械的虛擬化建模，這樣能夠使機械產(chǎn)品的開發(fā)速度得到大幅度提升酬。

4 自動化技術(shù)在機械設(shè)計中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

首先，集成化發(fā)展趨勢。在當(dāng)前機械領(lǐng)域內(nèi)，對于機械設(shè)計發(fā)展而言，集成化發(fā)展趨勢屬于其必然趨勢。通常而盲，機械自動他系統(tǒng)的構(gòu)成包括幾個子系統(tǒng)，而這些子系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)，這些系統(tǒng)主要包絡(luò)自動化制造系統(tǒng)以及工程設(shè)計信息系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容。在實際開展機械設(shè)計過程中，通過對計算機集成技術(shù)進行合理應(yīng)用，可對整體實行統(tǒng)籌規(guī)劃，從而可使系統(tǒng)更好實現(xiàn)整合及分工，保證其更好工作。

其次，智能化發(fā)展趨勢。對于智能化機械系統(tǒng)而言，其所指的就是一體化機械制造系統(tǒng)，系統(tǒng)組成主要包括機械制造專家及智能化機械。在機械設(shè)計發(fā)展過程中，這一發(fā)展趨勢的表現(xiàn)主要就是系統(tǒng)操作界面更加優(yōu)化，且可實現(xiàn)交互式操作，并且對實際進行機械設(shè)計及生產(chǎn)十分有利，可保證系統(tǒng)具備更良好適應(yīng)能力，且具有較良好協(xié)調(diào)性能，從而可使機械系統(tǒng)的作用得以更好發(fā)揮。

最后，虛擬化發(fā)展趨勢。在虛擬化發(fā)展趨勢方面，其包括很多方面內(nèi)容，主要就是人工智能，計算機技術(shù)以及多媒體技術(shù)等內(nèi)容，這一發(fā)展趨勢的技術(shù)基礎(chǔ)為計算機仿真模擬分析。總體而盲，虛擬化機械設(shè)計制造屬于綜合多種不同學(xué)科的相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)。在開展機械設(shè)計制造過程中，通過對虛擬化技術(shù)進行利用，可模擬整個過程，從而可更好發(fā)現(xiàn)問題，對其可操作性進行檢驗，從而可使研發(fā)周期縮短，使生產(chǎn)成本得以有效降低，從而可使機械設(shè)計制造得到更加理想的效果。

5結(jié)語

隨著現(xiàn)代社會機械制造生產(chǎn)不斷發(fā)展，機械設(shè)計也得以較快發(fā)展，機械設(shè)計水平得以不斷發(fā)展，并且促使機械制造發(fā)展方面發(fā)揮著越來越重要的作用。在現(xiàn)代機械設(shè)計過程中，為能夠得到更加理想的設(shè)計效果，自動化技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。作為機械設(shè)計相關(guān)工作人員，需對機械自動化加強認(rèn)識，并且意識到自動化制造的必要性，較好掌握自動化技術(shù)的具體應(yīng)用，把握其發(fā)展趨勢，以便更好實行機械設(shè)計，使機械設(shè)計更加科學(xué)合理，為制造更好機械奠定較好基礎(chǔ)，促使機械設(shè)計得以更好發(fā)展。

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作者簡介：郭偉(1982-)，男，河南焦作人，碩士，講師，研究方向：機械制造自動化、動力工程.