易義軍（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410007）

淺談機(jī)械設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化技術(shù)

易義軍（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410007）

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。對(duì)此，本文首先對(duì)自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了介紹，然后對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的重要作用進(jìn)行了分析，并且對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用以及自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向進(jìn)行了詳細(xì)探究。

機(jī)械；設(shè)計(jì)；自動(dòng)化

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)也在迅猛發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用是機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造、技術(shù)發(fā)展的主要手段和主要的方向。因此，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)發(fā)展的理念，以往的自動(dòng)化技術(shù)多指的是用機(jī)械技術(shù)代替人工來(lái)進(jìn)行一些操作，能夠按照預(yù)定的指令完成所需要處理的事項(xiàng)?，F(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，電子技術(shù)也層出不窮，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)識(shí)也在逐漸發(fā)生改變，現(xiàn)階段自動(dòng)化的定義如下：①取代人工的勞力運(yùn)動(dòng)或者取代人腦活動(dòng)，將機(jī)械制造過(guò)程中的人工操作與機(jī)械的運(yùn)作相統(tǒng)一，使機(jī)械系統(tǒng)在制造運(yùn)作的過(guò)程中更加便捷，流暢，管理更加的方便。②體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的功能上，某些自動(dòng)化設(shè)備在部分的環(huán)節(jié)上能夠完全取代人力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化，使得機(jī)械制造的環(huán)節(jié)更加的流暢。③指在自動(dòng)化的運(yùn)行上，在需要機(jī)械自動(dòng)化的地方實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的具體化，縮短產(chǎn)品在整個(gè)過(guò)程中的生命周期，使整個(gè)過(guò)程的制造能夠連續(xù)化的生產(chǎn)。

機(jī)械自動(dòng)化的早期主要是用機(jī)械和電氣部件來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的發(fā)展和應(yīng)用，使得機(jī)械制造行業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)等輔助技術(shù)，信息化管理也被逐漸應(yīng)用于機(jī)械制造中。自動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 自動(dòng)機(jī)械組成部分及機(jī)構(gòu)

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的重要作用

3.1 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)生產(chǎn)效率

國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)飛速發(fā)展，人們也更加強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品生產(chǎn)效率及其質(zhì)量。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促使我國(guó)工業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)可與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的結(jié)合能夠提供機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性。

3.2 提高資源配置優(yōu)化度

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中，能夠?qū)Ω黜?xiàng)資源進(jìn)行科學(xué)合理的配置，進(jìn)而提高其勞動(dòng)生產(chǎn)率，為機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，同時(shí)還能夠有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在機(jī)械制造業(yè)發(fā)展中，最為關(guān)鍵的就是機(jī)械設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該將自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行有效結(jié)合，這樣才能夠不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，從而推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 集成系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

集成系統(tǒng)又被稱之為計(jì)算機(jī)綜合設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，將其應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中，能夠使產(chǎn)品的研發(fā)周期大幅度縮短，還能有效減少重復(fù)設(shè)計(jì)造成的資源浪費(fèi)。在該系統(tǒng)出現(xiàn)之前，機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中也應(yīng)用了多項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，其中較具代表性的有工藝規(guī)劃技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、輔助設(shè)計(jì)工具、質(zhì)控軟件等等。雖然這些計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)都能使機(jī)械設(shè)計(jì)的成本有所降低，但由于它們彼此之間相互獨(dú)立，沒(méi)有形成統(tǒng)一，因此在縮短設(shè)計(jì)周期、降低人工成本、提高工作效率和機(jī)械使用性能等方面的效應(yīng)并不突出。集成系統(tǒng)的出現(xiàn)將這些獨(dú)立的輔助技術(shù)結(jié)合到一起，構(gòu)建起了一個(gè)完整、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和信息共享平臺(tái)，有利于保證單個(gè)技術(shù)之間的協(xié)調(diào)性，全面提升機(jī)械設(shè)計(jì)效率。該系統(tǒng)以電子信息和先進(jìn)的管理理論為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)、傳感器、自動(dòng)化等技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的物質(zhì)、信息、參量等進(jìn)行集成和協(xié)調(diào)，大幅度提升了工作效率。集成系統(tǒng)歸屬于并行工程的范疇，它是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)集成化的體現(xiàn)，其要求產(chǎn)品的研發(fā)人員從生產(chǎn)需求的角度出發(fā)，并在設(shè)計(jì)時(shí)考慮產(chǎn)品的全壽命周期，從而最大限度地縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減少資源浪費(fèi)。

4.2 計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)，也就是通常所說(shuō)的集成性機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)，在這一技術(shù)系統(tǒng)形成之前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了多種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，具體涉及機(jī)械制造產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝實(shí)踐流程規(guī)劃、生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)測(cè)試、產(chǎn)品質(zhì)量控制等多個(gè)具體環(huán)節(jié)。而這些單獨(dú)存在的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)盡管對(duì)獨(dú)立生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)揮著十分重要的促進(jìn)作用，但是由于彼此之間尚未形成穩(wěn)定有效的相互聯(lián)系和相互配合關(guān)系，無(wú)法保證我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)整體生產(chǎn)規(guī)模的有效縮減，給我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)綜合陛市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力水平的實(shí)際提升造成了明顯的阻礙。計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)形成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原有的單獨(dú)存在的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)形態(tài)的有機(jī)整合，通過(guò)對(duì)相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)形態(tài)應(yīng)用功能的集中整合，以及在實(shí)際應(yīng)用層面的相互配合，促進(jìn)了我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)效率以及質(zhì)量水平的有效提升。

我國(guó)某機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)在實(shí)際建設(shè)計(jì)算機(jī)綜合機(jī)械制造技術(shù)系統(tǒng)的過(guò)程中，出于系統(tǒng)技術(shù)指導(dǎo)理念與設(shè)備構(gòu)成的考量角度，使得實(shí)際建設(shè)引進(jìn)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造應(yīng)用技術(shù)形態(tài)，以現(xiàn)代化電子信息技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)制造原材料、和現(xiàn)代化科學(xué)化管理理論作為其基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，傳感器技術(shù)、新一代自動(dòng)化技術(shù)以及現(xiàn)代企業(yè)管理理論的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中物料、信息以及人工作業(yè)要素等對(duì)象的有效控制，為企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量效率水平的提升，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益的改善發(fā)揮了重要的助力作用。

4.3 自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

自動(dòng)化技術(shù)是一門(mén)綜合性技術(shù)，其中涵蓋的內(nèi)容既多且廣，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)是其中較具代表性的一類，也是自動(dòng)化技術(shù)十分重要的組成部分。該技術(shù)的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)儀器設(shè)備和傳感器。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，確保產(chǎn)品的合格率以及提高產(chǎn)品質(zhì)量是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)，可以使上述環(huán)節(jié)在少人干預(yù)的條件下進(jìn)行。以自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)為核心開(kāi)發(fā)出來(lái)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，主要是由以下幾個(gè)部分所組成的：傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、結(jié)果輸出模塊，同時(shí)，系統(tǒng)中還含有智能芯片，有利于提升信息的處理效率，增強(qiáng)檢測(cè)的可靠性。

4.4 柔性自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)是以產(chǎn)品生產(chǎn)信息為基礎(chǔ)，對(duì)物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、數(shù)字加工技術(shù)設(shè)備進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，以達(dá)到控制生產(chǎn)對(duì)象的目的。該自動(dòng)化技術(shù)采用由分到總的金字塔控制模型，將計(jì)算機(jī)作為信息控制中心，及時(shí)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃作出動(dòng)態(tài)調(diào)整。計(jì)算機(jī)控制中心還要負(fù)責(zé)將最底層的生產(chǎn)狀況傳遞到上一層信息中心，由上一層信息中心下達(dá)指令，調(diào)整生產(chǎn)行為。另外，柔性自動(dòng)化儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)是自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的重要組成部分，能夠做到對(duì)毛坯工件、加工工具以及廢料的智能化儲(chǔ)運(yùn)，由前端工業(yè)機(jī)器人完成各項(xiàng)操作，提高生產(chǎn)效率。

5 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向

自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的研究已經(jīng)得到了各個(gè)國(guó)家的廣泛重視，目前我國(guó)對(duì)該技術(shù)的研究還比較落后，無(wú)法與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比較。因此，為了促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，必須要明確該技術(shù)的發(fā)展方向，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平和制造水平的進(jìn)步。機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)要注重機(jī)電一體化，即機(jī)械設(shè)計(jì)朝機(jī)電一體化方向發(fā)展，能夠有效減少自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中遇到的瓶頸。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)向智能化方向發(fā)展，即利用計(jì)算機(jī)及其他先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)模擬人類思維模式，使得機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化能夠符合人類的推力和決策。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)依然具有產(chǎn)品接口不匹配的問(wèn)題，這主要是由于我國(guó)沒(méi)有針對(duì)不同的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定，從而使機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化出現(xiàn)一定的資源浪費(fèi)情況。因此，還需要針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)模塊化，確保產(chǎn)品接口及其他因素的統(tǒng)一，避免浪費(fèi)。微型化自動(dòng)控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)能耗小、占地面積小等優(yōu)勢(shì)，因此機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化需要向該方向發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)向更加廣泛的領(lǐng)域擴(kuò)充。自動(dòng)化技術(shù)還需要注重對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用，以提高自控能力和檢測(cè)能力。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，國(guó)家經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展與大型工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有很大關(guān)聯(lián)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)與各種自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)。自動(dòng)化技術(shù)水平的快速提升，能夠?yàn)楦鞔笮袠I(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件，因此，在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中，應(yīng)該大力推行應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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TH122

A

2095-2066（2016）22-0265-02

2016-7-2

易義軍（1979-），男，工程師，大專，主要從事機(jī)電安裝工程施工及建筑工程施工工作。