摘 要：機(jī)械的自動(dòng)化具有極強(qiáng)的綜合性，與互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)等技術(shù)有著非常緊密的聯(lián)系。自動(dòng)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、航天航天行業(yè)的技術(shù)突破和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，得到了飛躍性的發(fā)展。文章闡述了自動(dòng)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?yàn)樽詣?dòng)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(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.013

1 機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化概述

（1）機(jī)械自動(dòng)化的含義和發(fā)展現(xiàn)狀。機(jī)械設(shè)計(jì)通過自動(dòng)化的技術(shù)完成自動(dòng)控制。將自動(dòng)化應(yīng)用在機(jī)械的設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的集成與智能化，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也提高了生產(chǎn)的效率。就自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用而言，我國(guó)與西方國(guó)家之間還存在一些差距，主要表現(xiàn)為我國(guó)整體的機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平不高，全國(guó)各地區(qū)發(fā)展存在不平衡的狀況。我國(guó)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(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成。機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，自動(dòng)化技術(shù)所涉及的系統(tǒng)覆蓋面非常廣。自動(dòng)化技術(shù)主要由以下系統(tǒng)：1）傳感系統(tǒng)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中專門用來檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保運(yùn)行正常，是自動(dòng)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(dòng)化的系統(tǒng)中淵源不斷地提供能量，同時(shí)還具有定位的功能。3）程序系統(tǒng)。為系統(tǒng)的運(yùn)行提供指令，控制著自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，分析傳感系統(tǒng)的信息并進(jìn)行相應(yīng)護(hù)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(dá)的信息，對(duì)信息進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中自動(dòng)化應(yīng)用的必要性

（1）使工作質(zhì)量得到提升。機(jī)械設(shè)計(jì)通過自動(dòng)化的技術(shù)來提高精準(zhǔn)程度和工作效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量。自動(dòng)化的技術(shù)可以在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中定量化的處理評(píng)價(jià)、測(cè)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(dòng)化的操作能夠精確地對(duì)參數(shù)進(jìn)行控制，有效避免人工操作機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)比較處方，存在較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，自動(dòng)化的技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中得以運(yùn)用，使機(jī)械設(shè)計(jì)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(kuò)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(jì)成本。

（3）使機(jī)械的使用狀況得到改善。機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用自動(dòng)化的技術(shù)，可以對(duì)機(jī)械運(yùn)行時(shí)的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制，分析運(yùn)行中的局以數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)的整合，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械進(jìn)行維護(hù)。數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析可以及時(shí)的查找出機(jī)械生產(chǎn)運(yùn)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(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，使機(jī)械的工作狀態(tài)得到改善，保證其一直處在良好的運(yùn)行狀態(tài)[1-2]。

3 自動(dòng)化的技術(shù)于機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)的綜合型設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造相關(guān)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中的重復(fù)部分，避免造成有限資源浪費(fèi)，的有效的縮短了研發(fā)時(shí)間。在集成化的系統(tǒng)得到推廣和應(yīng)用之前，機(jī)械的設(shè)計(jì)當(dāng)中也曾應(yīng)用了多種計(jì)算機(jī)的輔助性技術(shù)，主要包括質(zhì)量控制軟件、設(shè)計(jì)的測(cè)試類技術(shù)和設(shè)計(jì)輔助的軟件，這些技術(shù)都是被獨(dú)立運(yùn)用的，而集成化系統(tǒng)能夠把各個(gè)獨(dú)立地輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)在一個(gè)系統(tǒng)中集成，數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用加上共享信息平臺(tái)的創(chuàng)建，來完成各個(gè)輔助系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，這樣就使機(jī)械設(shè)計(jì)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)的管理理論，加上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳感技術(shù)的支持，再對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的信息和參數(shù)進(jìn)行整合，便形成了具有統(tǒng)一性的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)。

（2）綜合性的計(jì)算機(jī)機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)的具體運(yùn)用。綜合性的計(jì)算機(jī)機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)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(guó)計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中便初具規(guī)模，主要包括產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程的具體規(guī)劃、材料參數(shù)的測(cè)試與產(chǎn)品質(zhì)量控制等幾個(gè)環(huán)節(jié)，但是這些環(huán)節(jié)是各自獨(dú)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(jì)算機(jī)機(jī)械制造自動(dòng)化設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)據(jù)點(diǎn)，將各個(gè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)整合，協(xié)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用層次，可以顯著的提升機(jī)械設(shè)計(jì)的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

（3）自動(dòng)化的檢測(cè)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用。自動(dòng)化的檢測(cè)在自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(jìn)行結(jié)合。在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，最重要的是提升產(chǎn)品的合格率的同時(shí)還要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，自動(dòng)化的檢測(cè)技術(shù)是的機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)備可以自行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不再是以往的人工檢測(cè)，這樣不僅能夠使監(jiān)測(cè)的效率得到提升，還能保證檢測(cè)的精確細(xì)致。目前在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的是自動(dòng)化的檢測(cè)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(hào)調(diào)節(jié)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理裝置和結(jié)果輸出等幾個(gè)模塊，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭載了智能型芯片，有效的確保檢測(cè)的及時(shí)與可靠。

（4）自動(dòng)會(huì)化的體系具體的應(yīng)用。三維平臺(tái)是機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化技術(shù)體系得以建立的基礎(chǔ)，自動(dòng)化的體系被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜機(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)復(fù)雜機(jī)械的創(chuàng)新制定具體的設(shè)計(jì)規(guī)劃，可以通過三維虛擬技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真建模和完成裝配虛擬的機(jī)械裝配，這實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)性的創(chuàng)新，使機(jī)械設(shè)計(jì)更加快速。

在設(shè)計(jì)的初始階段，自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改良和細(xì)化，在初步計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)化重組，計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過符號(hào)方案對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行創(chuàng)新。通過數(shù)字化技術(shù)得出具體機(jī)械零件的數(shù)據(jù)，利用三維平臺(tái)將數(shù)據(jù)庫(kù)信息的參數(shù)通過數(shù)據(jù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的虛擬化建模，這樣能夠使機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)速度得到大幅度提升[3-4]。

4 自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

首先，集成化發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)前機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展而言，集成化發(fā)展趨勢(shì)屬于其必然趨勢(shì)。通常而言，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成包括幾個(gè)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(dòng)化制造系統(tǒng)以及工程設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容。在實(shí)際開展機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)計(jì)算機(jī)集成技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可對(duì)整體實(shí)行統(tǒng)籌規(guī)劃，從而可使系統(tǒng)更好實(shí)現(xiàn)整合及分工，保證其更好工作。

其次，智能化發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于智能化機(jī)械系統(tǒng)而言，其所指的就是一體化機(jī)械制造系統(tǒng)，系統(tǒng)組成主要包括機(jī)械制造專家及智能化機(jī)械。在機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展過程中，這一發(fā)展趨勢(shì)的表現(xiàn)主要就是系統(tǒng)操作界面更加優(yōu)化，且可實(shí)現(xiàn)交互式操作，并且對(duì)實(shí)際進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械系統(tǒng)的作用得以更好發(fā)揮。

最后，虛擬化發(fā)展趨勢(shì)。在虛擬化發(fā)展趨勢(shì)方面，其包括很多方面內(nèi)容，主要就是人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及多媒體技術(shù)等內(nèi)容，這一發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)仿真模擬分析?？傮w而言，虛擬化機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，通過對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行利用，可模擬整個(gè)過程，從而可更好發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)其可操作性進(jìn)行檢驗(yàn)，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(jī)械設(shè)計(jì)制造得到更加理想的效果[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代社會(huì)機(jī)械制造生產(chǎn)不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)也得以較快發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)水平得以不斷發(fā)展，并且促使機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)過程中，為能夠得到更加理想的設(shè)計(jì)效果，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。作為機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)工作人員，需對(duì)機(jī)械自動(dòng)化加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，并且意識(shí)到自動(dòng)化制造的必要性，較好掌握自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用，把握其發(fā)展趨勢(shì)，以便更好實(shí)行機(jī)械設(shè)計(jì)，使機(jī)械設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，為制造更好機(jī)械奠定較好基礎(chǔ)，促使機(jī)械設(shè)計(jì)得以更好發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：郭偉（1982-），男，河南焦作人，碩士，講師，研究方向：機(jī)械制造自動(dòng)化、動(dòng)力工程。