自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用范文

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摘要：隨著科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用廣泛而且日益成熟與現(xiàn)代化。自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用即是計算機(jī)與機(jī)械的有力結(jié)合。主要通過計算機(jī)的集成系統(tǒng)、柔性化技術(shù)、虛擬化技術(shù)、檢測技術(shù)等來實現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)與制造的自動化。未來，機(jī)械設(shè)計將無法脫離自動化技術(shù)，并且會越來越朝著精細(xì)化與系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；機(jī)械設(shè)計；應(yīng)用分析隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，各行各業(yè)都被附加上“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，似乎離開了互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展就會受到一定的限制。機(jī)械制造業(yè)作為工業(yè)中至關(guān)重要的行業(yè)自然也不例外，而機(jī)械設(shè)計又是機(jī)械制造行業(yè)中的重要一環(huán)，目前，自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用越來越普遍。所謂的機(jī)械設(shè)計自動化，即是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論與機(jī)械的有機(jī)融合。自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計的使用極大的提高了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，相應(yīng)地節(jié)約了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提升了其在市場上的總體競爭力，也為整個機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展注入了活力。未來，自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用將會越來越廣泛，我國的自動化技術(shù)在機(jī)械的設(shè)計與制造方面運用的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

一、自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的概述

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械設(shè)計工程師根據(jù)一定的要求對機(jī)械的材料、構(gòu)成、加工原理、零件的尺寸、大小與傳遞方式、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計、計算、創(chuàng)造的過程，早期的機(jī)械設(shè)計只單純憑借工程師平時的經(jīng)驗積累，在機(jī)械的使用過程中因為誤差的存在難免會出現(xiàn)問題。現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計因為綜合了自動化技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)理念運用于機(jī)械設(shè)計之中，所以能夠有效的減少誤差，對機(jī)械運行的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行更精準(zhǔn)的計算，提高了工作效率。機(jī)械設(shè)計在機(jī)械制造中發(fā)揮的重要作用就像理想的藍(lán)圖，它為整個機(jī)械制造提供了基本的方向。自動化技術(shù)的運用則將機(jī)械設(shè)計與人工指導(dǎo)有機(jī)結(jié)合，從而促進(jìn)企業(yè)機(jī)械制造的自動化操控。相比于西方的機(jī)械設(shè)計自動化工藝，我國的機(jī)械設(shè)計自動化水平還處于發(fā)展階段，另外，機(jī)械設(shè)計與自動化技術(shù)的運用需要從事此行業(yè)的人除了具備非常扎實的專業(yè)知識、有一定的工作經(jīng)驗，另外，還需要有一定的創(chuàng)新意識和前沿眼光，我國目前在此方面的人才缺口較大。

自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的結(jié)合的的作用和意義主要表現(xiàn)在：

1、減少人力使用、提高生產(chǎn)效率。所謂自動化，顧名思義，無需或只需少量的人力，能夠讓機(jī)械自動操控與運轉(zhuǎn)。在這樣的條件下，勞動量的使用將會大大減少，這從側(cè)面也降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。再加上機(jī)械設(shè)計中計算機(jī)的運用，設(shè)計師可以整合數(shù)據(jù)運用計算機(jī)信息處理能力與現(xiàn)代控制理論能夠精準(zhǔn)的進(jìn)行機(jī)械制造，降低誤差的同時有效減少資源的使用，提高生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。

2、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改善。傳統(tǒng)的機(jī)械制造大多采用人力，總體來說較粗放，現(xiàn)代自動化技術(shù)運用于機(jī)械設(shè)計中將促成現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)朝著集約化的方向發(fā)展。

3、延長機(jī)械使用壽命。當(dāng)機(jī)械存在問題時，計算機(jī)系統(tǒng)能夠根據(jù)前期統(tǒng)計數(shù)據(jù)利用自身檢測技術(shù)找出問題所在，并能夠提供有效的修理方法，從而相比之前單靠人力檢測能夠有效延長機(jī)械的使用壽命。

二、自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的具體運用

設(shè)計師應(yīng)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際需求、產(chǎn)品的性能等來設(shè)計機(jī)械，既體現(xiàn)客觀性的需要，又能夠有效創(chuàng)新，從而保證機(jī)械在實際使用過程中的實際效能，提高其市場應(yīng)用能力。自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的具體運用主要表現(xiàn)在：

（一）計算機(jī)集成系統(tǒng)的運用

計算機(jī)集成信息系統(tǒng)的運用是運用計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力整合資源，有效地將機(jī)械設(shè)計中的各個環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合在一起，像是一個將領(lǐng)在發(fā)揮統(tǒng)帥作用，不過這里使用的人力并不多。在機(jī)械設(shè)計的粗放型階段，計算機(jī)在機(jī)械設(shè)計包括制造中只是發(fā)揮輔助作用，計算機(jī)也被運用在機(jī)械設(shè)計的每個環(huán)節(jié)，但還是大量的人力在起主要作用，并且每個環(huán)節(jié)之間是相互獨立而存在的。現(xiàn)在計算機(jī)集成信息系統(tǒng)的運用，是有一個總的計算機(jī)系統(tǒng)管理著下面機(jī)械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，，將各個環(huán)節(jié)集成于一個系統(tǒng)之下，能夠有效整合資源，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源與降低生產(chǎn)成本。

（二）柔性自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的運用

計算機(jī)在機(jī)械設(shè)計中的運用不僅能夠促進(jìn)資源的整合，也能夠間接的在此基礎(chǔ)上對機(jī)械設(shè)計的整個過程進(jìn)行管理，這就是所謂的柔性自動化技術(shù)。眾所周知，計算機(jī)有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，在統(tǒng)計了機(jī)械設(shè)計所需的各個環(huán)節(jié)的信息之后，計算機(jī)能夠根據(jù)企業(yè)需求的變化來動態(tài)調(diào)整信息組合，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)制造的自動化、人性化、市場化。此外，柔性自動化技術(shù)的運用還表現(xiàn)在計算機(jī)集成系統(tǒng)的總控制臺還能將機(jī)械設(shè)計的底部環(huán)節(jié)信息傳達(dá)到頂層環(huán)節(jié)，然后再由頂部向底部信息，使機(jī)械設(shè)計每一個環(huán)節(jié)的信息保持一致，達(dá)到綜合統(tǒng)一管理的作用。

（三）虛擬自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的運用

虛擬化自動化技術(shù)主要是指利用現(xiàn)代計算機(jī)的模擬仿真功能先實行產(chǎn)品的仿真生產(chǎn)，就像表演前的排練，然后再對仿真產(chǎn)品進(jìn)行檢測，如果檢驗合格，再投入市場使用，如果檢測不合格，則對其進(jìn)行有效整改。這種技術(shù)的運用能夠保證機(jī)械的質(zhì)量、有效提高生產(chǎn)性能，延長使用壽命。

（四）檢測自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的運用

虛擬自動化技術(shù)是在虛擬自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)出來的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，這里的檢測不需要投入人力，是計算機(jī)利用已有信息對仿真產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其性能進(jìn)行檢驗，使之符合企業(yè)與市場的需要。除此之外，計算機(jī)的檢測自動化技術(shù)還體現(xiàn)在機(jī)械的實際運行過程中，在運行過程中若某項環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，計算機(jī)也能實時的進(jìn)行檢測，并發(fā)出信號警示，以幫助找出機(jī)械問題所在，解決機(jī)械故障，促進(jìn)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

三、自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的未來發(fā)展趨勢

隨著理論科學(xué)與科技的發(fā)展，在未來，自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的結(jié)合是大勢所趨，并且會朝著更加精細(xì)與精準(zhǔn)的方向發(fā)展。

（一）我國的機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在新中國成立以后，我國就開始重點發(fā)展重工業(yè)，機(jī)械制造業(yè)作為工業(yè)中的重要組成部分也相應(yīng)地獲得了迅速發(fā)展，但是相對于發(fā)達(dá)國家?guī)装倌甑臋C(jī)械制造歷史，我國的機(jī)械設(shè)計與制造水平仍處于相對落后的狀態(tài)，在很多環(huán)節(jié)與發(fā)達(dá)國家都存在著較大的差距，并且有些機(jī)械制造品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。我國的機(jī)械自動化技術(shù)較落后主要表現(xiàn)在兩個方面，一個是管理模式的落后，另一個是設(shè)計與制造技術(shù)的相對落后。在發(fā)達(dá)國家，計算機(jī)在機(jī)械設(shè)計中的使用不僅普遍，而且早已達(dá)到了系統(tǒng)管理的狀態(tài)。它們的機(jī)械設(shè)計主要依靠的是計算機(jī)的綜合管理，人力投入相對較少，整個機(jī)械制造環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，能夠有效達(dá)到高效生產(chǎn)、精準(zhǔn)生產(chǎn)的目的。而我國由于計算機(jī)的使用年限較短，對整個機(jī)械設(shè)計與制造的管理大多還是依賴人力，計算機(jī)還只是起輔助作用，更不用說是統(tǒng)一管理了。此外，在機(jī)械設(shè)計與制造的技術(shù)方面，我國也存在很多缺陷。一方面我國由于在機(jī)械的設(shè)計與制造方面還處于發(fā)展階段，很多生產(chǎn)過程還處于從粗放型向集約型過渡的階段，因此很多技術(shù)也只是尚處于探索的過程中，對于核心技術(shù)的掌握我國還需要花費相當(dāng)長的時間。另一方面，既然自動化技術(shù)很多的依賴于計算機(jī)技術(shù)，而我國的計算機(jī)技術(shù)發(fā)展與發(fā)達(dá)國家相比也相對滯后。

（二）我國的機(jī)械自動化技術(shù)的未來方向

從目前各行各業(yè)的發(fā)展趨勢來看，與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是大勢所趨，機(jī)械設(shè)計與制造也是如此。我國的計算機(jī)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的差距主要存在于系統(tǒng)控制方面，未來，計算機(jī)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的運用投入于機(jī)械設(shè)計與制造中，必將大大提高我國機(jī)械設(shè)計與制造的生產(chǎn)效率，并能有效降低生產(chǎn)成本、節(jié)約資源；另外，計算機(jī)的檢測技術(shù)在機(jī)械設(shè)計與制造中的運用能夠保障機(jī)械的順暢運行，減少故障的產(chǎn)生；最后，計算機(jī)與機(jī)械的結(jié)合還會慢慢滲透到個人日常的生活中，使人們的生活更加智能化與自動化。計算機(jī)的使用也是智能時代的開始。在未來的機(jī)械設(shè)計中，人力的使用會越來越少，所有的機(jī)械運行與控制都將通過計算機(jī)終端來進(jìn)行智能控制。計算機(jī)將會自動進(jìn)行機(jī)械制造的各個環(huán)節(jié)，并在制造過程中的問題進(jìn)行判斷與決策，幾乎完全取代人腦的功能。我國未來的機(jī)械智能化發(fā)展方向應(yīng)努力結(jié)合企業(yè)與市場需求進(jìn)行針對性生產(chǎn)，努力實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計與制造的利益最大化。

目前，無論是我國還是其它國家，都面臨著環(huán)境污染與治理的問題，這也越來越要求我們的機(jī)械制造也能夠朝著綠色生態(tài)化的方向發(fā)展，這里就涉及到新材料的投入與使用。傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展以破壞環(huán)境、污染環(huán)境的方式為代價來保證發(fā)展，這嚴(yán)重違背可持續(xù)發(fā)展的時代要求。在機(jī)械的設(shè)計與制造方面，應(yīng)盡量使用環(huán)保材料，來盡量減少工業(yè)生產(chǎn)中的消耗，促進(jìn)我國工業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展。最后，機(jī)械設(shè)計與制造不是單方面的活動，除了計算機(jī)技術(shù)的運用外，還需要將光學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)融合為一體，促進(jìn)光機(jī)電技術(shù)的整體發(fā)展。使用這種結(jié)合技術(shù)能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。

四、結(jié)語

自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它的運用能夠有效提高機(jī)械設(shè)計與制造的效率、節(jié)約生產(chǎn)成本，促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)整體的發(fā)展。未來，自動化技術(shù)與機(jī)械設(shè)計的結(jié)合將是大勢所趨，我們必須努力抓住機(jī)會，致力于促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，也使得我國的機(jī)械制造業(yè)在國際舞臺上有一席之地。目前，我國的機(jī)械自動化技術(shù)相對于發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距，為此，我們應(yīng)努力吸取發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗，借鑒他們的技術(shù)，補(bǔ)我們的短缺之處。除此之外，更重要的是，我們應(yīng)擁有屬于自己的核心競爭力，這樣才能在國際舞臺中脫穎而出。因此，必須加大教育投入，培養(yǎng)具備扎實機(jī)械設(shè)計與制造功底的、有創(chuàng)新精神與時代精神的、有國際眼光的現(xiàn)代化人才，為我國的機(jī)械化設(shè)計與制造注入一股活力。在我國的機(jī)械整體生產(chǎn)過程中，還應(yīng)注意結(jié)合企業(yè)與市場的需求，努力使生產(chǎn)出來的機(jī)械產(chǎn)品滿足企業(yè)要求，符合市場需要，這才是實際應(yīng)用的開始。

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作者：宗顯聰 單位：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院