自动化技术在机械设计制造中的应用分析

张忠楼

摘要：从根本上讲，机械自动控制是机械技术与电子信息技术结合发展到一定程度的结果。由于我国是一个机械制造业大国，在机械开发过程中恰当地运用自动控制技术，可以使产品更好地满足使用者的需求。为了使机械自动化更好地发挥应有的功能，本文对机械自动化特点进行阐述，并对其发展趋势进行展望。

关键词：自动化技术；机械；设计；制造；应用

随着大数据发展，数字信息技术和智能系统被广泛使用，自动化技术也在快速地发展。把自动化控制技术融入传统的机械设计和制作中，使其在保证产品品质的同时，提高机械的工作效率。只有充分发挥其在工业生产中的优势，使各领域技术相互结合，促进其在工业生产中的广泛应用，进一步推动我国机械制造业健康稳定发展。

一、机械自动化概述

第一，机械自动化的发展宗旨是通过运用合适的技术，创造出一种流水线式的机械生产模式，从而提高机械生产的工作效率。第二，机械生产本身就是一种依靠技术和装备的工作，自动化不可避免。第三，机械自动操作不需要太多的人手，如果利用得当还可以对生产费用进行有效控制，这对机械制造工业企业获得更高的经济效益具有重要的作用[1]。第四，通过机械自动化的发展，可以展示出我们国家相对领先的生产思想，在机械自动化产品的市场竞争中，产业的发展将会变得越来越激烈。机械自动化必将是各个产业企业提高自己整体能力的主攻方向，只有加快其开发和运用，才能让机械制造企业抓住机会，达到可持续发展。

二、自动化技术在机械设计制造中的具体运用

（一）计算机系统

将自动控制技术引入到目前的机械设计生产领域具有十分重大的意义，在进行设计时，必须充分发挥其自身的优点，以提高其实用性。在开发的过程中，必须与完备的软件体系相结合，对企业目前的发展状况发挥关键作用。在实践中，不仅要利用计算机对整个机械装备的生产过程进行最优控制，同时也要对机械设计和制造工作的稳定运转进行监督，迅速地找到实践中出现的问题，利用计算机自身的优点，将大数据技术与其自身的优点相结合，确保整个装备的整体发展，同时也可以实行责任制，达到各级的高效管理[2]。在目前计算机系统运用中，可以减少现实的监督压力，同时结合自动控制技术来实现自动生产工作，提高生产效率和水平。

（二）柔性自动化技术

在柔性自动化技术的应用中，能够将先进的科学技术方法与机械设计的需求和规范相结合，按照机械自动化系统自身的理念，将柔性自动化技术与其相结合，以大数据技术为核心，对生产的产品进行持续地进行优化与调节，同时也能够使技术装备的功能简单化。柔性技术是一种柔性开发方式，要以持续适应的方式提高其开发层次。柔性自动化技术还能够让有关部门的工作思想得到释放，采用灵活的管理方法，使整个体系变得更为完整，还能够使各种功能装置互相融合，从而推动社会和经济的稳定发展。

（三）自动检测技术

鉴于机械产品整体运转非常复杂，因此必须将自动化检测技术引入到实践中，提高其工作效率。采用自动化检测方法既能节省人力，又能减少生产费用，提高经济效益。在工作过程中，利用自动化检测技术，可以达到连续工作的目的，而且当工作人员不工作时，也可以保持待机，避免电力损耗的问题。此外，利用自动化检测技术，也能减少产品自身的错误率，使不符合工作要求的可能性大大减少，使其符合工作的要求与规范[3]。

三、自动化技术在机械设计制造中的发展趋势

（一）环保化

从长远看，绿色发展是大势所趋，制造业不可避免地要走上绿色发展道路，一是为了更好地保护生态环境；二是可以使信息技术的优点和功能得到有效利用。目前能源供给还存在着严重不足，必须加强各种类型的技术研发，将更多环境友好性因素考虑进去。要使企业生产成本降低，并且要实现绿色发展，就必须在新的阶段运用机械制造自动化技术，并与其相适应的特点，将机械引导生产朝着数字化和绿色化的方向发展，从而使相关的相关设施得到更好的发展和改进，根据生产的具体情况，持续地摸索出节能、环保的生产方式，实现绿色发展的目的。

（二）智能化

智能制造是近年来兴起的一门新兴学科，它利用人工智能对生产和加工过程进行智能化改造，可以有效地解决大多数复杂的决策问题，极大地提升了机器人的自动化程度和实用性。将专家系统、自动化制造技术、系统工程和神经网络人工智能等技术有机地融合在一起，实现不同制造系统（如市场实用性、经济性、兼容性等）间的有效交流。

智能制造是一种以人工智能为主导，以机械制造技术为主体的智能制造体系，在生产体系的每一个环节上，让人工智能代替人的控制作业，利用相应的理论和技术，让人工智能扮演人的角色，削弱乃至消除人在机器加工中的角色，实现一种类似于大脑工作机制的自动化技术。在这种技术中，系统可以像向专家那样进行决策分析，实时地、动态地监控自己的生产过程，防止可能出现的差错，并自动纠正已经发生的差错，并能正确地应对突发情况，使自己的系统能根据外部环境的变化而作出相应的调整

[4]。

（三）数字化

自动化技术集成就是通过对生产、评估、生产及销售等全流程的综合优化，对各种技术、原材料和物流等信息进行整合，使生产线的高效率运转。在电子、计算机和通信等高技术的推动下，自动化技术得到了持续的发展。在此过程中，机械制造系统也在不断地吸取自己的最新研究成果，并将其应用于机械生产的引导之中。逐步地，以自动化技术为中心，建立起了一套以自动化技术为中心的机械制造集成体系。它将从单机到系统、从单个情况到软硬件相结合、从简到繁的每一个环节，都能得到广泛的应用。

其中，尤其是计算机综合制造系统的应用最多，并得到了我国机械行业的普遍认同。计算机集成制造系统（CIMS）是一种对集成能力进行增强的系统，它将产品生产过程中的各种技术和有关的生产信息进行了整合，基于系统工程的原理，将计算机网络和数据库系统相结合，简化了生产流程，制定了标准化的程序，扩展了机器的生产规模，减少了资源的浪费，是一种比较成熟的集成制造系统。随着计算机集成体系的进一步完善和完善，其覆盖的领域也会日益广泛，最后将会发展成为一种集质量工程、数据库信息、设计制造、管理决策为一体的复杂集成制造体系。

（四）一体化

将自动化技术用于某些较为复杂的机械，可以使各生产体系之间形成高效的协作关系，不同层次的机械生产体系之间能够协同工作来进行产品设计和加工，从而实现机械优化开发。在整个机械的设计和制造中运用计算机整合的技术，能够根据设计的制造程序，对整个机械的生产进行全面地管理。同时，还可以有效地将各个分散的自动化系统融合起来，形成一个比较完整的生产系统，将机械设计、生产和市场营销等各个方面连接起来，这样就能收集到市场调研、产品设计与销售、机械加工等各环节的有关信息资料，使之与全制造技术中物流与信息流的一体化管理相匹配。以某一机械零部件的制造与加工为例，按照NC编码，要将坯料按照有关的尺寸与质量要求，然后组装零部件，获得对应的机械零部件。

（五）精细化

为了使机械设计与制造工作更加高效，今后机械设计和生产必然会朝着自动化和精细化方向发展。通过机械自动控制，可以极大地提高制造技术的安全性，降低人力的消耗。在具体工作中，工作人员应该对机械的作业流程给予足够的关注，通过遥控来降低故障发生的概率，提高整个流程的安全性。自动机械可以进行系统的更新和改进，增强了其实用性，而利用安全预警机制，可以极大地减少问题的发生[5]。在今后机械设计、制造和自动化方面，精细化管理也是必然趋势。通过对机构精密设计与加工，为其自动控制的发展奠定扎实的基础，强化机构的精度，持续提高企业的核心竞争力。

结束语：

在机械生产中，自动控制的应用非常广泛。在未来的机械生产过程中，自动化技术会变得更加智能化、虚拟化和集成化，恰当地运用自动化技术不但能够推动整个企业的发展，而且能够更好地为人们提供服务，同时也能够为企业在今后的市场竞争中奠定坚实的发展根基。

参考文献：

[1]阿尔孜古丽·吾买尔,张锋.自动化技术在农业机械设计制造中的运用[J].数字技术与应用,2023,41(11):23-25.

[2]任磊.自动化技术在汽车机械制造中的应用探析[J].专用汽车,2023,(11):69-71.

[3]吕潇丽,贺子轩,刘峥嵘.机械自动化技术及其在机械制造中的应用[J].模具制造,2023,23(11):181-183.

[4]李款,许文正.自动化技术在机械设计中的应用[J].农机使用与维修,2023,(09):79-81.

[5]任建华,张希升,王丰阳等.自动化技术在农业机械设计制造中的实践探讨[J].模具制造,2023,23(09):184-186.

作者简介

张忠楼（1987年6月-）男，汉族，云南省盈江县人，工程师，本科学历，主要从事卷烟厂、打叶复烤厂、卷烟物流中心等工艺流程设计工作。