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自動化技術在機械設計制造中應用淺析論文
現如今，大家總少不了接觸論文吧，借助論文可以有效提高我們的寫作水平。那要怎么寫好論文呢？下面是小編整理的自動化技術在機械設計制造中應用淺析論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
摘要：
機械制造在工業發展中占據十分重要的位置，同時對于國家經濟的發展也具有重要意義。新形勢下，機械制造不但在工業發展中起到決定性作用，并且與高新技術及農業發展具有較為密切的關聯，尤其是自動化技術的應用，更是將機械制造推向了一個新的發展高度。基于此，筆者分析了自動化技術在機械設計制造中的作用，研究了該技術在機械設計制造中的應用及發展趨勢，僅供參考。
關鍵詞：
新形勢；機械設計制造；自動化技術
當前，計算機技術得到了比較普遍的應用，計算機技術的應用改變了人們的生活、學習與工作方式，極大地促進了社會經濟的發展。尤其是在機械設計制造領域，自動化技術應用程度的高低儼然成為機械生產加工企業自身競爭力強弱的重要象征。在機械設計制造中，應用自動化技術不僅可以縮減企業的生產成本，同時可以提高企業產品生產質量，給企業創造更多經濟效益。所以，當前眾多科研人員致力于該領域的研究，確保機械設計制造和自動化技術有效融合，充分發揮機械設計制造的作用，并使之更好地服務于社會。
1、機械設計制造中自動化技術的作用
1.1縮減生產成本
傳統的機械設計制造技術應用盡管十分廣泛，但是會導致部分生產加工材料的浪費，加大機械制造成本的投入，對于企業的長遠發展十分不利[1]。在機械設計制造中，應用自動化技術，能夠確保機械設計制造各道工序更加符合精細化的發展要求，例如，針對機械制造加工中出現的廢料，可以予以合理應用，這樣可以縮減制造加工成本，提升企業的經濟收益。另外，合理應用自動化技術，能夠改善機械設計制造中的一些不合理環節，保證機械原材料有更加良好的適應性，有效減少原材料產生的廢棄物。因此，自動化技術不僅可以有效減輕工作人員的勞動強度，而且還可以有效節約能源。
1.2提升生產效率
在機械生產加工中應用自動化技術，可以顯著提升機械制造的智能化水平，提高產品質量與工作效率，增強企業自身競爭力，擴大生產規模，為企業的良好發展提供助力。在機械生產加工中應用自動化技術，可以優化機械設計和制造流程，有效彌補機械設計制造中存在的不足，提高和改善產品質量，應用效果較為明顯。
1.3改善機械使用情況
將自動化技術應用于機械設計制造中，針對機械設備進行監控及管理，能夠使機械設備的使用狀況得到一定的改善，推動企業的快速發展，提升企業工作效率。一方面，自動化技術是以計算機技術作為基礎，能夠利用程序的設置實現對機械裝置操作的有效控制。從某種意義上講，這樣能夠規避機械的人工性損傷，有效延長機械設備的使用壽命，縮減機械設備的加工制造成本，明顯提高企業的經濟效益[2]。另一方面，科學應用自動化技術能夠強化對機械設計制造流程的監管，借助于對相關監控數據信息的細致分析，能夠確保機械設備正常穩定運轉，并實現對機械設備的良好維護。
2、機械設計制造中自動化技術的應用
2.1集成化應用
針對一些比較復雜的機械產品，應用自動化技術進行加工，就可以實現各個生產系統間的有效配合，各個級別的機械生產系統間可以相互配合完成對產品的設計加工，從而優化了機械設計生產過程。當前，在機械設計生產過程中，使用計算機集成系統能夠根據設計生產的制造流程進行綜合化生產管理，并通過對各種分散自動化系統的高效整合，促成相對完善的生產制造體系，加強機械設計、生產和營銷管理等多個環節間的聯系，實現對市場調研、產品設計和銷售、機械加工等過程有關信息資料的收集，滿足整體生產過程物料流與信息流之間的統一化管理的要求[3]。針對機械部件的生產加工進行舉例說明，根據NC代碼，需要把毛坯加工成符合相關尺寸和質量要求的零件，接下來對零件進行裝配，獲取相應的機械部件。整體過程中包含眾多不同的環節，通過使用計算機集成化制造過程管理系統能夠完成對自動化機械設備生產關鍵數據信息的有效采集，主要包括材料儲運工作站、加工工作站、質量測量工作站、刀具管理工作站等，之后設備信息流和物料流之間就會相互交叉，信息集中化并向管理部門進行反映，從而針對機械設備生產任務進行集中性的管理和監控。不同的智能化控制系統能夠實現不同的功能，并彼此協同完成特定的生產任務。比如，在機械式立體停車裝置的車盤邊梁工藝制造流程中實現集成化控制系統的應用，由于車盤邊梁材料為高冷彎薄壁鋼材，需鉆大量的連續鉆孔，由激光切割器、自動輸送線、電腦控制系統、自動平板機等聯合組成了智能化生產線，計算機對各臺生產設備的實際操作時間加以協調，對材料進料的響應速度加以控制，降低了設計人員的工作壓力，減少了人力資源的投入，同時提升了生產效率。在機械制造中加強智能化技術的應用，可以極大地提高機械制造的集成化程度，并且創新機器產品加工過程，從而使機器產品加工具有較高的智能化水平。
2.2數控化應用
應用相關計算機軟件實施自動編程過程，可以確保對數控加工生產過程的有效控制，滿足機械設計制造自動化的要求。在機械設計制造過程中，應用計算機輔助軟件，對數控仿真加以分析，并在虛擬現實的環境下針對各機械產品的尺寸、結構和形狀等多方面實施直觀性展示，從而達到對生產產品特性的全面反映，這樣可為設計工作者圖紙的設計與修正提供一定的技術性支撐，進而保證機械生產工作更加安全準確。至于普通的二軸車床或三軸銑床，則可直接由數控系統和相應的機械驅動裝置加以配置，僅需要針對刀具及其采用的裝夾方式與程序作一定的調整，便可以完成對于各種工件的批量加工。就機械控制層面來講，當前通常應用PLC確保其實現，因此通過該技術也可高效解決設備邏輯與開關間的控制問題，從而實現較高的加工精度與效果。機械設計與生產過程中，所使用的數控機床通常在結構上存在一定差異，然而一般都包括數控機床、可編程單元、數控機床和控制中心等，當輸入了一定的信號之后系統電路便會進行驅動[4]。對計算機系統進行分析處理之后，就可以獲取加工坐標軸并輸入相應分量，再經過放大和轉換處理，在伺服電機等相應控制設備中完成輸入，以此實現對加工機床動態的有效監控。
2.3柔性化應用
機械生產加工中應用自動化技術，可以確保機械產品柔性化生產的有效實現，也就是將機械設計制造技術和自動化技術進行有機結合，強化不同生產環節之間的關聯，針對機械生產制造流程實施升級與優化。當前，很多機械設計制造企業都已建設了相應的柔性化生產線，通過使用電子凸輪和電子傳動齒輪取代相關的機械零件，從而高效實現軸間柔性連接。應用快速高精度伺服裝置管理技術和現場通信計算機控制，能夠提高生產線上各個工序段裝置之間的相互耦合，從而提高各個生產線之間的關聯。通過使用相對單獨的PLC伺服控制器，也能夠針對各工序段設備和生產線進行更加高效的管理。應用于集成控制器，能夠使各控制器之間實時地進行與機械設計制造中產品有關數據的有效傳遞，這樣便能夠在第一時間獲取產品相應的生產狀況，從而強化生產制造過程信息管理系統和產品關系模型信息庫間的雙向通信能力，使機械設計與生產過程的柔性化管理工作得以良好進行。針對柔性化產品，則主要依靠于自動化技術，但因為單純應用于機械零部件較易產生信號遲滯的缺陷，所以必須引入智能化裝置在瞬息間完成排產，以有效實現生產規格的調試，這樣整個生產系統相應的恢復時間便會縮短，從而保證連續性生產，完成生產目標。例如，在機械式立體停車設備的鋼框架生產中，可以將柔性化制造技術融入其中，通過同樣的測量工位可以生產多個不同鋼梁和鋼板梁的產品。鋼框架的生產流程主要包括：將材料輸送至數控機床，然后按照圖紙的尺寸加工鋸材，接下來在九軸三維鉆床中完成輸入，能夠一同進行三種孔的鉆孔，完成對型鋼的固定。使用紅外線技術，針對型材的相關尺寸加以檢測，將0點定好，其中一只機械手執行零件板的上料操作，能夠自動實現檢測過程，而且可以找到型鋼上板材的定位；另一只機械手的工作是自動尋找等焊接點，進行焊接工作。在柔性生產線中，針對連接板的定位都是利用機械手完成的。
2.4智能化應用
2015年中國提出了“中國制造2025”戰略，2016年又發布了《智能制造發展規劃（2016—2020年）》，明確了機械制造智能化發展的方向。將自動化技術應用其中，能夠在生產現場針對數控加工機床、傳感器等智能化相關生產設備進行合理布設，實現對工廠中物聯網的有效創建，這樣便可針對機械設備進行自動化控制，完成智能化生產過程。隨著網絡智能化的逐漸發展，數控系統模塊化設計得到有效實現，同時通過強化不同模塊之間的關聯，可實現群控系統的有效創建，然后根據實際生產需求進行智能化分析，編制合理的機械產品生產方案，并針對相關生產資料與信息及時進行調整[5]。例如，應用自適應技術，可以將自動識別負載等相關參數變化作為基礎，實現對前饋控制數據信息和電機參數等相關數據信息的自適應運算，接下來利用自動編程對相關生產設備進行調節和控制。將自動化技術的應用作為基礎，可以針對系統數據實施自動采集、分析及處理，工作人員能夠結合系統所提供的相關數據，對結果與圖像進行分析，給出相應的設計制造方案，確保客戶的個性化需求得到滿足。科學應用網絡技術，可以確保不同生產設備控制端的有效連接，實現相關數據信息的共享，同時可以針對產品設計制造過程實施遠程控制，確保了無人操作流程的有效實現，滿足智能化生產的相應要求。
3、新形勢下機械制造自動化的發展趨勢
3.1機械制造技術數字化
毋庸置疑，當前是信息化時代，計算機技術與通信技術得到了快速發展，并在數字制造領域得到了較為廣泛的應用，企業的生產及經營管理也因此產生了一定的變化。機械制造業通過網絡對相關信息進行公開，同時也借助網絡進行市場的開發。在數字制造環境條件下，機械制造自動化技術通過網絡技術平臺以及產品開發虛擬數字平臺，針對產品的生產及加工進行數字模擬，同時針對相關環節實施測試，這樣可以確保所產生出的產品具有更強的市場適應性。
3.2虛擬技術水平提高
虛擬技術是21世紀誕生的一種重要技術，傳統的虛擬技術是將模擬當作核心，對無限接近相應工作條件的過程加以模擬，然后完成對具體生產過程中可能會出現的問題的有效預測[6]。當前，機械設計制造領域中虛擬技術的應用，主要是預先對問題的原因加以分析，然后制定相關解決措施，有效規避故障問題，這樣可以保證更高的生產效率以及產品質量。然而，目前針對虛擬技術的研究依然不夠，各方面都有待改進。因此，相關技術工作者應從技術能力、理論基礎等多方面予以提升，并結合相關科學技術，盡可能降低人為因素在其中的干擾性影響[7-8]。
3.3機電一體化
機電一體化是由計算機技術、機械生產加工技術、光學技術、信息技術等多門學科交叉而形成的。應用機電一體化技術，可以確保產品更加具有智能性、系統性和模塊化等多方面的特點。新形勢下，在機械設計制造中應用機電一體化技術是當前機械制造行業發展的重要方向，機電一體化技術具有無限廣闊的發展空間，能夠使產品的設計更為科學，顯著提高企業的生產效率[9-10]。
4、結束語
綜上所述，新的發展形勢下，機械設計制造和自動化技術之間的有效融合，不但確保了生產的高質量，而且從整體上優化了機械制造流程，保證了技術的高水平應用，同時降低了機械生產成本，對經濟的發展具有十分重要的意義。借助先進的機械制造技術，經濟的增長也會更加穩定。人們的生活及生產與機械設計制造行業之間存在著密切的關聯，為了保證機械制造行業能夠更加穩定發展，應對機械自動化技術進行更加深入的研究，為經濟發展作出貢獻。
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