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自動化技術在機械設計制造中應用淺析論文
現(xiàn)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(yè)發(fā)展中占據(jù)十分重要的位置，同時對于國家經濟的發(fā)展也具有重要意義。新形勢下，機械制造不但在工業(yè)發(fā)展中起到決定性作用，并且與高新技術及農業(yè)發(fā)展具有較為密切的關聯(lián)，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(fā)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(fā)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(fā)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(yè)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(yè)的生產成本，同時可以提高企業(yè)產品生產質量，給企業(yè)創(chuàng)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(fā)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(tǒng)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(yè)的長遠發(fā)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(fā)展要求，例如，針對機械制造加工中出現(xiàn)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(yè)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(huán)節(jié)，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(jié)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(yè)自身競爭力，擴大生產規(guī)模，為企業(yè)的良好發(fā)展提供助力。在機械生產加工中應用自動化技術，可以優(yōu)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(jiān)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(yè)的快速發(fā)展，提升企業(yè)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(xiàn)對機械裝置操作的有效控制。從某種意義上講，這樣能夠規(guī)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(yè)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(jiān)管，借助于對相關監(jiān)控數(shù)據(jù)信息的細致分析，能夠確保機械設備正常穩(wěn)定運轉，并實現(xiàn)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(xiàn)各個生產系統(tǒng)間的有效配合，各個級別的機械生產系統(tǒng)間可以相互配合完成對產品的設計加工，從而優(yōu)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(tǒng)能夠根據(jù)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(tǒng)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(huán)節(jié)間的聯(lián)系，實現(xiàn)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(tǒng)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(jù)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(huán)節(jié)，通過使用計算機集成化制造過程管理系統(tǒng)能夠完成對自動化機械設備生產關鍵數(shù)據(jù)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(jiān)控。不同的智能化控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)不同的功能，并彼此協(xié)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(xiàn)集成化控制系統(tǒng)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(xù)鉆孔，由激光切割器、自動輸送線、電腦控制系統(tǒng)、自動平板機等聯(lián)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(xié)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(chuàng)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(shù)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(shù)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(shù)控仿真加以分析，并在虛擬現(xiàn)實的環(huán)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(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)，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(xiàn)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(shù)控機床通常在結構上存在一定差異，然而一般都包括數(shù)控機床、可編程單元、數(shù)控機床和控制中心等，當輸入了一定的信號之后系統(tǒng)電路便會進行驅動[4]。對計算機系統(tǒng)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(xiàn)對加工機床動態(tài)的有效監(jiān)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(xiàn)，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(huán)節(jié)之間的關聯(lián)，針對機械生產制造流程實施升級與優(yōu)化。當前，很多機械設計制造企業(yè)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(xiàn)軸間柔性連接。應用快速高精度伺服裝置管理技術和現(xiàn)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(lián)。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(shù)據(jù)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(tǒng)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(xiàn)生產規(guī)格的調試，這樣整個生產系統(tǒng)相應的恢復時間便會縮短，從而保證連續(xù)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(shù)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(zhí)行零件板的上料操作，能夠自動實現(xiàn)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(zhàn)略，2016年又發(fā)布了《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，明確了機械制造智能化發(fā)展的方向。將自動化技術應用其中，能夠在生產現(xiàn)場針對數(shù)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(xiàn)對工廠中物聯(lián)網的有效創(chuàng)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(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)模塊化設計得到有效實現(xiàn)，同時通過強化不同模塊之間的關聯(lián)，可實現(xiàn)群控系統(tǒng)的有效創(chuàng)建，然后根據(jù)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(shù)變化作為基礎，實現(xiàn)對前饋控制數(shù)據(jù)信息和電機參數(shù)等相關數(shù)據(jù)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(jié)和控制。將自動化技術的應用作為基礎，可以針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)實施自動采集、分析及處理，工作人員能夠結合系統(tǒng)所提供的相關數(shù)據(jù)，對結果與圖像進行分析，給出相應的設計制造方案，確�？蛻舻膫�性化需求得到滿足�？茖W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(xiàn)相關數(shù)據(jù)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(xiàn)，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(fā)展趨勢
3.1機械制造技術數(shù)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(fā)展，并在數(shù)字制造領域得到了較為廣泛的應用，企業(yè)的生產及經營管理也因此產生了一定的變化。機械制造業(yè)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(fā)。在數(shù)字制造環(huán)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(fā)虛擬數(shù)字平臺，針對產品的生產及加工進行數(shù)字模擬，同時針對相關環(huán)節(jié)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(tǒng)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(xiàn)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(guī)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(tǒng)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(yè)發(fā)展的重要方向，機電一體化技術具有無限廣闊的發(fā)展空間，能夠使產品的設計更為科學，顯著提高企業(yè)的生產效率[9-10]。
4、結束語
綜上所述，新的發(fā)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(yōu)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(fā)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(wěn)定。人們的生活及生產與機械設計制造行業(yè)之間存在著密切的關聯(lián)，為了保證機械制造行業(yè)能夠更加穩(wěn)定發(fā)展，應對機械自動化技術進行更加深入的研究，為經濟發(fā)展作出貢獻。
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