導(dǎo)語(yǔ)：自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的新應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

自動(dòng)化技術(shù)具有高效、高質(zhì)、節(jié)能、功能多樣化、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用極大地解放了生產(chǎn)力，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，同時(shí)，也給人們的生活帶來(lái)了很大的便利。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，將能借助其突出的先進(jìn)的技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的、高效率的和連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)，帶動(dòng)整個(gè)工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)的改革和創(chuàng)新。

自動(dòng)化技術(shù)概述

（一）自動(dòng)化技術(shù)概念與特點(diǎn)。自動(dòng)化技術(shù)是以信息科技為基礎(chǔ)的新興學(xué)科，就是利用計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)等，使機(jī)器和裝置在預(yù)先人為設(shè)定的程序下，不用通過(guò)人工操作，或者是指需要極少人參與的情況下，就可開展生產(chǎn)作業(yè)，通過(guò)信息處理等自動(dòng)化完成預(yù)定任務(wù)。自動(dòng)化技術(shù)是一種先進(jìn)的技術(shù)，包含了信息技術(shù)、微電子技術(shù)等各種先進(jìn)性比較高技術(shù)。從自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷史來(lái)看，20世紀(jì)40年代，美國(guó)最早提出“自動(dòng)化”一詞。隨后，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的促進(jìn)下，自動(dòng)化技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在社會(huì)生產(chǎn)生活等各個(gè)領(lǐng)域都獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了降本增效。自動(dòng)化技術(shù)減少了人力資源的投入，將人們從繁重、危險(xiǎn)、惡劣及部分腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，拓展了人的器官功能，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率與質(zhì)量，也增強(qiáng)了人類認(rèn)識(shí)與改造世界的能力。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)通過(guò)與不同的領(lǐng)域結(jié)合，也逐漸開始細(xì)分，形成了機(jī)械制造自動(dòng)化、過(guò)程控制自動(dòng)化、管理自動(dòng)化、教育自動(dòng)化等不同的技術(shù)，呈現(xiàn)出多元化發(fā)展、多學(xué)科技術(shù)交叉的態(tài)勢(shì)。此外，該技術(shù)的拓展性也非常強(qiáng)，利用自動(dòng)控制的優(yōu)勢(shì)，能夠代替人的體力勞動(dòng)及代替或輔助人的腦力勞動(dòng)。（二）機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用，使得機(jī)械設(shè)計(jì)與制行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.06.020可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度造的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)向著數(shù)字化、綠色化、虛擬化等方向進(jìn)一步前進(jìn)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，主要如下：第一，能提高生產(chǎn)效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，使生產(chǎn)質(zhì)量提升。而企業(yè)通過(guò)降本增效，也可以更好地增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，占據(jù)更多的市場(chǎng)份額。自動(dòng)化技術(shù)還能推動(dòng)企業(yè)產(chǎn)生設(shè)備設(shè)施等升級(jí)換代，優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的工作，改善傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的不足，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品質(zhì)量，更好地滿足客戶各種要求。第二，能促進(jìn)資源優(yōu)化配置。自動(dòng)化技術(shù)能促進(jìn)相關(guān)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)各種資源最大化利用，這樣可以減少機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的資源浪費(fèi)。同時(shí)，推廣應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，不僅能優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，針對(duì)市場(chǎng)需求生產(chǎn)更加精準(zhǔn)的產(chǎn)品。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)因?yàn)榧闪硕喾N先進(jìn)的技術(shù)，不同技術(shù)在交流融合中還能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，進(jìn)而使機(jī)械設(shè)計(jì)制造創(chuàng)新和進(jìn)步。此外，自動(dòng)化還需要應(yīng)用到各種新材料，這些新材料的應(yīng)用，不僅能提高產(chǎn)品性能，還能減少材料的使用和消耗，甚至還能對(duì)殘余材料實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，從而實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能和環(huán)境保護(hù)。第三，能降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造更多的是依靠人工來(lái)進(jìn)行，而人工操作由于受到多種因素的影響，就會(huì)難免出現(xiàn)各種失誤，設(shè)計(jì)制造的效率也比較低下，這就在很大程度上增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，制約了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。自動(dòng)化技術(shù)憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得人的手工操作大大減少，可以使生產(chǎn)變得更加準(zhǔn)確和精密。在此種情況下，人工失誤減少，產(chǎn)品質(zhì)量提高，產(chǎn)品不合格率也得到大幅度降低，進(jìn)而節(jié)約了材料和成本，企業(yè)的利潤(rùn)和效益也會(huì)增加。自動(dòng)化技術(shù)可以縮短機(jī)械設(shè)計(jì)制造的周期，節(jié)約企業(yè)投資和縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。此外，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)質(zhì)量控制、檢測(cè)、預(yù)防、報(bào)警等功能，能顯著增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的安全性，減少安全事故和人員損傷的發(fā)生率，保證了安全生產(chǎn)。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)的必要性

機(jī)器在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，將人類從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的迅猛發(fā)展，為人類社會(huì)創(chuàng)造了巨大的價(jià)值和財(cái)富。我國(guó)是世界第一制造業(yè)大國(guó)，已建成門類齊全、獨(dú)立完整的現(xiàn)代工業(yè)體系，工業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模和制造業(yè)增加值都穩(wěn)居全球首位。在從工業(yè)大國(guó)邁向工業(yè)強(qiáng)國(guó)的過(guò)程中，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成為第一動(dòng)力。機(jī)械設(shè)計(jì)制造是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，產(chǎn)品的每個(gè)零部件都需要有精準(zhǔn)的尺寸、形狀，材料的使用也需要科學(xué)、準(zhǔn)確，處理這些問(wèn)題需要高水平的專業(yè)技術(shù)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全、高效的生產(chǎn)。自動(dòng)化技術(shù)代表了先進(jìn)的生產(chǎn)力，其內(nèi)部包含多種先進(jìn)的具有創(chuàng)新性的技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的重要?jiǎng)恿υ矗瑫r(shí)，機(jī)械自動(dòng)化也是現(xiàn)代工業(yè)追求的智能生產(chǎn)形式。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)利用計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感與遙控技術(shù)等，可以使機(jī)器自動(dòng)化進(jìn)行作業(yè)，而且，數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)榷挤浅７奖憧旖?，還能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化及連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)加工，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人力之所能，因此，對(duì)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率、質(zhì)量及效益意義重大，也為我國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化夯實(shí)了技術(shù)基礎(chǔ)。在新形勢(shì)下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造面臨全球競(jìng)爭(zhēng)的新情況，為了更好地增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力，在國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中獲得成功，就要加快自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，并更加廣泛地應(yīng)用自動(dòng)化幾乎，利用科技的力量推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造成為真正的智能化、自動(dòng)化的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。

新形勢(shì)下自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用原則。從自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)質(zhì)來(lái)看，因其是先進(jìn)技術(shù)的集成者，具有智能化、模塊化、微型化等手段，從內(nèi)容、重點(diǎn)、核心及功能等多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造比傳統(tǒng)手段下的更加快捷、高效和高質(zhì)。不過(guò)，在具體應(yīng)用中，也是要遵循一定的原則的，只有這樣才能充分發(fā)揮出自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。需要遵循如下原則：第一，注重全面創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)制造是在技術(shù)支撐上進(jìn)行的，需要不斷地從智能化、自動(dòng)化、信息化等方面進(jìn)行創(chuàng)新，這樣才能夯實(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的基礎(chǔ)，提高效率，嚴(yán)控質(zhì)量，保證生產(chǎn)效益最大化。第二，與機(jī)械功能需求匹配。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造，其主要目標(biāo)就是使產(chǎn)品的質(zhì)量與功能得到優(yōu)化提升，使產(chǎn)品生產(chǎn)效率得到加速，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品功能作用得到最大化發(fā)揮，這也是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造的核心所在。第三，確保操作便捷。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，對(duì)于設(shè)計(jì)制造的可操作性往往重視不足，加上機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)與操作都十分復(fù)雜，在操作過(guò)程中，極易因?yàn)槿说囊蛩貙?dǎo)致出現(xiàn)誤差甚至是事故。實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化，就需要堅(jiān)持操作便捷的原則。（二）自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。1、數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造工藝復(fù)雜，同時(shí)精度要求也比較高，如果是采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造加工工藝，不僅產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高，效率與質(zhì)量也不夠高。但是，將數(shù)控技術(shù)引入機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，就能從根本上解決這些問(wèn)題，極大地提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)編程，根據(jù)數(shù)控機(jī)床規(guī)定的語(yǔ)言規(guī)則和格式編寫加工程序，利用數(shù)控機(jī)床，來(lái)對(duì)工藝路線與參數(shù)、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)等進(jìn)行控制，開展產(chǎn)品加工。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代生產(chǎn)加工制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，具有高速高精化、智能化、開放性、重復(fù)利用、節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，可對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，利用數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備操作，使加工過(guò)程保持良好的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造高度自動(dòng)化。在開始機(jī)械設(shè)計(jì)制造前，技術(shù)人員要利用計(jì)算機(jī)來(lái)編程設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，例如，在刀具切割環(huán)節(jié)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)，對(duì)其操作過(guò)程進(jìn)行編程，通過(guò)程序代碼精確控制下刀時(shí)間與速度，就能夠保證產(chǎn)品生產(chǎn)的精確性。2、虛擬技術(shù)的應(yīng)用。作為高新技術(shù)最為典型的代表，虛擬技術(shù)是以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的，同時(shí)，還利用人機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人體行為學(xué)等技術(shù)手段，通過(guò)這些技術(shù)的綜合應(yīng)用，并借助傳感設(shè)備，就能為用戶呈現(xiàn)出三維逼真虛擬環(huán)境。這種環(huán)境具有高度逼真的視、聽和觸覺(jué)。用戶在此環(huán)境中，通過(guò)人機(jī)交互，就能得到與真實(shí)環(huán)境相近的使用體驗(yàn)。虛擬技術(shù)具有多感知性、交互性、沉浸感、構(gòu)想性特點(diǎn)，其系統(tǒng)主要包括傳感器件、作用器件、虛擬環(huán)境發(fā)生器、人、虛擬環(huán)境，通過(guò)五大元素的交互應(yīng)用，用戶的使用感受也相應(yīng)地會(huì)變得更加真切生動(dòng)。將虛擬技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，可以極大地提高問(wèn)題解決能力。例如，如檢測(cè)到機(jī)械生產(chǎn)中發(fā)生機(jī)械故障，就可以應(yīng)用虛擬技術(shù)進(jìn)行全面、深入的分析，準(zhǔn)確追溯導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的根本原因，從而及時(shí)找到應(yīng)對(duì)策略，有效避免出現(xiàn)不合格產(chǎn)品和生產(chǎn)資源的浪費(fèi)。虛擬技術(shù)還能對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)督，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造活動(dòng)能夠順利有序進(jìn)行。虛擬技術(shù)可較好地解決傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在諸多弊端和問(wèn)題，不過(guò)，因該技術(shù)目前還處于技術(shù)研究階段，應(yīng)用方面還不夠廣泛。實(shí)踐中要加強(qiáng)虛擬技術(shù)與其他技術(shù)的相互融合，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的自檢水平和流程的自動(dòng)優(yōu)化能力。3、其他自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)制造檢測(cè)環(huán)節(jié)是必不可少的重要環(huán)節(jié)，其檢測(cè)過(guò)程也是繁瑣的，為了提高效率，傳統(tǒng)檢測(cè)都是抽樣進(jìn)行的，這樣就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)質(zhì)量不高。而與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)是利用編程技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的設(shè)備、裝置等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造全程監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)異常情況就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。信息化處理技術(shù)是將自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的信息進(jìn)行收集、整理、利用，通過(guò)公式和準(zhǔn)確的計(jì)算來(lái)提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造信息化自動(dòng)生產(chǎn)水平。集成技術(shù)是一種現(xiàn)代化的應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)線性排列的方式，對(duì)生產(chǎn)內(nèi)容進(jìn)行整合，最大程度地簡(jiǎn)化操作過(guò)程，形成一體化生產(chǎn)管理。集成化發(fā)展將是制造業(yè)發(fā)展未來(lái)的主要方向，其能使系統(tǒng)分工更為合理和協(xié)調(diào)，能生產(chǎn)出集成度較高的高質(zhì)量的機(jī)械類產(chǎn)品。

綜上所述，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造方法主要包含理論計(jì)算、相似案例類比和模型試驗(yàn)等內(nèi)容，如果設(shè)計(jì)與制造的條件比較復(fù)雜，就會(huì)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，產(chǎn)品質(zhì)量也難以精準(zhǔn)地達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。將自動(dòng)化技術(shù)覆蓋到全部機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，其優(yōu)勢(shì)是非常顯著的，既能將傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的問(wèn)題予以高效解決，還能提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的效率和品質(zhì)，節(jié)約資源，降低成本，其結(jié)果就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平不斷提高，效益不斷增長(zhǎng)。

作者:王軍 單位:酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院