自动化技术在机械设计制造中的应用及优化措施

游艳芳

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摘要：我国制造行业和我国各行各业的快速发展，自动化技术在机械设计制造中的应用越来越普遍。信息技术全面发展背景下，机械制造领域不断向着智能化、自动化、多样化等方面进行，采取多种技术全面的应用，组合成为整体性技术体系。在机械制造自动化系统全面的发展之下，机械技术、电子技术有序的发展，支撑整个技术不断进步，机械工程领域全面的发展，不断创新机械制造技术，带动我国现代社会的全面发展。机械设计制造也已经加强创新，很多新型技术不断应用到实践中，对于我国机械制造水平的全面提升产生积极的意义。

关键词：自动化技术；机械设计制造；应用及优化措施

引言

作为一种集合了多元理论知识且包含先进科学技术的综合结构体。自动化技术与机械设计制造的结合，也便使得机械设计制造及其自动化逐渐发展为了当下工业生产及电子产品研发等方面的重要操作技术。相较于传统的机械生产方式，现代化的机械方案设计及其自动化无论是在安全性或是技术稳定性方面均有明显提升，这也与时代发展的优势相契合。也正因此，机械方案设计及其自动化方为我国我国社会当代主体工业生产的重点内容。

1机械设计制造中应用自动化技术的意义

传统的机械制造过程涉及大量人工操作，这不仅增加了人力成本，还容易受到人为因素的影响，导致生产结果不稳定。而引入自动化技术后，自动化设备可以持续高效地运行，可以取代一部分人工操作，降低人力需求和相关成本。在传统制造过程中，设备故障的发现和修复通常需要耗费大量时间和人力，这会导致生产线停工时间长、产量减少等问题。而自动化技术能够快速检测设备故障，并通过智能诊断和预测来迅速定位问题并提供解决方案，这极大地减少了故障排除的时间，提高了维修的质量和效率，确保设备的安全运行。自动化技术还能够优化生产过程，提升生产线的运行效率和产品质量，从而增加整体产量和降低废品率。自动化技术还可以提升机械制造的个性化效果。个性化定制是当前市场的一项重要趋势。

2自动化技术在机械设计制造中的应用方向

2.1集成化的机械制造生产

当前社会发展速度非常快，机械设备集成化生产水平日益提升，很多企业过度重视经济效益，却很少考虑到机械设备生产过程中大型设备存在的质量问题，难以优化机械系统的生产过程，造成很多的功能性无法满足要求，最终给应用效果带来不利影响。为了实现机械设计制造水平的全面提高，技术人员要从当前的实际情况出发，对于整个机械设备系统进行升级改造，落实集成化控制措施，进而可以提高生产总体水平。集成化的主要特点是建设自动控制平台，优化各项生产工序，落实生产资源的监督管控，才能提高机械设备设计和生产的总体效率。因此，机械制造企业就目前的实际情况出发，创新集成化系统管理模式，优化改造各项工作措施，进而可以提升系统的生产东西水平。集成化机械制造自动化控制模式之下，企业技术人员逐一完成各个工作流程，并且根据当前的生产需要进行流程的优化，简化各个生产步骤，实现机械生产工艺水平和效果的全面提高。应用机械制造自动化工艺平台，取代传统人工加工的方式，减少劳动力，促进生产效率和质量的提升，不仅能够保护企业的经济效益，还能够带动企业全面发展。机械制造自动化控制平台的应用，实现资源的优化配置，各级工作人员随时掌握当前机械制造生产环节存在的问题，并且进行规模的扩大。

2.2计算机辅助技术的应用

机械设计制造及其自动化虽具有较强的综合性，但实现过程却极为困难。而如今，因科技的飞速发展，不仅带动了我国的高新技术产业，也让信息、计算机等技术得到了更好的运用，继而使得各行各业的办公效率均得到了显著提升。对此，若能将信息技术合理运用到机械设计制造及其自动化的发展之中，势必能推动机械设计制造及其自动化的发展，继而满足时代发展要求。积极将计算机辅助技术与机械设计制造及其自动化结合，为保证良好的融合效果，需首先对生产产品的基础信息有所了解。譬如基本的运作原理、产品构造及尺寸大小等。兼合上述基本信息在考虑相关设计以及设计完成后是否需要进行再次的优化，此过程变更充分发挥计算机技术的辅助作用，借此提高工作的质量与效率，让整个流程的进度得以加快。

2.3柔性化技术在机械设计中的应用

（1）柔性设计与制造系统的架构。柔性设计与制造系统是一种集在线设计、数控加工、仿真验证等功能于一体的复合系统，它通过参数化建模和数字化装配设计实现柔性化的机械设计和制造过程。柔性设计与制造系统的架构包括基于通用零件的参数化建模数据库、CAD和CAM软件以及虚拟样机系统等组件。基于通用零件的参数化建模数据库提供了丰富的零部件和模块，设计人员可以根据实际需要选择和调整零件的尺寸、形状等参数，快速生成符合要求的专用零件。CAD和CAM软件用于完成机械产品的三维建模、装配和数控加工编程。虚拟样机系统通过虚拟现实技术，使设计人员能够在数字化环境中观察和交互式操作机械产品的三维模型，进行功能仿真和验证。（2）柔性设计与制造系统的应用。柔性设计与制造系统的应用方法包括参数化建模、数字化装配设计和优化设计与产品定型，这些方法为设计人员提供了一种在满足机械设计要求的同时，灵活调整通用零件尺寸和形状的能力，使他们可以快速而有效地生产出适应特定需求的专用零件。在柔性设计与制造系统中，设计人员首先基于现有模型调整零件尺寸或形状，根据特定设计需求，进行参数化建模，节约时间并保证质量。然后在数字化装配设计阶段，通过计算机接口在仿真环境中完成三维模型设计和装配，验证零件协调性和功能的实现，提前解决可能的设计问题。最后，在优化设计与产品定型阶段，根据仿真结果进行优化设计，如调整零部件的尺寸、形状或材料，以提升产品性能和可靠性。优化后的模型保存作为制造和加工的依据，确保设计合理且性能优越。

2.4工业机器人

不同的机器人有不同的结构类型，通过对机器人的结构上的分析可以进一步对机器人进行分类。工业机器人可分为直角坐标型机器人、球坐标型机器人、圆柱坐标型机器人和多关节型机器人。码垛机器人在进行构型选择与设计时，需要遵循四个原则：保证机械臂的工作空间能够满足作业要求；在满足工作环境的条件下，尽可能减少自由度；为了避免出现机械臂不可控制和损坏机械臂的情况，需要消除机械臂的奇异位型；以及合理设计机构，机械臂能够正常运动和方便制造。从机械手的坐标结构来看主要分为直角坐标、圆柱坐标、球坐标、关节坐标。气爪的气动控制，气爪部分是用来实现抓取的功能，是实现现代机械手控制的关键，气爪由气缸提供抓取力，可以实现对于重物的抓取。

结束语

综上所述，机械设计制造作为国家工业关键的组成部分之一，直接关系到我国工业的平稳、健康发展。相关技术人员需要不断深入探究自动化技术在机械设计制造中的应用，积极发现技术应用中存在的问题并及时进行解决，进而让机械设计制造业能够得到更好发展。

参考文献

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[2]傅建红.自动化技术在机械设计与制造中的应用[J].造纸装备及材料，2020，49（06）：28～30

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