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摘要:要想发展我国的机械设计制造自动化技术,不仅要总结经验教训,谋求发展,还要学习吸收外国的先进技术经验,从而实现提高生产效率、降低经济成本这一目标。这就要求制定切实可行的目标,在积极吸收前人教训的同时还要不断谋求自身的发展,建立可持续、循序渐进的发展战略,使我国机械设计制造自动化技术得到良好的发展。自动化技术的发展能够有效推动我国机械设计制造行业的发展进程,从而获得更大的经济收益。
关键词:自动化技术;机械设计制造;应用
引言
自动化技术的普及对机械工程的发展具有强大的推动作用。在未来,智能制造、绿色制造以及更多新的自动化制造理念将会不断被提出并得到应用,机械工程的自动化程度也将越来越高。
1机械工程自动化技术的基本概念
1.1机械工程自动化技术的发展
机械工程的自动化技术,是随着工业大生产而发展起来的。20世纪初,机械冷加工开始发规模发展,许多自动化设备开始得到研发与应该有;20世纪中叶以后,随着计算机技术进入制造领域,机械的设计、制造、管理等流程开始逐渐实现自动化。但在机械工程自动化发展的过程中,许多国家开始认识到,要想实现生产制造过程的全盘自动化,还需要较长时间的技术积累。现阶段的机械自动化技术主要目标是提高生产率并降低生产成本。为此,除了少数制造行业,如汽车、电子制造等实现了高度的自动化外,许多领域仍然停留在加工自动化水平,从产品设计、制造、管理整个过程来看,自动化水平还很低。
1.2机械工程自动化技术的重要意义
机械设计制造技术的自动化,是提高制造业技术水平与经济效益的重要手段。而发展自动化技术,不仅意味着要进一步提高机械生产的效率,更意味着要在制造领域实现多学科融合,将制造过程智能化、信息化,并降低生产过程的资源消耗,实现绿色制造。
2自动化技术在机械设计中的实际应用分析
2.1计算机综合制造系统在机械设计中的实际应用
计算机综合制造系统也被称为集成制造系统,其集成了大量的自动化技术应用内容,可在机械设计制造周期中实现多项计算机辅助技术的相互融合,作为一种综合性自动化技术,可以为机械设计制造提供众多辅助设计制造内容、工艺规划、实际测量和质量控制等内容。如果可以合理应用这些技术,就能大幅度缩短机械设计的实际工作时间,减少人工成本,提高生产效率。而具体来讲,计算机综合系统所提供的制造技术应用辅助多为单项辅助技术内容,通过这些独立技术内容的组合,可以形成全新的数据模型与信息分享平台。而系统本身则强调对传感器、新型自动化管理理论系统以及生产物质集成协调模块的应用,它对提高劳动生产效率具有促进作用。而其中像数控技术、计算机复制智能化技术、自动化设计制造技术以及各种特种加工技术也非常具有针对性,它们都能从生产需求角度出发,最大限度降低机械产品的研发制造时间,减少机械设计中的重复设计内容,保证生产过程中不浪费过多生产资源[1]。
2.2柔性自动化加工技术在机械设计中的实际应用
柔性自动化加工技术源于英国,它是英国人提出的机械自动化系统生产理念。它强调一产品生产信息为基础,结合协调物料储运与数字加工技术设备满足机械设计过程,最终达到适应各种生产与加工对象的实际技术需求,即实现个性化的机械设计过程。这里简要介绍3种柔性自动化加工技术在机械设计中的技术应用。
2.2.1自动定位装夹系统
该系统相当于自动化加工线的系统之心。它拥有自动定位装夹功能,同时还有助力辅助装置。该系统能够加工处理某些毛坯零件,提高零件精度和柔性,是高效率的自动化加工技术。目前,许多机械设计企业都会通过机器人系统来配合自动定位装夹系统完成生产自动定位,其智能化表现程度已经非常高。
从该系统的国际硬件标准化角度来看,它的定位夹具专门由瑞士厂商提供。例如,比较有名的3R自动定位夹具,它的重复定位精度最高达到0.002mm,装夹可控时间最高达到15s,自动化应用表现水平已经相当之高。
2.2.2机器人系统
该系统被称为机械设计领域的“系统之手”。它拥有机械手臂,配合伺服电机与传动装置,能够实现对系统中软硬件系统的同时控制,其具体应用功能就表现为快速运输、安放、加工和更换各种工件,比如比较常见的主轴刀更换就利用到了这一技术内容。另外,在实际的机械设计工作中,像旋转直线机器人、六自由度机器人也是比较常见的。机器人系统本身结合自动化生产线布局,还可配合各种模具零件和石墨电极满足自动化切削加工生产工艺,提高生产线的生产效率。
2.2.3自动化校正与检验系统
自动化校正与检验系统是机械设计自动化技术应用的“系统之魂”。它采用目前最为先进的自动检测测量技术,结合高效率数据处理软件,通过三坐标测量技术对机械设计过程进行流程检验,并能实现二次开发过程。这一自动化校正与检验系统能够将质量结果检测转化为质量过程控制过程。而自动化校正系统本身也配合了工件装夹设备,为所设计加工工件设计坐标偏移值,同时为夹具部分导入智能化识别芯片。该芯片会将自动化软件管理系统收集的所有数据传输给机床,帮助机床在生产过程中提升自动化校正效率,优化其检测系统的检测效率,也能保证机外装夹有效校正,提高设备开机率。
2.3自动化检测技术在机械设计中的实际应用
自动化检测技术本身拥有传统传感器仪器设备,它并不需要过多的人工干预就可自动化进行,而且对不合格产品的检出率非常高,是机械设计优化的保障。目前,自动检测系统主要由数据处理、信号调节、传感器与结果输出4个基本环节共同构成,它们都拥有微型计算机信息处理系统,其产品检测可靠性非常高。
3机械自动化技术的未来发展
3.1智能制造技术
智能制造技术最先起源于对人工智能技术的研究。智能制造,就是要将智能技术与人类决策相结合,进一步提高制造自动化技术。传统的机械工程自动化技术,是要取代人类在制造过程中的体力劳动,使人类专注于更加高效的脑力劳动;而智能制造技术则是要进一步取代人类的部分脑力劳动,使人类专注在更加顶层的设计上。在未来,智能制造技术会专注于制造过程中信息流的管理,使得制造过程中的信息更加全面的得到收集,并为人类决策提供更加有效的参考,或为人类提供更加良好的决策建议。
3.2绿色制造技术
现有的自动化技术大都专注于提高设计、制造过程中的自动化效率。而绿色制造技术的目的是提高整个产品周期的效率。绿色制造技术从产品的设计制造到销售使用,再到报废回收的全过程进行管理,不仅能够更加全面地对产品的制造模式进行分析改进,更是降低成本、提高经济效益的极致体现。绿色制造技术的核心在于将整个机械制造过程闭环,将产品生命周期中造成的浪费和低效降到最低。这样的制造技术更加符合未来对制造行业可持续、环境友好的需求。
结束语
随着我国目前经济水平和科技水平的不断发展,人们对生活质量的要求也逐渐提高,对机械设计制造中的自动化要求越来越高。自动化技术的科学利用能够推动我国各大行业的可持续发展,而且现阶段我国工业发展反复强调自动化技术的重要性。要求自动化技术要与企业的生产发展实际情况相结合,全面分析机械设计制造中自动化技术的科学应用策略,保证我国自动化技术的良好发展。
参考文献:
[1]李江峰.自动化技术在机械制造中的应用[J].南方农机,2017,48(24):110.
[2]唐一忱.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].中国高新区,2017(24):12.
[3]卢荫坤.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].绿色环保建材,2017(12):82.
[4]赵晋辉.探讨机械设计制造与自动化的发展[J].现代工业经济和信息化,2017,7(20):52-53+56.