浅谈自动化技术在机械设计中的应用蒋京发

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年1月第3期   作者:蒋京发
[导读] 科学技术的不断发展使得许多先进技术逐渐问世并完善

         摘要:科学技术的不断发展使得许多先进技术逐渐问世并完善,例如自动化技术,为我国许多领域、尤其是为工业发展带来了新的契机,使之呈现百花齐放的大好局面,但相应地,工业企业之间的竞争压力也随之增加,淘汰了一大批不能跟上时代发展潮流的企业,想要在其中脱颖而出,企业就必须与时俱进,引入自动化技术,提高生产效率和产品质量。本文立足于实际生产,分析自动化技术在机械设计中的应用。
         关键词:自动化技术 机械设计 应用
         引言:自动化技术包含多个学科的丰富内容,它是对多种技术的有机融合,将生产系统中的各个部分连接成为一个整体,完成工业生产的半自动化或者全自动化。自动化技术在我国的发展历史较短,许多方面不如发达国家完善,但近年来,随着全球一体化趋势的推进和信息化技术的深入普及,我国的自动化技术实现了质的飞跃,水平大幅提高,在机械设计当中应用自动化技术,就能够大幅提高生产效率,带动工业企业发展。
         一、我国机械设计行业自动化技术的应用现状
         如今大多数发达国家已经能够在机械设计行业使用自动化技术,实现较为彻底的自动化生产,但在我国,由于各种历史因素,自动化技术未能抓住起步机会,虽发展十分迅速,甚至跻身世界前列,但与美国等发达国家相比,还存在一定的差距。目前我国自动化技术在机械设计中的应用十分有限,例如工业机器人的数量极少,在技术方面,我国的机械生产自动化系统还停留在单机自动化方面,未能实现多台设备的紧密连接,另外,引入自动化技术的成本较高,导致许多中小型企业无法承担该项支出,不愿意参与到自动化技术的应用当中,这些都成为了我国机械工业发展过程中亟待解决的问题。
         二、自动化技术在机械设计中的应用
1、自动监控
         在机械设计行业中,采用一定的手段对生产车间进行监控乃是工业发展的必然需求,它能够向管理人员实时反映生产车间的运作情况,体现生产进度,并使他们能够及时发现车床的不正常运转状态,及时止损,防止出现更大的问题,造成损失。想要实现自动监控、给管理人员带来更多便利,就可以采用物联网技术,如今它在我国已经得到了广泛使用,在交通、安保等行业的监控系统中发挥着重要作用,尤其是在最近一两年之内,5G技术横空出世,大大提升了网络传输速率,甚至能够将其提升到原来的千百倍,因此,在过去的监控系统中由于技术限制而无法使用的千万像素高清摄像头,已经能够应用于各种物联网监控系统,能够更加清晰地提供生产车间的实际画面,提高监控系统的精度,获取更为精准的现场信息。因此,将自动监控系统应用于机械设计行业,可更加科学地对生产车间进行把控,并减少由于人为因素导致的工作漏洞。
2、自动化生产
         在机械设计中,必然会涉及材料、零件与半成品的运输和供应,若完全依靠人力来进行这些活动,会消耗大量的人力资源,且效率较低,无法满足逐渐提高的生产速度。自动化技术能够实现自动供料,从而提高生产效率。

在为机床供应零件时,使用AI技术就能够根据零件和机械设备的外表、尺寸进行精准区分,当摄像头的范围中出现了不同的零件或者材料、设备,它就能自动获取尺寸等数据并将其上传,与事先录入的数据库当中的信息进行比对,在极短的时间内给出结果,从而确定生产资料和设备的种类。另外,它还可将多台终端进行连接,实现数据共享。将其应用于机械设计中,能够自动记录和保存车床的运行轨迹和相关指令,避免操作员每次加工和生产零件时都要重新录入一次车床轨迹数据,大大减轻他们的工作量,并将多台数控车床连接成为一个整体,在它们之间建立紧密联系,实现数据共享,可同时加工或者分布协作加工,形成一条流畅的生产线。
3、自动处理故障
         在实际生产过程中,由于保养不当、未能定期检修或者操作人员人为失误等导致的设备故障或者短路、断路屡见不鲜,使用自动化技术能够自动监测和保护设备。例如在车床控制系统中添加继电保护装置,就能够自动对设备的运转情况和各个元器件通过的电流、电压等进行实时监测,并上报相关数据,一旦其中的某个节点出现了电流过大、电压过高或者温度骤升等现象,就能够自动将与之相关的连接断开,防止损害其它机械设备,同时系统会发出警报,并指出故障区域,引导维修人员进行处理,节省他们探查故障所需要的时间。此外,通过安装温度传感器,还可以对车床、生产车间等处的温度进行监控,一旦温度超过设定的某个值,就暂停过热设备的运转或者开启降温系统,当温度降低后才重新连接。这样一来,就能够大大降低生产车间发生事故的概率,保障安全生产,并更加快速地对故障进行处理,将事故造成的损失降到最低。
4、虚拟技术
         采用虚拟技术,能够对生产中的许多信息进行模拟,例如,当企业想要优化生产流程、改变某个生产步骤时,可以通过虚拟技术来分析新的改变可能会造成的影响,并判断其是否合理;在设计和生产新的产品时,想要测试产品有无结构上的缺陷和需要改进之处,也可使用模拟技术来进行分析,并加以改进;还可对生产设备运行过程中可能出现的故障进行模拟,并通过商讨给出最为合适的处理方法,将其相关指令录入到控制系统中,使之可以更好地应对各种复杂的故障情况,提高其智能化程度。
         结束语:就目前而言,我国的信息化技术和自动控制技术已经达到了较高水平,但我国机械设计还远远无法达到自动化生产,还存在着诸多缺陷,在引入自动化技术的过程中,也存在很多问题。为提高企业竞争力,提供更高质量的产品,降低生产成本,我国机械设计行业的从业人员必须摆正心态,积极引进和改善自动化技术,促进我国机械工业的发展。
         参考文献:
         [1]郭建军.机械加工制造中自动化技术的应用探究[J].设备管理与维修,2020(06):153-155.
         [2]葛兆花.机械制造及自动化的设计原则和发展趋势分析[J].南方农机,2020,51(04):134.
         [3]刘洪波,孙晓金.自动化技术在机械设计与制造中的应用[J].南方农机,2020,51(04):158.
         [4]叶楠博.机械设计中自动化技术的运用[J].科技风,2020(04):152.
        
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