新形势下自动化技术在机械设计制造中的应用 谭启钦

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:谭启钦
[导读] 摘要:在国家发展中,机械自动化水平代表着机械制造业能力,自动化技术属于新型技术,是在诸多先进技术的基础之上创新而来的,能够极大的提升机械生产效率和质量。
        山东佳能科技股份有限公司  山东淄博  255130
        摘要:在国家发展中,机械自动化水平代表着机械制造业能力,自动化技术属于新型技术,是在诸多先进技术的基础之上创新而来的,能够极大的提升机械生产效率和质量。和传统手工设计与制造模式相比较而言,自动化技术具备更高的安全性、高效性。当前我国机械设计与制造能力尚处于落后状态,无法很好的满足发展需求,因此将自动化技术应用于机械设计与制造领域成为发展的必然趋势。
        关键词:机械设计与制造;自动化技术;应用
        引言:随着机械制造业与人们生活的关系愈加紧密,其呈现出自动化的发展趋势,为改善机械制造产品的质量,应在多项领域应用自动化技术,从而有效提升工业生产力,改善总体的机械制造生产水平。
        1.机械自动化技术概述
        机械自动化技术,将机械设备作为主体,然后融合微电子技术、计算机信息技术、传感器技术、机电一体化技术等诸多先进技术,构建现代化、自动化应用系统,并将其应用于机械设计与生产制造中,实现自动化设计制造。当前随着我国科学技术水平的不断完善,自动化技术越来越成熟化,在机械设计与制造领域中的应用,替代了传统人工劳作模式,实现了全过程机械设计与制造,作业模式转变为流水线自动化式,大量劳动力被解放,劳动强度明显下降,仅仅需要少量人员操控机械设备即可进行流水线作业。在这一过程中,自动化技术起到了不可替代的作用,自动化技术整合了多项先进技术,赋予了机械制造技术更加完善的功能,使得机械设计与制造业具备了更加强大的发展动力,引领了机械设计制造业发展新领域、新方向。
        2.自动化技术在机械设计与制造中的具体应用探讨
        2.1自动化技术的集成化应用
        将自动化技术应用于机械设计与制造中,能够实现对复杂化、高精度机械产品的设计与生产加工,通过协调各个制造系统,促使彼此之间相互协调配合进行生产,极大的优化了机械设计制造流程。在机械设计制造生产流程综合化管理中,计算机集成制造系统发挥着至关重要的作用,通过集成原本处于分散状态的自动化系统,构建完整的生产系统,密切机械设计、机械制造以及机械管理等多个环节的联系,并对市场调研、产品开发和设计、产品加工和销售等各项数据展开收集、整合、分析、利用,有助于统一化管理机械生产的信息流和物料流。举个例子来说,在机械生产制造期间,按照NC代码将毛坯件加工成为合格的零部件,然后对多个零部件进行装配,最终得到机械设备,在这一过程中,会涉及到非常多的内容,流程非常复杂,然而利用计算机集成制造系统,采集生产制造现场自动化设备的数据信息,如:物料储运、产品加工、质量检测等,并对所采集到的海量物料流、信息流进行融合交汇上传到管理部门,然后按照机械设计制造任务实施集中化、动态化管控。利用计算机集成控制系统对各个自动化控制系统进行整合,协调、高效完成各项工作任务。以机械式立体停车设备车盘边梁设计与制造为例,通过应用集成化系统,借助自动化平板机、数控冲床、激光切割机以及计算机控制程序,构建自动化生产线,对各个生产设备操作时间进行预先设定,合理调整材料进料速度,原本生产操作至少需要8人,而现在仅需2人,生产效率得到了大幅度的提升,生产流程得到了极大的创新,机械设计与制造自动化水平及集成化程度进一步提升。
        2.2自动化技术的数控化应用
        将计算机软件应用于机械设计与制造中,能够实现自动化编程、自动化制造和数控加工生产制造。

具体来说,将计算机辅助技术应用于机械设计中进行数控仿真分析,在虚拟的环境中生动形象的展示机械产品的形状、尺寸以及结构,全面完成反映产品生产性能,为接下来产品编辑及图纸修整工作的开展提供强有力的参考,使得所设计制造的机械产品具备更高的精确度。以普通二轴车床、三轴铣床为例,通过将数控系统、驱动装置安装于机床上不仅能够完成对零件的编程加工,并且还能够实现自动化生产改造。如需要更换加工对象,只需适当调整刀具、装夹方式及生产程序即可完成对产品的批量化生产与加工。此外,机械生产操控过程中,应用PLC可编程逻辑控制器即可有效解决设备逻辑和开关控制问题,同时具备较高的生产效率,加工精度更加有保障。机械设计制造中对于数控系统的应用,包含着多个结构,如:控制单元、变编程单元、数控机床等等,通过输入特定的指令即可驱动系统电路,利用计算机分析处理,即可得到坐标轴移动输入分量,然后将其输入现伺服电机等装置,即可实现对数控机床运动目标的准确、高效控制。
        2.3自动化技术的柔性化应用
        自动化技术在机械设计与制造领域的应用,能够柔性化生产机械产品,自动化技术和机械制造技术的深度融合,将各个生产环节进行有机串联,优化升级完善机械设计与生产制造流程[1],为柔性化生产提供便利。与此同时,利用伺服、联锁控制技术,凭借其较高的精度,有助于强化生产线各个工艺段多个设备彼此之间的有效耦合,使得生产线更加的密切联动。应用独立的PLC伺服控制器,即可控制不同工艺段和生产线的控制,集成控制系统的应用,有助于机械设计制造期间各个控制器数据信息的高效传递,便于管理人员实时化了解产品的生产状态,密切信息管理习系统和关系型数据库的双向通讯,提升机械设计与制造柔性化管理效果。机械设计与制造的柔性化管理,离不开自动化技术的强有力支撑,单纯应用机械零件,往往会出现信息迟滞的现象,通过应用并发挥出自动化设备的价值作用,规范机械设计与制造,出现故障问题的情况下,能够及时排查并快速恢复正常的状态,促进生产效率的提升,达到既定的生产目标。以机械式立体停车设备的钢框架生产为例,将柔性化生产技术应用于型钢本体切割、钻孔、连接板装配、焊接等各个环节,能够在同一工位实现对多种钢柱和钢梁的生产。生产过程中,连接板定位均是由机械手所完成的,效率、精度更高。
        2.4自动化技术的智能化应用
        将自动化技术应用于机械设计与制造领域,能够智能化布置各项生产设备,如:数控机床、AGV智能物流设备等,并且能够实现对物联网的建设,为机械设计与制造的智能化发展提供重要的帮助。应用诸多智能化设备,借助设备本身机械控制器展开设备生产制造控制,充分发挥网络技术、智能化技术的优势,模块化设计数控系统,密切不同模块彼此之间的联系,构建群控系统,智能化分析机械设计与制造需求,并在此基础之上制定科学生产决策,便于及时的调整生产资料及信息。以自适应技术为例,不仅能够对各项参数变化的自动化识别,并且能够完成自适应运算电机参数、前馈控制数据,并通过自动编程的方式调控机械生产设备。此外,应用智能化技术,发挥大数据技术、物联网技术的价值作用,自动化采集系统数据,并展开深入剖析,结合数据分析结果制定针对性的机械设计与制造方案,能够更好的满足新时期产品制造需求[2]。
        结论:
        简而言之,机械设计与制造水平,直接影响着我国工业生产与发展实力。新时期,以往传统的人工设计与制造模式所存在的弊端日益突出,逐渐无法满足发展需求。将自动化技术应用于机械设计与制造领域,充分发挥自动化技术的价值作用,实现对自动化技术的集成化、数控化、柔性化、智能化应用,切实提高机械设计与制造水平,提升企业机械生产效率和质量,促进企业经济效益的提升,带动社会经济稳步增长。
        参考文献:
        [1]田川.自动化技术在机械设计制造中的应用[J].黑龙江科学,2020,11(08):66-67.
        [2]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.
 
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