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自動化技術具有高效、高質、節能、功能多樣化、可靠性高等優勢，其在生產實踐中的應用極大地解放了生產力，促進了社會經濟的發展進步，同時，也給人們的生活帶來了很大的便利。將自動化技術應用于機械設計與制造，將能借助其突出的先進的技術能力，實現自動化的、高效率的和連續的生產作業，帶動整個工業制造產業的改革和創新。

自動化技術概述

（一）自動化技術概念與特點。自動化技術是以信息科技為基礎的新興學科，就是利用計算機與信息技術等，使機器和裝置在預先人為設定的程序下，不用通過人工操作，或者是指需要極少人參與的情況下，就可開展生產作業，通過信息處理等自動化完成預定任務。自動化技術是一種先進的技術，包含了信息技術、微電子技術等各種先進性比較高技術。從自動化技術發展歷史來看，20世紀40年代，美國最早提出“自動化”一詞。隨后，在科學技術發展進步的促進下，自動化技術獲得了長足的發展，在社會生產生活等各個領域都獲得越來越廣泛的應用，并實現了降本增效。自動化技術減少了人力資源的投入，將人們從繁重、危險、惡劣及部分腦力勞動中解放出來，拓展了人的器官功能，既提高了勞動生產效率與質量，也增強了人類認識與改造世界的能力。同時，自動化技術通過與不同的領域結合，也逐漸開始細分，形成了機械制造自動化、過程控制自動化、管理自動化、教育自動化等不同的技術，呈現出多元化發展、多學科技術交叉的態勢。此外，該技術的拓展性也非常強，利用自動控制的優勢，能夠代替人的體力勞動及代替或輔助人的腦力勞動。（二）機械自動化技術的應用價值。自動化技術在機械制造領域的應用，使得機械設計與制行業曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.06.020可替代度影響力可實現度行業關聯度真實度造的自動化水平越來越高，未來機械設計與制造自動化技術將會向著數字化、綠色化、虛擬化等方向進一步前進。機械自動化技術具有較高的應用價值，主要如下：第一，能提高生產效率。在機械設計與生產中，結合實際情況應用自動化技術，能實現智能化生產，使生產質量提升。而企業通過降本增效，也可以更好地增強市場競爭力，占據更多的市場份額。自動化技術還能推動企業產生設備設施等升級換代，優化機械設計與制造的工作，改善傳統機械設計與制造的不足，提高機械設計制造產品質量，更好地滿足客戶各種要求。第二，能促進資源優化配置。自動化技術能促進相關資源的優化配置，實現各種資源最大化利用，這樣可以減少機械設計制造過程中的資源浪費。同時，推廣應用自動化技術，不僅能優化生產技術，針對市場需求生產更加精準的產品。同時，自動化技術因為集成了多種先進的技術，不同技術在交流融合中還能實現創新，進而使機械設計制造創新和進步。此外，自動化還需要應用到各種新材料，這些新材料的應用，不僅能提高產品性能，還能減少材料的使用和消耗，甚至還能對殘余材料實現循環利用，從而實現綠色節能和環境保護。第三，能降低生產成本。傳統的機械設計制造更多的是依靠人工來進行，而人工操作由于受到多種因素的影響，就會難免出現各種失誤，設計制造的效率也比較低下，這就在很大程度上增加了企業的生產成本，延長了產品的生產周期，制約了企業經濟效益的增長。自動化技術憑借其技術優勢，使得人的手工操作大大減少，可以使生產變得更加準確和精密。在此種情況下，人工失誤減少，產品質量提高，產品不合格率也得到大幅度降低，進而節約了材料和成本，企業的利潤和效益也會增加。自動化技術可以縮短機械設計制造的周期，節約企業投資和縮短產品上市時間。此外，機械自動化技術的應用還能實現自動化生產質量控制、檢測、預防、報警等功能，能顯著增強機械設計制造的安全性，減少安全事故和人員損傷的發生率，保證了安全生產。

機械設計制造中應用自動化技術的必要性

機器在生產中的廣泛應用，將人類從繁重的勞動中解放出來，推動了機械工業的迅猛發展，為人類社會創造了巨大的價值和財富。我國是世界第一制造業大國，已建成門類齊全、獨立完整的現代工業體系，工業經濟規模和制造業增加值都穩居全球首位。在從工業大國邁向工業強國的過程中，創新驅動成為第一動力。機械設計制造是個復雜的過程，產品的每個零部件都需要有精準的尺寸、形狀，材料的使用也需要科學、準確，處理這些問題需要高水平的專業技術和豐富的實踐經驗，否則就無法實現安全、高效的生產。自動化技術代表了先進的生產力，其內部包含多種先進的具有創新性的技術，這些技術的應用，是機械設計制造實現現代化、智能化發展的重要動力源，同時，機械自動化也是現代工業追求的智能生產形式。機械自動化技術利用計算機、互聯網、傳感與遙控技術等，可以使機器自動化進行作業，而且，數據采集、處理、傳輸等都非常方便快捷，還能夠實現生產標準化、統一化及連續自動化生產加工，遠遠超過了人力之所能，因此，對提高機械設計制造的效率、質量及效益意義重大，也為我國向工業強國發展，實現工業現代化夯實了技術基礎。在新形勢下，機械設計制造面臨全球競爭的新情況，為了更好地增強核心競爭力，在國內外競爭中獲得成功，就要加快自動化技術發展，并更加廣泛地應用自動化幾乎，利用科技的力量推動我國機械設計制造成為真正的智能化、自動化的現代化產業。

新形勢下自動化技術在機械設計制造中的應用

（一）應用原則。從自動化技術的實質來看，因其是先進技術的集成者，具有智能化、模塊化、微型化等手段，從內容、重點、核心及功能等多方面進行協調配合，確保機械設計制造比傳統手段下的更加快捷、高效和高質。不過，在具體應用中，也是要遵循一定的原則的，只有這樣才能充分發揮出自動化技術的優勢。需要遵循如下原則：第一，注重全面創新。機械設計制造是在技術支撐上進行的，需要不斷地從智能化、自動化、信息化等方面進行創新，這樣才能夯實機械設計制造自動化的基礎，提高效率，嚴控質量，保證生產效益最大化。第二，與機械功能需求匹配。將自動化技術應用于機械設計制造，其主要目標就是使產品的質量與功能得到優化提升，使產品生產效率得到加速，促進機械設備產品功能作用得到最大化發揮，這也是機械自動化設計制造的核心所在。第三，確保操作便捷。在傳統的機械設計制造中，對于設計制造的可操作性往往重視不足，加上機械設備結構與操作都十分復雜，在操作過程中，極易因為人的因素導致出現誤差甚至是事故。實現機械設計制造自動化，就需要堅持操作便捷的原則。（二）自動化技術的應用。1、數控技術的應用。機械產品設計制造工藝復雜，同時精度要求也比較高，如果是采用傳統的設計制造加工工藝，不僅產品生產周期長、成本高，效率與質量也不夠高。但是，將數控技術引入機械設計制造中，就能從根本上解決這些問題，極大地提高機械產品的質量。數控技術是指通過計算機編程，根據數控機床規定的語言規則和格式編寫加工程序，利用數控機床，來對工藝路線與參數、刀具運動軌跡、位移量、切削參數等進行控制，開展產品加工。數控技術是現代生產加工制造系統的關鍵技術，具有高速高精化、智能化、開放性、重復利用、節能環保等顯著優點。應用數控技術，可對機械設計制造過程進行精準控制，利用數字化系統進行設備操作，使加工過程保持良好的連續性，實現設計制造高度自動化。在開始機械設計制造前，技術人員要利用計算機來編程設計生產流程，例如，在刀具切割環節應用數控技術，對其操作過程進行編程，通過程序代碼精確控制下刀時間與速度，就能夠保證產品生產的精確性。2、虛擬技術的應用。作為高新技術最為典型的代表，虛擬技術是以計算機和互聯網技術為支撐的，同時，還利用人機接口技術、計算機圖形學、人體行為學等技術手段，通過這些技術的綜合應用，并借助傳感設備，就能為用戶呈現出三維逼真虛擬環境。這種環境具有高度逼真的視、聽和觸覺。用戶在此環境中，通過人機交互，就能得到與真實環境相近的使用體驗。虛擬技術具有多感知性、交互性、沉浸感、構想性特點，其系統主要包括傳感器件、作用器件、虛擬環境發生器、人、虛擬環境，通過五大元素的交互應用，用戶的使用感受也相應地會變得更加真切生動。將虛擬技術應用到機械設計制造中，可以極大地提高問題解決能力。例如，如檢測到機械生產中發生機械故障，就可以應用虛擬技術進行全面、深入的分析，準確追溯導致問題出現的根本原因，從而及時找到應對策略，有效避免出現不合格產品和生產資源的浪費。虛擬技術還能對生產流程進行監督，保證機械設計制造活動能夠順利有序進行。虛擬技術可較好地解決傳統機械設計制造過程中存在諸多弊端和問題，不過，因該技術目前還處于技術研究階段，應用方面還不夠廣泛。實踐中要加強虛擬技術與其他技術的相互融合，以實現優勢互補，增強機械設備生產的自檢水平和流程的自動優化能力。3、其他自動化技術的應用。機械設計制造檢測環節是必不可少的重要環節，其檢測過程也是繁瑣的，為了提高效率，傳統檢測都是抽樣進行的，這樣就會導致檢測質量不高。而與傳統技術不同的是，自動化檢測技術是利用編程技術來對機械設計制造的設備、裝置等進行在線監測，對機械產品設計制造全程監測，如果發現異常情況就會自動報警。信息化處理技術是將自動化技術與信息化技術結合起來，對機械設計制造的信息進行收集、整理、利用，通過公式和準確的計算來提高機械設計制造信息化自動生產水平。集成技術是一種現代化的應用技術，通過線性排列的方式，對生產內容進行整合，最大程度地簡化操作過程，形成一體化生產管理。集成化發展將是制造業發展未來的主要方向，其能使系統分工更為合理和協調，能生產出集成度較高的高質量的機械類產品。

綜上所述，傳統的機械設計制造方法主要包含理論計算、相似案例類比和模型試驗等內容，如果設計與制造的條件比較復雜，就會需要花費較長的時間，產品質量也難以精準地達到預期的目標。將自動化技術覆蓋到全部機械設計制造中，其優勢是非常顯著的，既能將傳統機械設計制造的問題予以高效解決，還能提高機械設計與制造的效率和品質，節約資源，降低成本，其結果就是機械設計制造水平不斷提高，效益不斷增長。

作者:王軍 單位:酒泉職業技術學院