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机械设计制造及其自动化的应用探讨

  前言:我国工业生产的发展与自动化技术的应用有很大关系,随着社会经济的迅速发展,自动化成为当前机械设计制造行业的主要发展方向。
  一、机械设计制造及其自动化技术的概述
  1.1机械设计制造
  所谓机械设计制造是指我国从事各种化工机械、机床、仪器、纺织机械、工具以及仪表和起重运输机械等其他机械设备生产工作的工业部门,它的重要作用就是提供技术装备促进国民经济的发展。同时机械设计与制造作为一门学科,它的主要实践性教学环节有军训、电工、金工、电子实习、生产实习以及社会实践和课程设计等,主要学习的是与力学和机械工程有关的课程。
  1.2自动化技术
  自动化技术属于综合性技术,它与系统工程、计算机技术、液压气压技术、自动控制以及控制论和信息论都产生了紧密的联系,其中给自动化技术带来很大影响的是计算机技术和控制论。自动化技术的发展趋势也是多种多样的,主要是机电一体化、机械功能多元化、结构设计标准化以及控制智能化和结构运动高精度化。自动化技术应用的一个重要发展方向就是工业自动化,例如计算机辅助制造和计算机辅助设计,这种技术一般应用在门禁系统中。除此之外,自动化技术的进步还促进了工业生产的发展,大多应用在化工以及冶金和石油等行业,使劳动生产率得以提升。
  二、机械设计制造及其自动化的应用现状
  2.1设计方面
  虽然我国的科学技术实现了不断的发展,但是总体来说,特别是与西方发达国家相比,其计算机技术极其发达,而且在机械制造与自动化应用的设计过程中,能够实现设计理念的不断更新,而我国的计算机技术还处于相对落后的状态中,其中尤其是CAD/CAM技术的欠发达,致使我国在机械制造和自动化应用中的设计水平还有待提高,设计过程也需要得到进一步的优化和完善。
  2.2制造工艺方面
  受到国外先进发达的计算机技术推动的影响,国外的机械制造行业中的制造设备的自动化特点十分明显,例如纳米加工、高精密加工、多轴数控设备加工、激光加工等等一系列新技术。但是在我国,机械制造行业的设备中所含有的高科技量都比较少,这大大制约了制造工艺的发展,致使我国的制造工艺滞后。
  2.3自动化技术方面
  科学技术的发展为机械制造行业中带来了许多新的技术的应用,多轴联动机床、柔性制造系统等一系列自动化设备已经发展成为了主流,这些被广泛使用于西方国家的机械制造行业中。但是我国的机械制造行业中使用的自动化系统却还是呈现单一性的特点,虽然大力普及了数控机床,但是自动化技术含量总体还是偏低。
  2.4管理方面
  在机械制造和自动化应用的过程中,我国的管理思想和方法与西方国家相比较而言仍存在一定的差距,由于受到各种原因的影响,我国在机械制造与自动化应用过程中的管理思想和方法比较落后,没有使其实现数字化和现代化的要求。
  三、机械设计制造及其自动化的具体应用
  3.1生产自动化
  机械制造与自动化应用是否取得成功的重要表现之一就是看生产过程自动化的程度。在机械制造的生产过程中,利用自动化技术能够促进生产过程朝着更加智能化的方向发展,使生产过程更加具有连续性,而且很多生产中的工序都可以利用设备自动完成,不仅有效的节省了生产所需的人力,还使能够影响生产过程的人为因素降到了最小值,这就使生产加工过程中的损失率大大降低了,有效提升了机械制造企业的竞争力。
  柔性自动化生产技术是机械设计制造中一种实用的技术,柔性自动化技术产生的基础是产品的生产信息,同时利用数字加工技术设备实现适应不同的加工对象以及生产需要。柔性自动化生产技术的信息控制中心是主计算机,主要作用是监测生产过程产生的数据,从而根据具体情况对生产计划进行调整。柔性储运系统的作用是对废料以及工具等生产物料进行运输和存储,一般是由工业机器人进行操作的,能够提高企业的生产效率。
  3.2检测自动化
  科学技术的发展给机械制造与自动化应用所带来的影响有很多方面,在机械加工的过程中,加工所需要使用到的原材料的范围在逐渐变大,不仅仅是原来的传统机械加工材料,一些新型材料的出现,使得其在机械加工过程中得到了越来越多的采用。但是同时也是由于对新型材料的采用,使得对传统的机械加工材料的人工检测方式出现了越来越多的不足。在这种情况之下 ,使用先进的计算机技术就成为了必要的方式,像使用电流信号、激光、人工神经网络、三座标测量仪等技术对机械的零部件上的磨损程度进行检测,可以有效的提高检测的效率。
  3.3信息自动化
  计算机辅助系统是实现机械制造与自动化中自动化功能的主要方式,计算机辅助系统中涵盖和涉及了极其广泛的内容,计算机工艺辅助设计系统、计算机辅助设计系统等就包括在内。使用计算机工艺辅助设计系统的主要目的就是实现机械制造生产中加工效率的提高,使生产水平的标准化程度不断提升;使用计算机辅助设计系统的主要作用就是促使设计师将精力更加集中的用在产品设计的工作上。
  3.4 CAM、CAPP技术的融合
  自动化技术的不断发展,促使CAPP技术在现代机械制造行业中发挥着越来越大的作用,在机械制造生产的过程中,CAPP技术为生产活动和生产管理的进行提供了重要的依据,成为了现代机械加工行业中的重要组成部分。在机械设备零部件的加工过程中,采用CAM技术可以使加工过程更加精确化和智能化。
  四、机械设计制造及其自动化的应用前景
  4.1机械制造的集成化
  在目前的机械制造企业中,所使用的最主要的生产方式就是计算机集成制造系统,其中主要包括工程技术信息分系统、制造自动化分系统、管理信息分系统、质量信息分系统等等。工程技术信息分系统中包含计算机辅助设计、计算机辅助工程分析、计算机辅助工艺过程设计等等;制造自动化分系统中包含加工中心、自动装配、计算机数控、工业机器人等;管理信息分系统中则主要包括经营管理、物料管理、人事管理、生产管理和财务管理等等;质量信息分系统中主要包括计算机辅助检测、计算机辅助测试及计算机辅助质量控制等等。
  4.2机械制造的智能化
  采用智能化的制造系统可以在机械制造的过程中实现与之相关的智能活动,例如判断、分析、推理等等。机械制造的智能化具体来说主要表现在智能系统拥有良好的友好性和适应性。在机械的制造和设计过程中,通常都是使用模块化的方法,使其实现较好的柔性。机械制造的智能化对友好性和安全性也比较重视,智能化的机械制造系统可以做到节约资源和无污染,同时还能够充分的对资源进行回收。
  4.3机械制造的敏捷化
  机械制造的敏捷化的基础就是机械制造企业的竞争力和信誉度,这一点主要就是利用组成虚拟公司,实行分工合作,最后达到增强企业竞争力的目的,同时还要快速敏捷地对用户的各种需求做出反应。要想达到快速敏捷的应变能力,必须要牢牢抓住虚拟制造技术这个核心内容,把握虚拟制造技术的关键作用。现代机械集成制造技术未来的发展方向之一就是敏捷化,这是现代机械集成制造系统实现从信息集成向企业集成转变的必经之路,敏捷化制造的发展对于现代集成制造系统的发展有着深刻而长远的影响。
  结语:
  机械设计制造及其自动化技术的应用范围变得越来越广,目前自动化技术在机械设计制造中的应用取得了一定的成就,未来的机械自动化技术将更加全面。

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