浅谈机械设计制造中的自动化技术

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0引言

随着工业社会的发展，我们几百年来创造的经济价值已经远超过去几千年所创造的价值总和，物质资源相对过去有了明显的丰富。在如今的信息时代，我们追求工业高效生产的同时，便捷与稳定也越发凸显其重要性，自动化设备逐渐成为一个焦点。尤其在轻工业方面，我国某服装厂采用自动化设备后可日产衬衫80万件，极大地降低了生产成本，提高了产品竞争力。迫于人工成本的增加，现代工业发展的趋势是自动化，自动化技术水平的高低将影响未来制造业的竞争力，因而探讨自动化技术在机械设计中的应用十分重要。

1概述机械自动化及组成部分

1.1机械自动化的概述

顾名思义，自动化技术就是指机械能够自动按照设计的程序来完成某项工作，而不需要人的操纵和指挥。机械自动化与自动化技术相似但不完全相同。机械自动化是通过机械来对制造过程进行管理与控制。这是一个与之前完全不同的过程。从世界轻工业的发展规律来分析，降低成本与提升效率是永恒不变的主题。无论是越来越大的规模，还是流水线式的生产方式，根本目的就是降低成本与提高效率。目前，还有很多机器设备的操作较为繁琐、笨重，一台设备需要几名工人共同操作，浪费了大量的生产时间与人工资源。同时，限于我国现阶段工人的文化水平，自动化的机械设备应当易于学习、便于操作，降低工人使用成本。实用性是机械设备生产的最基本的要求，也是机械自动化设备所必须达到的要求。

1.2机械自动化技术的组成

机械自动化技术比较复杂，该项技术包含了许多知识，需要综合多方面的知识才能够较好地操纵该系统，构成这一技术的主要内容有很多。比如，传感单元，这一部分是为了检测系统的工作过程，是比较基础的一个部分。作用单元，是自动化系统中前期工作的一个单元，能够很好地对整个系统的能力进行定位，是自动化系统中的能量施加单位。程序单元是给自动化设备施加命令的一个单元，能够决定整个系统的操作单元。控制单元能够对传感单位送过来的信息进行定位与检测。对输送的信息进行分析传导，是整个系统中的后勤保障部门。制定单元是对传感单元输送的信号进行分析，制定信号是整个机械自动化的关键部分。

2自动化技术在机械制造中的应用

一项新技术的快速推广往往是由于巨大的经济价值，表现为两种形式：一是较原设备能大幅降低生产成本，例如，中国成为世界工厂是由于人口红利带来的大量廉价劳动力使得在中国建厂的企业能够以极低的成本生产产品，从而获得较高的经济利益。二是较原设备能够大幅提高生产效率，较高的生产效率能降低单位产品的平均生产时间，使企业快速地占领市场，提高竞争力。因此，经济性的机械自动化设备的一个不可忽视的发展方向。经济基础决定上层建筑，机械自动化设备的发展，归根到底是经济的发展、使效益的提升。

2.1高度集成化应用

集成技术是机械自动化发展的方向，也是集成技术制造业公司不断为之努力的方向。集成技术最主要的理论系统是借助工程理论对信息技术进行指导，通过简化机构和过程促进自动化。将机械制造业的要素与管理活动集成作为一体。从而实现以人为中心的生产。就像在企业生产活动中，将生产与经营管理进行集成，可以最大限度的促进融合。对提高产品生产质量研发新产品有着极大的意义。高度集成化对设备以及技术有一定的要求。工作人员要实地调研，通过实地亲身调查研究，观察设备的优缺点，详细记录原始数据作为后期优化的依据。没有调查就没有发言权，机械行业是一个重视经验的行业，凭空想象没有数据支撑很难做出有效的优化。机械产品是一个复杂的体系，应用的过程中既要重视细节，也把握整体，稍有不慎就会导致干涉或脱离等问题，造成设备的损坏。因此，应当选择合适参数，将各个零件、生产过程转化为相关的优化问题加以解决。对于运转良好的设备而言，任一环节的改变都将对整个生产过程产生影响。此外，生产设备与设备的运行所涉及到的有关费用也需要进行考虑。再结合具体的使用环境，选用适当的公式即可得出较为完善的数学模型。最后，根据有关的数据以及实际生产过程，得出相应的条件，代入求解。为了简化运算，可采用合适的数学方法。

2.2智能机械制造的应用

下面以本人设计智能小车为例阐述智能机械制造的应用。从如何自动寻迹、碰撞停车、避障及放置各类零件合理性考虑，将小车车板设计成比较小巧，使小车能够灵活运动；根据小车的自动寻迹功能，在车身的前部、中路和旁边两侧分别开有孔位或者滑槽，方便放置灰度传感器；为了使小车更灵敏地碰撞停车，在小车的前部专门一个触碰开关的支架，和两个挡板，使传感器的位置更加靠前，不受车身的干扰，从而使小车能够及时的碰撞停车；为了保证小车能够顺利完成避障，将红外激光传感器安装在车身前部合适的部位，既能避免传感器在小车碰撞过程中发生位置改变的问题，又能将避障的精度提高一个等级；在车身后面我们打了孔位为了安装主控板。控制系统运行的周期为10ms，通过定时器1控制。每个周期内执行灰度传感器，碰撞开关，激光测距等传感器的检测。当没有碰撞或者避障时，小车通过灰度传感器自主巡线。车身右侧的灰度用于检测T型标志，当右侧的传感器检测到黑线，则告诉控制系统，现在是T型线的位置，小车右转90度。当小车位置正对物料台时，小车前进碰撞物料台，触发碰撞开关，告诉控制系统，可以执行抓取或者放置物料的动作。具体是抓取还是放置，需要判断是否已经经过避障，未经过避障，则执行抓取物料动作，反之执行放置物料的动作。障碍的检测依靠激光传感器，在一定距离内发射的激光检测到障碍会返回信号，告诉控制系统需要避障。完成避障动作后，小车自主巡线。灰度传感器检测到终点线时，控制器停止电机的输出，使小车停在发车区。从而完成项目要求。通过项目实践与应用状况来说，电气自动化技术在未来应用领域将会被无限拓展，并伴随着人工智能的出现与发展，更好满足人们的各种需求。并会在未来的时展中起到至关重要的作用。此外，在我们自主研究自动化技术的同时，也不应该闭门造车，时刻关注国际领先科技成就，适当学习发达国家的先进发展经验，开拓出我国独具特色的自动化发展道路，并向人工智能化方向不断迈进。

2.3柔性自动化应用

柔性自动化主要是讲对机械生产过程中出现的问题以及因外界因素导致的一些差异进行修复和调整。柔性自动化能够自动的完成一些修复，能估根据系统自身的程序对生产过程进行优化。随着现代化制造业的发展，使用人员对机械制造业的应变能力，以及反应速度都有了新的标准与要求。对于各种外界变化，机械过程需要做出各种变化来适应，在机械设备与装置的应用当中，柔性自动化起到了很大的作用。

3结束语

机械自动化设备极大地提高了生产效率，是信息化时代的产物，是提高生产力的保障。在其发展应用过程中会遇到各种问题，需要根据应用需求有针对性的解决问题，这要求我们必须沉下心、卯足劲，全面了解机械设备，把握好机械自动化设备发展的趋势，逐渐的完善自动化技术在机械制造中的应用方案。