机械设计制造及其自动化技术的智能应用分析

机械设计制造及其自动化技术的智能应用分析

姜苒

山东兖矿技师学院   山东省邹城市  273500

摘要：进入二十一世纪，在我国发展的影响下，带动了科技的进步。其中，机械技术的实际运用能够极大地提高制造效率，能节省人力、物力和财力，还能显著提高制造效率，创造了现代社会对机械设备的依赖。基于此，重点围绕机械设计与自动化技术展开探讨，具体以机械自动化在机器人领域为例，并针对其具体应用情况作出了分析，以期为相关行业提供一定参考。

关键词：智能制造；机械设计；自动化技术

引言

在工业制造业迅速发展的背景下，人们对机械设计制造技术提出了更高的要求。与传统机械设计制造技术相比，新时期的制造技术具有更强的综合性和数字化特点，融入了自动控制技术、计算机技术、信息技术等先进技术。生产制造业是我国国民经济的支柱产业，离不开先进的机械制造技术的支撑。

1机械设计制造及其自动化概述

机械设计与制造涵盖了从概念设计到产品制造的所有阶段，涉及材料选择、结构设计、工艺规划、生产加工、质量控制和成本管理等多个方面。这个领域的目标是开发出高效、可靠、安全和经济的机械系统，以满足不同行业和应用领域的需求。随着科技的不断进步，自动化技术在机械设计制造中的应用变得越来越重要，自动化系统包括工业机器人、自动控制系统、计算机辅助设计和制造工具等，它们可以提高生产效率，降低生产成本，减少人为误差，同时提高产品质量和一致性。总之，机械设计制造及其自动化是一个充满挑战和机遇的领域，它在推动工程和制造业的发展中发挥着关键作用。

2机械自动化技术的实际应用

2.1工业机器人

不同的机器人有不同的结构类型，通过对机器人的结构上的分析可以进一步对机器人进行分类。工业机器人可分为直角坐标型机器人、球坐标型机器人、圆柱坐标型机器人和多关节型机器人。码垛机器人在进行构型选择与设计时，需要遵循四个原则：保证机械臂的工作空间能够满足作业要求；在满足工作环境的条件下，尽可能减少自由度；为了避免出现机械臂不可控制和损坏机械臂的情况，需要消除机械臂的奇异位型；以及合理设计机构，机械臂能够正常运动和方便制造。从机械手的坐标结构来看主要分为直角坐标、圆柱坐标、球坐标、关节坐标。气爪的气动控制，气爪部分是用来实现抓取的功能，是实现现代机械手控制的关键，气爪由气缸提供抓取力，可以实现对于重物的抓取。

2.2计算机辅助技术的应用

结合上文所述我们可以得知，机械设计制造及其自动化虽具有较强的综合性，但实现过程却极为困难。而如今，因科技的飞速发展，不仅带动了我国的高新技术产业，也让信息、计算机等技术得到了更好的运用，继而使得各行各业的办公效率均得到了显著提升。对此，若能将信息技术合理运用到机械设计制造及其自动化的发展之中，势必能推动机械设计制造及其自动化的发展，继而满足时代发展要求。

积极将计算机辅助技术与机械设计制造及其自动化结合，为保证良好的融合效果，需首先对生产产品的基础信息有所了解。譬如基本的运作原理、产品构造及尺寸大小等。兼合上述基本信息在考虑相关设计以及设计完成后是否需要进行再次的优化，此过程变更充分发挥计算机技术的辅助作用，借此提高工作的质量与效率，让整个流程的进度得以加快。与此同时，有了计算机的辅助作用，还能让设计图也得到相应的简化，以此在方便观看的同时也更容易理解系统内部的具体释义。更重要的是，有了计算机技术的辅助，原本只能通过图纸表达的设计过程也能以动态视频的方式呈现，尤其是对设备工作原理的直观体现，对于设备性能的改进将能起到绝佳的促进效果。

2.3加强设备虚拟模型设计

随着现代科学技术的全面发展，在进行机械设备设计的过程中，通过虚拟模型的设计，使设计人员及时掌握当前机械设计的具体情况，了解设备的功能以及组成的具体状况。机械设备在设计的过程中，构建虚拟化的立体模型，以此作为基础观察各个机械结构部件的组成特点，进而可以精准的掌握各个结构数据。信息虚拟化的机械设备设计仿真模型可以有效地节约人力资源，促进设计效果和质量的全面提升，并且各个结构部分的设计人员相互配合，构建形成完整的设计方案。由此可见，虚拟仿真的立体化模型应用到机械设计中有着非常明显的优势。比如，在智能化的BIM机械设备设计模型中，该技术模型能够反映出各个结构组成的基本特点，模型反应更加的直观，各个结构部件的组成特点有所了解，每个工作人员都能够对模型有所掌握，并且能够指导生产作业。与此同时，机械设备设计人员发挥出BIM技术的优势，全面进行立体化模型的建设，最为重要的是应用系统化辅助软件，提高设计水平，保证各个结构部分的设计人员相互配合，促进设计效果全面提升。

2.4在机械设备故障诊断中的应用

新时期，机械设计制造和自动化本身具有一定的复杂性，涉及多方面内容，如数据的计算、数据的传输等。在建模过程中需要反复进行大量的运算和推动，稍有不慎就会出现偏差。特别是在人工预算推导的情况下，失误率较高。一旦某个数据出现失误，那么后续的运算推导都会作废，将浪费大量的时间和精力。机械设计制造和自动化有着极为庞大、错综复杂的系统，要想调整机械设计制造和自动化系统，达到企业的生产目标，必须结合大量的信息数据进行计算。由于数据量过于庞大，分析难度较高，采取人工计算方法会消耗大量的时间和精力，会出现人为因素误差。为了优化计算效果，要积极引入人工智能技术分析、整理、分类、保存数据，提高计算结果的精准性，避免后续运行中发生故障。

另外，人工智能技术可以第一时间诊断机械设备故障问题，便于维修人员及时处理，尽可能以最短的时间恢复到正常运行状态，并投入生产。机械设备发生故障后，人工智能技术检测获得相关信息传输到系统，并应用正向推理方法得到诊断结果。可见，应用人工智能技术可以分类自动化信息，提升信息推导的精准度，把出现失误和风险的概率降到最低。人工智能技术在机械制造故障诊断中发挥关键作用。在人机交互过程中，把机械制造检测的数据输入制造系统进行智能推理获得精准的结果，并给出科学合理的建议。将此次的情况和推导与数据库中过往的相似情况进行比对，根据诸多案例的对比确定机器出现故障的原因，是人工智能技术自动化机械故障诊断处理的主要应用。结合统计数据来看，在全球工业化生产中，因机器设备故障而导致的经济损失超过6400亿美元。为了避免再次出现经济损失，越来越多的大型制造企业积极引入人工智能技术分析机械设备出现故障的原因，并应用人工技术推断设备剩余的使用寿命，以此结合实际生产情况制定相关的设备维修养护方案。我国针对人工智能技术在机械制造设备故障诊断中的研究成果位于世界前列，早在多年前就开始尝试人工智能技术与机械制造故障诊断的结合，并已经研究出多项成果。目前，故障检测人工智能技术系统开始在更多领域得到应用。

结语

我国机械制造自动化技术的广泛应用，促进了机械领域的发展。但我国的此类技术与发达国家相比仍存在一定的差距，应针对目前的问题与难题展开深入的研究，让智能技术在机械制造技术中得到全面的提升，以此来增强国民经济的快速发展。

参考文献

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