智能制造环境下的机械设计技术应用研究

智能制造环境下的机械设计技术应用研究

李昌才

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合肥康居人医疗器械科技股份有限公司

摘要：近年来，我国科技不断进步。随着信息技术和人工智能的快速发展，智能制造正成为制造业的新趋势，机械设计作为智能制造的重要组成部分，其技术和应用正日益受到重视。但我国智能制造技术起步较晚，在智能系统的应用中还有较大的进步空间，因此，以智能制造时代为背景，进行了机械设计技术的应用研究，分析了在智能制造环境下机械设计技术的应用。

关键词：智能制造；机械设计技术；应用研究

引言

随着中国机械设计和制造业的飞速发展，机械设计和制造的水平已经显著提高。人们对这一领域的要求也越来越高，因此相关技术人员必须不断改进技术方法和工艺，以便为客户提供更优质的产品和服务。技术优化的核心在于将自动化技术与制造业紧密结合，因此，技术人员应该积极投入，不断探索新的应用方法，有效提升我国机械设计制造业的效率和质量。从机械设计人员角度来看，一方面要辩证看待智能自动化技术对机械设计工作产生的多方面利好影响，另一方面又要熟练应用智能自动化技术，尤其是集成化、柔性化、虚拟化等技术。在智能自动化技术的辅助下，将机械设计人员脑海中的创意以三维立体模型的方式呈现，为设计人员不断修改、完善设计方案以及提高机械制造精度提供帮助。

1智能制造技术概念

智能制造技术是指利用先进的信息技术、自动化技术和物联网技术，对生产过程中的信息进行实时感知、智能分析和自动化决策，实现生产过程的智能化、灵活化和高效化，其核心在于能够将物理系统与数字系统相连接，实现设备、人员和产品的智能化、自动化管理与协同。智能制造技术的优势在于：（1）能够提升生产效率，实现生产过程的智能优化和调度，从而降低生产中的浪费和能耗，提高产品质量；（2）可以通过数据分析、智能控制等手段，降低人力成本、能源成本和材料成本，并减少由于生产过程中的错误和浪费导致的额外费用；（3）能够实现生产过程的灵活调整和快速响应，满足不同的市场需求和个性化定制的需求，提高企业的竞争力和市场占有率；（4）可以通过精确的数据采集和分析，实现生产过程中的资源优化，避免资源的浪费和过度消耗，减少对环境的负面影响；（5）还可以将人与机器深度融合，实现人机协同工作，提高员工的工作效率和工作体验，减少因人为操作错误而导致的事故和质量问题。

2机械设计中应用智能自动化技术的重要性

2.1提高了机械设计效率

机械设计是机械制造的必要前提。对于一些结构复杂、零件精密的大型机械产品，前期设计是一项费时费力的工作。设计人员既要从机械产品的实用功能出发展开设计，保证设计出来的方案能够支持各项功能的顺利实现；还要兼顾机械产品中各个零部件之间的协调配合，并在尺寸精度方面满足要求。在这种情况下，以人工为主的绘图设计需要花费大量的时间，在设计中还会因为疏忽大意导致设计方案的实用性不强，对后续机械产品的加工制造也产生了不良影响。

2.2增强了产品的可靠性

机械产品是由若干个零部件组成的复合体，任何一个零部件出现质量问题，都会对整个机械装置的可靠运行产生影响，甚至会产生严重的安全事故。因此，在机械设计中，设计人员既要关注机械产品各项功能的顺利实现，同时也必须提高各零部件之间的协调性以及机械产品整体的可靠性。将智能自动化技术应用到机械设计中，不仅能够让机械设计内容可视化，以三维模型的形式呈现出来，提高设计方案的立体感；而且还能支持虚拟漫游、碰撞检测等高级功能，这就为设计人员及时发现机械设计方案存在的缺陷以及开展设计优化工作提供了支持。

2.3改善了机械产品性能

衡量机械产品性能的指标有多种，例如功能实现情况、运行能耗、机械磨损、使用寿命、安全性等。基于智能自动化技术的机械设计，在按照设计方案搭建起机械产品的三维模型后，可以在虚拟环境下开展仿真实验，验证机械产品各项功能的实现情况，以及机械产品在运行中的运行能耗、机械磨损，并预测机械产品的使用寿命等。根据仿真结果，设计人员可以一目了然地掌握机械模型在哪些方面达到了设计预期，在哪些方面还需要改进。

3智能制造环境下机械设计技术的应用要点

3.1结合智能技术进行机械设计

智能技术的引入，为机械设计提供了更多的可能性和创新思路，因此在进行机械设计时，应注重智能技术的结合应用。比如机器人制造领域，智能机器人通过搭载各种传感器和处理器，能够感知环境、作出反应，并进行自主决策。在机械设计中，智能机器人的引入大大提高了生产效率和产品质量，其具备的自动识别、自动控制和自动调整的能力，可以在不同环境下完成复杂的任务，减少人力的投入和误差的发生。除此之外，智能技术在机械设计中还有更广泛的应用。

3.2柔性化生产

在开展机械设计制造工作时，自动化技术的合理结合能够让机械设计制造变得更加智能化和柔性化。在实际生产作业时的大部分操作均能够由机械装置自动化实现，这样不仅能够大幅降低机械设计制造的成本投入，还能够有效避免人为因素造成的问题的出现，进而有效提升机械设计制造企业的生产质量和企业竞争力。

3.3光电检测原理

现代检测技术的运用，能够利用化学、物理等技术对被检测的机械产品进行质量判断，并出具量化的检测报告。机械设计人员根据检测报告，可以了解机械产品在哪些方面还存在缺陷，从而为机械产品的优化设计提供了参考，这对实现机械产品的高精度加工有积极帮助。在机械设计中，推广使用自动检测技术成为提升设计效率、提高设计精度的重要保障。

3.4借助先进的仿真技术进行机械设计

在传统的机械设计过程中，机械设计师往往需要进行多次样机制作和测试，既费时又费力，还增加了成本。而在智能制造环境下，借助仿真技术，机械设计师不仅可以通过虚拟仿真功能来模拟机械产品的运行情况，还可以在计算机上进行各种条件下的测试和分析，这样不仅有助于及时发现和解决潜在问题，还能在产品制造之前对设计进行优化，降低试错成本。通过仿真技术，机械设计师能够模拟机械产品在各种工作情况下的性能表现，包括受力分析、动力学分析、热分析、流体力学分析等，从而直观地反映出机械产品的潜在问题，并可以通过优化设计来改善性能。此外，传统的机械设计通常需要花费大量的时间来进行实际建模和测试，而借助仿真技术，机械设计师可以快速进行虚拟建模、仿真测试和优化设计，大大缩短了设计周期，不仅能够提高机械设计师的工作效率，还能够更好地满足客户的需求和市场的快速变化。

结语

从技术应用效果来看，智能自动化技术不仅可以提供通用零件、虚拟漫游等实用功能，降低机械设计难度。智能制造环境下的机械设计技术的应用是制造业向智能化高效化和可持续发展的重要方向。智能化机械设计技术的出现，提高了机械设计的效率、质量和可靠性。未来，智能制造环境下的机械设计技术将会继续发展与创新，推动制造业向智能化和可持续发展迈进。目前我国在机械设计制造及其自动化技术方面投入了许多资源和资金支持。同时，推动本行业不断和其他学科技术间形成有效融合，进而迈向微型化、智能化、模块化、一体化、网络化和绿色化的发展之路。

参考文献

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