智能化技术在机械设计制造及其自动化中的应用探究

引言：

现代科技迅猛发展背景下，智能化技术的产生与应用对各行各业造成了极大影响。机械制造业中，智能化技术给机械设计制造及其自动化带来强有力技术支持，切实提高了机械设计效率、准确性与机械产品质量，并不断优化机械自动化模式，实现生产效率与精度的双重飞跃，促进了机械工程的改革。因此，为推动机械制造行业持续进步，必须加强智能化技术的应用，为机械设计制造与自动化注入强劲动力。

一、智能化技术在机械设计中的应用

（一）智能CAD 系统的应用

传统机械设计中，设计人员需依赖于自身专业知识、工作经验完成CAD 系统的建模、分析与修改，效率低，而智能 CAD 系统可借助优化算法等多个信息技术自动高效地完成机械设计，设计者输入设计要求，就可自动生成相契合的设计方案，有效减少设计人员反复测试、修改次数，提高设计机械设计效率与质量。智能 CAD 系统包括知识驱动、优化算法、自学习等技术，这些技术在相互作用情况下实现机械设计方案的顺利生成。知识驱动依赖于知识库，通过将机械设计行业标准、知识经验编码成规则和事实存储于知识库中，可确保机械设计严格按照经验、规则与标准来进行，代替人工完成机械设计，减少人为失误，保证设计质量。优化算法可从多个维度分析机械设计各类因素，如成本控制、质量要求等，辅助设计人员设计最为优质、合适的方案。自学习技术可使得智能CAD 系统在运行过程中自动识别出设计过程中存在的规律与图案，并进一步优化设计过程[1]。

（二）人工智能的应用

在机械设计中应用人工智能技术，既可以提高设计效率，还可以获得更为科学、新颖、智能的设计方案，扩展机械设计可能性。具体来看，人工智能技术可根据机械设计要求、用户需求和现有数据信息，依托自然语言处理、深度学习等技术生成满足条件的机械设计方案，设计人员需要结合实际再次调整优化即可，切实减少重复工作量，并为后续方案设计提供创新参考。另外，人工智能技术可辅助机械设计人员完成设计方案的准确评估与持续优化。以往机械设计工作中，为保证设计方案的科学性、可行性，技术人员需要通过多次实验评估设计方案的好坏，而人工智能系统可依托专家系统、大数据技术、机械学习实现设计方案的快速准确评估，无需评估多次。

二、智能化技术在机械制造中的应用

（一）智能化加工技术

智能化加工技术依托计算机、物联网、大数据、通信技术与先进制造技术而产生，具有自感知、自学习、自执行等功能，将其应用于机械制造中可实现生产流程的智能化管理，降低人为操作误差，提升制造效率并保障精度、稳定性。具体来说，智能化加工技术可实现物料切割、钻孔、车削等加工环节的自动化、高精度完成，严格按照设计方案完成所有制造加工环节，并全流程监控制造过程中温度、振动、压力的关键参数，传输至指挥中心，调整机械制造方案，保证加工精度与效率。同时，智能化加工技术可代替人工完成材料运输、原料制备、成本制作等加工工艺，减少人员参与，并根据不同制造加工要求灵活调整设备运行参数，减少加工时间，切实提高了生产效率与生产质量，一举两得。

（二）智能化装配技术

传统机械制造过程中，装配环节依赖于人工操作，但机械装配环节涉及多个零部件，工序繁杂，一旦装配人员操作不熟练或走神，极有可能造成装配错误，影响机械质量。智能化装配技术可有效解决这一问题，通过应用机械人系统、智能算法、智能设备等，可代替人工实现机械装配的智能化。各类智能设备按照预设逻辑规则自动快速且准确完成零部件安装，包括抓取、定位、安装、检测等，保证机械装配的准确性。另外，智能化装配技术还可实现机械装配的实时监控与反馈。借助各类高精度传感器，可准确监测零部件装配过程中扭矩、压力、装配速度等关键参数，及时发现异常情况并提醒相关人员进行处理，避免生产质量不达标机械设备。

三、智能化技术在机械自动化中的应用

（一）智能控制系统

智能控制系统是机械自动化运行的关键，该系统集成传感器、控制器、执行器和信息处理技术，有效提高了机械设备的智能化水平，实现设备自主调节与精准控制，实现大范围的自动化管控，以减少生产制造过程中对人力资源的依赖 [2]。智能控制系统可使得机械设备通过传感器收集现场信息，通过控制器调整运行模式，从而实现机械设备根据生产环境、运行要求动态调整运行参数，确保设备处于最佳运行状态，以适应不同情况下的运行需求，确保机械运行稳定性、安全性。

（二）机械视觉技术

机械视觉技术可使得机械设备具有“拟人化”功能，实现精准定位、部件辨识等，做到生产环境、产品图像的全面获取，进而科学准确地判断产品是否满足生产要求。同时，机械视觉技术可以当作机械人“眼睛”，是机械人的引导系统，使得机械人运行过程中可以根据机械视觉技术实现操作路径的准确辨别，方便机器人执行自主抓取、精确装配工作，并为环境适应与避障提供了至关重要的视觉反馈 [3]。另外，机械视觉技术还可与智能控制系统相融合，进一步提高机械设备的智能化、自动化水平，顺利高效完成复杂图案识别、生产环境评估、产品检测等环节，强化机械设备运行精准度。

结束语

综上所述，数字化时代下，智能化技术在机械设计制造及其自动化中的应用极为重要与关键，有效提高机械设计质量、机械制造效率与机械自动化水平，推动机械工程改革创新。对此，必须深入研究智能化技术的具体应用策略，分析智能CAD 系统、智能化加工技术、智能控制系统等技术的实际应用要点，促进机械工程领域可持续发展。展望未来，还需持续研究智能化技术的应用，推动现代制造业智能化、绿色化发展。

参考文献：

[1] 徐一凡 . 智能化技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究 [J]. 模具制造 ,2025,25(2):23-25.

[2] 贺有兵 , 曾立兵 . 人工智能在机械设计制造及自动化中的应用 [J]. 凿岩机械气动工具 ,2025,51(1):16-18.

[3] 梁霖声 , 夏腾辉 , 陈福东 . 人工智能在机械设计制造及自动化中的应用分析 [J]. 机电产品开发与创新 ,2025,38(3):83-86.