农业机械设计制造中自动化技术应用研究

农业机械设计制造中自动化技术应用研究

于贵军

山东省临沂市沂水县崔家峪镇人民政府    276416

摘要：随着农业现代化进程的不断推进,农业机械设计制造业面临着新的机遇与挑战。自动化技术的应用成为提高农机设计制造效率、质量的关键。本文围绕数字化农机设计建模、智能化制造工艺监控、自动化装配质量管理以及柔性制造机器人应用等方面,探讨了自动化技术在农机设计制造中的应用现状、存在的问题及优化策略。通过构建集成化的数字设计平台、优化智能监控系统、完善质量管理链条、提升机器人应用水平,助力农机设计制造实现智能化转型升级,为现代农业装备的发展提供有力支撑。

关键词：农业机械;自动化技术;设计制造

引言：农业机械化是现代农业发展的重要基础,对于提高农业生产效率、促进农业增效农民增收具有重要意义。然而,传统的农机设计制造模式已难以适应现代农业发展的需求。随着信息技术、自动化技术的快速发展,将其应用于农机设计制造过程中,实现设计、制造、装配、管理等环节的智能化、自动化,成为行业转型升级的必然趋势。本文将聚焦自动化技术在农机设计制造中的应用,深入分析存在的问题,探索优化对策,以期为农机行业的智能化发展提供参考。

一、构建数字化农机设计建模集成平台

农机设计是产品开发的源头,其数字化、智能化水平对整个农机制造流程具有决定性影响。当前,虽然三维CAD、CAE等设计软件已在农机设计中得到普及,但不同软件之间的数据交互和流程协同仍存在诸多障碍,导致设计效率低下,开发周期冗长。为破解这一难题,构建一个高度集成的数字化农机设计建模平台已成为业界共识。该平台应具备强大的数据集成能力,支持不同软件、不同格式的设计数据无缝对接和实时共享,打通设计流程的各个环节。同时,平台还应内置智能化设计工具和知识库,利用大数据分析、机器学习等技术,实现设计知识的自动推送和复用,辅助设计人员进行方案优化和快速决策[1]。此外,通过引入虚拟样机、虚拟装配等仿真技术,可在数字空间内对产品性能进行全面评估和优化,大幅缩短物理样机的试制周期。数字化集成设计平台的构建,不仅能显著提升农机设计的效率和质量,更为后续的制造、装配等环节奠定了坚实的数字化基础。

二、优化制造工艺流程智能化监控系统

农机制造涉及铸造、锻造、焊接、机加工等多道复杂工序,传统的生产组织模式难以适应定制化、多品种、小批量的柔性制造需求。工艺流程的智能化监控成为破解制造瓶颈的关键一招。智能监控系统应以物联网技术为基础,在制造设备上部署各类传感器、摄像头等数据采集终端,实时监测设备运行状态、加工参数、环境条件等关键信息。海量的实时数据经过边缘计算处理后,再上传至云端平台进行大数据分析挖掘,形成对设备健康状态、工艺参数优化、能耗管理等方面的智能决策,最终反馈执行端进行闭环控制。同时,智能监控系统还应具备故障预警、预测性维护等功能,利用机器学习算法对设备的潜在故障进行提前预判和诊断,制定最优检修策略,最大限度减少非计划停机时间。在质量管控方面,通过在线检测手段和统计过程控制(SPC)方法的应用,实现产品质量缺陷的实时监测和预警,做到质量问题"早发现、早预防、早处置"。智能化监控系统的构建,将为农机制造向智能制造模式的升级提供有力支撑[2]。

三、完善自动化装配生产质量管理链

装配是农机制造的最后一道工序,直接关系到产品的最终质量和性能。引入机器人装配、柔性装配线等自动化装配技术,可显著提高装配效率和精度,降低人工成本。但单纯追求装配自动化并不能从根本上保障装配质量,还需进一步完善配套的质量管理体系。首先,应建立从零部件进厂检验、过程质量控制再到成品出厂检测的全流程质量管理链条,做到质量管控无盲区。利用射频识别、条码、数据矩阵等自动识别技术,实现装配件的全生命周期数字化管理和溯源。在装配线上规划设置自动化检测工位,采用机器视觉、三坐标测量等先进的无损检测手段,对关键装配特性进行在线检测,及时发现装配缺陷和偏差。收集汇总装配过程数据,运用大数据分析、统计建模等方法,揭示影响装配质量的关键因素,优化装配工艺和质量控制策略。通过建立快速响应机制,当装配质量出现异常时,可快速溯源定位问题根源,并及时采取纠正和预防措施,最小化质量损失。完善的自动化装配质量管理体系,将为农机产品的质量提升保驾护航。

四、提升柔性制造机器人应用水平

农机市场呈现多品种、小批量的特点，对生产制造的柔性适应能力提出了更高要求，工业机器人凭借其灵活性和多功能性，已成为实现农机柔性制造的关键技术。目前农机行业在机器人应用方面仍处于起步阶段，存在应用水平不高、工艺适应性差等问题。未来应加大机器人在农机制造各工序中的推广力度，在焊接工序中采用焊接机器人替代人工焊接，提升焊缝质量和生产效率，利用喷涂机器人进行零部件表面处理，改善作业环境，引入装配机器人，提高装配精度和效率。针对农机行业特点，开发轻量化、模块化、易编程的农机专用机器人，降低企业应用门槛

[3]。同时加强机器人与数控机床、输送线等设备的协同，构建柔性化生产单元，灵活应对生产波动。此外，要注重机器人操作人才的培养和储备，建立健全应用规范和安全防护体系，加强技术创新和工艺改进。通过推进机器人在农机制造领域的深度应用，实现生产方式的智能化转型，全面提升柔性制造水平，为农机制造注入新的发展动力，推动行业向更高层次迈进。

结语：自动化技术是推动农业机械设计制造转型升级的强大引擎。从数字化设计、智能化制造、自动化装配到柔性化生产,自动化技术正在深刻重塑农机行业的发展模式。农机企业应顺应时代潮流,加快数字化、智能化、柔性化转型步伐,推动自动化技术在设计、制造、装配、管理等环节的深度应用。同时,还需加强关键共性技术攻关,完善产业配套,健全标准规范,优化人才培养,营造良好的产业生态。唯有如此,才能不断提升农机设计制造的自动化、智能化水平,为现代农业装备的跨越式发展提供有力支撑。

参考文献：

[1]史振军.自动化技术在机械设计制造中的应用[J].造纸装备及材料,2024,53(05):40-42.

[2]丛淼淼,杨静,姚宝珍.自动化技术在农业机械设计制造中的运用[J].中国农机装备,2023,(12):24-26.

[3]阿尔孜古丽·吾买尔,张锋.自动化技术在农业机械设计制造中的运用[J].数字技术与应用,2023,41(11):23-25.