關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向的研究

干可

摘 要：由于科技的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出繁雜化的發(fā)展特征，其種類更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。在這樣的情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用了大量的自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造朝著動(dòng)態(tài)化的方向發(fā)展，需求模式也發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，更加側(cè)重于高效節(jié)能。文章立足當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展實(shí)際，對(duì)其自動(dòng)化發(fā)展方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；發(fā)展方向

前言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造一般指的就是通過分析機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)、零件尺寸等，得出計(jì)算結(jié)果，并將其轉(zhuǎn)化為較為具體的描述，指導(dǎo)產(chǎn)品制作[1]。結(jié)合近年來機(jī)械設(shè)計(jì)制造迅速發(fā)展的形勢(shì)來看，其發(fā)展的主要推動(dòng)力在于系統(tǒng)科學(xué)以及信息技術(shù)的進(jìn)步。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造水準(zhǔn)不斷提高、理論持續(xù)擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，機(jī)械制造更關(guān)注新技術(shù)和新設(shè)備的開發(fā)，自動(dòng)化是其未來發(fā)展的總趨勢(shì)。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展原則

1.1 采用新技術(shù)，不斷創(chuàng)新

一般來講，不同產(chǎn)品的性能和系統(tǒng)是不一樣的，因此，在產(chǎn)品開發(fā)出來之后，將不同種類分別投入市場(chǎng)，觀察市場(chǎng)的接納情況和消費(fèi)者的反應(yīng)，若效果良好，說明此項(xiàng)產(chǎn)品值得繼續(xù)研究和大力推廣。對(duì)于受到大眾青睞的產(chǎn)品，應(yīng)對(duì)其受歡迎的原因進(jìn)行全面分析，并積極應(yīng)用新技術(shù)持續(xù)開發(fā)，同時(shí)，還要將原料都處理好，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于機(jī)械設(shè)備來講，技術(shù)含量與功能是成正比的，因此，技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用是改善產(chǎn)品性能的主要途徑之一。自動(dòng)化系統(tǒng)具有多種功能，不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還能夠指定機(jī)械產(chǎn)品的功能。

1.2 以功能要求為導(dǎo)向

產(chǎn)品性能不同，其制造設(shè)備通常也不一樣[2]。結(jié)合當(dāng)前的市場(chǎng)行情來講，一般用戶對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的需求數(shù)量都比較小，所以，批量小是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的基本特征。功能差異是不同產(chǎn)品之間必然存在的，其對(duì)設(shè)備的功能形成了挑戰(zhàn)。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展必須以設(shè)備為基礎(chǔ)?，F(xiàn)代化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，提高了機(jī)械的靈活性和使用效率[3]。產(chǎn)品需要經(jīng)過設(shè)計(jì)和制造的過程，在這個(gè)過程中，需將內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效結(jié)合，才能使產(chǎn)品盡可能的滿足使用要求。

2 自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

2.1 高效

自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，使得失誤和錯(cuò)誤的發(fā)生率大為降低，控制變得更加容易和簡(jiǎn)單。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠顯著提高生產(chǎn)效率，對(duì)于錯(cuò)誤根源也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有助于實(shí)現(xiàn)有效的控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠保障設(shè)備遵循設(shè)計(jì)流程運(yùn)作，同時(shí)，模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)環(huán)節(jié)和流程得到優(yōu)化。機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)在于其在保障操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，還可以確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足規(guī)定要求。另外，在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)編程修改，有助于開發(fā)和生產(chǎn)多樣產(chǎn)品。所以，借助自動(dòng)化技術(shù)，產(chǎn)品更新周期會(huì)更短。

2.2 便捷

信息技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得在生產(chǎn)過程中能夠依據(jù)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保最終產(chǎn)品可以很好的滿足現(xiàn)實(shí)需求。同時(shí)，這樣的調(diào)控?zé)o需拆除部件，只需輸入控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)，非常便利。存儲(chǔ)能力是自動(dòng)化產(chǎn)品的基本能力，將型號(hào)存入設(shè)備，使用時(shí)將執(zhí)行程度調(diào)出，能夠確保自動(dòng)化生產(chǎn)的正常進(jìn)行。檢測(cè)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的事故修復(fù)，穩(wěn)定性得到了保障。另外，電子技術(shù)的應(yīng)用，使得多數(shù)機(jī)械的開關(guān)數(shù)量大為減少，操作更為方便。由于工作內(nèi)容是提前預(yù)定的，所以，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的轉(zhuǎn)換、循環(huán)，還可以根據(jù)控制對(duì)象，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

2.3 安全

自動(dòng)化系統(tǒng)在保障設(shè)備安全、穩(wěn)定方面，具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備來講，安全是必須要考慮的因素，因此，應(yīng)盡量排除生產(chǎn)過程中的隱患。自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)危險(xiǎn)情況預(yù)防控制，對(duì)于安全生產(chǎn)意義重大[4]。由于各個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，所以，對(duì)于設(shè)備生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障和意外，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動(dòng)的診斷并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在設(shè)備使用的過程中，一旦發(fā)生短路或者過壓等問題，系統(tǒng)能夠在切斷電路的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工作模式的調(diào)整，對(duì)于降低事故危害、保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的積極作用十分明顯。自動(dòng)化設(shè)備中包含了大量的電子元件，這些元件可以對(duì)部分可動(dòng)構(gòu)件起到替代作用，降低了出現(xiàn)事故的幾率，生產(chǎn)過程中的安全隱患大為降低，安全生產(chǎn)有了可靠保障。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展方向的探討

3.1 綠色化、生態(tài)化

隨著環(huán)境條件的改變，當(dāng)前的人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重要性有了新的認(rèn)識(shí)，環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)已經(jīng)是大眾的普遍認(rèn)知。在這樣的背景下，人們對(duì)于生態(tài)、綠色、節(jié)能、環(huán)保等新興理念極為關(guān)注，機(jī)械制造也受到了一定的影響。綠色設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中主要體現(xiàn)在盡可能的利用資源獲取綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)。因此，新時(shí)期的機(jī)械設(shè)計(jì)制造，除了要保障產(chǎn)品的功能與成本之外，還要使其符合環(huán)保的基本要求，重視其環(huán)境屬性。一般意義上的綠色產(chǎn)品，指的就是既能夠滿足性能要求，也符合低損害要求的產(chǎn)品。可持續(xù)發(fā)展觀要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展走生態(tài)之路，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造中也要對(duì)生態(tài)化、綠色化給予重視。從另一方面來講，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的生態(tài)化不僅可以起到節(jié)能環(huán)保的作用，還可以在一定程度上提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 系統(tǒng)化

對(duì)于當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造來說，其中的邏輯性更高[5]。將產(chǎn)品視作一個(gè)完整的整體，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠協(xié)調(diào)人與自然界的關(guān)系。系統(tǒng)化指的是把系統(tǒng)細(xì)化為子系統(tǒng)，并積極應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)與方法，協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)，以促進(jìn)系統(tǒng)化的順利實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，采取的是靜態(tài)分析，依據(jù)主要是經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)態(tài)化與定量設(shè)計(jì)均無法使用，與當(dāng)今的要求存在一定的距離。功能設(shè)計(jì)一般在隨機(jī)動(dòng)態(tài)下進(jìn)行，因此，定量化、系統(tǒng)化將是機(jī)械設(shè)計(jì)制造未來的發(fā)展趨勢(shì)之一。

3.3 智能化

計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)時(shí)代的影響力毋庸置疑，其推動(dòng)了各項(xiàng)技術(shù)的革新。CAD技術(shù)以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ)，推動(dòng)了設(shè)計(jì)工作水平和效率的顯著提升。在未來的發(fā)展中，人工智能與CAD技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)更為高效的結(jié)合，將會(huì)大大提升CAD系統(tǒng)的創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)的智能化程度也會(huì)更高。另外，得益于現(xiàn)代機(jī)械在集成性以及智能性方面的優(yōu)勢(shì)，CAD技術(shù)與人工智能等現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，將使得計(jì)算機(jī)的功能更為“強(qiáng)大”。以其為基礎(chǔ)建設(shè)的整體模型，能夠描述產(chǎn)品工況，再加上智能化處理，產(chǎn)品設(shè)計(jì)將會(huì)得到更好的優(yōu)化。

3.4 微型化與模塊化

自動(dòng)化產(chǎn)品具有體積小、使用靈活的顯著特征，備受用戶青睞，在市場(chǎng)中處于非常重要的地位。這些產(chǎn)品被稱為微電子機(jī)械，其發(fā)展方向是微米級(jí)、納米級(jí)。所以，伴隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化產(chǎn)品將朝著微型化的方向發(fā)展。自動(dòng)化機(jī)械種類繁雜，開發(fā)過程中的需求也各不相同，但共同點(diǎn)是均需要利用標(biāo)準(zhǔn)單元。就當(dāng)前來講，由于生產(chǎn)高效的引導(dǎo)作用，產(chǎn)品單元正在朝著模塊化的方向快速發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展的過程中，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、加強(qiáng)改進(jìn)。在改進(jìn)的過程中，新技術(shù)的應(yīng)用是一個(gè)十分重要的方面。產(chǎn)品制造需要兼顧成本和效率，因此，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。自動(dòng)化系統(tǒng)具有高效、便捷、安全等明顯優(yōu)勢(shì)，在推動(dòng)機(jī)械制造發(fā)展方面功不可沒。

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