機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)研究

馬壯?郝帥

摘 要：現(xiàn)階段，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展是我國機(jī)械工程科研工作者要研究的重要課題?，F(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了不同機(jī)械設(shè)計(jì)理念的相互融合和相互滲透，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式都發(fā)生了巨大變化。

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

機(jī)械自動(dòng)化迎合了當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展需求，是機(jī)械制造業(yè)向現(xiàn)代化生產(chǎn)過渡的必然趨勢(shì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化大大提升了機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性、實(shí)用性、靈便性與節(jié)能性，使其逐漸走向現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展之路，突顯出卓越的使用性能。機(jī)械行業(yè)要想健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)、快速地發(fā)展，就必須不斷創(chuàng)新和探索，從根本上認(rèn)識(shí)到機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造的重要性，以實(shí)現(xiàn)人力、物力、財(cái)力資源的優(yōu)化配置，提升機(jī)械生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)含量，為機(jī)械制造向虛擬化、智能化、節(jié)能環(huán)?；?、網(wǎng)絡(luò)化與微型化方向發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

當(dāng)前我國機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)的亮點(diǎn)在于智能化與自動(dòng)化，這是其區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的最大不同。很多人將機(jī)械自動(dòng)化單純地理解為多種先進(jìn)技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，但事實(shí)并不是如此。機(jī)械自動(dòng)化是將所有的先進(jìn)技術(shù)與理論經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合在一起的、體現(xiàn)其整體統(tǒng)一性的智能化技術(shù)。隨著科技時(shí)代的到來，機(jī)械制造及其自動(dòng)化技術(shù)由于其效率高、精度高、升級(jí)快等特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸登上歷史的舞臺(tái)，被機(jī)械行業(yè)所重視，日益成為了機(jī)械制造主要技術(shù)的重要組成部分。

2.機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

產(chǎn)品在生產(chǎn)時(shí)，采取了控制自動(dòng)化和信息自動(dòng)化，減少了操作中的失誤，變得易于控制。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，提高了生產(chǎn)效率，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤根源。自動(dòng)化控制系統(tǒng)使得設(shè)備按照原先規(guī)定好的流程開展運(yùn)作。模擬仿真技術(shù)，不斷改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)。機(jī)械自動(dòng)化不但完成了操作自動(dòng)化，并保證了產(chǎn)品質(zhì)量。以計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，能夠修改編程，使生產(chǎn)產(chǎn)品富有多樣性。由此，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，可依據(jù)產(chǎn)品需求調(diào)試安裝設(shè)備，生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品。調(diào)整控制程序能夠以多種手段輸進(jìn)控制系統(tǒng)內(nèi)，不用對(duì)機(jī)器部件進(jìn)行拆除。任何一種自動(dòng)化產(chǎn)品都要確保設(shè)備存儲(chǔ)的能力，在存儲(chǔ)設(shè)備中存入每一種型號(hào)。再次使用時(shí)調(diào)出執(zhí)行程度，保障自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)行。檢測(cè)技術(shù)可對(duì)事故自動(dòng)修復(fù)，確保其穩(wěn)定性。多數(shù)機(jī)械利用電子技術(shù)，減少了以往的生產(chǎn)開關(guān)數(shù)量，便于工作人員操作。工作內(nèi)容都預(yù)先設(shè)定過，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換和自動(dòng)循環(huán)?，F(xiàn)如今，依據(jù)被控對(duì)象，可自動(dòng)調(diào)整好自動(dòng)化產(chǎn)品。運(yùn)用機(jī)械自動(dòng)化，首先要確保生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，提前控制生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)狀況。每一個(gè)環(huán)節(jié)都需設(shè)置監(jiān)控設(shè)施。生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)作過程中出現(xiàn)故障，可自動(dòng)診斷和報(bào)警。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，倘若出現(xiàn)過流、過載、短路和過壓的電力故障，可將其轉(zhuǎn)換至新工作模式，并及時(shí)把電路切斷。機(jī)械自動(dòng)化，可減少大型設(shè)備事故的發(fā)生。機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部也有著較多電子元件，能夠代替易摩擦部位和可動(dòng)構(gòu)件

3.機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

3.1智能化

在機(jī)械制造業(yè)智能化是對(duì)機(jī)器自身行為的表述，在傳統(tǒng)的控制理論的基礎(chǔ)上吸收了人工智能、運(yùn)籌學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等多種學(xué)科的多種知識(shí)，從而獲得新思想新方法來模擬人工智能，讓機(jī)械具有判斷能力和邏輯思維能力。同時(shí)，在遇到困難的時(shí)候具備一定的自主決策能力，當(dāng)機(jī)器具備以上的能力時(shí)其智能化也就達(dá)到了一定的等級(jí)，人類就能通過簡(jiǎn)單的控制達(dá)到更好的控制效果。當(dāng)然，沒有機(jī)械是可以完全擺脫人類而完全自動(dòng)化的，所以必須要保留一定的人工控制和智能環(huán)節(jié)，這也是保證生產(chǎn)過程中遇到突發(fā)情況能夠進(jìn)行施救的前提條件。

3.2模塊化

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力非常大，自動(dòng)化產(chǎn)品種類和廠家都非常多，因此讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)模塊化是一個(gè)艱巨而復(fù)雜的工程。研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動(dòng)機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，同時(shí)也可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械自動(dòng)化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)械自動(dòng)化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3生態(tài)化

隨著科技的不斷發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到環(huán)境因素對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響程度。由此誕生了綠色生態(tài)的理念。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的綠色設(shè)計(jì)，是最大化的利用資源獲得新型的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，以產(chǎn)品環(huán)境屬性為主，既滿足環(huán)境的需求，也要確保產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和基本功能。所謂的綠色產(chǎn)品，既要有特定的使用功能，也不能對(duì)周邊環(huán)境和人的身心健康造成損害。人們推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必然會(huì)走向生態(tài)化的發(fā)展道路?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)注重生態(tài)化，既能夠減少資源損耗，也能提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和使用質(zhì)量。

3.4系統(tǒng)化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)化，是將總系統(tǒng)分為多個(gè)子系統(tǒng)，并利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法和理論，將子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的最終目標(biāo)。如果是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，在分析過程中是靜態(tài)的，是憑著經(jīng)驗(yàn)去感知。因此不能夠采取動(dòng)態(tài)化的定量設(shè)計(jì)。實(shí)際工況不能用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行反映。機(jī)械產(chǎn)品完成功能設(shè)計(jì)，是在隨機(jī)動(dòng)態(tài)的情況下開展的。由此可以看出，機(jī)械設(shè)計(jì)的未來趨勢(shì)將會(huì)向定量化發(fā)展?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)零部件和材料的損傷都進(jìn)行了充分的考慮，使用數(shù)學(xué)歸納法和有限元法可以更好的進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，從而提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的成功率。

4.結(jié)束語

在現(xiàn)代的工作中，使用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)變成了一種必然的趨勢(shì)。那么機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向的問題便成了重中之重，本文主要就此問題展開論述，相信人們?cè)诓粩噙M(jìn)取的過程中機(jī)械設(shè)備也會(huì)不斷的為人類做出越來越大的貢獻(xiàn)。

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