淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

李子健

摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是提升工業(yè)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的最佳途徑。而同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)不斷進(jìn)步的帶動(dòng)下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化也在不斷發(fā)展和提高，并呈現(xiàn)出機(jī)電一體化、智能化、數(shù)字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化以及無(wú)污染化等發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化

一.機(jī)械設(shè)計(jì)制適目動(dòng)化的特點(diǎn)友具嚴(yán)生的效益

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品比傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品擁有更高的技術(shù)水平，可以給生產(chǎn)商和使用者帶來(lái)更多的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，所以它將會(huì)逐步地取代傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品。

1.1提高企業(yè)的生產(chǎn)力水平和工作質(zhì)量

由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品擁有自動(dòng)控制和處理信息的功能，所以使控制和檢測(cè)產(chǎn)品的精確度和準(zhǔn)確度都得到了很大提升。通過(guò)這些功能可以讓機(jī)械按照設(shè)計(jì)要求來(lái)完成產(chǎn)品的生產(chǎn)，減少了其他因素的影響，從而能讓產(chǎn)品的合格率大大提高，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的最理想化操作，提高了工作質(zhì)量。另外，因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品完成了工作自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，所以大大提高了生產(chǎn)力水平。除此之外，因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化的工作方式可以按照客戶(hù)的需求來(lái)進(jìn)行調(diào)整，特別適合生產(chǎn)多種品種和小批量產(chǎn)品，大大減少了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，加快了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。

1.2提高產(chǎn)品的使用安全、可靠性

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品都具有以下幾種功能：產(chǎn)品的自動(dòng)監(jiān)控、報(bào)警、診斷和保護(hù)等。在日常的生產(chǎn)過(guò)程中，即使是遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，機(jī)械產(chǎn)品也能采取自動(dòng)保護(hù)裝備，減少了員工和機(jī)械設(shè)備事故的發(fā)生率，大大提升了機(jī)械設(shè)備的使用安全性能。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品因?yàn)槭褂昧穗娮釉骷?，?dǎo)致了機(jī)械產(chǎn)品中磨損部件的減少，因而提高了它的安全、可靠性，降低了故障率，延長(zhǎng)了使用壽命。

1.3便于控制和維護(hù)，改善產(chǎn)品的使用性能

在安裝和試驗(yàn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品時(shí)，由于其工作模式可以通過(guò)改變控制程序而改變，所以它能適應(yīng)不同客戶(hù)對(duì)于產(chǎn)品的需求。這些控制程序能夠在不改變機(jī)械零部件的情況下，通過(guò)其他方法自動(dòng)輸入到機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中。有些機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品擁有存儲(chǔ)的功能，工作者可以先在系統(tǒng)中輸入很多套不一樣的執(zhí)行程序存儲(chǔ)起來(lái)。在以后的工作中根據(jù)不同的工作者，給他們每人一個(gè)特定的信號(hào)代碼，讓他們根據(jù)指定的預(yù)定程序來(lái)進(jìn)行機(jī)械的自動(dòng)化操作。由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品擁有自動(dòng)化監(jiān)控和檢驗(yàn)的功能，所以即使在工作中遇到故障時(shí)也能采取自動(dòng)保護(hù)措施，讓工作恢復(fù)如?！，F(xiàn)代的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品都是采用程序和數(shù)字來(lái)進(jìn)行控制的，大大減少了操作按鈕和手柄的數(shù)量，大大簡(jiǎn)化了操作程序，更加簡(jiǎn)單和方便化。

1.4提高了能源利用率

現(xiàn)代國(guó)家的戰(zhàn)略目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一次和二次能源的節(jié)約，這也是廣大客戶(hù)十分重視的問(wèn)題。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品通過(guò)利用低能耗驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，來(lái)調(diào)節(jié)和提高能源的利用效率，節(jié)能效果十分明顯。此外，因?yàn)楝F(xiàn)代多種學(xué)科的相互融合，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的許多功能不僅由機(jī)械系統(tǒng)向微電子系統(tǒng)方面轉(zhuǎn)變，還由硬件系統(tǒng)向軟件系統(tǒng)方面轉(zhuǎn)變，從而使機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品系統(tǒng)向輕小型方向轉(zhuǎn)變，提高了材料使用率。因此，不管是哪個(gè)單位使用了機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其產(chǎn)品，都會(huì)給他們帶來(lái)很好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。所以，世界上的先進(jìn)國(guó)家都在大力推廣和開(kāi)發(fā)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。

二.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向探討

2.1機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展主要趨勢(shì)，算是其技術(shù)的提高和系統(tǒng)的升級(jí)。當(dāng)前，在一些工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用并取得了良好的應(yīng)用效果。機(jī)電一體化是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)電一體化原理的指導(dǎo)，將不同機(jī)械和電子設(shè)備有效的組合在一起，形成一個(gè)由電子控制機(jī)械，能夠自動(dòng)化和智能化運(yùn)行的電子機(jī)械系統(tǒng)。從某種意義上來(lái)講，機(jī)電一體化就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的延伸，因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2.2智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)所具有的主要特點(diǎn)，也是其與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造相比最本質(zhì)的區(qū)別。當(dāng)前，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)中，智能化特點(diǎn)雖然也有體現(xiàn)，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，更達(dá)不到解放人力資源，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的全智能化的要求。但是，可以肯定的是，智能化就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，相信終有一天，全智能化的實(shí)現(xiàn)會(huì)讓機(jī)械徹底解放人力資源，模擬工作人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造及生產(chǎn)操作。

2.3數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的數(shù)字化是提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)保障。數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)中具有其特有的發(fā)展意義，它可以將包括圖形、技能、數(shù)據(jù)以及聲音等各種復(fù)雜多變德?tīng)栃畔⒔y(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，然后通過(guò)數(shù)字化技術(shù)對(duì)這些數(shù)字信息進(jìn)行高效處理和分析，并通過(guò)建立數(shù)字化模型對(duì)產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)和加工生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全真模擬，進(jìn)而完成產(chǎn)品原型的生產(chǎn)制造，在避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)錯(cuò)誤的同時(shí)全面提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

2.4虛擬化

目前，幾乎在所有的機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都是在圖紙上實(shí)現(xiàn)的，也就是在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行制造生產(chǎn)之前，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在圖紙上將產(chǎn)品的功能和產(chǎn)品特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來(lái)，然后再通過(guò)參考產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品樣品，在確定無(wú)誤之后方能夠投入生產(chǎn)。即使在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)得到應(yīng)用之后，而是先在圖紙上，先進(jìn)一點(diǎn)的在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助軟件（CAD）上完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，確定沒(méi)有問(wèn)題之后將生產(chǎn)要求輸入到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中開(kāi)始生產(chǎn)操作。這種方式，不僅需要消耗大量的人力物力，還會(huì)增加出錯(cuò)率，而隨著科學(xué)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展及在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬化，直接通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備或者是程序直接在系統(tǒng)中通過(guò)虛擬技術(shù)完成產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。如果驗(yàn)證顯示產(chǎn)品設(shè)計(jì)有問(wèn)題，則繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有問(wèn)題則直接將相關(guān)數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)中進(jìn)行生產(chǎn)操作。

結(jié)束語(yǔ)

由于現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品都是依靠機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)來(lái)完成的，也可以將機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)說(shuō)成是機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的延續(xù)就是機(jī)電一體化，機(jī)械工業(yè)想要在市場(chǎng)中占有一席之地，就必須實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化產(chǎn)品發(fā)展的轉(zhuǎn)變。所以，機(jī)械工業(yè)的設(shè)計(jì)者在工作中就不能只是傳播新技術(shù)，而是應(yīng)該創(chuàng)造新技術(shù)，為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的力量。