機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)相關(guān)研究

王海東

摘要：機(jī)械工業(yè)是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要內(nèi)容，科技的快速發(fā)展也使其出現(xiàn)了全新的改變。機(jī)械設(shè)計(jì)與制造逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展，這對(duì)我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展有著很大的推動(dòng)力。提高化工生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化設(shè)計(jì)水平，需要積極利用現(xiàn)有的資源，發(fā)揮機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，本文通過(guò)探究機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而分析出我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；制造；自動(dòng)化設(shè)計(jì)

1導(dǎo)言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，但自動(dòng)化水平還比較低，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距，需加大自動(dòng)化設(shè)計(jì)的力度，為我國(guó)的工業(yè)發(fā)展服務(wù)，完善我國(guó)的工業(yè)體系。希望通過(guò)機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新，將機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)行業(yè)，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展，提高我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的水平，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)更好的發(fā)展。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

相比傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)具有智能化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，其在一定程度上可以減輕機(jī)械操作人員的工作負(fù)擔(dān)，也可以提高操作機(jī)械的安全性和產(chǎn)品的精確性。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化在提升工業(yè)效率等方面有著重要的作用。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是通過(guò)將機(jī)械設(shè)計(jì)與電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相結(jié)合，利用多種技術(shù)的結(jié)合自動(dòng)化控制機(jī)械生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，通過(guò)應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)可以提高機(jī)械生產(chǎn)質(zhì)量，也可以促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是以產(chǎn)品生產(chǎn)要求為基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，生產(chǎn)產(chǎn)品的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要人員參與，所以在有限的人力下，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力都較低，并且還存在大量的次品?，F(xiàn)如今通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)可以有效的避免以上的諸多問(wèn)題，在生產(chǎn)過(guò)程中，只需要操作者利用控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械進(jìn)行操作，就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和控制。這樣不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，也節(jié)省了大量的人力物力。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)具有安全性高的優(yōu)勢(shì)。在機(jī)械設(shè)備使用生產(chǎn)過(guò)程中，最重要的問(wèn)題就是機(jī)械操作安全問(wèn)題，在機(jī)械操作過(guò)程中安全問(wèn)題是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)一步保障產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)利益。而在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，在機(jī)械設(shè)備使用過(guò)程中會(huì)存在很多安全隱患，其中的安全隱患不僅降低了產(chǎn)品生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)利益，也使得機(jī)械操作人員在實(shí)際操作過(guò)程中存在一定的危險(xiǎn)性。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)則具有較高的安全性，其在無(wú)人操作的情況下，不僅避免了操作人員的安全隱患，也能保證產(chǎn)生品生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

在設(shè)計(jì)方面，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍使用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，并快速更新設(shè)計(jì)工藝和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，而且部分國(guó)家也在其中應(yīng)用了專家系統(tǒng)，顯著地提升研發(fā)速率，但我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)尚不成熟，新技術(shù)使用狀況不容樂(lè)觀，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則較為落后，不能滿足社會(huì)發(fā)展需求。在制造工藝方面，發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了微型機(jī)械大量的運(yùn)用，出現(xiàn)精細(xì)加工、超塑加工、微細(xì)加工、微米加工、高精密加工和復(fù)合加工等眾多先進(jìn)的技術(shù)手段，但上述技術(shù)在我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)全面的普及，部分高難度的技術(shù)依舊在研發(fā)中，這對(duì)降低生產(chǎn)成本與提高生產(chǎn)效率帶來(lái)了不良影響。

4機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

4.1鍋爐汽包水位控制方面的設(shè)計(jì)

4.1.1單沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。單沖量控制系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單的控制給水系統(tǒng)，主要由汽包、省煤器、給水等幾部分構(gòu)成，這種單沖量控制由于構(gòu)成過(guò)于簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)水位下降嚴(yán)重、水體波動(dòng)很大的情況，會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)。因此，單沖量控制系統(tǒng)一般都用于小型鍋爐，為保障安全還需配上連鎖報(bào)警裝置。

4.1.2雙沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。雙沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)控制蒸汽流量和對(duì)單回路反饋控制的系統(tǒng)，在單沖量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)蒸汽流量的校正，確保水位控制閥能夠及時(shí)控制水位，保障水位的平穩(wěn)性。

4.1.3三沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。雖然雙沖量控制系統(tǒng)能很好地保障水位的平穩(wěn)，但在使用過(guò)程中需要靜態(tài)補(bǔ)償以保證控制閥成線性的特點(diǎn)，并且需要克服給水系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)。為此，引入給水流量信號(hào)，設(shè)計(jì)出三沖量控制系統(tǒng)通過(guò)微分作用，避免出現(xiàn)鍋爐停車現(xiàn)象。

4.2機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，首先是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的精算度、檢測(cè)系統(tǒng)的指數(shù)高，使生產(chǎn)力提高，例如數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的生產(chǎn)效率大約高出6倍；其次是機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化產(chǎn)品自我監(jiān)控能力強(qiáng)，當(dāng)遇到生產(chǎn)故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，減少損失。另外，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的調(diào)整與安裝方便，操作簡(jiǎn)單方便，主要由電子控制系統(tǒng)操作，一些自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)數(shù)學(xué)模型及參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作。如今，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品是知識(shí)密集和技術(shù)密集型產(chǎn)品，已經(jīng)從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、辦公、農(nóng)業(yè)等多方領(lǐng)域的自動(dòng)化格局。

4.3強(qiáng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合

推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的快速發(fā)展，必須借助計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展才能更好地實(shí)現(xiàn)，從目前系統(tǒng)智能化水平方面來(lái)說(shuō)，其中最為重要的就是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息和制造資源等的共享，利用資源共享與信息技術(shù)共同的作用下開(kāi)展自動(dòng)化生產(chǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械已成為人們重要的方式，利用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)繪圖與設(shè)計(jì)，能顯著縮短設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的時(shí)間。例如，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與制造一些虛擬產(chǎn)品，并將其投入到市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)，通過(guò)分析虛擬產(chǎn)品所能夠產(chǎn)生的收益，能使試驗(yàn)時(shí)間得到縮短，而且能夠減少資金投入，使企業(yè)獲取更大的收益。

4.4重視配套發(fā)展

近年來(lái)機(jī)械制造自動(dòng)化不斷向智能化、數(shù)字化、綠色化等方面發(fā)展，便要重點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)制造時(shí)的人與物流作用實(shí)現(xiàn)綜合分析。發(fā)展過(guò)程中既要重視對(duì)基礎(chǔ)項(xiàng)目與實(shí)際推動(dòng)使用，又要對(duì)機(jī)械制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)配套式的發(fā)展，使機(jī)械自動(dòng)化快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，也要對(duì)與之有關(guān)的電子學(xué)、零件監(jiān)測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)全面的發(fā)展。在今后發(fā)展過(guò)程中，使機(jī)械自動(dòng)化能夠與人力資源實(shí)現(xiàn)最佳的配合。因此，機(jī)械制造業(yè)中的操作人員、技術(shù)人員、管理人員等不但要掌握傳統(tǒng)制造技術(shù)、觀念與產(chǎn)品，更為重要的是學(xué)習(xí)與了解新技術(shù)，逐漸提升自身知識(shí)水平。

5機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向

5.1數(shù)字化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

近些年，各機(jī)械制造企業(yè)都認(rèn)識(shí)到數(shù)字化對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的作用，數(shù)字信息技術(shù)主要將信息數(shù)據(jù)以數(shù)字的形式展現(xiàn)在使用者面前，全面地了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為后續(xù)的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持，通過(guò)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的數(shù)字化改變了傳統(tǒng)的靜態(tài)且多環(huán)節(jié)交流的情況，極大地縮短機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中的時(shí)間，提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)出產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

5.2機(jī)電一體的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是將機(jī)械設(shè)備與計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地控制機(jī)械設(shè)備，是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的延伸，通過(guò)將這兩個(gè)方面有效地結(jié)合在一起，可充分發(fā)揮各自的魅力，使機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中能夠最大限度地發(fā)揮設(shè)備的功能。機(jī)電一體化在柔性制造、工廠生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用，是未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的主要發(fā)展方向。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的運(yùn)用，并取得了一定的成果。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)品應(yīng)用，進(jìn)行技術(shù)革新，為達(dá)到機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，為使我國(guó)機(jī)械制造產(chǎn)品提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為改善我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)落后的發(fā)展?fàn)顩r而貢獻(xiàn)力量。

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