機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則與發(fā)展趨勢(shì)

宋玲

摘 要：隨著近年來(lái)社會(huì)科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械在制造以及自動(dòng)化方面也取得了極大的發(fā)展和進(jìn)步，在大大提升了企業(yè)生產(chǎn)力的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)產(chǎn)品在質(zhì)量方面的有力保障。隨著當(dāng)今社會(huì)對(duì)工程和產(chǎn)品要求的多元化，機(jī)械設(shè)備的制造以及自動(dòng)化也應(yīng)該盡快更新，因此，對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)而言，首要的任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程的顯著加快。在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行完善和改進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)該做到將當(dāng)今先進(jìn)的信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，使智能化的趨勢(shì)以及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)在新型機(jī)械設(shè)備中得到良好發(fā)展。本文根據(jù)當(dāng)今科技的發(fā)展需求，展開(kāi)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則及其發(fā)展趨勢(shì)的研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造 自動(dòng)化 設(shè)計(jì)原則 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（c）-0086-02

對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)制造以及機(jī)械的自動(dòng)化而言，最為基礎(chǔ)的部分就是機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造，其中進(jìn)行了包括信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)的融合以及交叉使用。而就自動(dòng)化這項(xiàng)技術(shù)而言，對(duì)它的設(shè)計(jì)應(yīng)該從程序方面進(jìn)行考慮，使其不僅僅局限于對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行多次的重復(fù)，而是應(yīng)該使機(jī)械自動(dòng)化具有智能化的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)自身故障的診斷以及自我維護(hù)，進(jìn)而能夠在保障機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)以免運(yùn)行不良造成損失的同時(shí)也可以在很大程度上保證產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)的效率。

1 機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)生和概念闡述

機(jī)械自動(dòng)化這一技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代，該技術(shù)最先應(yīng)用于機(jī)械制造的冷加工中，用來(lái)進(jìn)行大批的生產(chǎn)。隨著不斷變化的市場(chǎng)需求，到了20世紀(jì)60年代，機(jī)械的制造業(yè)為了使自己對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)能力變得更加快速、更加靈活，開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的可變性以及自動(dòng)化的研究和設(shè)立，也就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的柔性的自動(dòng)化技術(shù)。從此，機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始對(duì)一種新的操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，利用科學(xué)的工具和手段，將通訊技術(shù)、電腦技術(shù)以及生化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)運(yùn)用，來(lái)進(jìn)行一項(xiàng)可以代替人工的自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中，制造系統(tǒng)不需要進(jìn)行改變或者改變很小的前提下，不需要操作人員進(jìn)行控制，就可以進(jìn)行全自動(dòng)的生產(chǎn)以及對(duì)自身的檢測(cè)和維修。該設(shè)計(jì)可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)指令的科學(xué)檢測(cè)、對(duì)信息的有效處理、對(duì)相應(yīng)情況的合理判斷與分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)比人工操作更高效的自動(dòng)操作以及自動(dòng)控制，并且可以實(shí)現(xiàn)由制造一種零件到制造另一種零件之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)也大大提升了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力的消耗。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)的原則闡述

機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械的自動(dòng)化是一項(xiàng)對(duì)很多學(xué)科進(jìn)行融合的技術(shù)，其設(shè)計(jì)的原則是以智能化、微型化以及模塊化作為基礎(chǔ)的，這樣就更有利于解決一些現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，像產(chǎn)品品質(zhì)方面的問(wèn)題、操作人員的安全問(wèn)題、工作效率方面的問(wèn)題等，這些問(wèn)題在企業(yè)生產(chǎn)中都是至關(guān)重要的。因此，機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械的自動(dòng)化是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該和機(jī)械的功能匹配

在機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要注意機(jī)械設(shè)計(jì)的核心、重點(diǎn)以及內(nèi)容都要和機(jī)械的功能可以做到良好的協(xié)調(diào)和匹配，對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作需求從不同的方面加以滿足。這樣才能夠在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備最大的利用效益，發(fā)揮最大的實(shí)用價(jià)值，對(duì)行業(yè)的發(fā)展有著良好的推動(dòng)作用。

2.2 用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新

在劃分產(chǎn)品的時(shí)候，可以將機(jī)械工程以及機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的功能作為重要的劃分分類依據(jù)：

（1）動(dòng)力機(jī)。這是一種以能量的輸出為主體的機(jī)械，可以自主將人為輸入的相關(guān)信息進(jìn)行來(lái)源方面的準(zhǔn)確的判斷，對(duì)資源的成本進(jìn)行合理分析，再將這些作為基礎(chǔ)進(jìn)行能量的合理輸出。

（2）加工機(jī)。這是一種以搬運(yùn)和加工物料為主體的機(jī)械，它有著較高的自動(dòng)化的程度，通過(guò)前期對(duì)程序的設(shè)置、信息的輸入以及較為詳細(xì)的工作步驟，使設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的自動(dòng)加工，進(jìn)而改變?cè)形镔|(zhì)的形態(tài)以及位置。

（3）信息機(jī)。這是一種以信息處理為主體的機(jī)械，可以通過(guò)對(duì)信息的準(zhǔn)確處理，實(shí)現(xiàn)讓客戶滿意的效果。

2.3 對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)加以提升

在傳統(tǒng)的企業(yè)機(jī)械生產(chǎn)模式中，會(huì)需要大量的操作人員以及勞動(dòng)力參與其中，控制產(chǎn)品的質(zhì)量也是一件很難實(shí)現(xiàn)的事情，因此往往在人力、物力以及財(cái)力方面都產(chǎn)生了大量的消耗，使得生產(chǎn)的質(zhì)量以及生產(chǎn)的效率都很難實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提升。通過(guò)機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)計(jì)以及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)諸如此類問(wèn)題的合理改善，通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化操作的規(guī)范化以及流程的標(biāo)準(zhǔn)化極大程度上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量以及精度，同時(shí)大大提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，深得客戶滿意。同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，投入產(chǎn)品生產(chǎn)中的操作人員以及勞動(dòng)力大大減少，因?yàn)橘|(zhì)量的保證也避免了物料資源的浪費(fèi)，所以實(shí)現(xiàn)了人力、物力以及財(cái)力方面的進(jìn)一步改善。由于自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備具有自主檢測(cè)與維修的能力，所以也就大大降低了機(jī)械運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)帶造成的工期延誤以及對(duì)操作人員的人身傷害。

2.4 操作更加方便

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備往往有著十分龐大的體積，沒(méi)有較為人性化的設(shè)計(jì)，機(jī)械有著十分復(fù)雜的操作過(guò)程以及很多的操作步驟，及其不利于工作人員對(duì)機(jī)械進(jìn)行操作。這些缺陷的存在也就大大降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。因此，通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)以及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了同一機(jī)械設(shè)備對(duì)不同操作功能的完美整合，不僅增加了機(jī)械設(shè)備的功能，同時(shí)也使機(jī)械設(shè)備的操作變得更加簡(jiǎn)單，而且設(shè)計(jì)更加趨于人性化，對(duì)工作人員的相關(guān)工作提供了很大的方便。

3 機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化朝著智能化的方向發(fā)展

機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，使產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性得到了進(jìn)一步的提升，同時(shí)也大大提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了在產(chǎn)品的品牌、服務(wù)等方面的全面提升，使產(chǎn)品的生產(chǎn)及其符合當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與市場(chǎng)相協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)與社會(huì)相協(xié)調(diào)的良好發(fā)展。這使得機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械的自動(dòng)化在生產(chǎn)中將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

3.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化朝著微型化的方向發(fā)展

機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，大大解決了傳統(tǒng)機(jī)械因?yàn)轶w積龐大而帶來(lái)的諸多不便，大大減小了機(jī)械體積所占用的空間，同時(shí)也有效減少了在機(jī)械制造中浪費(fèi)的大量物料以及能量。除此之外，模塊化也是機(jī)械自動(dòng)化所要邁進(jìn)的另一個(gè)大方向，可以有效解決產(chǎn)品安裝難度大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)，解決設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不一的問(wèn)題。因此，接口的單元是對(duì)此進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到的首要因素，這樣就可以有效避免產(chǎn)品在生產(chǎn)以及安裝過(guò)程中所遇到的問(wèn)題造成的不必要損失。

3.3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及機(jī)械自動(dòng)化朝著綠色化的方向發(fā)展

對(duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新除了要提高生產(chǎn)水平之外，還有一個(gè)重要的目標(biāo)就是節(jié)能環(huán)保。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用，在很大程度上節(jié)約了能源的消耗，這使得機(jī)械的自動(dòng)化在實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)水平顯著提升的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)能源的合理利用，對(duì)環(huán)境的有效保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)生態(tài)的良好效益。

3.4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及機(jī)械自動(dòng)化朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以及普及，使人們的生產(chǎn)和生活更加便利，因?yàn)闄C(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械的自動(dòng)化將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入其中，并使其得到強(qiáng)化的利用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械設(shè)備的一體化發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控以及監(jiān)視技術(shù)的管理方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械生產(chǎn)全過(guò)程的合理掌控。

3.5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及機(jī)械自動(dòng)化朝著光機(jī)電一體化的方向發(fā)展

所謂的光機(jī)電一體化，就是將光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù)在同一機(jī)械中進(jìn)行有利的融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)值方面的進(jìn)一步提升。機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，采用對(duì)激光技術(shù)、光能的驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及傳感檢測(cè)的技術(shù)進(jìn)行有效融合的方式，在實(shí)現(xiàn)保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)企業(yè)的發(fā)展以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步都起到良好的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的普及和全面應(yīng)用，企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量以及效率方面的顯著提升，有效減少了人員的利用量，避免了很多不必要的費(fèi)用支出，同時(shí)也因?yàn)闄C(jī)械的體積減小，在實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的同時(shí)也節(jié)省了機(jī)械整體制造物料的消耗以及機(jī)械運(yùn)行的能源消耗，進(jìn)而起到節(jié)能環(huán)保的作用。機(jī)械的自動(dòng)化可以讓機(jī)械實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)自身性能的檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，避免因運(yùn)轉(zhuǎn)失靈而延誤產(chǎn)品的生產(chǎn)甚至危及工作人員安全，大大加強(qiáng)了企業(yè)生產(chǎn)的安全性。同時(shí)，因?yàn)楫?dāng)今正處于社會(huì)不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步、新的產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的重要時(shí)期，因此，在對(duì)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，一定要保證應(yīng)用最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，確保技術(shù)的領(lǐng)先也是確保企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的時(shí)候，應(yīng)該遵循相關(guān)的原則，做到設(shè)計(jì)制造與機(jī)械的功能協(xié)調(diào)一致，在保障企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的同時(shí)也對(duì)機(jī)械的安全性、環(huán)保性做到保障，使機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和應(yīng)用可以完全符合當(dāng)今時(shí)代的社會(huì)發(fā)展的相關(guān)需求，確保企業(yè)收益的顯著提升。這樣就可以在提升企業(yè)利益的同時(shí)有效促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)生態(tài)科持續(xù)發(fā)展的宏偉目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 侯雪華.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].科技傳播，2014，6（21）：106，114.

[2] 樊俊開(kāi).機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（3）：152.