機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢探討

周玉林 杜鑫

摘 要：在我國國民經濟持續(xù)增長背景下，機械制造行業(yè)在其中發(fā)揮了十分重要的推動作用。從機械設計制造自動化技術概述出發(fā)，對機械設計、機械制造、機械設計制造自動化技術進行闡釋，并著重對機械自動化設計原則及未來發(fā)展趨勢進行詳細的分析和闡述，以期為機械設計制造自動化在各個行業(yè)中的應用發(fā)揮參考和借鑒作用。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；設計原則；發(fā)展趨勢；探討

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.23.099

隨著近幾年我國科學技術水平不斷提升，也促進了我國機械制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展，其中尤其是機械設計制造的自動化發(fā)展，通過將現代發(fā)展的信息科學技術融入到機械設計制造領域中，在達到縮短工作時間的基礎上，極大的提升機械制造生產效率和生產質量，也推動著我國機械制造業(yè)朝著集約化、信息化和自動化方向發(fā)展。為進一步提升機械設計制造技術水平和工作效率，機械制造行業(yè)也加大了對自動化的研究和分析，并通過不斷創(chuàng)新生產和發(fā)展方式，實現穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，這對于完善我國工業(yè)體系建設也發(fā)揮著至關重要的作用?；诖耍瑢C械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢進行分析和探討。

1 機械設計制造自動化基本概述

1.1 機械設計方法和機械制造工藝

現階段，在我國機械設計領域中，較常運用的設計方法主要是CAD，也被稱之為計算機輔助設計。然而很多國外的發(fā)達國家都已經開始推進無紙化設計工作，甚至在一些大型工業(yè)企業(yè)中已經實現了無紙化生產，然而我國CAD技術的應用還不夠成熟，在很多企業(yè)生產發(fā)展中依然采用人力生產方式，并且認為這才是實現機械設計最為主要的手段。在機械制造工藝方面，工藝水平的高低在一定程度上也決定了最終產品的質量，也只有不斷創(chuàng)新制造工藝和推進使用新興技術，才是實現機械制造自動化發(fā)展的唯一途徑。

1.2 機械設計制造自動化技術

機械設計制造自動化技術作為一項新興學科，主要是通過對現代新興電子傳感、信息交換等技術進行應用，以更好的完善系統(tǒng)結構組織和功能，并確保系統(tǒng)在實際應用中的穩(wěn)定性和可靠性。與此同時，還能夠降低設備在運行過程中所耗費的能量，實現系統(tǒng)的全面優(yōu)化，這也為我國自動化技術提供了新的發(fā)展方向。

1.3 優(yōu)勢分析

機械設計制造自動化技術在實際中進行應用，具有以下優(yōu)勢：（1）發(fā)展前景巨大，其中尤其是以傳統(tǒng)技術相比較，不僅可以實現對系統(tǒng)功能性進行完善和優(yōu)化，還能夠提升系統(tǒng)運行可靠性；（2）顛覆傳統(tǒng)電子產品發(fā)展地位，借助現代發(fā)展的先進技術手段，對機械設備及系統(tǒng)進行精準的定位，在一定程度上也實現了快捷功能，提升了實際操作的穩(wěn)定性；（3）較強的信息處理能力和控制能力，借助現代自動化、智能化技術，對系統(tǒng)生產進行監(jiān)測和控制，以發(fā)揮提高生產效率和生產質量的作用；（4）診斷故障和自行保護，通過機械設計制造自動化技術，可以對系統(tǒng)結構、性能等進行自行診斷、分析和處理，也為系統(tǒng)運行安全性和可靠性提供有力保障。

2 機械設計制造自動化的設計原則

2.1 先進技術的充分利用

隨著我國科學技術不斷發(fā)展，我國所擁有的先進技術力量也越來越龐大，若是將這些先進技術應用到機械制造業(yè)當中，也能夠顯著提高機械生產效率和生產質量，同時還能夠改善系統(tǒng)性能，充分體現出機械設備的智能化。具體體現在以下幾方面：（1）生產設施，如：利用先進技術對傳統(tǒng)機床及其他生產設施的形狀和結構進行改革和創(chuàng)新，以充分發(fā)揮提升商品性能的作用；（2）信息處置機器設備，如：借助現代應用較為廣泛的計算機、傳真等辦公設備，實現對各種輸出資料的匯總和處置，這些設備也具有較強的信息處理能力，可以將文字、圖片等資料以更為直觀的方式呈現在人們眼前；（3）能量交換機器，通過能量交換機器的運用，如：電動設備、內燃設備等，可以進一步保障運行穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 滿足設備需求

對任何機械設備進行設計，最為根本的目的都是為了更好滿足人們生產需求，因此，針對不同的產品，對設備性能要求也會有所差異，如：吊車的核心性能主要體現在起重上。因此，將自動化技術應用到機械設計制造中，需要建立在滿足用戶實際需求基礎上，使得設備在實際應用中可以充分發(fā)揮其功能，滿足用戶的生產需求。

2.3 操作便捷

傳統(tǒng)的機械設備在實際生產領域中進行應用所體現出的生產效率不高，其主要原因在于機械設備的可操作性不強，從中無法體現出人性化思想，最終導致所設計的機械設備體型龐大、執(zhí)行步驟復雜等。而將自動化技術應用到其中，不僅可以對設備功能加以完善，還能夠實現功能整合，使之成為一個操作簡便、功能齊全的機械設備。

2.4 提高產品質量

運用人工操作的方式，不僅無法保障最終產品的精確度，還無法保證產品質量。但是想要實現機械自動化，就必須提升設備的精確度，確保其在實際運行過程中的可靠性和穩(wěn)定性。與此同時，還能夠將人們從繁雜的流水線工作中徹底解放出來，在提高工作效率的同時，也極大的節(jié)省了生產成本。除此之外，系統(tǒng)的自動化也能夠做到對生產全過程進行監(jiān)督和控制，以進一步提高生產效率，保證生產品質。

3 機械設計制造自動化的發(fā)展趨勢

3.1 微型化

機械制造在未來朝著微型化方向發(fā)展，主要是借助現代的納米技術和微米技術，以達到縮減產品體積的作用，在這過程中也進一步減少了物料的運用，發(fā)揮出降低生產成本的作用。同時，縮減產品體積在一定程度上也增強了設備的靈活性。而將納米技術應用到機械制造領域當中，也可以提升制造產品的精度和性能。此外，機械制造的微型化也能夠推動機械制造模塊化發(fā)展，模塊化發(fā)展又主要體現在安裝難度系數比較高、設備結構較為復雜的生產領域中，由于生產廠家的不同，致使其所生產產品種類也不盡相同，各項機械設備的標準也就難以實現統(tǒng)一化，接口單元設計的重要性也就愈發(fā)凸顯出來，再加上模塊化的發(fā)展對于機械制造業(yè)發(fā)展也能夠發(fā)揮積極促進作用。

3.2 網絡化

在我國科學技術飛速發(fā)展背景下，計算機技術在我國各行各業(yè)中進行應用，極大的提高了工作效率。再加上現代互聯網在機械制造領域中的應用，在一定程度上也促進了網絡技術和機械制造自動化技術的融合和發(fā)展，這也是我國實現機電設備一體化發(fā)展的根本要求。通過對遠程控制技術的充分利用，可以對機械制造業(yè)進行系統(tǒng)的管理和控制，而將監(jiān)視技術應用到其中，則可以對生產的全過程實施管控，也可以及時的對可預見的問題進行指出，協(xié)助問題有效解決，確保生產安全、穩(wěn)定和持續(xù)性。

3.3 智能化

機械自動化技術的發(fā)展需要遵循企業(yè)發(fā)展的實質需求，并結合自身客觀條件，最大限度的對機械自動化技術進行應用，以發(fā)揮提高生產效率和生產效益的目的。為充分體現出與時俱進，機械自動化也要結合現代網絡技術發(fā)展實際，推動機械自動化技術朝著智能化方向發(fā)展，即借助現代人工智能技術，使得機械制造控制系統(tǒng)實現自動編程及人工對話，也能夠做出更加精準的決策。

3.4 機電一體化

現階段，我國已經有一部分的工業(yè)企業(yè)在實際生產中實現了機電一體化，也取得了很好的應用效果。通過機械自動化技術應用基礎上，結合機電一體化原則，實現電子設備和機械設備的有效融合，然后再借助電子設備對機械設備加以控制，實現設備的自動化、智能化運行。從某種角度來說，機電一體化就是機械自動化的一次延伸，這也是在當前技術條件下，機械設計制造自動化發(fā)展的必然趨勢。

3.5 綠色化

隨著我國國民經濟不斷增長，工業(yè)化生產在其中發(fā)揮了十分重要的推動作用，然而隨著現代人們生活水平不斷提升，一些副作用也凸現出來，最為明顯的就是對生態(tài)環(huán)境造成較大的破壞，不僅影響到人們正常的生活和生產，也日益威脅到人們的身體健康。針對這一情況，我國也加大了對這一方面的控制力度，并全面提倡綠色生產和排放，其中尤其是針對工業(yè)企業(yè)，尤為需要引起重視?；诖耍谖磥?，機械設計制造自動化發(fā)展過程中也會越來越重視綠色環(huán)保理念，在對機械設備生產和制造過程中產生的污染物進行有效控制，并最大限度的降低對環(huán)境造成不良影響，也保障人們正常生活和生產。

4 結語

在本文中，對機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢進行分析和探討，主要是從機械設計制造自動化概述展開，對機械設計、機械制造工藝和機械自動化技術及其應用優(yōu)勢進行闡釋。與此同時，對機械設計制造自動化的設計原則進行分析，這些原則主要體現在先進技術的充分利用、滿足設備需求、操作簡便和提高產品質量這四方面。除此之外，也對機械設計制造自動化的未來發(fā)展趨勢進行詳細的探討。在未來，我國無論是經濟，還是科學技術也都將邁向新的階段，在充分結合當前機械制造業(yè)發(fā)展實際的基礎上，對未來機械設計制造及其自動化進行預想，未來機械行業(yè)發(fā)展將朝著微型化、網絡化、智能化、綠色化方向發(fā)展，也將進一步推動機械設計制造自動化在各個領域中的深入應用。

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