淺析機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向

張迎祥 王謙

1.東營區(qū)城市建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司 山東東營 257100；2.東營市特種設(shè)備檢驗所 山東東營 257100

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是一項非常復(fù)雜且包含了多個學(xué)科技術(shù)的龐大技術(shù)領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代社會工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，對機(jī)械設(shè)計制造及其自動化領(lǐng)域提出了更高的要求，這給該領(lǐng)域既帶來了發(fā)展機(jī)遇，也帶來了挑戰(zhàn)。因此，必須要明確機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向，這對該領(lǐng)域的發(fā)展具有至關(guān)重要的影響，甚至具有極為重要的導(dǎo)向性作用，是促進(jìn)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展的重要因素。

1 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化實際應(yīng)用

1.1 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化在我國農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用，其不僅使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因機(jī)械設(shè)備精度的提升而形成促進(jìn)作用，同時還在一定程度上加快了經(jīng)濟(jì)建設(shè)。相比于發(fā)達(dá)國家，我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用較晚，技術(shù)水平與精度控制差異明顯，并且對于機(jī)械設(shè)備的精度建設(shè)主要集中在農(nóng)業(yè)節(jié)肥與節(jié)水方面，例如通過精準(zhǔn)控制技術(shù)應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)灌溉在滿足需求的基礎(chǔ)上減少水資源的用量，以此達(dá)到節(jié)約用水的目的。但是基于國際形式與我國基本國情的分析，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化建設(shè)在我國農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為達(dá)到精準(zhǔn)化要求，本文建議：1)基于國外先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗的學(xué)習(xí)，同時結(jié)合我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，集中農(nóng)業(yè)發(fā)展科研力量，將農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化設(shè)備在技術(shù)實施完善，同時加快精度化建設(shè)速度。2)以科學(xué)技術(shù)為依托，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化建設(shè)，解放勞動力，降低勞動量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)。

1.2 工業(yè)領(lǐng)域

相比于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化在我國工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更為廣泛。以 Pro/E 數(shù)控加工過程為例，數(shù)控編程作為Pro/NC 數(shù)控加工的核心技術(shù)，其對幾何圖形數(shù)字化、形成器件加工軌跡與操作仿真到數(shù)控程序等過程，主要是通過圖形、機(jī)器與操作員的互相融合來完成。為了確定數(shù)控加工方法、路線、工藝及其參數(shù)，需通過計算具體數(shù)據(jù)將器件軌跡獲取，以此將工件的數(shù)控加工過程依據(jù)數(shù)控機(jī)床采用的代碼和程序格式顯示出來[1]。

（1）儲存環(huán)境參數(shù)(包括零件尺寸及圖形、技術(shù)要求和器件工藝要求等)于 Pro/NC 數(shù)據(jù)庫，然后確定器件在數(shù)控加工中的工藝參數(shù)、加工路線及輔助功能參數(shù)，最后以數(shù)控機(jī)床原始加工代碼為依據(jù)將數(shù)控機(jī)床驅(qū)動，以此實現(xiàn)器件的加工。

（2）對于加工軌跡在 Pro/E 數(shù)控加工中的設(shè)計，其過程必須以規(guī)定的加工工藝步驟為遵循，而數(shù)控程序流程和加工思路在實際加工邏輯中表現(xiàn)一致，在此過程中，通過對數(shù)控切割中刀具參數(shù)的設(shè)置，可根據(jù)實際需求合理設(shè)計刀具用來數(shù)控加工，而對于刀具的切割軌跡，則可通過工藝數(shù)據(jù)由加工系統(tǒng)計算得出并生成CL 文件。

2 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢

2.1 微型化發(fā)展

事物隨著技術(shù)的發(fā)展總是朝著由大到小的方向轉(zhuǎn)變，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展也不例外。這樣我們就可以說，它的發(fā)展前景也會步入微型化。早在上世紀(jì)末，人們就有了發(fā)展微型機(jī)械的思想。但由于當(dāng)時生產(chǎn)條件的限制，微型機(jī)械發(fā)展并不理想?，F(xiàn)在隨著科技進(jìn)步，其發(fā)展已有很大改觀。我們已經(jīng)能夠?qū)Υ笮蜋C(jī)械中的構(gòu)造進(jìn)行有效改良，部件的精密度進(jìn)一步提高，機(jī)械體積也逐漸縮小，物質(zhì)消耗值也有所下降。這樣，機(jī)械生產(chǎn)就更加輕便、靈活，使用者更易操作。這對于機(jī)械工業(yè)發(fā)展來說，是很有利的。

2.2 模塊化方向發(fā)展

我國的機(jī)械設(shè)計和制造行業(yè)雖然在過去取得了很大的進(jìn)步，但是和西方發(fā)達(dá)國家在大型設(shè)備制造方面還存在著很大的差距，一方面是由于技術(shù)積累不夠，另外一方面是由行業(yè)的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一造成的，這樣就會導(dǎo)致各個制造廠之間存在著很大的技術(shù)障礙，不利于形成專業(yè)體系的模塊化規(guī)范，從而對于加快行業(yè)發(fā)展造成了嚴(yán)重的阻礙。由于像一些電氣設(shè)備的接口、伺服電機(jī)的接口、電源接口的功能部件沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范，這樣就會造成沒法進(jìn)行大規(guī)模的批量開發(fā)，對于用戶來說也是一件很麻煩的事情。因此對于我國的大型機(jī)械設(shè)計制造企業(yè)以及電子元器件的加工制造來說，模塊化都將是未來的發(fā)展趨勢。而且行業(yè)之間制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對于促進(jìn)各個行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。在未來機(jī)械設(shè)計制造的發(fā)展中，一定會解決這些問題，并在國內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)建立標(biāo)準(zhǔn)的模塊化機(jī)械產(chǎn)品規(guī)格。只有這樣，機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域才能更快地實現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展，更大規(guī)模地提高生產(chǎn)效率。

2.3 環(huán)保工藝生產(chǎn)制造

綠色環(huán)保生產(chǎn)的集成概念的加工和生產(chǎn)過程可以有效地促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時綠色原則可以有效減低企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時保證了產(chǎn)品的質(zhì)量問題，可以有效地解決制造企業(yè)污染嚴(yán)重的問題。這樣的問題，通過注重環(huán)保的加工工藝，有效地增加了加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的生態(tài)制造環(huán)節(jié)，并能有效地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國明確要求制造企業(yè)通過高科技技術(shù)提高產(chǎn)品的制造工藝，在設(shè)計生產(chǎn)環(huán)節(jié)充分考慮綠色的設(shè)計理念，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，不會破壞我國的生態(tài)系統(tǒng)。在機(jī)械制造過程中，通過減少機(jī)械生產(chǎn)損失，減少生產(chǎn)廢料排放，有效降低環(huán)境污染率，通過基礎(chǔ)環(huán)保設(shè)施的建設(shè)可以實現(xiàn)系統(tǒng)的環(huán)保發(fā)展過程。使用環(huán)保材料生產(chǎn)提高生產(chǎn)材料的利用效率，促進(jìn)原材料的生產(chǎn)環(huán)境更科學(xué)、有效地滿足科學(xué)發(fā)展需要的機(jī)械生產(chǎn)流程，然后有效地實現(xiàn)環(huán)境友好過程生產(chǎn)過程通過廢料的回收和重用，并促進(jìn)環(huán)保加工制造過程[2]。

3 結(jié)語

機(jī)械設(shè)計制造及其自動化對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，是推動我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國發(fā)展的關(guān)鍵。因此，必須要不斷提高我國機(jī)械設(shè)計制造及其自動化水平，推動我國的社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，早日實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化。