機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向分析

段俊霞

摘要：由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的研究也在不斷進(jìn)步，為人們的生活帶來(lái)了十分便利的條件。在機(jī)械的設(shè)計(jì)制造方面也在隨著科技的進(jìn)步不斷改進(jìn)，其中自動(dòng)化、智能化的技術(shù)正在慢慢成熟。隨著我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)在自動(dòng)化的方向不斷發(fā)展，給我國(guó)的農(nóng)業(yè)及工業(yè)帶來(lái)了有利的影響，不僅僅提升了我國(guó)的生產(chǎn)效率。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化趨勢(shì)發(fā)展也是在我國(guó)的教育事業(yè)中一門新穎且重要的專業(yè)學(xué)科，能集中各種技術(shù)于一體之中，進(jìn)而高效的提升機(jī)械設(shè)施全方面的效率。因此本文就針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)行分析闡述。

Abstract： Due to the rapid development of economic construction， my country's research on mechanical design is also constantly progressing， which has brought very convenient conditions to people's lives. The design and manufacture of machinery is also constantly improving with the advancement of science and technology， among which automation and intelligent technology are slowly maturing. With the continuous development of my country's machinery design and manufacturing industry in the direction of automation， it has had a beneficial impact on my country's agriculture and industry， and has not only improved my country's production efficiency. The development of the automation trend of mechanical design and manufacturing is also a new and important professional discipline in my country's education industry， which can integrate various technologies into one， thereby effectively improving the efficiency of all aspects of mechanical facilities. Therefore， this article analyzes and elaborates on the development of mechanical design and manufacturing and its automation.

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造;自動(dòng)化發(fā)展;機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)

Key words： mechanical design;mechanical manufacturing;automation development;mechanical design and manufacturing technology

中圖分類號(hào)：TQ573+.8? ? ? ?? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）17-0191-03

0? 引言

我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)來(lái)源的重要頂梁柱，不僅為我國(guó)的工業(yè)制造帶來(lái)了強(qiáng)硬的技術(shù)支持，還整體提升了我國(guó)的生產(chǎn)產(chǎn)率。工業(yè)體系隨著我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造在不斷的完善著，但隨著時(shí)代的快速發(fā)展，在工業(yè)體系中的要求也在不斷改進(jìn)，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中必須順應(yīng)時(shí)代的變化，朝著更先進(jìn)的技術(shù)不斷改進(jìn)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造雖在勞動(dòng)力的投入、勞動(dòng)疲勞的減輕等方面得到了很有效的解決，但相應(yīng)的也存在不足之處。如：用來(lái)生產(chǎn)的設(shè)備生產(chǎn)效率過低、能源消耗過大、有些設(shè)備還需要投入很龐大的人力資源維持正常運(yùn)作等問題。特此在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的探索是十分重要的，近年來(lái)雖然我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究得到了不小的進(jìn)步，但是相較于技術(shù)成熟的國(guó)家而言還是存在著一定的差異。因此本文就針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制作自動(dòng)化中存在的問題以及涉及的技術(shù)和未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行闡述。

1? 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)研究背景

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中融入自動(dòng)化技術(shù)是必須的發(fā)展趨勢(shì)，這樣能夠很好的解決在農(nóng)業(yè)及工業(yè)中存在的問題。特此對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)的研究依據(jù)進(jìn)行分析探究如下：

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中存在的問題

雖然我國(guó)在近幾年來(lái)不斷投身研究機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)收獲到了不小的成就，但相應(yīng)的也存在著一些問題。如：①機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)問題。在自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)計(jì)中存在著很大的不足之處，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，卻不能確保機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)產(chǎn)率以及質(zhì)量。我國(guó)在機(jī)械制造方面的先進(jìn)技術(shù)大多數(shù)都是從技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家引進(jìn)的，很容易被國(guó)外的國(guó)家進(jìn)行技術(shù)的封鎖，這就致使技術(shù)方面有了局限性。②機(jī)械設(shè)備及裝備的問題。在信息數(shù)據(jù)化的時(shí)代背景下，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面也有著相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)誕生如：數(shù)控技術(shù)、智能化技術(shù)等，但是在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入這些技術(shù)，對(duì)于從事相關(guān)行業(yè)的中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)在經(jīng)濟(jì)方面存在著一定的壓力，因此有一部分企業(yè)仍然堅(jiān)持使用老舊的手動(dòng)操作設(shè)備來(lái)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中。這對(duì)于一些大型且專業(yè)化技術(shù)要求較高的設(shè)備來(lái)說(shuō)，只要其出現(xiàn)故障則會(huì)對(duì)設(shè)備造成很大的損壞，還會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量造成影響，嚴(yán)重的還會(huì)對(duì)人員造成安全事故。③機(jī)械精密性過低的問題。零件作為組成機(jī)械設(shè)備的重要結(jié)構(gòu)，若在零件的加工過程中精密性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求這對(duì)制造出的機(jī)械設(shè)備而言是一種實(shí)質(zhì)性的傷害。對(duì)于零件的加工時(shí)候工作人員處于的環(huán)境過于喧雜，且加工設(shè)備因長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致的老化等問題都會(huì)導(dǎo)致零件加工出現(xiàn)不良品。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀分析

對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)盛行的如今，機(jī)械設(shè)計(jì)制造中也在不斷應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，來(lái)提升機(jī)械設(shè)備的性能，對(duì)于應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行一下分析：①技術(shù)起步較為落后。我國(guó)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的研究應(yīng)用相較于其他國(guó)家而言處于一個(gè)較為落后的階段?？偟膩?lái)說(shuō)我國(guó)雖然在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中只引用了一部分自動(dòng)化技術(shù)并沒有將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)過程中，但由于技術(shù)不成熟等問題產(chǎn)生了很大的局限性。除此之外對(duì)于一部分中小型企業(yè)而言技術(shù)水平的不全面、資金的不充足等問題導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)的質(zhì)量過低。導(dǎo)致這些現(xiàn)狀主要是由于自動(dòng)化應(yīng)用不廣泛導(dǎo)致的。②技術(shù)人才的缺少。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中技術(shù)人員是十分重要的參與者，若一味的依賴設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)很容易產(chǎn)生偏差。若在企業(yè)中技術(shù)人員不足會(huì)導(dǎo)致整個(gè)制造過程停滯不前。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中引入先進(jìn)技術(shù)，這對(duì)于技術(shù)人員而言也是一種挑戰(zhàn)，先進(jìn)的技術(shù)無(wú)論是對(duì)于老練的技術(shù)人員還是新手都有著一定的困難，并需要大量的實(shí)操來(lái)進(jìn)行熟練技術(shù)，這使得我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)及水平不能夠得到很好的提升。

2? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的主要技術(shù)

2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)而言，大多數(shù)運(yùn)行過程都是結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行搭建的。自動(dòng)化技術(shù)從重心上來(lái)說(shuō)就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主要的核心，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)候，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)通過軟件來(lái)模擬測(cè)試機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)可行性及效能。從而降低資金的投入提升機(jī)械設(shè)備的性能。

2.2 機(jī)械技術(shù)

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造從根本上離不開機(jī)械技術(shù)。機(jī)械的自動(dòng)化生產(chǎn)和設(shè)備的性能、材料有著密不可言的關(guān)系，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用機(jī)械技術(shù)能夠確保機(jī)械部件的運(yùn)轉(zhuǎn)和受力情況得到精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，為制造出的機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)穩(wěn)定性和安全性提供強(qiáng)有力保障。

2.3 自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)

機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)是綜合復(fù)雜性較高的技術(shù)，其融合了先進(jìn)的技術(shù)和科學(xué)技術(shù)。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)不僅對(duì)科技技術(shù)的創(chuàng)新很注重，還對(duì)機(jī)械設(shè)備的綜合性能提升要求也是十分重視。自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的運(yùn)用能夠有效的提升設(shè)備的效率，確保設(shè)備中的各個(gè)系統(tǒng)之間能夠穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)作。

2.4 傳感檢測(cè)技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)就是對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的信息自動(dòng)采集并反饋到計(jì)算機(jī)中，再由工作人員進(jìn)行操作，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。傳感檢測(cè)技術(shù)主要是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)兩部分構(gòu)成。這一技術(shù)能夠解決必須全程檢測(cè)的局限性。

2.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的研究不僅只限于朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，還需要結(jié)合智能化技術(shù)來(lái)進(jìn)行更精確的操控。自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)候?qū)a(chǎn)物的信息反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，再由計(jì)算機(jī)把收集到的信息整合傳輸，并通過顯示器將生產(chǎn)狀況展示給技術(shù)人員，若出現(xiàn)問題技術(shù)人員可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

綜上所述的技術(shù)在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用，如：在汽車制造行業(yè)可以利用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確的控制，確保每個(gè)步驟的精密性和安全系。自動(dòng)化且高效率的進(jìn)行汽車整體以及精密零件的設(shè)計(jì)制造。汽車輪軸是汽車的重要部位，若出現(xiàn)問題則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。在汽車輪軸的設(shè)計(jì)制造時(shí)候加入這些技術(shù)能夠確保輪軸的安全系數(shù)，品質(zhì)得到很好的提升。

3? 機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化探究

在生產(chǎn)設(shè)備中對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)（如圖1）所示的自動(dòng)生產(chǎn)過程。

如圖1所示整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化是由：刀具自動(dòng)化、加工自動(dòng)化、裝配自動(dòng)化、檢測(cè)自動(dòng)化以及柔性制造系統(tǒng)所構(gòu)成。其中①刀具自動(dòng)化。在機(jī)械制造中刀具是核心裝備，其在切割金屬中是不可缺失的工具。無(wú)論是在任何工業(yè)生產(chǎn)制造中刀具都占有著十分重要的地位，能夠高效且精確的進(jìn)行對(duì)金屬的切割。刀具自動(dòng)化是指道祖在機(jī)械制造過程中自行進(jìn)行選擇、更換等，進(jìn)而提升生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量;②加工自動(dòng)化。加工自動(dòng)化是在機(jī)械制造中實(shí)現(xiàn)加工循環(huán)和裝卸工程零件自動(dòng)化。整體上提升了工作的效率，也給加工過程帶來(lái)了很大的便利性。加工自動(dòng)化全面的減少了人力的投入和體力的消耗，且高效高速精確的進(jìn)機(jī)械的加工，對(duì)于產(chǎn)量要求大的制造中加工自動(dòng)化是不可缺失的一部分;③裝配自動(dòng)化。這一步驟實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)將零散的零件組裝成完整的設(shè)備，這一過程一般設(shè)置在整個(gè)工藝的末尾。這一過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提升了機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，將生產(chǎn)效率最大化;④檢測(cè)自動(dòng)化。檢測(cè)自動(dòng)化是對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的效率進(jìn)行檢測(cè)，改變傳統(tǒng)的人工檢測(cè)技術(shù)，更全面更精確的對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，減少因人工檢測(cè)出現(xiàn)的漏缺;⑤柔性制造系統(tǒng)。該系統(tǒng)將運(yùn)輸方式和加工裝置相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)大量的產(chǎn)品，其主要構(gòu)成系統(tǒng)有柔性裝配系統(tǒng)、柔性加工系統(tǒng)兩部分。

4? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向

4.1 結(jié)合現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)

現(xiàn)如今我國(guó)在各個(gè)方面的發(fā)展都十分迅猛，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)中若將這些技術(shù)很好的融入其中就能使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展的更快速?，F(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)有：網(wǎng)絡(luò)科技技術(shù)、高速數(shù)據(jù)技術(shù)，現(xiàn)代通信技術(shù)等，這些技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新中都能充分發(fā)揮其的功能。如：①網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中能夠通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的觀測(cè)制造過程和聯(lián)通機(jī)械部件，除此之外若在機(jī)械設(shè)計(jì)制作自動(dòng)化生產(chǎn)過程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理或系統(tǒng)故障等問題，并且技術(shù)人員不能及時(shí)的進(jìn)行維修時(shí)候會(huì)造成生產(chǎn)效率大大降低并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。這時(shí)候網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就能發(fā)揮其作用實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修確保設(shè)備能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)，不出現(xiàn)停機(jī)狀態(tài)。②現(xiàn)代通信技術(shù)。結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)控，減低機(jī)械運(yùn)行時(shí)候出現(xiàn)的故障率，并能及時(shí)將問題所在之處精確的反饋給技術(shù)人員，這就能很好的完善機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)。

4.2 結(jié)合電子設(shè)備創(chuàng)新方向

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備相結(jié)合實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，是機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的常規(guī)發(fā)展方向，和電子設(shè)別結(jié)合可以簡(jiǎn)單理解成進(jìn)行硬件軟件方面的升級(jí)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的背景下實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化操作，能很好的實(shí)現(xiàn)不用人工進(jìn)行操作的想法，將機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備完美的融合并對(duì)設(shè)計(jì)制造過程實(shí)現(xiàn)良好的管控，進(jìn)而形成智能自動(dòng)化的電子設(shè)備控制機(jī)械設(shè)備體系。結(jié)合電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的創(chuàng)新方向能夠很好的詮釋出智能化、自動(dòng)化技術(shù)，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的必然發(fā)展趨勢(shì)。

4.3 數(shù)字虛擬創(chuàng)新方向

現(xiàn)如今我國(guó)正處于大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)能夠很好的將數(shù)字中所蘊(yùn)含的信息通過虛擬的形式生動(dòng)形象的反映出來(lái)。因此在工業(yè)制造行業(yè)中進(jìn)行數(shù)字虛擬技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)?fù)雜的結(jié)構(gòu)、圖形等進(jìn)行轉(zhuǎn)變成虛擬的數(shù)據(jù)信息，還可以搭建數(shù)據(jù)虛擬模型便于操作人員分析。減少因人工設(shè)計(jì)及制造過程中的誤差。

5? 結(jié)束語(yǔ)

總體上來(lái)說(shuō)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)工業(yè)生產(chǎn)制造都會(huì)帶來(lái)很大的益處，能在生產(chǎn)制造中減少人力及財(cái)力的投入，并且提升生產(chǎn)效能及質(zhì)量。如今的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制作在安全性、可靠性、穩(wěn)定性方面都有著很突出的效果，并結(jié)合了自動(dòng)化技術(shù)增加了生產(chǎn)產(chǎn)率，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)制作中朝著自動(dòng)化方向發(fā)展是必須的創(chuàng)新途徑。除此之外隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，也可將其融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中，實(shí)現(xiàn)更精確的智能、自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]李守盛，杜明果.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向分析[J].中國(guó)管理信息化，2021，24（06）：109-110.

[2]李滿雷，韓龍.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].冶金管理，2021（03）：38-39.

[3]王立昊.關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向的探究[J].信息記錄材料，2021，22（01）：225-226.