淺談機(jī)械設(shè)計制造及其自動化

陳博煒

摘要：隨著機(jī)械設(shè)計和制造自動化技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，機(jī)械自動化產(chǎn)品的技術(shù)水平比傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品更高，可以為制造商和用戶帶來更多的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，使其逐步取代傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：機(jī)械;設(shè)計制造;自動化

1機(jī)械設(shè)計和生產(chǎn)自動化技術(shù)的優(yōu)勢

1.1提高企業(yè)的生產(chǎn)率和工作質(zhì)量

由于機(jī)械自動化產(chǎn)品具有自動控制和信息處理功能，產(chǎn)品控制和檢測的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)確性得到了極大提高。通過這些功能，機(jī)器可以按照設(shè)計要求完成產(chǎn)品的生產(chǎn)，減少其他因素的影響，大大提高產(chǎn)品的合格率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最理想運(yùn)行，提高工作質(zhì)量。此外，隨著機(jī)械自動化產(chǎn)品完成了工作自動化的轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)力水平得到了顯著提高。由于機(jī)械自動化的運(yùn)行可以適應(yīng)客戶的需求，特別適合生產(chǎn)各種檔次和小系列產(chǎn)品，大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)時間，加快了產(chǎn)品升級換代的速度。

1.2提高產(chǎn)品的安全性和可靠性

機(jī)械自動化產(chǎn)品具有以下功能：產(chǎn)品的自動監(jiān)測、報警、診斷和保護(hù)。在日常生產(chǎn)過程中，即使發(fā)生過載、過壓、過流、短路等電流故障，機(jī)械產(chǎn)品也可以采用自動保護(hù)裝置，減少了員工和機(jī)械設(shè)備事故的發(fā)生，大大提高了機(jī)械設(shè)備的使用安全性能。機(jī)械自動化產(chǎn)品使用電子元件來減少機(jī)械產(chǎn)品中的元件磨損，以提高其安全性和可靠性，降低故障率，延長使用壽命。

1.3便于控制和維護(hù)，提高產(chǎn)品性能

在安裝和測試機(jī)械自動化產(chǎn)品時，由于其工作模式可以通過改變控制程序來改變，因此可以滿足不同客戶對產(chǎn)品的需求。這些控制程序可以通過其他方法自動輸入機(jī)械自動化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)，而無需更換機(jī)械零件。一些機(jī)械自動化產(chǎn)品具有存儲功能。員工可以在系統(tǒng)中輸入許多不同的執(zhí)行程序集來存儲它們。在未來對不同的工人進(jìn)行工作時，給每個工人一個特定的信號代碼，并讓他們根據(jù)指定的預(yù)定程序執(zhí)行機(jī)械自動操作。由于機(jī)械自動化產(chǎn)品具有自動監(jiān)測和檢查功能，即使在工作失敗的情況下也可以采取自動保護(hù)措施，恢復(fù)正常工作。現(xiàn)代機(jī)械自動化產(chǎn)品由程序和數(shù)字控制，大大減少了操作按鈕和手柄的數(shù)量，大大簡化了操作程序，更加簡單方便。

1.4功能齊全，應(yīng)用廣泛

機(jī)械自動化產(chǎn)品具有機(jī)械自動補(bǔ)償與控制、自動調(diào)節(jié)與檢測、自動保護(hù)與智能化等多種功能。由于其功能比較齊全，能夠滿足不同客戶的需求，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.5提高能源效率

現(xiàn)代國家的戰(zhàn)略目標(biāo)是節(jié)約一次能源和二次能源，這也是我們的客戶非常重視的問題。機(jī)械自動化產(chǎn)品采用節(jié)能驅(qū)動機(jī)構(gòu)調(diào)整和提高能效，節(jié)能效果非常明顯。此外，由于現(xiàn)代多學(xué)科的相互融合，機(jī)械自動化系統(tǒng)的許多功能不僅從機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲㈦娮酉到y(tǒng)，而且從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖到y(tǒng)，使機(jī)械自動化產(chǎn)品系統(tǒng)向輕量化、小型化方向發(fā)展，提高了材料利用率。無論哪個單位采用機(jī)械自動化技術(shù)及其產(chǎn)品，都能帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，世界先進(jìn)國家都在大力推廣和發(fā)展機(jī)械自動化技術(shù)。

2機(jī)械設(shè)計、制造及自動化發(fā)展方向探討

2.1機(jī)電一體化

機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計、制造和自動化發(fā)展的主要趨勢。這可以看作是技術(shù)的進(jìn)步和系統(tǒng)的現(xiàn)代化。目前，機(jī)電一體化技術(shù)已在一些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果。

機(jī)電一體化以機(jī)械設(shè)計、制造和自動化技術(shù)為基礎(chǔ)。在機(jī)電一體化原理的指導(dǎo)下，各種機(jī)器和電子設(shè)備有效地結(jié)合成一個電子控制和自動化的機(jī)械系統(tǒng)。從某種意義上說，機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計和制造及其自動化技術(shù)的延伸。因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

2.2智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化技術(shù)的主要特征，也是它與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計制造最重要的區(qū)別。雖然目前智能特性也反映在機(jī)械設(shè)計、制造和自動化技術(shù)中，但它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計要求，更不用說解放人力資源、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的完全智能化了。然而，可以肯定的是，智能化是機(jī)械設(shè)計、制造和自動化的主要發(fā)展方向。我相信有一天，完全智能化的實(shí)現(xiàn)將徹底解放人力資源，模擬工人的設(shè)計、制造和生產(chǎn)操作。

2.3數(shù)字實(shí)現(xiàn)

機(jī)械設(shè)計制造的數(shù)字化及其自動化是提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的根本保證。數(shù)字技術(shù)在工業(yè)中有其獨(dú)特的發(fā)展意義。它可以將各種復(fù)雜多變的信息統(tǒng)計，包括圖形、能力、數(shù)據(jù)和聲音，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，然后通過數(shù)字技術(shù)高效地處理和分析這些數(shù)字信息，通過建立數(shù)字模型，充分模擬產(chǎn)品功能設(shè)計、加工和生產(chǎn)過程，完成產(chǎn)品原型的生產(chǎn)和生產(chǎn)。避免設(shè)計和生產(chǎn)失誤，全面提高產(chǎn)能和生產(chǎn)效率。

2.4虛擬化

目前，在幾乎所有的機(jī)械設(shè)計和制造過程中，都實(shí)現(xiàn)了圖紙上的設(shè)計連接，也就是說，在產(chǎn)品制造和生產(chǎn)之前，設(shè)計師現(xiàn)在在圖紙上設(shè)計產(chǎn)品的功能和特性，然后參考產(chǎn)品設(shè)計制作產(chǎn)品樣品，只有在確認(rèn)正確后才能投入生產(chǎn)。即使在機(jī)械設(shè)計和制造及其自動化技術(shù)得到應(yīng)用之后，產(chǎn)品設(shè)計也首先在圖紙上完成，在計算機(jī)輔助設(shè)計軟件（CAD）上略為先進(jìn)。確定無問題后，將生產(chǎn)要求輸入自動控制系統(tǒng)，開始生產(chǎn)操作。這樣不僅要消耗大量的人力和物力，而且要增加錯誤率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在機(jī)械設(shè)計和制造中的應(yīng)用，未來可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計虛擬化，通過虛擬技術(shù)，系統(tǒng)中的專業(yè)設(shè)備或程序可以直接完成產(chǎn)品的虛擬設(shè)計和驗(yàn)證。如果設(shè)計中沒有問題，系統(tǒng)將繼續(xù)檢查相關(guān)數(shù)據(jù)。如果設(shè)計沒有問題，系統(tǒng)將繼續(xù)改進(jìn)。

2.5網(wǎng)絡(luò)

目前，在機(jī)械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用過程中，雖然機(jī)械設(shè)計制造過程的系統(tǒng)控制是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，但生產(chǎn)控制的網(wǎng)絡(luò)化尚未實(shí)現(xiàn)。例如，在將機(jī)械設(shè)計和制造及其自動化應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)時，一旦設(shè)計或系統(tǒng)中出現(xiàn)影響產(chǎn)品正常生產(chǎn)的詳細(xì)問題，且專業(yè)設(shè)計和技術(shù)人員不在現(xiàn)場，生產(chǎn)管理人員只能停止生產(chǎn)，等待專業(yè)人員解決問題后才能投入生產(chǎn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。即使通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場自動化和遠(yuǎn)程制造的問題，在未來也可以不借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決上述問題。

2.6無污染

工業(yè)生產(chǎn)雖然有效地推動了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，但也造成了很大的污染，在一定程度上影響了人們的正常生活，甚至威脅到人們的健康。因此，在機(jī)械設(shè)計、制造和自動化的發(fā)展中，無污染被列為未來最重要的發(fā)展方向之一。通過引入無污染管理理念，可以有效控制機(jī)械設(shè)計制造過程中廢水、廢棄物的排放和處理，最大限度地減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染和對人們正常生活的影響。

結(jié)束語：

機(jī)械自動化技術(shù)的延續(xù)是機(jī)電一體化。機(jī)械工業(yè)要想在市場上占有一席之地，就必須實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。因此，機(jī)械行業(yè)的設(shè)計師不僅應(yīng)該在工作中傳播新技術(shù)，還應(yīng)該創(chuàng)造新技術(shù)，為機(jī)電技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱佳暉.機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向研究[J].中國機(jī)械，2012（04）.