機械設計制造及其自動化發展方向的研究

王平

摘 要：隨著科技的進步和經濟的發展，機械設計制造有了更為繁雜的種類和結構。機械設計制造的分析和繪圖方面，采取了自動化技術和微電子技術。這些新科技促使機械設計制造向動態化、定量化的方向轉變，從而形成了高效率、省能源、多功能的需求模式。文章就此對機械設計制造的方法和發展方向進行研究。

關鍵詞：自動化；設計制造；機械；產品；發展方向

機械設計制造是對機械的結構、工作原理、運動方式，以及各個零件的尺寸進行分析和計算，將其變成具體的描述形式，并以此制作出機械產品。系統科學和計算機科學促使機械設計制造水平取得了較快的發展。隨著科技的進步，機械設計制造的方法和理論也有了一定程度的拓展和加強。借助于新興學科和電子技術，機械制造技術更側重于開發機械技術和設備。而機械設計制造自動化是未來發展趨勢。

1 機械設計制造及其自動化發展的設計原則

1.1 借助于先進科技，改革創新

每一種產品的系統和功能各不相同。由此，可將不同的產品進行分類。等到投入市場后，再市場調查每一種產品的銷售量，檢驗使用時的質量。如果某種產品易被大眾所接收，則認真分析其原因，采用科學技術大力開發。處理好產品的原料，對產品進行質量加工。投入的科技含量越多，越能提高機械設備功能。自動化系統除了識別分析文字、數據，還要對其他設備功能做出指定。

1.2 應機器功能要求進行開發

不一樣的機械產品，要求不一樣的機械設備進行制造。目前，多數客戶要求小批量生產。產品間存在功能差異，機器功能為此會接受更大考驗。因此，機械設計制造和自動化，需以機器自身為前提。將信息技術介入機器中，促使機械能夠靈活使用。產品也有著設計和制造的要求。為了達到產品要求的目標，需將機械設計制造的內部結構有機的結合起來。

2 機械自動化系統的優勢

2.1 提高了生產效率

產品在生產時，采取了控制自動化和信息自動化，減少了操作中的失誤，變得易于控制。機機械自動化系統的發展，提高了生產效率，能夠及時發現錯誤根源。自動化控制系統使得設備按照原先規定好的流程開展運作。模擬仿真技術，不斷改善生產環節。機械自動化不但完成了操作自動化，并保證了產品質量。以計算機進行控制，能夠修改編程，使生產產品富有多樣性。由此，產品更新換代速度加快。

2.2 便于維修和調整

機械自動化系統應用了計算機技術，可依據產品需求調試安裝設備，生產出所需的產品。調整控制程序能夠以多種手段輸進控制系統內，不用對機器部件進行拆除。任何一種自動化產品都要確保設備存儲的能力，在存儲設備中存入每一種型號。再次使用時調出執行程度，保障自動化生產的進行。檢測技術可對事故自動修復，確保其穩定性。多數機械利用電子技術，減少了以往的生產開關數量，便于工作人員操作。工作內容都預先設定過，系統能夠進行自動轉換和自動循環。現如今，依據被控對象，可自動調整好自動化產品。

2.3 降低安全隱患

運用機械自動化，首先要確保生產設備的穩定性和安全性，提前控制生產過程中的危險狀況。每一個環節都需設置監控設施。生產設備運作過程中出現故障，可自動診斷和報警。機器運轉時，倘若出現過流、過載、短路和過壓的電力故障，可將其轉換至新工作模式，并及時把電路切斷。機械自動化，可減少大型設備事故的發生。機械自動化設備內部也有著較多電子元件，能夠代替易摩擦部位和可動構件。如此，在機械生產過程中也會減少事故發生的可能性。機械生產變得更為可靠。

3 機械設計制造及其自動化發展方向

3.1 生態化

隨著科技的不斷發展，人們逐漸認識到環境因素對經濟發展的影響程度。由此誕生了綠色生態的理念。機械設計制造的綠色設計，是最大化的利用資源獲得新型的綠色產品設計。產品設計的過程中，以產品環境屬性為主，既滿足環境的需求，也要確保產品的經濟性和基本功能。所謂的綠色產品，既要有特定的使用功能，也不能對周邊環境和人的身心健康造成損害。人們推進可持續發展戰略，必然會走向生態化的發展道路。現代機械設計注重生態化，既能夠減少資源損耗，也能提高產品的競爭力和使用質量。

3.2 智能化

計算機輔助技術CAD的出現，使得其圖形工作能力能夠服務于設計工作。將CAD技術和人工智能進行結合，能夠促使CAD系統有著更好的創造力。由于現代機械具有集成化和智能化的特點，CAD技術只能與專家系統、人工智能相結合。這樣才能促進計算機的系統集成。計算機已經成為了當今最常用的設計工具，用計算機技術構建一個整體性的模型，可以對機械產品的工況進行描述。利用智能化的方式進行處理，可以為機械產品提供最佳的設計方案。

3.3 系統化和定量化

現代機械設計制造把傳統設計內的類比設計和經驗都提升到理性和邏輯性的程度，形成了系統中的新型設計方法。把機械產品作為整體的系統來觀察，通過計算機技術，可以將人和環境的關系進行協調。所謂的機械設計制造系統化，是將總系統分為多個子系統，并利用現代設計的方法和理論，將子系統進行協調，實現系統化的最終目標。如果是傳統的設計方法，在分析過程中是靜態的，是憑著經驗去感知。因此不能夠采取動態化的定量設計。實際工況不能用傳統設計方法進行反映。機械產品完成功能設計，是在隨機動態的情況下開展的。由此可以看出，機械設計的未來趨勢將會向定量化發展。現代機械設計對零部件和材料的損傷都進行了充分的考慮，使用數學歸納法和有限元法可以更好的進行機械設計，從而提升了機械設計的成功率。

3.4 微型化

20世紀80年代末，機械自動化開始向微觀領域發展。微電子設備隨著科技的進步不斷更新。小型的機械自動化產品，耗能少、靈活性強，廣泛應用在軍事、醫療科研、生物技術等高端領域。機械自動化向微型化發展，重在微機械技術。加工微機械產品，要采取精細加工法。在超精密技術內，主要有蝕刻和光刻兩種。機械自動化還將隨著時代的發展逐步向微米和納米的領域進軍。

4 結束語

我國機械設計制造自動化，不僅要總結經驗、汲取教訓，還要借鑒世界先進科學技術，尋找高效率、低成本的自動化技術。機械設計制造自動化，既要提高生產技術，也要全面普及。機械設計制造及其自動化，要沿著生態化、智能化、微型化、系統化、定量化的方向發展。明確這樣的目標，我國機械自動化才能走上高效率、高質量、高速度的發展道路。

參考文獻

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