機械設計制造及其自動化的發展趨勢研究

馬壯?郝帥

摘 要：現階段，機械設計制造及其自動化發展是我國機械工程科研工作者要研究的重要課題。現代工業技術的發展，推動了不同機械設計理念的相互融合和相互滲透，使機械工業的技術結構、產品結構、生產方式都發生了巨大變化。

關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展方向

機械自動化迎合了當今時代的發展需求，是機械制造業向現代化生產過渡的必然趨勢。機械設計制造及其自動化大大提升了機械設備的穩定性、實用性、靈便性與節能性，使其逐漸走向現代機械發展之路，突顯出卓越的使用性能。機械行業要想健康、長遠、快速地發展，就必須不斷創新和探索，從根本上認識到機械自動化設計制造的重要性，以實現人力、物力、財力資源的優化配置，提升機械生產的科學技術含量，為機械制造向虛擬化、智能化、節能環保化、網絡化與微型化方向發展打下堅實的基礎。

1.機械制造及其自動化技術的特點

當前我國機械制造及其自動化技術的亮點在于智能化與自動化，這是其區別于傳統機械設計的最大不同。很多人將機械自動化單純地理解為多種先進技術的簡單疊加，但事實并不是如此。機械自動化是將所有的先進技術與理論經驗有機結合在一起的、體現其整體統一性的智能化技術。隨著科技時代的到來，機械制造及其自動化技術由于其效率高、精度高、升級快等特點，已經逐漸登上歷史的舞臺，被機械行業所重視，日益成為了機械制造主要技術的重要組成部分。

2.機械自動化系統的優勢

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。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。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

3.機械設計及其自動化的發展方向

3.1智能化

在機械制造業智能化是對機器自身行為的表述，在傳統的控制理論的基礎上吸收了人工智能、運籌學、心理學、生理學、計算機科學、模糊數學等多種學科的多種知識，從而獲得新思想新方法來模擬人工智能，讓機械具有判斷能力和邏輯思維能力。同時，在遇到困難的時候具備一定的自主決策能力，當機器具備以上的能力時其智能化也就達到了一定的等級，人類就能通過簡單的控制達到更好的控制效果。當然，沒有機械是可以完全擺脫人類而完全自動化的，所以必須要保留一定的人工控制和智能環節，這也是保證生產過程中遇到突發情況能夠進行施救的前提條件。

3.2模塊化

傳統的機械設計制造行業競爭力非常大，自動化產品種類和廠家都非常多，因此讓機械設計制造業模塊化是一個艱巨而復雜的工程。研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機械自動化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新的產品，同時也可擴大生產規模。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機械自動化單元的企業還是對生產機械自動化產品的企業，模塊化將給機械自動化企業帶來美好的前程。

3.3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。

3.4系統化

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。

4.結束語

在現代的工作中，使用機械設計制造及其自動化設備已經變成了一種必然的趨勢。那么機械設計制造及其自動化的發展方向的問題便成了重中之重，本文主要就此問題展開論述，相信人們在不斷進取的過程中機械設備也會不斷的為人類做出越來越大的貢獻。

參考文獻：

[1]胡楠.機械制造及其自動化的發展趨勢分析[J].科技傳播，2013

[2]吳俊松.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].黑龍江科技信息，2014