淺議機械設計制造及其自動化的設計及發展趨勢

王陸根 崇利制鋼有限公司

淺議機械設計制造及其自動化的設計及發展趨勢

王陸根 崇利制鋼有限公司

機械設計制造及其自動化的設計在人類未來的發展方向上是智能化及人性化發展，只有這樣，才能增強機械制造的安全性及可靠性。雖然發展空間廣闊，但按中國現在的機械制造技術離頂尖的技術還是有差距的，只有不斷克服存在的技術問題，進行完善，才能真正的踏足世界前列，引領世界未來的機械制造產業。

機械設計制造 自動化技術 設計原則 發展趨勢

我國的機械設備主要運用于各個工業領域，故又通常將機械設計制造稱作工業機械，不斷向各個行業輸送各類技術裝備，促進我國工業的快速發展。傳統機械制造業存在工作強度大、生產效率低下和產品質量不高的明顯不足，必須加快機械制造業的自動化進程，將原有設備改善得更為高效、節能和多功能。自動化技術不能局限于機械的簡單重復動作，應該從源頭上設定相關程序來使機械智能化，在系統出現問題時能夠自我診斷和維護，根據實際情況調整操作以準確完成任務。

一、機械自動化的設計原則

（一）滿足設備需求。任何機械設備的設計初衷都是為了滿足人們的需求，不同產品會因不同需求而有其核心性能，如吊車的中心性能就是起重和緊急救援。人們在機械制造業應用自動化技術時，一定充分考慮用戶的核心需求，將產品信息和功能體現出來，以滿足人們的不同需求。

（二）操作方便。傳統機械設備往往存在可操作性不強的缺陷，缺乏人性化設計的考慮，如設備體型龐大、操作步驟復雜等。自動化技術不僅僅是將各項功能整合在同一設備，還要將其有機融合起來，成為一個功能完整、操作簡單的機械設備。

（三）提升產品品質。人工操作往往存在精度不高、品質難以控制的缺點，這于生產效率和產品質量是很不利的。機械自動化必須提高設備的精準度，能夠穩定、連續的運行，可將操作工人從繁雜的流水線工作中解放出來，大大節省人力和物力。同時，系統自動化實現對生產全流程的控制，提高了產品的生產精度和生產效率，整體提升產品品質。

（四）利用先進技術。充分利用優異措施可大大提高機械生產和自動化的水平，提高產品及系統的性能，充分體現現代設備的智能化和人性化。（1）各式生產設施。（2）信息處置機器。（3）能量交換機器

二、機械自動化的發展現狀

（一）機械設計方法。發達國家特別重視機械設計方面的設計準則，不斷更新行業相關領域的數據，尤其是新型設計方法的采用。而國內CAD技術的應用還處于起步階段，很多企業仍堅信人力生產才是機械設計的主要手段，這與發達國家存在較大的應用差距。

（二）機械制造工藝。機械設備制造工藝一定程度決定了產品的質量，不斷改善原有機械制造工藝、推進新型加工方法的應用是提升機械自動化水平的重要途徑。我國對于新型制造工藝與技術的關注度不夠，高科技制造工藝的普及覆蓋率極低，嚴重制約了我國機械制造業的發展，不利于提升機械自動化水平。

（三）機械自動化技術。發達國家的工業機械經過多年的積累，機械設備設計制造集成化水平和智能化水平已經很高，很多工業企業利用數控機床技術和FMS（柔性制造系統）技術，實現機械制造自動化的柔性技術。而我國的機械自動化水平還處于單機自動化和剛性自動化的發展階段，少數大型企業逐漸引進柔性制造系統和制造單元，大力推進機械自動化的柔性技術應用，但同發達國家的差距也不容忽視。

三、機械自動化的發展趨勢

（一）微型化。機械制造微型化是未來發展的主流方向之一，通過微米技術和納米技術縮減產品體積，將物料成本和生產成本降低，提高設備的裝配、使用靈活度。將納米技術這一先進手段應用于產品制造過程，能夠顯著提高產品的精度和性能。此外，模塊化也是機械自動化的一大發展趨勢，主要用于結構復雜、安裝難度高的生產工程中。各生產廠家所出廠的產品種類繁多，機械設備標準難以統一，進行接口單元設計就顯得十分重要。模塊化發展能為機械設計制造提供便利，促進整個行業的發展，同時也提升了自己的市場競爭力。

（二）網絡化。計算機技術發展至今，網絡技術在各行各業都廣泛應用，加強互聯網技術的應用，促進機械制造自動化技術與網絡技術的融合，是未來機電設備一體化發展的必然要求。在網絡技術條件的支持下，利用遠程控制技術和監視技術對機械制造業進行全過程的控制和管理。遠程控制技術可以控制機械產品的生產過程，同時利用監視技術管理生產過程，從而實現對機械生產制造全過程的監管與控制。

（三）智能化。機械自動化技術的核心是實際應用性，自動化技術發展要從企業的實際需求和客觀條件出發，最終目的是利用自動化技術實現經濟效益最大化。因此，基于網絡技術的發展，機械自動化技術要大力發展設備智能化，對傳統機械制造技術進行改革創新與發展。

（四）綠色化。能源短缺和生態環境惡化，這就必然要求機械自動化朝著綠色經濟方向發展，符合可持續發展戰略和集約型社會號召，真正體現我國發展綠色經濟的決心。這就要求對傳統機械制造技術進行改革和創新，改變傳統高能源消耗的制造模式。

（五）光機電一體化。光機電一體化是指光學技術、計算機技術與微電子技術的融合，該技術能提高機械產品的附加值，將傳感檢測技術、激光技術和光能驅動技術協調發展。

綜上所述，傳統機械設計制造業的水平還停留在初級發展階段，存在工作強度大、生產效率低下和產品質量不高的缺陷，必須加快機械制造業的自動化進程，將原有設備改善得更為高效、節能和多功能。而機械自動化的主要發展方向是微型化、網絡化、智能化、綠色化和光機電一體化，在原有機械自動化的基礎上進行改革和發展，為提升我國機械制造水平做貢獻。

[1]白雪峰；機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢[J]；中國機械；2014（16）

[2]劉良波；機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢分析[J]；中國機械；2014（22）

[3]劉洋，周翠云；機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢[J]；城市建設理論研究（電子版）；2015（05）