機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)及發(fā)展

趙靜

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化水平體現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的生命力，拉開了全球工業(yè)“革命”的序幕。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的過程中人們主要靠人工實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)加工、生產(chǎn)要求等，效率低、質(zhì)量差，生產(chǎn)效果并不理想。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠從機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等出發(fā)，在智能化機(jī)械上實(shí)現(xiàn)加工和生產(chǎn)，從根本上提升了工業(yè)效益，已經(jīng)成為新時(shí)期人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；發(fā)展

1.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造是嚴(yán)重各種工業(yè)機(jī)械設(shè)備及機(jī)電產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行控制到生產(chǎn)過程的一門綜合性學(xué)科。在經(jīng)濟(jì)、科技飛速發(fā)展的時(shí)代里，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造要求也來越高，尤其是在機(jī)械制造行業(yè)規(guī)模化發(fā)展的當(dāng)下，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造已經(jīng)逐漸暴露出它的弊端，而要想推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的更好發(fā)展，就應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)越性。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是科技發(fā)展的產(chǎn)物，以科技為依托，可以提高機(jī)械制造效率，保證機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性，節(jié)省機(jī)械制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)等為一體，在智能化、模塊化、微型化設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)上形成的新型設(shè)計(jì)制造形式，可以全面解決現(xiàn)代生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)問題，是當(dāng)前工業(yè)及工程中不可或缺的關(guān)鍵部分。為進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用效益，其設(shè)計(jì)的過程中人員需要把握好：

（1）設(shè)計(jì)與機(jī)械功能需求相匹配。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的目的就是為了滿足機(jī)械設(shè)備功能需求，使其能夠在工業(yè)或工程中發(fā)揮其作用，形成高質(zhì)量高、高效益機(jī)械設(shè)備體系，從根本上提升工業(yè)或工程的經(jīng)濟(jì)效益。為此，設(shè)計(jì)過程中必須要保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)重點(diǎn)、設(shè)計(jì)核心與機(jī)械設(shè)備功能需求相協(xié)調(diào)，能夠從全方位滿足機(jī)械設(shè)備功能需求，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用效益的最大化，為我國(guó)工業(yè)或工程發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

（2）設(shè)計(jì)需注重全面創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化與其他機(jī)械制造理論存在一定的差異，其要求在智能化、自動(dòng)化、信息化技術(shù)基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新和改善，以保證機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)和制造效益的最大化。為此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過程中必須全面融入創(chuàng)新理念，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新，形成針對(duì)性設(shè)計(jì)體系，這樣才能夠從根本上提升設(shè)計(jì)效益，使機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平達(dá)到新的高度。

（3）設(shè)計(jì)需做好技術(shù)的融合。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化內(nèi)容較為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)工作開展的過程中需做好各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備技術(shù)的融合，這樣才能夠形成科學(xué)、全面、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系。如常規(guī)設(shè)計(jì)的過程中需要把握好機(jī)械能量轉(zhuǎn)化技術(shù)、機(jī)械信息處理技術(shù)、機(jī)械智能檢測(cè)技術(shù)等，將其融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，為設(shè)計(jì)工作提供完備的數(shù)據(jù)體系，從而提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可靠性和有效性。

3.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的實(shí)際應(yīng)用

3.1在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)備方面，推進(jìn)其精準(zhǔn)度發(fā)展進(jìn)程，不僅有利于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來幫助。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)起步比較晚，在技術(shù)水平以及設(shè)備精準(zhǔn)度上存在一定的差異。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)度建設(shè)主要集中在農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)肥等方面，例如在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，通過精準(zhǔn)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉上的節(jié)水，以達(dá)到節(jié)約水資源的目的。我國(guó)農(nóng)業(yè)不僅在該方面實(shí)施精準(zhǔn)化，還需要在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化建設(shè)方面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化。

首先，在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，集中農(nóng)業(yè)發(fā)展科研力量，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)設(shè)備現(xiàn)狀進(jìn)行充分了解，以科技為依托，在技術(shù)上將農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行完善，并推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備精準(zhǔn)化進(jìn)程；其次，發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備需要以科技為依托，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化建設(shè)，例如農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)，有效降低了農(nóng)耕勞動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技化。

3.2在集成虛擬化技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械電子集成電路中的應(yīng)用，促進(jìn)了電子設(shè)備有效控制。基于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的電子集成技術(shù)，其最大的特點(diǎn)，就是能夠通過機(jī)械設(shè)備，將電力系統(tǒng)中的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路以及功率電路集成在一起，但是在一個(gè)系統(tǒng)中將這些不同的線路集成在一起，并非能夠提升電力系統(tǒng)的功能，嚴(yán)重的情況有可能為電力線路管理與維護(hù)帶來困擾。近年來，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)下，研發(fā)出一種插卡式的集成技術(shù)，該種集成技術(shù)將控制電路放置在系統(tǒng)的外部，通過插卡的方式與集成電路進(jìn)行連接。該種技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，例如插卡開關(guān)的使用。插卡式的結(jié)構(gòu)，存在很多優(yōu)勢(shì)，能夠有效避免封裝元件數(shù)量大等問題，又有效的避免了控制電路與模塊一體化的問題。

3.3工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

第一，在Pro/NC數(shù)據(jù)庫(kù)中存放各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)分別為數(shù)控零件技術(shù)要求、幾何圖形、尺寸和器件在工藝上的要求等。最后確定在數(shù)控加工中的器件加工路線和器件加工工藝參數(shù)，并且確定輔助功能參數(shù)。按照數(shù)控機(jī)床原始的加工代碼來驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行器件加工。

第二，在Pro/E的數(shù)控加工中，過程必須遵循規(guī)定的加工工藝步驟來設(shè)計(jì)加工軌跡。在實(shí)際的加工邏輯中，數(shù)控程序流程與加工思路是一致的。在這一過程中，可以設(shè)計(jì)數(shù)控切割中刀具的具體參數(shù)，可以依照需要設(shè)計(jì)適合的刀具進(jìn)行數(shù)控加工，加工系統(tǒng)通過對(duì)工藝數(shù)據(jù)計(jì)算出刀具的切割軌跡，并且最后生成CL文件。

4.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能化的發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化發(fā)展在以往看來，可能很難實(shí)現(xiàn)。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)的智能化，電腦的智能化，電視的智能化、智能機(jī)器人等等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化也必將成為現(xiàn)實(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的智能化發(fā)展與自動(dòng)化的結(jié)合，主要是通過計(jì)算機(jī)程序的設(shè)定，通過類似人工智能的程序，讓機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)智能的對(duì)信息數(shù)據(jù)以及問題進(jìn)行分析處理，不再需要人為的操控，并且可以自動(dòng)解決故障，從而讓機(jī)械生產(chǎn)真正的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

4.2網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要是利用紙質(zhì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，這種方法不僅需要大量的資源，而且無法保證無人工誤差。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展將會(huì)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造進(jìn)行改善，利用計(jì)算機(jī)的操作軟件進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)和分析，在發(fā)現(xiàn)問題之后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行糾正，最后投入制造。與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，可以利用其智能化的優(yōu)勢(shì)降低人工設(shè)計(jì)的誤差，提高設(shè)計(jì)效率而且利于保存。

4.3綠色化的發(fā)展方向

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代社會(huì)的高度進(jìn)步，生態(tài)環(huán)保，綠色節(jié)約理念不斷被提出，在這種理念下，機(jī)械制造企業(yè)必須要肩負(fù)起保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的重要使命，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中遵循綠色的理念，堅(jiān)持綠色設(shè)計(jì)。在機(jī)械產(chǎn)品制造的過程中，要以對(duì)環(huán)境的影響為核心，兼顧產(chǎn)品功能，也就是說既要具備產(chǎn)品功能，又不能對(duì)周圍的環(huán)境造成不利的影響。綠色環(huán)保、節(jié)能減排、可持續(xù)性發(fā)展是未來的發(fā)展趨勢(shì)，也將是機(jī)械制造行業(yè)的主流方向，對(duì)提高企業(yè)的社會(huì)效益和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要的意義。

4.4數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

將生產(chǎn)所需的圖像、聲音等信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息的技術(shù)即為數(shù)字化，其在機(jī)械自動(dòng)化中的應(yīng)用有助于系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)分析及處理工作，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的模擬，產(chǎn)品制造由此完成。隨著人們對(duì)數(shù)字化技術(shù)的重視及廣泛應(yīng)用，其將會(huì)使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)化，產(chǎn)品生產(chǎn)過程也將更加簡(jiǎn)潔化。

4.5科技化發(fā)展

就現(xiàn)階段而言，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程的系統(tǒng)化操控，但其科技化發(fā)展仍需得到進(jìn)一步完善，表現(xiàn)較為突出的是機(jī)械制造業(yè)中的遙控技術(shù)。就現(xiàn)階段而言，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化中的技術(shù)監(jiān)控和遙感技術(shù)發(fā)展水平還不高，其未來發(fā)展對(duì)于生產(chǎn)環(huán)節(jié)問題的有效解決具有重大意義。

結(jié)束語(yǔ)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化憑借自身優(yōu)勢(shì)已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的重要技術(shù)組成部分。對(duì)此，我們一定要對(duì)其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)加以分析，并在此基礎(chǔ)上探究其發(fā)展趨勢(shì)，在不斷完善機(jī)械自動(dòng)化的同時(shí)促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的健康發(fā)展。

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