機械設計制造及其自動化的設計原則與發展趨勢

宋玲

摘 要：隨著近年來社會科學以及經濟的發展，機械在制造以及自動化方面也取得了極大的發展和進步，在大大提升了企業生產力的同時，也實現了對企業產品在質量方面的有力保障。隨著當今社會對工程和產品要求的多元化，機械設備的制造以及自動化也應該盡快更新，因此，對于機械制造行業而言，首要的任務就是實現自動化進程的顯著加快。在對機械設備進行完善和改進的過程中，應該做到將當今先進的信息技術以及網絡技術進行合理的應用，使智能化的趨勢以及網絡化的趨勢在新型機械設備中得到良好發展。本文根據當今科技的發展需求，展開了對機械設計制造以及自動化設計原則及其發展趨勢的研究。

關鍵詞：機械設計制造 自動化 設計原則 發展趨勢

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0086-02

對于機械的設計制造以及機械的自動化而言，最為基礎的部分就是機械的設計和制造，其中進行了包括信息技術、網絡技術以及計算機技術等多種技術的融合以及交叉使用。而就自動化這項技術而言，對它的設計應該從程序方面進行考慮，使其不僅僅局限于對簡單的機械動作進行多次的重復，而是應該使機械自動化具有智能化的程序設計，實現系統對自身故障的診斷以及自我維護，進而能夠在保障機械正常運轉以免運行不良造成損失的同時也可以在很大程度上保證產品的質量以及生產的效率。

1 機械自動化的產生和概念闡述

機械自動化這一技術產生于20世紀20年代，該技術最先應用于機械制造的冷加工中，用來進行大批的生產。隨著不斷變化的市場需求，到了20世紀60年代，機械的制造業為了使自己對市場的反應能力變得更加快速、更加靈活，開始進行生產系統的可變性以及自動化的研究和設立，也就是利用計算機技術實現的柔性的自動化技術。從此，機械生產企業開始對一種新的操作機構進行設計和制造，利用科學的工具和手段，將通訊技術、電腦技術以及生化技術進行科學運用，來進行一項可以代替人工的自動化系統的設計。在機械運行過程中，制造系統不需要進行改變或者改變很小的前提下，不需要操作人員進行控制，就可以進行全自動的生產以及對自身的檢測和維修。該設計可以有效實現對指令的科學檢測、對信息的有效處理、對相應情況的合理判斷與分析，進而實現比人工操作更高效的自動操作以及自動控制，并且可以實現由制造一種零件到制造另一種零件之間的自動轉換。在保證生產質量的同時也大大提升了生產效率，節省了人力的消耗。

2 機械設計制造以及機械自動化設計的原則闡述

機械的設計和制造以及機械的自動化是一項對很多學科進行融合的技術，其設計的原則是以智能化、微型化以及模塊化作為基礎的，這樣就更有利于解決一些現代企業生產過程中遇到的問題，像產品品質方面的問題、操作人員的安全問題、工作效率方面的問題等，這些問題在企業生產中都是至關重要的。因此，機械的設計和制造以及機械的自動化是解決這些問題的關鍵。

2.1 機械設計應該和機械的功能匹配

在機械的設計過程中，必須要注意機械設計的核心、重點以及內容都要和機械的功能可以做到良好的協調和匹配，對機械設備的工作需求從不同的方面加以滿足。這樣才能夠在實際生產的過程中實現機械設備最大的利用效益，發揮最大的實用價值，對行業的發展有著良好的推動作用。

2.2 用技術來實現創新

在劃分產品的時候，可以將機械工程以及機械自動化系統的功能作為重要的劃分分類依據：

（1）動力機。這是一種以能量的輸出為主體的機械，可以自主將人為輸入的相關信息進行來源方面的準確的判斷，對資源的成本進行合理分析，再將這些作為基礎進行能量的合理輸出。

（2）加工機。這是一種以搬運和加工物料為主體的機械，它有著較高的自動化的程度，通過前期對程序的設置、信息的輸入以及較為詳細的工作步驟，使設備可以實現對工程的自動加工，進而改變原有物質的形態以及位置。

（3）信息機。這是一種以信息處理為主體的機械，可以通過對信息的準確處理，實現讓客戶滿意的效果。

2.3 對產品的品質加以提升

在傳統的企業機械生產模式中，會需要大量的操作人員以及勞動力參與其中，控制產品的質量也是一件很難實現的事情，因此往往在人力、物力以及財力方面都產生了大量的消耗，使得生產的質量以及生產的效率都很難實現進一步的提升。通過機械的自動化設計以及應用，實現了對諸如此類問題的合理改善，通過機械自動化操作的規范化以及流程的標準化極大程度上保證了產品的質量以及精度，同時大大提升產品的生產效率，深得客戶滿意。同時，因為機械自動化的實現，投入產品生產中的操作人員以及勞動力大大減少，因為質量的保證也避免了物料資源的浪費，所以實現了人力、物力以及財力方面的進一步改善。由于自動化機械設備具有自主檢測與維修的能力，所以也就大大降低了機械運行風險帶造成的工期延誤以及對操作人員的人身傷害。

2.4 操作更加方便

傳統的機械設備往往有著十分龐大的體積，沒有較為人性化的設計，機械有著十分復雜的操作過程以及很多的操作步驟，及其不利于工作人員對機械進行操作。這些缺陷的存在也就大大降低了產品的生產質量以及生產效率。因此，通過對機械設備進行自動化設計以及應用，實現了同一機械設備對不同操作功能的完美整合，不僅增加了機械設備的功能，同時也使機械設備的操作變得更加簡單，而且設計更加趨于人性化，對工作人員的相關工作提供了很大的方便。

3 機械的設計和制造以及機械自動化的發展趨勢

3.1 機械設計制造以及自動化朝著智能化的方向發展

機械的設計和制造以及機械自動化的設計和應用，使產品的質量以及產品的穩定性得到了進一步的提升，同時也大大提升了產品的生產效率，進而實現了在產品的品牌、服務等方面的全面提升，使產品的生產及其符合當今社會的發展需求，實現了設計與市場相協調、設計與社會相協調的良好發展。這使得機械的設計和制造以及機械的自動化在生產中將得到越來越廣泛的應用。

3.2 機械設計制造以及自動化朝著微型化的方向發展

機械的設計和制造以及機械自動化的設計和應用，大大解決了傳統機械因為體積龐大而帶來的諸多不便，大大減小了機械體積所占用的空間，同時也有效減少了在機械制造中浪費的大量物料以及能量。除此之外，模塊化也是機械自動化所要邁進的另一個大方向，可以有效解決產品安裝難度大的問題，實現結構復雜產品的生產，解決設備標準不一的問題。因此，接口的單元是對此進行設計時應該考慮到的首要因素，這樣就可以有效避免產品在生產以及安裝過程中所遇到的問題造成的不必要損失。

3.3 機械設計制造以及機械自動化朝著綠色化的方向發展

對技術進行創新除了要提高生產水平之外，還有一個重要的目標就是節能環保。機械設計和制造以及機械的自動化設計和應用，在很大程度上節約了能源的消耗，這使得機械的自動化在實現企業生產水平顯著提升的同時也實現了可持續發展的重要目標。實現了對能源的合理利用，對環境的有效保護，從而實現社會生態的良好效益。

3.4 機械設計制造以及機械自動化朝著網絡化的方向發展

隨著計算機技術的應用以及普及，使人們的生產和生活更加便利，因為機械的設計和制造以及機械的自動化將計算機技術融入其中，并使其得到強化的利用，實現了機械設備的一體化發展。隨著網絡技術的應用，機械在生產過程中實現了遠程監控以及監視技術的管理方式，進而實現了對機械生產全過程的合理掌控。

3.5 機械設計制造以及機械自動化朝著光機電一體化的方向發展

所謂的光機電一體化，就是將光學技術、計算機技術以及電子技術在同一機械中進行有利的融合，進而實現產品產值方面的進一步提升。機械的設計和制造以及機械自動化的設計和應用過程中，采用對激光技術、光能的驅動技術以及傳感檢測的技術進行有效融合的方式，在實現保證產品質量的同時也實現了企業的進一步發展。對企業的發展以及社會經濟的進步都起到良好的促進作用。

4 結語

隨著機械自動化技術的普及和全面應用，企業的產品生產實現了質量以及效率方面的顯著提升，有效減少了人員的利用量，避免了很多不必要的費用支出，同時也因為機械的體積減小，在實現節省空間的同時也節省了機械整體制造物料的消耗以及機械運行的能源消耗，進而起到節能環保的作用。機械的自動化可以讓機械實現在運行過程中對自身性能的檢測，能夠及時發現問題及時進行維護，避免因運轉失靈而延誤產品的生產甚至危及工作人員安全，大大加強了企業生產的安全性。同時，因為當今正處于社會不斷發展、科學技術不斷進步、新的產品不斷更新換代的重要時期，因此，在對技術進行應用的過程中，一定要保證應用最先進的科學技術，確保技術的領先也是確保企業生產質量的關鍵。因此，在進行機械設計與制造的時候，應該遵循相關的原則，做到設計制造與機械的功能協調一致，在保障企業生產質量以及生產效率的同時也對機械的安全性、環保性做到保障，使機械的設計和制造以及機械自動化的設計和應用可以完全符合當今時代的社會發展的相關需求，確保企業收益的顯著提升。這樣就可以在提升企業利益的同時有效促進社會經濟的發展，實現社會經濟以及社會生態科持續發展的宏偉目標。

參考文獻

[1] 侯雪華.機械設計制造及其自動化的發展方向[J].科技傳播，2014，6（21）：106，114.

[2] 樊俊開.機械設計制造及其自動化的發展[J].電子技術與軟件工程，2018（3）：152.