機械設計制造及自動化的設計原則與發展趨勢

劉猛龍

摘?要：自動化技術及信息技術的發展使得機械工作不再是簡單地重復，而是利用各種程序來完成智能化操作，實現了機械的智能化操作與維護，大大提升了機械工作效率與總體穩定性，在工作時能夠更加精準地完成任務。以生化、電腦、通訊為基礎的自動化設計與指令機構替代了人工，智能程序能夠更好地完成檢測、分析與處理等工作，自動化程度的全面提升有助于實現機械設計制造的可持續發展。

關鍵詞：機械設計制造;自動化;設計原則;發展趨勢

1 機械制造自動化的源泉

19世紀，機械自動化技術出現并逐漸被應用到了冷加工領域，從20世紀60年代起，市場對自動化的需求顯著提升。為進一步提升機械制造應用效率，增強制造靈活性，自動化技術開始進入至機械制造領域，并出現了適用于機械制造的相應自動化技術，設備。計算機技術的高度發展，通訊技術與電子技術的進步，逐漸讓計算機取代了人工操作，賦予了制造系統自動化運作特性，可以自動完成檢測、信息處理，并在這一基礎上作出判斷，進而達到對設備的控制，并可從制造特定機械部件，制造出多種機械產品。

2 機械設計制造及自動化的發展現狀

2.1 機械設計方法

一些發達國家在機械設計領域展開了深入研究，特別是對設計準則保持了高度重視，不僅僅針對不同的機械領域制訂了非常詳細的設計準則，而且還會及時更新數據，新型設計方法的引入保證了設計始終與時代發展相適應。目前，大量企業已經實現了無紙化辦公，機械圖紙的設計與傳輸全部通過計算機網絡來完成。CAD作為機械設計領域應用最為廣泛的輔助工具被我國企業紛紛引入，在機械設計方面同時參考了一些發達國家的設計標準，有效縮小了我國與發達國家在機械設計領域的差距，但仍有部分小型企業在沿用傳統的設計方式，這會影響到這些企業核心競爭力的提升。

2.2 機械制造工藝

機械設備在制造環節選擇的工藝和工具會在很大程度上影響到產品的質量。通過機械制造工藝的改進和加工方法的優化能夠有效提升自動化水平，使機械制造的質量與水平得到根本性提升。發達國家在機械加工方法與加工工藝方面投入了大量資金與人力來展開深度研究，包括激光加工、電磁加工、復合加工等方式在內的全新技術被廣泛應用，機械加工設備實現了自動化。但我國機械制造工藝發展速度非常緩慢，關于新工藝的研究與應用較少，很多制造廠家還在沿用具有數十年歷史的設備，自動化水平無法得到保證。

3 機械制造自動化技術的意義

3.1 有利于增進企業的經濟效益

在機械制造領域引入自動化技術，不僅可以大幅降低企業制造成本，還節省了單位時間內的人力、財力支出與損耗。此外，自動化技術的應用，保障了產品的穩定性與質量，有助于增強企業在市場中的競爭力，為拓展市場，贏得更大的經濟效益提供了有利條件。

3.2 提高了機械制造的運行效率

市場對機械制造也開始提出了更多的要求，經由自動化設備與技能的應用，促使機械制造的效率有所提升，可以令機械制造的性能有所提高，進而達到社會工業和經濟發展的現實要求。

3.3 有利于推動機械制造技術的創新

機械自動化技術是計算機技術發展的一個重要成果，符合社會信息化快速發展的訴求。計算機技術上的進步與新技術的出現，都可能引起機械制造自動化技術的優化、改進，更好地將新的思想模式與自動化技術結合，提升人們的視野，推動技術革新。

4 機械制造設計及制造的原則

機械設計與制造需要遵循一定的操作原則，如功能開發更全面、操作更便捷、技術更先進、實用，將這些作為自動化技術創新與機械制造的基本原則，可以更好地達到技術升級的要求。

4.1 操作的簡易性

傳統機械制造設計具體到操作上來分析，是較為復雜且難以實現的，設計環節沒有考慮操作可行性，在部分領域中，還要引入大量的機械設備作為物理支持，設計自動化設備的過程逐步的簡化了操作過程。設備如果越簡單，操作起來則越便捷。

4.2 創新技術的運用

自動化技術并非是一成不變的，而是需要持續優化、更新，不斷引入新技術，在機械制造的整個生產階段要引入創新技術。令機械制造自動化工作得以全面創新。機械制造及自動化如果要保證穩定的進步，要以技術更新、創新、發展為支撐。

4.3 功能開發的全面性

機械制造與自動化設計在功能層面應凸顯全面性，逐步滿足人們群眾的新要求。技術創新應以新功能實現為基礎，逐漸推動自動化操作的多樣性，豐富操作功能。

4.4 提升機械產品品質

自動化技術的引入使得來自機械運行與生產環節人為因素的影響大大減少，人工操作帶來的負面影響也被最大程度降低，生產效率與生產質量得到了根本性提高，機械實現了長期的連續穩定運行，工人也可以從繁重的流水線操作轉向自動化控制，有效節省了人力與物力的投入。系統自動化運行可以保證整個生產流程的控制更加精準，產品的生產精度與生產效率得到同步提升，有助于提升整體機械產品的品質。

4.5 充分利用先進技術

將信息技術引入機械設計制造領域能夠切實提升產品系統性能，保證設備的智能化與人性化。在生產過程中，機床與生產設施的使用能夠有效改變機器形狀與結構，提升了產品的質量與性能。利用信息技術對機械設計進行處理能夠進一步提升信息處理的全面性，可以將各種信息有效引入設計環節，使強大的信息處理功能能夠將各種資料直觀地呈現在設計者與生產者面前。先進技術的應用能夠使機械設計與制造更加科學、高效、智能，進而實現機械設計制造水平的持續提升。

4.6 有效滿足設備需求

機械設備的設計與制造是為了更好地滿足人們的使用需要，特別是工業生產，對機械設備的效率與可靠性都提出了較高要求。不同產品的核心競爭力與主要工作目標是不同的，例如車床，必須在短時間內完成高精度零部件的加工，因此，在機械設計環節必須要充分考慮到用戶對機械的使用要求，明確機械的具體應用環節，準確把握機械設計的主要目標與研究方向，確保產品在制造和生產后能夠較好地實現其應有功能，以滿足用戶的不同需求。

5 機械設計和自動化的發展趨勢

5.1 智能化技術的運用

如今機械制造的市場競爭要應對的是比較嚴峻的考驗，依靠網絡技術特征，圍繞創新、智能、安全、持續等原則，打造高水平的技術系統，切實保障機械制造自動化的應用質量、效益。

5.2 綠色發展

打造環境友好型社會，推動資源節約型社會建設，都需要機械制造和設計中對資源進行科學的利用，使得通過這些資源能獲得最好的效益，同時也降低對自然環境的影響。自動化技術中也需體現環保性，如創新技術，對廢物進行合理的回收和利用。此外要把能源的消耗控制在一定的區間內。

5.3 網絡化

互聯網技術與機械設計制造及自動化的融合能夠更好地實現機電設備一體化。遠程控制與遠程監視能夠保證對制造過程展開全面控制，進而對全過程展開有效監管，從根本上改變了機械生產方式，有效解放了工人，在減少人力、物力投入的同時還保證了生產效率與生產質量。

6 結束語

綜合機械制造自動化技術的發展態勢與方向來看，筆者得出了自動化技術在機械制造中的局限性，能更好地提升其經濟與社會效益，有助于企業市場開發、拓展，有助于社會良性發展，可以為國家經濟與技術進步等提供有力的支持。

參考文獻

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