機械設計制造及其自動化的設計原則及發展趨勢

摘 要：現如今隨著科學技術的快速發展，我國的機械設計制造及其自動化技術也愈加成熟，為了最大程度的滿足產品的多元化需求，機械制造企業必須能夠充分利用信息技術和網絡技術，加快機械的自動化與智能化程度，不斷提高產品精度和產品質量。本文將對機械設計制造及自動化的設計原則和發展趨勢進行深入分析，希望可以不斷提高我國的制造水平。

關鍵詞：機械設計制造及其自動化;設計原則;發展趨勢

在我國的工業制造領域，機械設備有著十分廣泛的應用，機械設備的高度自動化與智能化，也推動了我國工業的快速發展。在信息技術高速發展的背景下，自動化技術不再僅僅局限于機械動作的簡單重復，而是應該通過一定程序進一步提高機械的智能化水平，在機械設備出現問題時能夠進行自我診斷與自我調節，最大程度的提高設備的機械性能，確保高質高量的完成生產任務。

1機械設計制造及其自動化的設計原則

1.1滿足用戶需求

任何機械設備的制造目的都是為了解放勞動生產力，可以為人們提供更加滿意的服務。不同機械設備會因制造產品的不同具有不同的核心性能，例如吊車的最主要使用功能就是緊急救援和起重。所以人們在進行機械制造時一定要充分考慮用戶的最終需求，確保機械設備能夠最大程度的滿足用戶需求，在保證生產質量的基礎上提高生產效率。

1.2操作便捷

傳統的機械設備因為結構復雜，大多擁有復雜的操作流程，缺乏人性化設計。在自動化技術的支持下，機械設備功能實現了優化整合，使得機械設備的體型更加小巧，而且通過計算機技術與互聯網技術，工作人員可以對機械設備進行可視化操作，極大程度的簡化了操作難度，使得機械設備的操作更加便捷。

1.3提高產品質量

人工操作往往會存在著一定誤差并且難以控制操作精度，這也導致產品質量會存在一定瑕疵。而機械自動化在設計之初，就以提高產品精度和質量為基本原則，通過穩定連續運行完成繁瑣的流水線工作，真正將工人解放出來，能夠為制造企業節省大量的人力成本。而且自動化的機械設備還可以通過操作系統對生產流程進行全程監控，可有效保證產品的生產精度，提高生產效率。

1.4充分利用先進技術

為了進一步提高機械設備的自動化和智能化水平，要求技術人員在進行自動化設計時必須能夠充分利用現有的先進技術，最大程度的保證設備系統的穩定運行，同時提高設備的人性化功能。例如，可以結合用戶的具體需求，對設備的形狀和結構進行優化調整，降低設備的操作難度，提高設備的運行速度。

2機械制造及其自動化的發展現狀

2.1機械制造工藝

機械設備制造工藝能在一定程度上決定產品質量。提升機械自動化水平的重要途徑就是改善原有機械的制造工藝、推進新型加工方法的應用。現如今西方發達國家已經投入大量精力用于新型加工方法的研究，激光加工技術、復合加工技術、電磁加工技術等一系列具有高科技含量的生產技術應運而生，這也極大程度的提高了機械制造及其自動化的設計水平。但是就我國目前的機械制造工藝來說，由于缺乏對新型工藝的關注力度，新工藝的研發后力不足，高科技制造工藝的普及率也相對較低，這也在一定程度上導致我國機械制造水平與世界發達國家仍存在一定差距，制約了制造業的發展。

2.2機械自動化技術

西方發達國家的工業制造水平經過多年積累，已經形成了完善的體系和理論，機械設備制造的集成化程度和智能化程度也相對成熟，柔性制造系統以及數控機床技術已經廣泛應用于國外的工業企業中，但是我國的機械動化水平還停留在剛性自動化與單機自動化的發展階段，雖然也有一些大型企業引進了柔性制造系統和單元，極大程度的提高了機械自動化的柔性技術應用范圍，但是與世界發達國家相比，仍存在著很大差距。

3機械制造及其自動化的發展趨勢

3.1微型化

微型化是機械自動化的主要發展方向之一。在納米技術的支持下，機械設備的體積將會更加小巧，這可極大的降低制造企業的生產成本，并且提高機械設備的靈活度，促使機械設備的安裝更加簡單。將納米技術應用在機械設備制造中，也可以在一定程度上提高設備的精度和性能。除此之外，隨著機械設備的微型化發展，功能集成的模塊化也將是設備的發展方向，這種功能集成的模塊化設備將主要用于生產結構復雜、精度較高的工業產品。現如今不同的機械設備制造廠家所生產出來的機械設備型號不一，缺乏統一的對接標準，所以在未來的發展過程中，制造企業必須要強調對接口單元的設計，確保不同廠家所生產出的機械設備能夠進行有效兼容，模塊化發展將為機械設計制造提供更加便捷的條件，有助于促進整個行業的共同發展。

3.2網絡化

現如今網絡技術已經充分應用在各行各業中，所以為了進一步提高機械制造自動化水平，就必須實現網絡技術與自動化技術的有機結合，這也是機電設備一體化發展的必然趨勢。在網絡技術的支持下，通過監視技術和遠程控制技術可以對機械制造的全過程進行管理和控制，這可以從根本上改變人們的生產方式，將他們從繁重的工作崗位中解放出來，而且通過監控系統和網絡信息系統來了解生產線的實際生產情況，這可極大的降低工業企業的人工成本。

3.3智能化

應用價值是機械自動化技術的核心，自動化技術一定要結合企業的客觀條件和實際需求，幫助企業創造出更大的經濟利益。所以在網絡技術的支持下，機械自動化技術更要側重于向智能化方向發展，對現有的制造技術進行創新與改革，能夠充分運用現有技術進行人工智能模擬，使機械設備能夠具備自動編程和人機對話功能，并賦予設備一定的判斷能力，以此來提高設備的智能控制程度。

3.4節能化

隨著能源的日漸短缺，機械設備必須要朝向綠色節能的方向發展，最大程度的降低對能源的依賴，高度吻合國家的綠色發展理念。這也就要求技術人員必須對機械制造技術進行深入改革，從源頭上降低制造設備的能源消耗量。節能化發展是機械制造全流程的創新，從制造材料入手、到生產制造、產品包裝、產品銷售等一系列流程全部實現綠色創新，同時提高產品的回收利用價值，真正實現資源的優化配置。

3.5光機電一體化

光機電一體化技術主要是指計算機技術、光學技術與微電子技術的有機結合，光機電一體化技術可有效提高機械產品的附加價值，將激光技術、傳感檢測技術、光能驅動技術充分應用在機械設備中，也可有效提高機械設備的自動化和智能化程度，提高設備的制造精度。

3.6提高安全性

為了最大程度的保障安全生產，就必須要提高機械設備的安全系數。因此技術人員要不斷提高機械設備自我判斷能力，能夠做到自動判斷故障等級，并發出不同的狀態警報，同時在機械設備出現故障時能夠做到立即斷電，并自動采取有效措施進行處理，真正實現無人操作。

綜上所述，現如今我國的機械設計制造水平與世界發達國家相比仍舊存在一定差距，一些設備在應用過程中仍舊存在著生產效率低、人工強度大、產品質量存在缺陷等問題，這就要求技術人員必須要加快對機械制造的深入研究，進一步提高機械制造業的自動化和智能化程度，將原有設備朝向更加智能、更加集約、更加環保、更加高效的方向發展。但是目前我國的機械設計水平相對落后，新型機械制造工藝和加工方法尚未得到大范圍的普及和應用，這也需要有關部門必須強化機械自動化的改革力度，推動我國機械制造水平的不斷進步

參考文獻：

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[2]李嫚. 信息技術背景下機械設計制造及其自動化研究[J]. 數字技術與應用，2018，36（12）：69+71.

作者簡介：

司雷（1982.05-），男，漢，江蘇徐州，高級工程師，本科，單位：山東新港模板工程技術股份有限公司，研究方向：機械設計。

（山東新港模板工程技術股份有限公司，山東 臨沂 276013）