周玉林 杜鑫

摘 要：在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)背景下，機(jī)械制造行業(yè)在其中發(fā)揮了十分重要的推動(dòng)作用。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)概述出發(fā)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行闡釋，并著重對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述，以期為機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用發(fā)揮參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；設(shè)計(jì)原則；發(fā)展趨勢(shì)；探討

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.23.099

隨著近幾年我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，也促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展，其中尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化發(fā)展，通過(guò)將現(xiàn)代發(fā)展的信息科學(xué)技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中，在達(dá)到縮短工作時(shí)間的基礎(chǔ)上，極大的提升機(jī)械制造生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，也推動(dòng)著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)朝著集約化、信息化和自動(dòng)化方向發(fā)展。為進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平和工作效率，機(jī)械制造行業(yè)也加大了對(duì)自動(dòng)化的研究和分析，并通過(guò)不斷創(chuàng)新生產(chǎn)和發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，這對(duì)于完善我國(guó)工業(yè)體系建設(shè)也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用?；诖?，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和探討。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化基本概述

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)方法和機(jī)械制造工藝

現(xiàn)階段，在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，較常運(yùn)用的設(shè)計(jì)方法主要是CAD，也被稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。然而很多國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)開始推進(jìn)無(wú)紙化設(shè)計(jì)工作，甚至在一些大型工業(yè)企業(yè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化生產(chǎn)，然而我國(guó)CAD技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟，在很多企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中依然采用人力生產(chǎn)方式，并且認(rèn)為這才是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)最為主要的手段。在機(jī)械制造工藝方面，工藝水平的高低在一定程度上也決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，也只有不斷創(chuàng)新制造工藝和推進(jìn)使用新興技術(shù)，才是實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展的唯一途徑。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)作為一項(xiàng)新興學(xué)科，主要是通過(guò)對(duì)現(xiàn)代新興電子傳感、信息交換等技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，以更好的完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組織和功能，并確保系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性。與此同時(shí)，還能夠降低設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所耗費(fèi)的能量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全面優(yōu)化，這也為我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)提供了新的發(fā)展方向。

1.3 優(yōu)勢(shì)分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際中進(jìn)行應(yīng)用，具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）發(fā)展前景巨大，其中尤其是以傳統(tǒng)技術(shù)相比較，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功能性進(jìn)行完善和優(yōu)化，還能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；（2）顛覆傳統(tǒng)電子產(chǎn)品發(fā)展地位，借助現(xiàn)代發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)手段，對(duì)機(jī)械設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，在一定程度上也實(shí)現(xiàn)了快捷功能，提升了實(shí)際操作的穩(wěn)定性；（3）較強(qiáng)的信息處理能力和控制能力，借助現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，以發(fā)揮提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的作用；（4）診斷故障和自行保護(hù)，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)，可以對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能等進(jìn)行自行診斷、分析和處理，也為系統(tǒng)運(yùn)行安全性和可靠性提供有力保障。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

2.1 先進(jìn)技術(shù)的充分利用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國(guó)所擁有的先進(jìn)技術(shù)力量也越來(lái)越龐大，若是將這些先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中，也能夠顯著提高機(jī)械生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)還能夠改善系統(tǒng)性能，充分體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)備的智能化。具體體現(xiàn)在以下幾方面：（1）生產(chǎn)設(shè)施，如：利用先進(jìn)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床及其他生產(chǎn)設(shè)施的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以充分發(fā)揮提升商品性能的作用；（2）信息處置機(jī)器設(shè)備，如：借助現(xiàn)代應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)、傳真等辦公設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種輸出資料的匯總和處置，這些設(shè)備也具有較強(qiáng)的信息處理能力，可以將文字、圖片等資料以更為直觀的方式呈現(xiàn)在人們眼前；（3）能量交換機(jī)器，通過(guò)能量交換機(jī)器的運(yùn)用，如：電動(dòng)設(shè)備、內(nèi)燃設(shè)備等，可以進(jìn)一步保障運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 滿足設(shè)備需求

對(duì)任何機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，最為根本的目的都是為了更好滿足人們生產(chǎn)需求，因此，針對(duì)不同的產(chǎn)品，對(duì)設(shè)備性能要求也會(huì)有所差異，如：吊車的核心性能主要體現(xiàn)在起重上。因此，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，需要建立在滿足用戶實(shí)際需求基礎(chǔ)上，使得設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中可以充分發(fā)揮其功能，滿足用戶的生產(chǎn)需求。

2.3 操作便捷

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用所體現(xiàn)出的生產(chǎn)效率不高，其主要原因在于機(jī)械設(shè)備的可操作性不強(qiáng)，從中無(wú)法體現(xiàn)出人性化思想，最終導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備體型龐大、執(zhí)行步驟復(fù)雜等。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到其中，不僅可以對(duì)設(shè)備功能加以完善，還能夠?qū)崿F(xiàn)功能整合，使之成為一個(gè)操作簡(jiǎn)便、功能齊全的機(jī)械設(shè)備。

2.4 提高產(chǎn)品質(zhì)量

運(yùn)用人工操作的方式，不僅無(wú)法保障最終產(chǎn)品的精確度，還無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量。但是想要實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，就必須提升設(shè)備的精確度，確保其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。與此同時(shí)，還能夠?qū)⑷藗儚姆彪s的流水線工作中徹底解放出來(lái)，在提高工作效率的同時(shí)，也極大的節(jié)省了生產(chǎn)成本。除此之外，系統(tǒng)的自動(dòng)化也能夠做到對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和控制，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)品質(zhì)。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 微型化

機(jī)械制造在未來(lái)朝著微型化方向發(fā)展，主要是借助現(xiàn)代的納米技術(shù)和微米技術(shù)，以達(dá)到縮減產(chǎn)品體積的作用，在這過(guò)程中也進(jìn)一步減少了物料的運(yùn)用，發(fā)揮出降低生產(chǎn)成本的作用。同時(shí)，縮減產(chǎn)品體積在一定程度上也增強(qiáng)了設(shè)備的靈活性。而將納米技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造領(lǐng)域當(dāng)中，也可以提升制造產(chǎn)品的精度和性能。此外，機(jī)械制造的微型化也能夠推動(dòng)機(jī)械制造模塊化發(fā)展，模塊化發(fā)展又主要體現(xiàn)在安裝難度系數(shù)比較高、設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的生產(chǎn)領(lǐng)域中，由于生產(chǎn)廠家的不同，致使其所生產(chǎn)產(chǎn)品種類也不盡相同，各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)也就難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化，接口單元設(shè)計(jì)的重要性也就愈發(fā)凸顯出來(lái)，再加上模塊化的發(fā)展對(duì)于機(jī)械制造業(yè)發(fā)展也能夠發(fā)揮積極促進(jìn)作用。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下，計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國(guó)各行各業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，極大的提高了工作效率。再加上現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，在一定程度上也促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的融合和發(fā)展，這也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備一體化發(fā)展的根本要求。通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的充分利用，可以對(duì)機(jī)械制造業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)的管理和控制，而將監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用到其中，則可以對(duì)生產(chǎn)的全過(guò)程實(shí)施管控，也可以及時(shí)的對(duì)可預(yù)見的問題進(jìn)行指出，協(xié)助問題有效解決，確保生產(chǎn)安全、穩(wěn)定和持續(xù)性。

3.3 智能化

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展需要遵循企業(yè)發(fā)展的實(shí)質(zhì)需求，并結(jié)合自身客觀條件，最大限度的對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，以發(fā)揮提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益的目的。為充分體現(xiàn)出與時(shí)俱進(jìn)，機(jī)械自動(dòng)化也要結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展實(shí)際，推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)朝著智能化方向發(fā)展，即借助現(xiàn)代人工智能技術(shù)，使得機(jī)械制造控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程及人工對(duì)話，也能夠做出更加精準(zhǔn)的決策。

3.4 機(jī)電一體化

現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)有一部分的工業(yè)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，也取得了很好的應(yīng)用效果。通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)電一體化原則，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的有效融合，然后再借助電子設(shè)備對(duì)機(jī)械設(shè)備加以控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行。從某種角度來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化就是機(jī)械自動(dòng)化的一次延伸，這也是在當(dāng)前技術(shù)條件下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

3.5 綠色化

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)，工業(yè)化生產(chǎn)在其中發(fā)揮了十分重要的推動(dòng)作用，然而隨著現(xiàn)代人們生活水平不斷提升，一些副作用也凸現(xiàn)出來(lái)，最為明顯的就是對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的破壞，不僅影響到人們正常的生活和生產(chǎn)，也日益威脅到人們的身體健康。針對(duì)這一情況，我國(guó)也加大了對(duì)這一方面的控制力度，并全面提倡綠色生產(chǎn)和排放，其中尤其是針對(duì)工業(yè)企業(yè)，尤為需要引起重視?；诖?，在未來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中也會(huì)越來(lái)越重視綠色環(huán)保理念，在對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)和制造過(guò)程中產(chǎn)生的污染物進(jìn)行有效控制，并最大限度的降低對(duì)環(huán)境造成不良影響，也保障人們正常生活和生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

在本文中，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和探討，主要是從機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化概述展開，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝和機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行闡釋。與此同時(shí)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，這些原則主要體現(xiàn)在先進(jìn)技術(shù)的充分利用、滿足設(shè)備需求、操作簡(jiǎn)便和提高產(chǎn)品質(zhì)量這四方面。除此之外，也對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行詳細(xì)的探討。在未來(lái)，我國(guó)無(wú)論是經(jīng)濟(jì)，還是科學(xué)技術(shù)也都將邁向新的階段，在充分結(jié)合當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)發(fā)展實(shí)際的基礎(chǔ)上，對(duì)未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化進(jìn)行預(yù)想，未來(lái)機(jī)械行業(yè)發(fā)展將朝著微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化方向發(fā)展，也將進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在各個(gè)領(lǐng)域中的深入應(yīng)用。

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