文天祥

摘要：隨著我國機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，智能機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢已成為必由之路，以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如今智能制造機(jī)械也逐步應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)，這不僅提升了生產(chǎn)效率，而且還改進(jìn)了制造技術(shù)。在這種背景下，本文不僅對智能制造業(yè)的特征和應(yīng)用意義進(jìn)行剖析，而且還研究了當(dāng)前我國智能制造業(yè)存在的技術(shù)問題，并對智能制造的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了分析，提出針對性的意見和建議。

Abstract： With the continuous development of China's machinery manufacturing industry， the development trend of intelligent machinery manufacturing industry has become the only way to promote economic development. Nowadays， intelligent manufacturing machinery is gradually applied to machinery manufacturing， which not only improves production efficiency， but also improves manufacturing technology. Under this background， this paper not only analyzes the characteristics and application significance of intelligent manufacturing industry， but also studies the technical problems existing in intelligent manufacturing industry in China， and analyzes the mechanical design technology of intelligent manufacturing. Put forward targeted opinions and suggestions.

關(guān)鍵詞：智能時(shí)代;機(jī)械設(shè)計(jì);技術(shù)

Key words： intelligent age;mechanical design;technology

0? 引言

近年來，隨著市場經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，智能制造應(yīng)運(yùn)而生且逐步走向成熟，其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位也不斷攀升。在國際上，德國提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略、美國提出“先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃”，旨在通過提高智能制造提高生產(chǎn)力。但是相對于發(fā)達(dá)國家，我國智能制造業(yè)的技術(shù)水平尚存在差距和技術(shù)性問題?；谝陨犀F(xiàn)狀，有必要對我國智能制造技術(shù)進(jìn)行分析和研究，探索我國的機(jī)械智能制造業(yè)的發(fā)展方向。

1? 智能機(jī)械制造市場發(fā)展的必然性

智能機(jī)械制造是科技迅速發(fā)展后出現(xiàn)的必然現(xiàn)象，也是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，打造和諧社會的必須條件。具體原因如下：其一，可持續(xù)發(fā)展作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指導(dǎo)戰(zhàn)略方針，智能機(jī)械的發(fā)展也應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為制造原則。在設(shè)計(jì)與生產(chǎn)智能機(jī)械時(shí)，應(yīng)將節(jié)能環(huán)保放在第一位，再從技術(shù)方面進(jìn)行升級研發(fā)。此外，在選用機(jī)械材料時(shí)，應(yīng)選擇綠色環(huán)保的原材料進(jìn)行制造生產(chǎn)，以此提高制造能力;其二，在生產(chǎn)制造智能機(jī)械時(shí)，會更加傾向于對機(jī)械控制的靈活度，從目前使用智能機(jī)械的市場行情來看，較為成熟的智能機(jī)器在操作方面是更加的靈活，設(shè)置完流程后智能機(jī)械就可以自行生產(chǎn)，而且效率相對比較高。

2? 智能機(jī)械制造優(yōu)勢

智能機(jī)械制造比傳統(tǒng)機(jī)械制造的優(yōu)勢突出許多，可以從以下方面看出：首先，智能機(jī)械制造產(chǎn)品精度高于傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)品的精度。智能機(jī)械制造是利用計(jì)算機(jī)來控制產(chǎn)品的大小與生產(chǎn)工藝，而計(jì)算機(jī)可以準(zhǔn)確的根據(jù)產(chǎn)品參數(shù)來進(jìn)行監(jiān)督把控，嚴(yán)格遵照電腦程序進(jìn)行生產(chǎn)，可以有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，計(jì)算機(jī)的智能系統(tǒng)可以有效監(jiān)督制造流程，當(dāng)智能機(jī)械在運(yùn)行過程中遇到問題，可以針對問題發(fā)出預(yù)警信號，工廠負(fù)責(zé)員工可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題;其次智能制造大幅降低了生產(chǎn)成本。在智能機(jī)械制造過程中，智能制造系統(tǒng)能夠根據(jù)生產(chǎn)要求和車間生產(chǎn)能力進(jìn)行排程，大幅挖掘公司的產(chǎn)能。最后，智能機(jī)械制造降低了人工勞動(dòng)成本。一般情況下，只需要工作人員通過控制系統(tǒng)對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控，車間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)無人參與。

3? 機(jī)械設(shè)計(jì)方法與步驟

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)方法原則與過程

設(shè)計(jì)機(jī)械一般分為以下步驟：前期的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、機(jī)械制造方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)以及施工設(shè)計(jì)。

前期的機(jī)械項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要分為：實(shí)地考察、研究其可行性、制定實(shí)施計(jì)劃;機(jī)械制造方案設(shè)計(jì)主要分為：機(jī)械總體功能分析、功能的分解與組合、系統(tǒng)原理、實(shí)驗(yàn)機(jī)械的功能、確定方案;技術(shù)設(shè)計(jì)主要分為：機(jī)械整體的設(shè)計(jì)、機(jī)械構(gòu)造的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及規(guī)格設(shè)計(jì)等等;施工設(shè)計(jì)主要分為：畫機(jī)械整體和所有零件的圖紙、技術(shù)文件的編寫、試著制作以及生產(chǎn)等等。在機(jī)械設(shè)計(jì)的整個(gè)流程中，可以充分的展現(xiàn)出工作人員的能力與智慧，進(jìn)而利用現(xiàn)代化科技對智能機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3.2 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)步驟

對機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新的步驟認(rèn)為：首先是對機(jī)械的實(shí)質(zhì)性原理進(jìn)行研究;其次是分析機(jī)械的結(jié)構(gòu)和類型;再次是優(yōu)選出機(jī)械的運(yùn)動(dòng)機(jī)理、大小以及參數(shù);最后是進(jìn)行綜合性的分析與調(diào)整優(yōu)化。

4? 智能化的機(jī)械設(shè)計(jì)

4.1 側(cè)重節(jié)能環(huán)保

智能化機(jī)械設(shè)計(jì)在節(jié)能環(huán)保上面需要注重的問題：第一，加強(qiáng)對環(huán)保原材料的研究。設(shè)計(jì)者在選材上應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展為原則，選取材料必須綠色環(huán)保，所使用材料不能影響生態(tài)環(huán)境。第二，設(shè)計(jì)智能機(jī)械時(shí)，要針對機(jī)械設(shè)備回收性能進(jìn)行評估，機(jī)械如果無法回收再利用，那么在選材時(shí)應(yīng)考慮到設(shè)備更新?lián)Q代后，舊設(shè)備是否會破壞環(huán)境。其次還要注意到機(jī)械設(shè)備的延展性，具備延展性的功能的設(shè)備，具有更高的利用價(jià)值，在以后的發(fā)展中，可以對機(jī)械設(shè)備的功能進(jìn)行完善，以便回收再利用，以此來延長機(jī)械的使用時(shí)間。

4.2 引進(jìn)成熟智能技術(shù)

智能機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，其核心是智能控制技術(shù)，因此引進(jìn)成熟的智能技術(shù)是智能機(jī)械生產(chǎn)的保障。智能機(jī)械剛開始生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，首要任務(wù)是先進(jìn)的智能技術(shù)與生產(chǎn)流程融合。在設(shè)計(jì)智能系統(tǒng)時(shí)，要結(jié)合智能機(jī)械的系統(tǒng)啟動(dòng)程序，制造商合系統(tǒng)規(guī)格，全方位分析檢驗(yàn)生產(chǎn)機(jī)器，分析生產(chǎn)機(jī)器所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)期的規(guī)格。如果設(shè)計(jì)樣品或者繪圖不真實(shí)，則系統(tǒng)會重新推斷。

4.3 引進(jìn)成熟智能技術(shù)

智能機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，其核心是智能控制技術(shù)，因此引進(jìn)成熟的智能技術(shù)是智能機(jī)械生產(chǎn)的保障。智能機(jī)械剛開始生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，首要任務(wù)是先進(jìn)的智能技術(shù)與生產(chǎn)流程融合。在設(shè)計(jì)智能系統(tǒng)時(shí)，要結(jié)合智能機(jī)械的程序啟動(dòng)系統(tǒng)、制造商以及系統(tǒng)規(guī)格等等，對智能機(jī)械進(jìn)行全面的檢驗(yàn)分析，看生產(chǎn)出來的智能機(jī)械可否達(dá)標(biāo)。如設(shè)計(jì)的機(jī)械樣品或繪圖不符合規(guī)則，系統(tǒng)則會重新進(jìn)行分析檢測。

4.4 引入創(chuàng)新思維

設(shè)計(jì)者在智能機(jī)械制造的過程中，最主要是產(chǎn)品的自主創(chuàng)新和更新?lián)Q代。智能機(jī)械制造企業(yè)在生產(chǎn)智能機(jī)械時(shí)，應(yīng)加大其投放資本，如資金投放、人力投放以及物力投放等等。在智能機(jī)械的生產(chǎn)過程中，應(yīng)將技術(shù)與實(shí)踐有效結(jié)合，經(jīng)過多次實(shí)踐運(yùn)用，以達(dá)到在實(shí)踐中尋求技術(shù)水平的突破口，以在最短時(shí)間內(nèi)提高智能技術(shù)水平，為我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，在引進(jìn)其他先進(jìn)的技術(shù)手段時(shí)，也應(yīng)注重自身的自主創(chuàng)新能力，以推動(dòng)我國智能機(jī)械的技術(shù)發(fā)展。

5? 智能化時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)存在的問題

從智能機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國的智能機(jī)械發(fā)展仍處于領(lǐng)先水平，擁有專業(yè)的設(shè)計(jì)技術(shù)、較為成熟的制造流程以及熟練的操作步驟。在部分專利技術(shù)方面已遠(yuǎn)超其他的國家。但對于我國機(jī)械制造行業(yè)來說，在許多細(xì)節(jié)方面還存在不足，有待完善，特別是尖端性的技術(shù)問題還需要不斷的改進(jìn)，智能機(jī)械制造技術(shù)的專業(yè)性較強(qiáng)，需要我們從細(xì)節(jié)入手，加強(qiáng)細(xì)節(jié)的改進(jìn)，推動(dòng)智能機(jī)械設(shè)計(jì)的水平提升，促進(jìn)制造業(yè)的不斷發(fā)展。

智能機(jī)械制造的設(shè)計(jì)需要專業(yè)的技術(shù)較高，在加工生產(chǎn)中需要有扎實(shí)的實(shí)際操作能力，導(dǎo)致智能機(jī)械在制造生產(chǎn)的過程中容易出現(xiàn)由于操作不當(dāng)而發(fā)生的各種故障。比較常見的有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)處理不到位導(dǎo)致齒輪、軸承及油封等出現(xiàn)各種故障，齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)磨損較多，在使用的過程中對接口的會被逐漸侵蝕，是發(fā)生故障最多，最不易發(fā)覺的。一般齒輪出現(xiàn)故障比較突然，對接口出現(xiàn)斷齒或裂紋導(dǎo)致機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障，或是齒輪的突然剝離，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)會直接失靈，嚴(yán)重的可能對其他部件造成損傷。機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開軸承的帶動(dòng)，軸承出現(xiàn)故障也是機(jī)械故障中比較常見的，運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力會導(dǎo)致軸承被淺層侵蝕，出現(xiàn)緩慢地U型剝落、V型剝落，高強(qiáng)度的運(yùn)轉(zhuǎn)使軸承被嚴(yán)重磨損、燒傷、變形甚至斷裂，軸承滾珠出現(xiàn)脫落等各種現(xiàn)象發(fā)生。由于油封出現(xiàn)的故障，一般都是因?yàn)殚L時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)使的機(jī)械老化，或是變形開裂，所以發(fā)生故障的幾率較低，在操作中勤于檢查則可避免。

6? 提高智能制造機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)策略

6.1 注重節(jié)能環(huán)保

近年來，科技的不斷發(fā)展，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的快速增長。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中會帶來大量的能源消耗，嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡，造成環(huán)境污染，再給人們的生活帶來便利的同時(shí)，也給環(huán)境的保護(hù)帶來新的考驗(yàn)，保護(hù)環(huán)境將面臨嚴(yán)峻的問題。由此可見，智能制造機(jī)械的設(shè)計(jì)必須要考慮環(huán)保問題，注重環(huán)保節(jié)能的設(shè)計(jì)方案。

6.2 提高系統(tǒng)的智能化水平

智能系統(tǒng)是制造機(jī)械設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)智能設(shè)計(jì)對機(jī)械制造參數(shù)的運(yùn)算、信息的提取來實(shí)現(xiàn)代替人工的操作模式，從而實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。因此，在智能制造機(jī)械設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重系統(tǒng)的研發(fā)，使智能化融入整個(gè)制造設(shè)計(jì)中，提高智能制造機(jī)械的運(yùn)作效率

6.3 加強(qiáng)創(chuàng)新思維在智能制造機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

國家不斷推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使智能機(jī)械制造需要不斷的加強(qiáng)智能化的提升，這就要求智能設(shè)計(jì)中需要?jiǎng)?chuàng)新思維、改進(jìn)技術(shù)。從基礎(chǔ)理論入手，夯實(shí)理論基礎(chǔ)知識，充分發(fā)揮智能化在機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

7? 結(jié)語

隨著科技的不斷進(jìn)步，我國現(xiàn)代化的建設(shè)依賴于智能制造業(yè)的快速發(fā)展，智能機(jī)械制造已成為提高生產(chǎn)力的重要因素。機(jī)械制造技術(shù)的不斷提升為諸多行業(yè)帶來了新的發(fā)展之路，通過加強(qiáng)智能化的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新思維的運(yùn)用，使智能制造業(yè)節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，推動(dòng)整體制造行業(yè)的深入發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)水平的快速增長，為現(xiàn)代化建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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