機械設(shè)計制造及其自動化方向——機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展方向的研究

董慧哲

（東北石油大學(xué)，163318）

0 引言

我國機械自動化的使用在經(jīng)歷了數(shù)百年的的發(fā)展后，隨著人們對于自動化的使用來代替人類手動操作的急切需要，機械自動化開始朝著一個很好的方向發(fā)展。因此，具有較高的性能價格比，已成為機械工程自動化系統(tǒng)發(fā)展的新方向。

1 機械自動化的產(chǎn)生及概念

機械自動化技術(shù)從上個世紀(jì)20 年代首先在機械制造冷加工大批量生產(chǎn)過程中開始發(fā)展應(yīng)用，上世紀(jì)60 年代后為適應(yīng)市場的需求和變化，為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應(yīng)的能力，開始建立可變性自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，即計算機技術(shù)的柔性自動化。圍繞人工，以生化、電腦、通訊等科學(xué)知識與應(yīng)用工具的運用，進(jìn)行設(shè)計來代替人工操作的機構(gòu)。在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，使機器設(shè)備或生產(chǎn)管理過程通過無人干預(yù)的程序或指令自動進(jìn)行檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預(yù)期的操作或某種控制過程，并能夠自動地從制造一種零件轉(zhuǎn)換到制造另一種不同的零件。

2 機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，世界各國的機械自動化的實現(xiàn)，其中只有絕少的一部國家得到了較好的發(fā)展使用，大多數(shù)還處于操作階段。經(jīng)過工業(yè)的改革調(diào)整，形勢的改變，機械自動化被越來越多的企業(yè)所認(rèn)同，企業(yè)開始認(rèn)識到自動化技術(shù)在機械制造中的重要性，在機械制造行業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用開始逐漸凸顯。自動化的使用使我國的機械企業(yè)逐步擺脫了經(jīng)濟計劃的束縛，走向全球化，開始跟上市場經(jīng)濟時代的步伐。從機械行業(yè)發(fā)展來看，除了傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，該行業(yè)將進(jìn)一步向機光電一體化發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、環(huán)?；@樣的新興領(lǐng)域拓展。

3 機械自動化給企業(yè)帶來有利條件，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展

機械自動化在工業(yè)生產(chǎn)中的使用體現(xiàn)出了多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源的特點，可不斷滿足人們生活和生產(chǎn)多元化需求，促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。

3.1 工業(yè)生產(chǎn)勞動條件得到優(yōu)化。機械自動化技術(shù)在工業(yè)中的大力實施，電子設(shè)備和機械設(shè)備的結(jié)合，擺脫了原本人工代替機械的狀態(tài)，提高了工作效率，使產(chǎn)品產(chǎn)量批量化，減少員工勞動強度，縮短了生產(chǎn)時間，提高了產(chǎn)品精確度。

3.2 機械自動化的使用提高安全性、可靠性。機械自動化設(shè)備本身采用電子元器件，具有較高的靈敏度和可靠性。工作過程中遇到故障時，能自動采取保護(hù)措施，并及時發(fā)出警告，使管理人員能及時處理故障，減少人員或生產(chǎn)事故的發(fā)生，在一定程度上保證了人身安全。

3.3 機械自動化功能齊全，適用面積廣。機械自動系統(tǒng)一般都具有自動控制、補償、校驗和調(diào)節(jié)功能并可自動保護(hù)等，能應(yīng)用于不各個不同的行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中以及不同的管理崗位及不同的生產(chǎn)線上，可滿足生產(chǎn)上的需求，其應(yīng)變能力較高。

3.4 控制企業(yè)成本，節(jié)約資源。機械自動化設(shè)備是通過低能耗驅(qū)動機構(gòu)來完成加工產(chǎn)品的，在加工使用的過程中產(chǎn)品的精度高、能源耗用率低，其使用效果跟手工相比較，可節(jié)約設(shè)備的能源消耗率、用料少，減少了工業(yè)耗材廢材、生產(chǎn)速度快，產(chǎn)品質(zhì)量高，同時也降低了企業(yè)的成本控制。

4 我國機械自動化的發(fā)展方向

發(fā)展我國的機械自動化技術(shù)的是一個由低到高、由簡單到復(fù)雜、由不完善到完善的發(fā)展過程，這就要工業(yè)企業(yè)結(jié)合生成實際從我國的具體國情出發(fā)實現(xiàn)機械自動化。當(dāng)機械的操作采用自動化控制系統(tǒng)后，生產(chǎn)方式才從機械化逐步過渡到機械控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化，這也就出現(xiàn)了以下幾個發(fā)展方向。

4.1 機電一體化，主要包括以下兩個方面：一是利用微電子技術(shù)改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)體系產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，其主要任務(wù)是促進(jìn)機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、提高我國的工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床。

4.2 智能化，自動化是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要手段和條件，是一個重要發(fā)展方向，機械自動化就是能循環(huán)執(zhí)行的，智能化就是能判斷條件的，智能化是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能實現(xiàn)人與機器共同工作的人機系統(tǒng)，取代或是協(xié)助人類工作的工作。

4.3 多功能化及模塊化，多功能化就是計算機系統(tǒng)所操作的機械設(shè)備所能處理的問題和領(lǐng)域越來越多，能應(yīng)用于不各個不同的行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中以及不同的管理崗位及不同的生產(chǎn)線上，應(yīng)變能力較高。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

4.4 網(wǎng)絡(luò)化，隨著全球信息化的深入，機械自動化的發(fā)展將融入更多新技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)將原來的散落的工作狀態(tài)，落后的單機技術(shù)，通過聯(lián)網(wǎng)，斷口通信等技術(shù)改良，機床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作，通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其他機床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行。

4.5 微型化，隨著機械硬件技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在硬件的集成度越來越高，機械自動化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢明顯，計算機控制系統(tǒng)以及機械設(shè)備的體積就會越來越小。機械設(shè)備雖然縮小、但是其功能無一不全，生產(chǎn)技術(shù)反而會更加精確；同時也減少了企業(yè)工廠用地，節(jié)約了企業(yè)土地資源，原本放一臺機械設(shè)備的場地可放兩臺甚至更多。

4.6 工業(yè)環(huán)保綠色化，由于我國目前處于經(jīng)濟發(fā)展的初級階段，在發(fā)展機械自動化的同時注意到發(fā)展的環(huán)境，機械自動化在生產(chǎn)中勢必要大量的用電，消耗了能源的同時，還會排出大量的氣體等有害物質(zhì)給我國的資源環(huán)境造成了污染，機械自動化產(chǎn)品的綠色化主要是指指利用廢棄資源回收的各種產(chǎn)品，廢渣綜合利用，廢液(水)綜合利用，廢氣綜合利用，廢舊物資回收利用，實現(xiàn)工業(yè)環(huán)保，實現(xiàn)發(fā)展機械自動化的綠色化。綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響，同時使原材料和能源的利用效率達(dá)到最高。

5 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，通過對目前機械自動化的狀況來看，機械工業(yè)是為國民經(jīng)濟提供裝備的基礎(chǔ)工業(yè)，也將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生變化，我國制造業(yè)高速發(fā)展,拉動了制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)的需求，機械行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展都已經(jīng)離不開自動化系統(tǒng)。機械自動化只有向新興領(lǐng)域拓展，才能實現(xiàn)工業(yè)進(jìn)步質(zhì)的跨越式發(fā)展。

[1] 劉維亭,王德明,朱志宇.電氣工程及其自動化專業(yè)建設(shè)與實踐[A]. 中國電工技術(shù)學(xué)會.中國電工技術(shù)學(xué)會第八屆學(xué)術(shù)會議論文集[C].中國電工技術(shù)學(xué)會:2004

[2] 張際春.電氣工程及其自動化專業(yè)概論[J].內(nèi)蒙古教育(職教版),2012

[3] 電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告(討論稿)[A]. 教育部高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會、全國高等學(xué)校教學(xué)研究會電氣工程及其自動化專業(yè)委員會、中國機械工業(yè)教育協(xié)會電氣工程與自動化學(xué)科教學(xué)委員會、中國電力教育協(xié)會電氣工程學(xué)科教學(xué)委員會.第三屆全國高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集[C].教育部高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會、全國高等學(xué)校教學(xué)研究會電氣工程及其自動化專業(yè)委員會、中國機械工業(yè)教育協(xié)會電氣工程與自動化學(xué)科教學(xué)委員會、中國電力教育協(xié)會電氣工程學(xué)科教學(xué)委員會：2005