關于機械設計制造及其自動化發展的研究

劉春朝

（中鐵電氣化局集團有限公司北京　100036）

關于機械設計制造及其自動化發展的研究

劉春朝

（中鐵電氣化局集團有限公司北京100036）

由于科技的進步，機械設計呈現出繁雜化的發展特征，其種類更多、結構更復雜。在這樣的情況下，機械設計制造中應用了大量的自動化技術。自動化技術的應用推動機械設計制造朝著動態化的方向發展，需求模式也發生了巨大轉變，更加側重于高效節能。本文立足當前機械設計制造發展實際，對其自動化發展方向進行了簡要闡述。

機械設計制造；自動化；發展方向

前言

機械設計制造一般指的就是通過分析機械原理、結構、零件尺寸等，得出計算結果，并將其轉化為較為具體的描述，指導產品制作[1]。結合近年來機械設計制造迅速發展的形勢來看，其發展的主要推動力在于系統科學以及信息技術的進步。在當前機械設計制造水準不斷提高、理論持續擴展的基礎上，機械制造更關注新技術和新設備的開發，自動化是其未來發展的總趨勢。

1　機械設計制造及自動化發展原則

1.1采用新技術，不斷創新

一般來講，不同產品的性能和系統是不一樣的，因此，在產品開發出來之后，將不同種類分別投入市場，觀察市場的接納情況和消費者的反應，若效果良好，說明此項產品值得繼續研究和大力推廣。對于受到大眾青睞的產品，應對其受歡迎的原因進行全面分析，并積極應用新技術持續開發，同時，還要將原料都處理好，以便提高產品質量。對于機械設備來講，技術含量與功能是成正比的，因此，技術開發與應用是改善產品性能的主要途徑之一。自動化系統具有多種功能，不僅可以對數據進行分析，還能夠指定機械產品的功能。

1.2以功能要求為導向

產品性能不同，其制造設備通常也不一樣[2]。結合當前的市場行情來講，一般用戶對于機械產品的需求數量都比較小，所以，批量小是機械產品生產的基本特征。功能差異是不同產品之間必然存在的，其對設備的功能形成了挑戰。所以，機械設計制造及自動化發展必須以設備為基礎?，F代化技術在機械設備中的應用，提高了機械的靈活性和使用效率[3]。產品需要經過設計和制造的過程，在這個過程中，需將內部結構進行有效結合，才能使產品盡可能的滿足使用要求。

2　自動化系統優勢分析

2.1高效

自動化技術在生產過程中的應用，使得失誤和錯誤的發生率大為降低，控制變得更加容易和簡單。自動化系統能夠顯著提高生產效率，對于錯誤根源也可以及時發現，有助于實現有效的控制。自動化控制系統能夠保障設備遵循設計流程運作，同時，模擬仿真技術的應用，使得生產環節和流程得到優化。機械自動化的優勢在于其在保障操作實現自動化的同時，還可以確保產品質量滿足規定要求。另外，在生產過程中應用的計算機技術，可以實現編程修改，有助于開發和生產多樣產品。所以，借助自動化技術，產品更新周期會更短。機械設計制造及其自動化如圖1所示。

圖1　機械設計制造及其自動化

2.2便捷

信息技術在自動化系統中的應用，使得在生產過程中能夠依據需要對設備進行調試，確保最終產品可以很好的滿足現實需求。同時，這樣的調控無需拆除部件，只需輸入控制系統即可實現，非常便利。存儲能力是自動化產品的基本能力，將型號存入設備，使用時將執行程度調出，能夠確保自動化生產的正常進行。檢測技術能夠實現自動化的事故修復，穩定性得到了保障。另外，電子技術的應用，使得多數機械的開關數量大為減少，操作更為方便。由于工作內容是提前預定的，所以，系統可以實現自動的轉換、循環，還可以根據控制對象，對產品進行自動調整。

2.3安全

自動化系統在保障設備安全、穩定方面，具有十分顯著的優勢。對于生產設備來講，安全是必須要考慮的因素，因此，應盡量排除生產過程中的隱患。自動化系統能夠實現危險情況預防控制，對于安全生產意義重大[4]。由于各個環節都設置了相應的監控設施，所以，對于設備生產過程中出現的故障和意外，系統能夠進行自動的診斷并及時發出警報。在設備使用的過程中，一旦發生短路或者過壓等問題，系統能夠在切斷電路的同時，實現工作模式的調整，對于降低事故危害、保障設備正常運轉的積極作用十分明顯。自動化設備中包含了大量的電子元件，這些元件可以對部分可動構件起到替代作用，降低了出現事故的幾率，生產過程中的安全隱患大為降低，安全生產有了可靠保障。

3　機械設計制造自動化發展方向的探討

3.1綠色化、生態化

隨著環境條件的改變，當前的人們對于環境保護的重要性有了新的認識，環境影響經濟已經是大眾的普遍認知。在這樣的背景下，人們對于生態、綠色、節能、環保等新興理念極為關注，機械制造也受到了一定的影響。綠色設計在機械設計制造中主要體現在盡可能的利用資源獲取綠色產品設計。因此，新時期的機械設計制造，除了要保障產品的功能與成本之外，還要使其符合環保的基本要求，重視其環境屬性。一般意義上的綠色產品，指的就是既能夠滿足性能要求，也符合低損害要求的產品。可持續發展觀要求經濟發展走生態之路，因此，機械設計制造中也要對生態化、綠色化給予重視。從另一方面來講，機械設計制造的生態化不僅可以起到節能環保的作用，還可以在一定程度上提升產品的市場競爭力。

3.2系統化

對于當前的機械設計制造來說，其中的邏輯性更高。將產品視作一個完整的整體，并利用計算機技術，能夠協調人與自然界的關系。系統化指的是把系統細化為子系統，并積極應用現代技術與方法，協調各個子系統，以促進系統化的順利實現。傳統設計模式下，采取的是靜態分析，依據主要是經驗，動態化與定量設計均無法使用，與當今的要求存在一定的距離。功能設計一般在隨機動態下進行，因此，定量化、系統化將是機械設計制造未來的發展趨勢之一。

3.3智能化

3.4微型化與模塊化

自動化產品具有體積小、使用靈活的顯著特征，備受用戶青睞，在市場中處于非常重要的地位。這些產品被稱為微電子機械，其發展方向是微米級、納米級。所以，伴隨著相關技術的進步，自動化產品將朝著微型化的方向發展。自動化機械種類繁雜，開發過程中的需求也各不相同，但共同點是均需要利用標準單元。就當前來講，由于生產高效的引導作用，產品單元正在朝著模塊化的方向快速發展。

4　結束語

在機械設計制造發展的過程中，需要不斷總結經驗、加強改進。在改進的過程中，新技術的應用是一個十分重要的方面。產品制造需要兼顧成本和效率，因此，自動化技術的應用是機械制造業發展的必然趨勢。自動化系統具有高效、便捷、安全等明顯優勢，在推動機械制造發展方面功不可沒。

計算機技術對時代的影響力毋庸置疑，其推動了各項技術的革新。CAD技術以計算機應用為基礎，推動了設計工作水平和效率的顯著提升。在未來的發展中，人工智能與CAD技術將會實現更為高效的結合，將會大大提升CAD系統的創造力，設計的智能化程度也會更高。另外，得益于現代機械在集成性以及智能性方面的優勢，CAD技術與人工智能等現代技術的結合，將使得計算機的功能更為“強大”。以其為基礎建設的整體模型，能夠描述產品工況，再加上智能化處理，產品設計將會得到更好的優化。

[1]柳景亮.現代機械設計理論與方法最新進展[J].河北農機，2015（7）：53～ 54.

[2]趙文增.機械設計加工中應注意的問題及對策探討[J].科技致富向導，2015（17）：232.

[3]程錦鋒.探析當前機械設計加工過程中存在的問題及其對策[J].課程教育研究，2015（10）：218.

[4]于文博.機械設計制造及其自動化的發展趨勢研究[J].山東工業技術，2015（14）：271.

TH122

A

1673-0038（2015）50-0115-02

2015-11-14

劉春朝（1976-），男，工程師，本科，從事城市軌道交通供電系統施工管理工作。