淺析機械設計制造及其自動化

何仁杰

摘 要：機械設計制造及其自動化是提升工業生產能力和生產效率的最佳途徑。而同時，在科學技術不斷發展和現代工業不斷進步的帶動下，機械設計制造及其自動化也在不斷發展和提高，并呈現出機電一體化、智能化、數字化、虛擬化、網絡化以及無污染化等發展趨勢。

關鍵詞：機械；設計制造；自動化

一.機械設計制適目動化的特點友具嚴生的效益

隨著機械設計制造自動化技術的不斷更新和發展，機械自動化產品比傳統的機電產品擁有更高的技術水平，可以給生產商和使用者帶來更多的社會、經濟效益，所以它將會逐步地取代傳統的機電產品。

1.1提高企業的生產力水平和工作質量

由于機械自動化產品擁有自動控制和處理信息的功能，所以使控制和檢測產品的精確度和準確度都得到了很大提升。通過這些功能可以讓機械按照設計要求來完成產品的生產，減少了其他因素的影響，從而能讓產品的合格率大大提高，實現了產品的最理想化操作，提高了工作質量。另外，因為機械自動化產品完成了工作自動化的轉變，所以大大提高了生產力水平。除此之外，因為機械自動化的工作方式可以按照客戶的需求來進行調整，特別適合生產多種品種和小批量產品，大大減少了產品的開發時間，加快了產品更新換代的速度。

1.2提高產品的使用安全、可靠性

機械自動化產品都具有以下幾種功能：產品的自動監控、報警、診斷和保護等。在日常的生產過程中，即使是遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，機械產品也能采取自動保護裝備，減少了員工和機械設備事故的發生率，大大提升了機械設備的使用安全性能。機械自動化產品因為使用了電子元器件，導致了機械產品中磨損部件的減少，因而提高了它的安全、可靠性，降低了故障率，延長了使用壽命。

1.3便于控制和維護，改善產品的使用性能

在安裝和試驗機械自動化產品時，由于其工作模式可以通過改變控制程序而改變，所以它能適應不同客戶對于產品的需求。這些控制程序能夠在不改變機械零部件的情況下，通過其他方法自動輸入到機械自動化產品的控制系統中。有些機械自動化產品擁有存儲的功能，工作者可以先在系統中輸入很多套不一樣的執行程序存儲起來。在以后的工作中根據不同的工作者，給他們每人一個特定的信號代碼，讓他們根據指定的預定程序來進行機械的自動化操作。由于機械自動化產品擁有自動化監控和檢驗的功能，所以即使在工作中遇到故障時也能采取自動保護措施，讓工作恢復如常。現代的機械自動化產品都是采用程序和數字來進行控制的，大大減少了操作按鈕和手柄的數量，大大簡化了操作程序，更加簡單和方便化。

1.4功能齊全，應用面較廣

機械自動化產品具有多項功能.主要是機械自動化補償和控制、自動調控和檢驗、自動保護和智能化等。由于它的功能較為齊全，能滿足不同顧客的要求，所以應用面較廣。

1.5提高了能源利用率

現代國家的戰略目標是實現一次和二次能源的節約，這也是廣大客戶十分重視的問題。機械自動化產品通過利用低能耗驅動機構，來調節和提高能源的利用效率，節能效果十分明顯。此外，因為現代多種學科的相互融合，機械自動化系統的許多功能不僅由機械系統向微電子系統方面轉變，還由硬件系統向軟件系統方面轉變，從而使機械自動化產品系統向輕小型方向轉變，提高了材料使用率。因此，不管是哪個單位使用了機械自動化技術及其產品，都會給他們帶來很好的社會、經濟效益。所以，世界上的先進國家都在大力推廣和開發機械自動化技術。

二.機械設計制造及其自動化的發展方向探討

2.1機電一體化

機電一體化是機械設計制造及其自動化發展主要趨勢，算是其技術的提高和系統的升級。當前，在一些工業生產中機電一體化技術已經得到應用并取得了良好的應用效果。機電一體化是在機械設計制造及其自動化技術的基礎上，通過機電一體化原理的指導，將不同機械和電子設備有效的組合在一起，形成一個由電子控制機械，能夠自動化和智能化運行的電子機械系統。從某種意義上來講，機電一體化就是機械設計制造及其自動化技術的延伸，因此，實現機電一體化，是機械設計制造及其自動化技術發展的必然趨勢。

2.2智能化

智能化是機械設計制造及其自動化技術所具有的主要特點，也是其與傳統機械設計制造相比最本質的區別。當前，在機械設計制造及其自動化技術中，智能化特點雖然也有體現，但卻遠遠沒有達到設計要求，更達不到解放人力資源，實現生產的全智能化的要求。但是，可以肯定的是，智能化就是機械設計制造及其自動化發展的主要方向，相信終有一天，全智能化的實現會讓機械徹底解放人力資源，模擬工作人員進行設計、制造及生產操作。

2.3數字化實現

機械設計制造及其自動化的數字化是提高生產能力和生產效率的基礎保障。數字化技術在工業中具有其特有的發展意義，它可以將包括圖形、技能、數據以及聲音等各種復雜多變德爾信息統計轉化成數字信息，然后通過數字化技術對這些數字信息進行高效處理和分析，并通過建立數字化模型對產品的功能設計和加工生產過程進行全真模擬，進而完成產品原型的生產制造，在避免出現設計和生產錯誤的同時全面提高生產能力和生產效率。

2.4虛擬化

目前，幾乎在所有的機械設計制造過程中，設計環節都是在圖紙上實現的，也就是在對產品進行制造生產之前，設計人員現在圖紙上將產品的功能和產品特點設計出來，然后再通過參考產品設計生產產品樣品，在確定無誤之后方能夠投入生產。即使在機械設計制造及其自動化技術得到應用之后，而是先在圖紙上，先進一點的在計算機設計輔助軟件（CAD）上完成產品設計，確定沒有問題之后將生產要求輸入到自動化控制系統中開始生產操作。這種方式，不僅需要消耗大量的人力物力，還會增加出錯率，而隨著科學技術的繼續發展及在機械設計制造中的應用，未來可以實現產品設計虛擬化，直接通過專業設備或者是程序直接在系統中通過虛擬技術完成產品的虛擬設計和驗證。如果驗證顯示產品設計有問題，則繼續進行改進設計，如果沒有問題則直接將相關數據錄入到系統中進行生產操作。

結束語

由于現代機械自動化產品都是依靠機械自動化技術來完成的，也可以將機械自動化系統說成是機電一體化系統。機械自動化技術的延續就是機電一體化，機械工業想要在市場中占有一席之地，就必須實現由傳統的機械產品向機電一體化產品發展的轉變。所以，機械工業的設計者在工作中就不能只是傳播新技術，而是應該創造新技術，為機電一體化技術的發展貢獻出自己的力量。

參考文獻

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（作者單位：池州學院）