機械設計制造自動化的設計理念及其經濟效益分析

趙偉華

（鄭州環球重工機械有限公司，河南 鄭州 450000）

一、機械設計及其自動化的含義

從基礎定義上來說，機械設計就是根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。

機械工業是為國民經濟發展提供硬性設施的基礎性工業，它隨著科學技術的發展而發展。機械設計自動化以自然科學、技術科學為理論基礎，結合生產實踐中的技術經驗，試圖研究和解決在機械設計過程中有關開發、設計、制造、安裝、運用等自動化方面的問題。機械設計制造及其自動化是機械行業未來的發展趨勢，結合機器設備與電子技術，產品的開發正在逐步的得到完善，新興的交叉學科技術在機械自動化的機械行業中包括產品結構，功能結構和成分，生產方法和管理系統，工業生產等等多個方面，機械設備和機械技術的開發已經成為機械制造技術的重點。

二、機械設計制造及自動化的設計理念

（一）根據機器的功能要求開發

不同產品對機械設備的要求也不一樣，如今倡導小批量的生產就是根據客戶的不同需要生產不同規模的產品，產品之間的功能差異，造成了對機器功能更大的考驗。對于機械制造與自動化的設計中，必須根據機器本身的功能，通過計算機操作使用，使機器可以靈活的被使用。

機械自動化系統是一個綜合概念，包括機電一體化技術和機電一體化產品的各個方面。作為一個產品，也包含了設計，制造和特定的功能，以滿足要求，和其內部結構的有機聯系的。

（二）利用先進技術不斷創新

不同產品的功能和系統都不一樣，據此可以將產品分類，投入市場以后，對每一類產品的銷售使用情況作市場調差，分析出具備什么功能的產品被大多數人接受，然后分析原因，利用先進的科學技術著力成產開發，通過對產品原料的處理、加工，保證產品的質量和外形。

三、機械自動化系統帶來的優勢和經濟效益

在我國科技的快速發展的帶動下，近年來國內的機械自動化發展迅速，機械自動化產品被大多數人認可，大有取代傳統機電產品的趨勢，和過去使用的機電類產品不同的是機械自動化產品在功能使用上更加穩定，一些先進技術的融入也大大提高了產品的附加值，這些特點都為產品生產者帶來了巨大的社會效益和經濟效益。

（一）工作效率和產品質量的雙重提高

現代機械自動化技術具備自動控制和自動修復能力，對生產產品的控制要求更加精確，檢測更加靈敏，在生產過程中對產品的精確度要求更加仔細，保證了產品的質量。機械自動化技術同時也大大提高了工作的效率，有機器代替人力勞動，對操作的控制更加簡單，通過計算機技術可以實現機械統一操作，只需要在操作室對每個機器的正常運作進行監控，調整，保證機器的正常運作?，F代機械自動化技術的使用大大提高了產品的合格率和機械設備的穩定性。此外，由于機械自動化工作可以通過調整軟件，以適應良好的柔韌性，特別適合于小批量多品種的生產要求，縮短產品的開發周期，加快更換。

（二）降低了生產設備的安全隱患

機械自動化的運用，首先就是要保證生產設備的安全性和穩定性，對生產中出現的危險狀況進行提前控制，在各個環節都應該有相應的監控設施，對生產設備的運作實現自動報警、自動診斷。在機器工作當中，如果遇到過載、過壓、過流、短路等突發的電力故障時，可以自動轉換到安全的工作模式或直接切斷電路，避免出現不必要的工作人員和大型設備事故。機械自動化設備本身采用了更多的電子元器件，替代了可動構件和易摩擦部件，所以在生產過程中也降低了事故的可能性，保證生產可靠性的同時也延長了設備的壽命。

（三）調整和維修方便，使用性能改善

機械自動化產品的安裝和調試，通過變更控制程序，實現工作方式的改變，以適應不同用戶的需求的目標以及不斷變化的現場參數。這些控制程序可以通過各種方式輸入到控制系統中的機械自動化產品，而不需要改變任何產品中的元件和零件。對于機械自動化的存儲功能的主要產物，可以預先存儲在一些不同配套的程序執行，并針對不同的對象，然后根據給定的代碼信號輸入到指定的程序中工作。機械自動化產品的自動檢測和自動監測功能可以在出現故障后自動采取措施，保證在其穩定工作過程并解決故障使工作恢復正常。由于機械自動化產品，通常使用程序來控制和數字顯示，操作按鈕的數目和處理顯著減少，使得操作大大簡化和方便。機械自動化產品的工作過程中，根據預先設定的程序逐步由電子控制系統，該系統可以重復，以實現所有的行動命令。高級機械自動化產品，通過數學模型，以及外界對被控對象的參數變化隨機找到自己的最佳工作程序，自動優化操作。

（四）產品功能更加齊全

機械自動化產品遠遠超越了機電產品的功能，由簡單的單功能已經逐步過渡到一種產品多種功能的效果，使消費者節約成本的同時也大大提高了產品的使用靈活性。現在市場中出現的很多復合產品其實就是在產品生產的技術特點上具有相似功能的產品相互結合，生產出復合功能的產品，這樣在使用的時候就大大提高了操作的靈便性。

（五）生產自動化，減低人力勞動

機械自動化產品的自動化程度正在不斷提高，人們已經從沉重的體力勞動中慢慢的解放出來，不僅工業在實現自動化，農業的自動化幾年來也得到了大幅度提高，自動化操作是一個大趨勢，各個領域都在追求自動化模式，甚至部分產品的生產有望徹底擺脫人力勞動，這為我國實現現代化發展帶來新的動力。

（六）節約能源，減少耗材

一次能源和二次能源的節約是國家指定的戰略目標，也是所有企業和用戶十分關心的問題，通過使用低功耗驅動機構的機械自動化產品，優化調整控制，設備，提高能源利用效率，可以實現顯著的節能效果。同時，機械自動化系統融入了多種學科的知識，許多功能已經由機電轉變為計算機系統，軟件系統，另一方面，從硬件系統轉移到軟件系統，使機械自動化產品，降低材料消耗并促進了向小型設備的發展。

因此，機械自動化技術和產品的應用，將會給生產部分和使用單位帶來雙贏的機會，并帶來了顯著的社會和經濟效益。正因如此，世界各國，無論是德國、美國、英國等這些發達的國家還是在亞洲等發展中國家都在大力發展和推動機械自動化術。