機械設計制造及其自動化的應用

陳永琪

(湖北大學知行學院，湖北 武漢 430000)

1 機械設計制造及其自動化概述

機械設計制造及其自動化顧名思義是在機械設計制造的基礎上添加了自動化技術(shù)而形成的，相比于傳統(tǒng)機械制造，這種新技術(shù)更加自動化，智能化，人性化。傳統(tǒng)的機械制造大多是人操控機器加工，加工效率低，誤差大，而且工人勞動強度很大。而機械設計制造及其自動化將機械設計和機械制造融為一體，并加入了自動化技術(shù)，使得機械加工不需要過度的人力參與，機器可以自己工作，極大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時機器自動加工避免了很多的人為誤差，進而提高了產(chǎn)品的加工精度。

2 機械設計制造及其自動化的應用優(yōu)勢

2.1 有效縮減工作時間，提高效率

傳統(tǒng)機械加工大都是人為控制的，人會勞累，會疲憊，因而工作效率比較低，而且疲勞作業(yè)導致的人為誤差較多，加工精度降低。在應用機械設計制造及其自動化后，很多的加工操作都有機器完成，機器的誤差很小，可以保證同一批次產(chǎn)品的同一性，而且自動化加工的速度很快，提升了加工效率。

2.2 有效提高生產(chǎn)的安全性

一般機械加工的產(chǎn)品都會用到生活的各個方面，若是產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，就很可能導致用戶的安全受到威脅。對于實際的機械加工，工人的安全也非常重要，必須保證工人的人身安全，這樣企業(yè)才能正常運轉(zhuǎn)。通過應用機械設計制造及其自動化可以用機械手來代替工人進行危險操作，保證工人安全，此外，自動化生產(chǎn)可以對產(chǎn)品進行自動檢驗，及時排除廢品，保證產(chǎn)品安全。

2.3 操作更加簡單

在傳統(tǒng)加工中很多操作都不是量化的，而是靠經(jīng)驗決定的，不同的工人加工出的產(chǎn)品不一樣，即使同一工人在不同時間加工的產(chǎn)品也有所不同。應用機械設計制造及其自動化之后，機械加工的操作非常簡單，工人只需要給機器發(fā)出指令，機器自動加工，簡化了人為操作的步驟。

2.4 使用范圍更加廣泛

機械設計制造及其自動化的應用范圍相比于傳統(tǒng)的機械加工更加廣泛，傳統(tǒng)的機械加工受到很多因素的制約，例如精度問題、效率問題、安全問題等。機械設計制造及其自動化應用的場景幾乎包括了所有的機械加工，適應不同客戶的需求，而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其適應性將更會好，應用場景將會更廣泛，甚至可以滿足個性化的需求。

2.5 能夠減少能耗，有利于環(huán)保

機械設計制造及其自動化的應用可以大幅降低廢品率，加工殘余也更少了，同時由于加工效率的提高，加工同一產(chǎn)品所需要的時間也就相應縮短，可以節(jié)省機器運轉(zhuǎn)的能源消耗。所以說大范圍應用機械設計制造及其自動化可以減少能耗，實現(xiàn)環(huán)保型生產(chǎn)。

3 機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向

3.1 實現(xiàn)機電一體化

機械設計制造及其自動化的發(fā)展將會促使機械和電氣融合，實現(xiàn)機電一體化，這樣便可以實現(xiàn)復雜環(huán)境的生產(chǎn)加工，而且效率將會進一步提升。因此機電一體化將是機械設計制造及其自動化發(fā)展的一個重要方向。

3.2 智能化再發(fā)展

智能制造是機械設計制造及其自動化朝著更加自動化的方向發(fā)展，除了能夠?qū)崿F(xiàn)機器自動加工之外，機器還可以根據(jù)加工的尺寸，自動調(diào)節(jié)加工量，也就是機器“自我補償”。這樣可以降低廢品率，提高企業(yè)效益。

3.3 數(shù)字化技術(shù)應用

數(shù)字化技術(shù)是目前很熱門的一項技術(shù)，其主要原理是將物體數(shù)字化，進而實現(xiàn)對物體的模擬操作。機械設計制造及其自動化應用數(shù)字化技術(shù)可以實現(xiàn)對產(chǎn)品進行分析和模擬，在產(chǎn)品的設計階段便可以發(fā)現(xiàn)一些問題，及時修改問題，使得產(chǎn)品的設計更加完善，為之后的加工打下良好的基礎。

3.4 產(chǎn)品設計虛擬化

機械設計制造及其自動化和計算機技術(shù)相結(jié)合，通過各種輔助軟件實現(xiàn)設計加工的虛擬化。最終可以模擬加工出最終的產(chǎn)品。這種虛擬化的操作可以減少很多實踐中可能遇到的問題，換言之就是將工作做到前面，為實際的加工掃除大部分障礙。

3.5 綠色化發(fā)展

綠色化發(fā)展是機械設計制造及其自動化發(fā)展的必然途徑。隨著環(huán)境的持續(xù)惡化，所有的行業(yè)都要實行節(jié)能減排，保護環(huán)境，制造業(yè)也不例外。機械設計制造及其自動化未來一定會朝著減少污染，節(jié)約能源，綠色化的方向發(fā)展。

3.6 多元化發(fā)展

正如我們熟知的一樣，機械設計制造及其自動化領(lǐng)域綜合性較強，融合多項學科的知識理論。由此來說，伴隨越來越多先進技術(shù)的出現(xiàn)，未來機械制造及其自動化領(lǐng)域必將朝著更加多元化的趨勢發(fā)展，滿足社會的發(fā)展需求。

3.7 集成化發(fā)展

當前機械設計制造常常會將設計流程、生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及管理體系進行剝離。但可以預見的是，未來隨著工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)前行，不僅僅會實現(xiàn)機械設備的自動化生產(chǎn)，而且各項生產(chǎn)流程都會融為一體，達到高度集成模式，為工業(yè)發(fā)展奠定堅實基礎。

3.8 節(jié)能化發(fā)展

伴隨工業(yè)技術(shù)水平的快速提升，我們不可以將目光只集中在機械設備的生產(chǎn)效率之上，如何確保工業(yè)領(lǐng)域穩(wěn)定前行以及可持續(xù)發(fā)展都將是必須解決的重要問題。在機械設計制造過程中選用更為清潔的能源材料，提高轉(zhuǎn)化效率，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢棄物并降低污染，設計完善的循環(huán)體系，均是未來機械設計制造及其自動化領(lǐng)域需要重點研究的課題項目。

4 結(jié)語

綜上所述，機械制造及其自動化對于制造業(yè)而言至關(guān)重要，把握好機械設計制造及其自動化未來的發(fā)展方向便是把握住未來的發(fā)展機遇。希望有關(guān)企業(yè)和政府部門共同努力，實現(xiàn)機械設計制造及其自動化更好的發(fā)展，造福全社會。