機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展方向的思考

牛金宇 楊博宇 張景然 劉浩楠

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來(lái)越高。面對(duì)現(xiàn)代大規(guī)模生產(chǎn)，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)改革迫在眉睫。而且，它為現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)（即智能、機(jī)械控制、模塊化、綠化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化）提供了新的必要條件。機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化要把握自己的發(fā)展方向。這一行業(yè)需要高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格要求、多樣化，切實(shí)促進(jìn)整個(gè)制造業(yè)和設(shè)計(jì)業(yè)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化;發(fā)展方向分析;發(fā)展前景

一、機(jī)械設(shè)計(jì)的概念

1984年在美國(guó)誕生的概念機(jī)器。美國(guó)機(jī)械學(xué)會(huì)對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行了適當(dāng)和客觀的記述和概括。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械和機(jī)電組件互連的效果，機(jī)械設(shè)計(jì)被用于通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整和控制機(jī)械力學(xué)、能量學(xué)和運(yùn)動(dòng)力學(xué)的過(guò)程。這個(gè)概要完全表示了機(jī)器制造的內(nèi)容。然后機(jī)器有比較基礎(chǔ)的理論。本研究的特征是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息轉(zhuǎn)換技術(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行系統(tǒng)研究，作為開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)諸如自動(dòng)控制技術(shù)、功率電子技術(shù)、軟件編程技術(shù)等一系列系統(tǒng)功能，優(yōu)化整個(gè)組織的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，保持系統(tǒng)的多功能、高質(zhì)量、高可靠性，為以后的具體功能實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)，使系統(tǒng)整體處于最佳狀態(tài)。

因此，我們可以理解，這種技術(shù)非常復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性。這項(xiàng)技術(shù)不僅滿(mǎn)足了機(jī)械對(duì)某些精確功能的要求，而且還可以幫助不同的工作，通過(guò)完成從輸入端輸入和輸出的過(guò)程，可以完全反映產(chǎn)品的功能。研究這個(gè)技術(shù)的開(kāi)發(fā)方向非常重要。隨著社會(huì)的發(fā)展，中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)代。表面上，機(jī)械設(shè)計(jì)，制造，自動(dòng)化技術(shù)有了穩(wěn)步的進(jìn)步，但其本質(zhì)和中心是科技的發(fā)展。把握機(jī)器設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的未來(lái)有決定性的影響，從而改善相關(guān)科學(xué)技術(shù)的研究和注意，為改善機(jī)器制造水平創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。

二、機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的基本特征

（一）操作簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)

機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的智能大大降低了實(shí)際操作中手動(dòng)操作的復(fù)雜性。它本身的系統(tǒng)可以有效地控制整個(gè)程序的功能，從而智能地更新操作模式。在工作對(duì)象和環(huán)境發(fā)生了變化的情況下，不手動(dòng)變更作為自動(dòng)化·智能化的實(shí)用意義的本來(lái)的系統(tǒng)，只需輸入對(duì)應(yīng)的控制程序信息，就能夠?qū)崿F(xiàn)程序的控制功能。有監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)上適當(dāng)?shù)某绦蚩刂疲瑴p少了傳統(tǒng)工作程序中多個(gè)安全開(kāi)關(guān)的存在，實(shí)現(xiàn)了基于高度信息的簡(jiǎn)單控制程序。

（二）良好的完全性，可靠性保障

當(dāng)在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)中重構(gòu)自動(dòng)化系統(tǒng)的操作程序時(shí)，設(shè)備的監(jiān)控功能由具有自動(dòng)化和科學(xué)功能的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)中發(fā)生線路故障或工作延遲時(shí)，為了迅速判斷故障發(fā)生，提高能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)處理的設(shè)備的安全性，可以及時(shí)采取停止設(shè)備等對(duì)策等功能。另一方面，由于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以在機(jī)器生產(chǎn)過(guò)程中完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控、診斷、處理、保護(hù)等工序，因此相關(guān)故障更容易發(fā)現(xiàn)和解決。例如，在機(jī)械式自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)生更危險(xiǎn)的短路事故的情況下，能夠迅速判斷電路，直接切斷電路，能夠避免狀況的進(jìn)一步擴(kuò)展。

（三）工作效率高，節(jié)約成本

機(jī)械自動(dòng)化信息系統(tǒng)有效地降低了手動(dòng)操作中誤差的概率，操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，安全性，可靠性保證，高精度，機(jī)械操作的高靈敏度，靈敏度高。通過(guò)輸入用于執(zhí)行信息處理和控制的相關(guān)程序，可以確保良好的工作效率和穩(wěn)定性，如許多CNC機(jī)床的實(shí)際使用，可以有效控制生產(chǎn)效率，大大提高每單位時(shí)間效率的工作開(kāi)始。另外，當(dāng)前的機(jī)械式自動(dòng)化產(chǎn)品具有低耗電的特性，能夠根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整其功率。實(shí)際運(yùn)用中，材料消耗量少，生產(chǎn)速度快，有效降低企業(yè)成本管理。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化在相關(guān)行業(yè)中的運(yùn)用

以傳統(tǒng)和機(jī)械結(jié)合的技術(shù)為特征。在設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)被用來(lái)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能的基本要求。我們可以參與到電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械制造、機(jī)械制造、機(jī)械制造、機(jī)械制造等相關(guān)工作中來(lái)。在微電子系統(tǒng)等領(lǐng)域，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的高度化和自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，綜合功能特性逐漸成為各種機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)。例如，它在微電子產(chǎn)業(yè)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中被廣泛使用。因?yàn)闄C(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)械裝置的正確管理，所以它被用于航空宇宙和各種武器和裝置，它起著研究和生產(chǎn)的不可替代的作用。對(duì)機(jī)械的要求比對(duì)機(jī)械的要求更準(zhǔn)確，對(duì)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)和對(duì)機(jī)械的要求也更多。

四、機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化發(fā)展方向分析

（一）區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)械自動(dòng)化裝置的主要功能之一是擁有能夠在cnc機(jī)床上操作的優(yōu)秀信息處理和自動(dòng)控制能力。然而，在大規(guī)模的機(jī)械工程中，特定的工作流程是復(fù)雜的，控制產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量是不容易的。然后，可以通過(guò)單獨(dú)的編程和操作系統(tǒng)建模來(lái)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。機(jī)器裝置通過(guò)信息傳輸連接，建立地域網(wǎng)絡(luò)管理·運(yùn)用模式，運(yùn)用內(nèi)容由中央計(jì)算機(jī)控制。當(dāng)然，對(duì)于不同的產(chǎn)品，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以合理分配每個(gè)機(jī)器工具應(yīng)負(fù)責(zé)的工作組，在保證效率和前提的條件下可以一起工作。在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)管理下，必須防止道路利用事故引起的工作癱瘓。

（二）微型化

在大部分信息技術(shù)和自動(dòng)化裝置的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)中，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)并不例外。工作中的微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品應(yīng)具有小型、節(jié)能、靈活操作的特點(diǎn)，但設(shè)計(jì)問(wèn)題是同時(shí)具有傳統(tǒng)機(jī)械裝置的主要功能，并進(jìn)行精巧的高精度機(jī)械操作。這家工廠的機(jī)械開(kāi)發(fā)前景越來(lái)越大。但是，微機(jī)械自動(dòng)化的加工產(chǎn)品僅限于需要采用超精密技術(shù)的裝置。

（三）綠色環(huán)保化

新社會(huì)逐步趨向于環(huán)保，發(fā)展經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，追求經(jīng)濟(jì)效益，注重工作效率，也要保護(hù)生態(tài)環(huán)境。這反映了機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的高功率損耗和大量有害氣體的排放。而且，它給附近居民的健康帶來(lái)了一定程度的危害。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)中，機(jī)械和設(shè)備正在向環(huán)境保護(hù)方向發(fā)展。為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，首先需要加強(qiáng)原料的利用，減少工作中有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

總結(jié)：

總之，機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化必須把握自己的開(kāi)發(fā)方向。我們應(yīng)該遵循隨著社會(huì)的變化機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)的新標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)有著很大的發(fā)展前景——為了滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)和生產(chǎn)的需要，但是工業(yè)的快速發(fā)展和現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)的能力和管理水平都有很多缺陷。面對(duì)巨大的自動(dòng)化形式，科研人員努力改進(jìn)質(zhì)量，克服困難，提高國(guó)家科研技術(shù)水平，努力使我國(guó)科學(xué)研究開(kāi)發(fā)達(dá)到新的水平，不斷探索創(chuàng)新的精神影響了整個(gè)行業(yè)，產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

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