淺析機械制造及自動化的設計原則和發展趨勢

張余

摘 要：現代科學技術的高速發展，使許多領域有了質的飛躍。其中，高度技術集中的機械設計制造及其自動化逐漸成為人們生產生活中不可或缺的組成部分。自動化和信息化技術極大地方便了人們的生活與生產。文章主要對機械設計制造及其自動化的設計原則和意義進行探討，供參考。

關鍵詞：機械設計;自動化;設計原則

引言

在科技快速發展的背景下，自動化技術應運而生。機械設計與制造行業作為我國重要經濟產業，當前行業競爭越來越激烈，為了更好的立足于當前日益激烈的社會競爭當中，應用自動化技術成為發展的必然趨勢。

1自動化技術概念與特點

自動化技術是以信息科技為基礎的新興學科，就是利用計算機與信息技術等，使機器和裝置在預先人為設定的程序下，不用通過人工操作，或者是指需要極少人參與的情況下，就可開展生產作業，通過信息處理等自動化完成預定任務。自動化技術是一種先進的技術，包含了信息技術、微電子技術等各種先進性比較高技術。從自動化技術發展歷史來看，20世紀40年代，美國最早提出“自動化”一詞。隨后，在科學技術發展進步的促進下，自動化技術獲得了長足的發展，在社會生產生活等各個領域都獲得越來越廣泛的應用，并實現了降本增效。自動化技術減少了人力資源的投入，將人們從繁重、危險、惡劣及部分腦力勞動中解放出來，拓展了人的器官功能，既提高了勞動生產效率與質量，也增強了人類認識與改造世界的能力。同時，自動化技術通過與不同的領域結合，也逐漸開始細分，形成了機械制造自動化、過程控制自動化、管理自動化、教育自動化等不同的技術，呈現出多元化發展、多學科技術交叉的態勢。此外，該技術的拓展性也非常強，利用自動控制的優勢，能夠代替人的體力勞動及代替或輔助人的腦力勞動。

2機械自動化技術的應用價值

2.1能提高生產效率

在機械設計與生產中，結合實際情況應用自動化技術，能實現智能化生產，使生產質量提升。而企業通過降本增效，也可以更好地增強市場競爭力，占據更多的市場份額。自動化技術還能推動企業產生設備設施等升級換代，優化機械設計與制造的工作，改善傳統機械設計與制造的不足，提高機械設計制造產品質量，更好地滿足客戶各種要求。

2.2能促進資源優化配置

自動化技術能促進相關資源的優化配置，實現各種資源最大化利用，這樣可以減少機械設計制造過程中的資源浪費。同時，推廣應用自動化技術，不僅能優化生產技術，針對市場需求生產更加精準的產品。同時，自動化技術因為集成了多種先進的技術，不同技術在交流融合中還能實現創新，進而使機械設計制造創新和進步。此外，自動化還需要應用到各種新材料，這些新材料的應用，不僅能提高產品性能，還能減少材料的使用和消耗，甚至還能對殘余材料實現循環利用，從而實現綠色節能和環境保護。

2.3能降低生產成本

傳統的機械設計制造更多的是依靠人工來進行，而人工操作由于受到多種因素的影響，就會難免出現各種失誤，設計制造的效率也比較低下，這就在很大程度上增加了企業的生產成本，延長了產品的生產周期，制約了企業經濟效益的增長。自動化技術憑借其技術優勢，使得人的手工操作大大減少，可以使生產變得更加準確和精密。在此種情況下，人工失誤減少，產品質量提高，產品不合格率也得到大幅度降低，進而節約了材料和成本，企業的利潤和效益也會增加。自動化技術可以縮短機械設計制造的周期，節約企業投資和縮短產品上市時間。此外，機械自動化技術的應用還能實現自動化生產質量控制、檢測、預防、報警等功能，能顯著增強機械設計制造的安全性，減少安全事故和人員損傷的發生率，保證了安全生產。

3在進行機械設計制造過程中應該遵循的設計原則

3.1更加符合實際使用的要求

機械設計的理念要從生活中來到生活中去，結合實際的生產要求。整體結構要實現簡單輕便，方便操作與維護，，更重要的要實現設備的穩定性，合理性，安全性以及滿足設備的使用壽命及其設備的效率。設計的選材在滿足條件下盡量選用常用材質，加工制造上面考慮機械加工的可能性以及可靠性，標準件的選擇要滿足互換性。

3.2利用現代的科技進行不斷的創新

機械設計及其自動化所涉及的檢測，控制，構造等這些功能都可以很好的促進整體工程的順利完成。將電子信息技術，傳感器技術，PLC控制技術等相結合為客戶設計出更多符控制技術等相結合為客戶設計出更多符合現代機械自動化的產品，使設備具有反饋與自我反饋，遠程控制，數據分析，可升級再編程以及機構方便升級等優點融入其中，一方面這些設備及產品有利于實現整體工作效率的提升及其資源的再利用，另一方面也容易開闊人們的思維，通過對思維的創新，將一些新思想運到機械設計制造中，實現機械設計方面的創新，更加的方便了人們的生活。

4對于機械制造及其自動化的發展趨勢進行分析

機械制造領域中應該遵循的基本的原則的認識，機械制造及其自動化的發展給人們的生活帶來很大的便利，推進了我國智能化發展的進程，促進了我國機械制造及其自動化的發展。

4.1機電一體化的發展趨勢

機電一體化打破傳統的機械產品的弊端，使其機械與電相結合，實現了相互之間的能量的轉換，繼電器與傳感器的運用使機構的有條不紊的工作，這極大的提升了工作效率及其改善人們的生活。機電一體化的出現，實現了機構與機構之間的聯動工作，為后面的自動化以及智能化提供了基礎。

4.2節能環保化的發展趨勢

隨著現代環境污染的不斷加劇，保護環境成為了每一個行業需要不斷思考的話題，新型技術的發展要以堅持可持續發展和環境保護為基本原則，所以對于機械制造及其自動化來說更不例外，設計要體現節能環保的理念，重視人與自然的和諧相處，并設計相應的解決對策和制度，同時還需要有關人員積極得落實下去，在生產的每一個環節都要融入環保的綠色概念，堅持科學發展觀，，積極響應國家的號召，在實際的生產過程中要多使用一些清潔能源和一些可回收利用的原材料。

4.3網絡化的發展趨勢

在我國信息技術不斷發展的現在，網絡技術也成為了現代機械行業需要發展的大趨勢，人們可以利用網絡技術對于資源進行不斷的優化，利用大數據，云計算等新型的網絡技術可以更好地實現機械制造方面的智能化，同時還可以利用網絡技術進行相應的遠程操作和監督監管，對機械生產的每一個環節進行實時監控，這樣有利于發現機械制造過程中所存在問題進行及時的改進和完善，以此來實現機械制造的智能化和自動化，實現機械設備性能的完善.

結語

綜上所述，傳統的機械設計制造方法主要包含理論計算、相似案例類比和模型試驗等內容，如果設計與制造的條件比較復雜，就會需要花費較長的時間，產品質量也難以精準地達到預期的目標。將自動化技術覆蓋到全部機械設計制造中，其優勢是非常顯著的，既能將傳統機械設計制造的問題予以高效解決，還能提高機械設計與制造的效率和品質，節約資源，降低成本，其結果就是機械設計制造水平不斷提高，效益不斷增長。

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