机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势付开南

机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势付开南

付开南

中国水电顾问集团姚安新能源开发有限公司

摘要：近些年来，我国科学技术取得了快速发展，在工业方面大多都已经实现了机械自动化，并在还在向其他行业扩展，为了能够满足各种多元化的需求，作为机械设计制造行业，自动化进程必须加快，做到对网络技术和信息交互技术的充分利用，使机械设备朝着智能化和网络化的方向发展。在文中，笔者将从机械自动化的设计原则出发，对机械自动化的发展现状进行叙述，并在此基础上指出了机械自动化在今后的发展趋势。

关键词：机械设计制造及其自动化；设计原则；发展现状；发展趋势

通常来说，我国的机械设备的应用领域主要是工业领域，所以很多人把机械设计制造叫做工业机械，通过机械设计制造，就可以制造出各种技术设备输送到各个行业，对我国工业的发展具有很大的促进作用。在过去，传统机械制造业存在工作强度大、生产能力低下、产品的产量和质量一直上不去，所以有必要加快机械制造业的自动化进程。只有这样，传统的机械设备才会变得更加高效、更加节能环保、逐步向智能化发展。如果把自动化技术仅仅局限于简单重复的机械动作，那势必会陷入发展困境，因此，可行的办法就是从源头做起，通过相关程序的设计实现机械智能化，一旦系统出现故障，系统本身就能进行自我诊断，并进行自我维护，还能根据实际情况作出适应性调整，以便更好地完成任务。

一、机械自动化的设计原则

（一）满足设备需求

实际上，人们在设计任何机械设备时，考虑最多的就是怎样进行设计才能更好地满足人们的实际需求。对于不同的产品，会因产品需求的不同导致其核心性能存在一定差异。就吊车来说，其中心性能主要就是起重和紧急救援。所以说，将自动化技术应用于机械制造业，用户需求是设计需要考虑的重点内容，只有这样，产品信息和功能才能得以显现，才能更好地满足人类需求。

（二）实现产品品质提升

一直以来，人工操作存在的缺陷有很多，诸如精度不够、品质控制难度大等，正是因为这些缺陷的存在，导致生产效率一直很低下，产品质量也不尽人意。因此，机械自动化应立足于提高设备的精准度，确保设备运行更加稳定连续，应从生产线上将操作工人解放出来，大大节省了人力和物力。与此同时，通过系统自动化，能够对生产全流程进行自动化控制，这样不仅会使产品的生产精度和效率得到大大提高，而且对产品品质的提升也是极为有利的。

（三）利用先进技术

要想实现现代设备的智能化和人性化，就要做到对各种优异措施的充分利用，以提高机械自动化水平，实现产品及系统的性能的提升。对各式生产设施而言，可以对机床和各式生产设施进行利用，在形状和结构上进行改革，达到增加物质输出、实现产品性能提升的目的。其次，对信息处置机器来说，可以做到对各种资料处置机器的灵活运用，对各种资料进行汇总处置，以获得需要的资料。通过这些先进的信息设备，能够向人们面前进行图片文字、呈现。最后就是能量交换机器。动力设备要实现正常运行，必须通过能量交换，比如说各种内燃设备以及电动设备等。

（四）操作简单

在以前，机械设备普遍存在一个问题，就是可操作性程度低、人性化设计缺乏，比如说，很多机械设备体型过于庞大、操作起来也比较繁杂。所谓的自动化技术，它所做的不仅是同一设备上进行多项功能整合，更重要的是实现多功能的有机融合，进而使机械设备功能更加完整、操作更加傻瓜化。

二．机械自动化的发展现状

（一）机械自动化技术

在发达国家里，其工业机械已经经过了多年的创新发展，机械设备设计制造已经实现了高度的集成化和智能化，在不少企业，数控机床技术和柔性制造系统技术都已经得到了广泛应用，已经基本实现了机械制造的自动化。相比较而言，我国的机械自动化水平仍处于较低层次，多数企业都还是处在单机自动化和刚性自动化上，虽然已经有一些做的比较好企业从国外引进了柔性制造系统等先进的机械自动化技术，并得到了成功应用，但是从客观上来讲，我们国家和发达国家还是存在着很大的差距的。

（二）机械设计方法

很多欧美发达国家，对机械设计相关准则都比较重视，他们一般会经常进行行业相关领域数据的更新，以保持高度的关注，对新型设计方法更是如此。目前，计算机辅助设计已经在图形设计和图形编辑领域中得到了十分广泛的应用，特别在在机械设计领域，有的发达国家都已经实现了无纸化设计，在有些工业企业中，甚至已经具备了无纸化设计生产的能力。单在国内，计算机辅助设计技术才刚刚起步，在有的企业里，高层仍普遍认为机械设计的主要手段是人力生产，单就这一点而言，和发达国家之间存在的差距就十分明显。

（三）机械制造工艺

很多时候，产品的质量还受制于机械设备制造工艺的发展程度。要想实现机械自动化水平提升，就要在原有机械制造工艺上不断改善，对新型的加工方法要做到善于应用。在发达国家，对新型加工方法的研发和实际应用推广，投入了较多的人力、物力、财力，开创了很多科技水平含量极高的生产技术，如复合加工技术。而在我国，并没有高度关注新型制造工艺与技术，高科技制造工艺严重缺乏，不仅对我国机械制造业的发展产生不利影响，也不利于我国机械自动化水平的提升。

三、机械自动化的发展趋势

（一）智能化

对机械自动化技术而言，其根本出发点就是实际应用性。所以自动化技术的发展，一定要立足于企业实际客观条件，通过对自动化技术的充分利用，达到经济效益最大化的目的。因此，随着网络技术的不断进步，机械自动化技术就要朝着智能化的方向发展，在传统机械制造技术的基础之上，不断进行改革创新，实现快速发展。就现代技术发展来说，主要是通过运用生理学、心理学以及运筹学的原理，进行人工智能模拟，达到系统自动编程和人机交互的目标，通过利用智能技术，对传统的人脑判断进行取代，从而使决策速度和精度得到大幅提高。

（二）网络化

近些年来，随着计算机技术的高速发展，网络技术被广泛应用于众多领域，就目前来说，只有不断推进机械自动化技术与网络技术的有机融合，才能实现机电设备一体化发展的宏伟目标。借助于先进的网络技术，就可以结合远程控制技术和监视技术实现对机械制造业的控制和管理。所以说，通过将网络技术应用于机械制造自动化技术中，能够对人们的生产方式进行改变，能够让工人从此从生产线上得到解放。总之，有了网络信息系统和监控系统，就可以实现对生产线的全程监管，这样能够有效降低企业成本投入。

（三）绿色化

可以看到，随着现代化发展进程的逐步深入，能源短缺现象、生态环境逐渐恶化，整体形势不容乐观，因此，对机械自动化而言，就应该坚持可持续发展战略，深入贯彻我国绿色经济发展理念，朝着绿色化的发展方向迈进。换言之，就是在传统机械制造技术的基础上，大力推进改革创新，积极引进低能耗的制造模式。进行绿色化发展，不仅要促进机械生产制造的创新，而且要在产品回收利用上下功夫，着眼于机械产品使用率与回收率，努力实现资源优化配置。

（四）微型化

传统的机械制造业产品有一个巨大缺陷，就是体型过于庞大，操作过于繁杂，因此，未来的发展主流方向必然是朝着微型化的方向发展。在未来，借助于先进的微米技术和纳米技术，就可以将产品体积进行缩减，尽可能地减少不必要的成本支出，实现设备灵活度的提升。在产品制造过程中，有了纳米技术，产品的精度和性能必将得到大幅提升。与此同时，机械自动化的又一发展趋势必然趋向模块化，主要应用于那些结构极其复杂、安装的难度系数高的生产工程中。通过模块化，既能提供便利于机械设计制造，又能对行业发展起促进作用，对于企业市场竞争力的提升也会大有好处。另外，考虑到机械制造产品的产品种类繁杂，标准难以事先统一，因此就有必要在接口单元设计上给予足够的关注度。

四、结束语

我们一定要明白的了解到机工设计制作必须朝着设备自动化生产方向前进，才是机械行业前进的唯一道路。总之，机械设计制造以及其自动化的发展是非常广阔的，我们要经过持续的探索以及学习，研究出更新式更优秀的商品，为社会谋福利。

参考文献：

[1]白雪峰.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].中国机械，2014(16)：105．

[2]刘洋,周翠云.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J]．城市建设理论研究(电子版)，2015(05)：3155．