浅析机械设计制造及其自动化

浅析机械设计制造及其自动化

程文利

天津市源鑫港湾工贸有限公司天津市300452

摘要：随着人类经济的快速发展，人们越来越需要高效率、高规格、高品质的机械设备去帮助人们完成产品的生产，这就离不开机械设计制造及其自动化的技术。机械设计制造及其自动化是结合多种技术开展起来的一门新兴学科，是我国市场经济中工业建设不可缺少的硬件基础，它具有一系列特点，有利于我们日常工作的顺利开展。

关键词：机械设计制造；自动化；发展

一、工艺设计的功能

1.过程建模

工艺设计在过程建模中的功能研究是通过活动网络建模方法完成的。一般的过程模型都是按照企业的设计需要和制定的相关工艺设计规则实现的。研究表明，工艺设计在过程建模中的功能主要是使具体的设计步骤变得清晰简单、适应性增强和保证设计效率等诸多优点。

2.组织建模

由于机械设计制造企业中工作人员数量较大，而在组织上也就较为不易，这就需要有更为细致的管理和主导体制，在组织的过程中相应的工作部门要分工科学、细致、严格、公平等，这些特点要体现出来。近些年来，随着计算机技术的发展，机械实际制造的数字化设计应用得到了很多人的认可，并对其进行了很好的推广和普及。而在这一过程中就必然会暴露出数字化工艺设计技术所存在的弊端或是问题等。可以说，数字化工艺设计技术的过程较为稳定，或是说相对静态化，这就导致了其在一定程度上不能够满足一些高精度产品的实际需要。为了解决这一问题，就需要在组织方面进行协调，通过相关人力资源的变动实现任务的变动。

3.任务模型

主要技术指标设计是后续设计的前提和依据。设计的来源不同，其具体的要求也不同，机械设计产品制造的数字化工艺设计技术充分考虑对工艺设计提出的相关要求和规定，联合企业的相关工作人员组建了任务模型。根据流程的需要来安排设计的具体任务，然后过程模型再把任务传递给相关的工作人员。产品之间的管理性和模块分区是与生俱来的，进行工艺设计的相关机械产品的来源主要是和工艺相关的信息及产品结构等模块，所以，工艺设计在任务模型中的主要功能就是为任务模型的组建提供参考依据。

二、机械设计制造自动化技术的优势

2.1提高企业的生产力水平和工作质量

由于机械自动化产品拥有自动控制和处理信息的功能，所以使控制和检测产品的精确度和准确度都得到了很大提升。通过这些功能可以让机械按照设计要求来完成产品的生产，减少了其他因素的影响，从而能让产品的合格率大大提高，实现了产品的最理想化操作，提高了工作质量。另外，因为机械自动化产品完成了工作自动化的转变，所以大大提高了生产力水平。除此之外，因为机械自动化的工作方式可以按照客户的需求来进行调整，特别适合生产多种品种和小批量产品，大大减少了产品的开发时间，加快了产品更新换代的速度。

2.2提高产品的使用安全、可靠性

机械自动化产品都具有以下几种功能：产品的自动监控、报警、诊断和保护等。在日常的生产过程中，即使是遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，机械产品也能采取自动保护装备，减少了员工和机械设备事故的发生率，大大提升了机械设备的使用安全性能。机械自动化产品因为使用了电子元器件，减少机械产品中部件的磨损，因而提高了它的安全、可靠性，降低了故障率，延长了使用寿命。

2.3便于控制和维护，改善产品的使用性能

在安装和试验机械自动化产品时，由于其工作模式可以通过改变控制程序而改变，所以它能适应不同客户对于产品的需求。这些控制程序能够在不改变机械零部件的情况下，通过其他方法自动输入到机械自动化产品的控制系统中。有些机械自动化产品拥有存储的功能，工作者可以先在系统中输入很多套不一样的执行程序存储起来。在以后的工作中根据不同的工作者，给他们每人一个特定的信号代码，让他们根据指定的预定程序来进行机械的自动化操作。由于机械自动化产品拥有自动化监控和检验的功能，所以即使在工作中遇到故障时也能采取自动保护措施，让工作恢复如常。现代的机械自动化产品都是采用程序和数字来进行控制的，大大减少了操作按钮和手柄的数量，大大简化了操作程序，更加简单和方便化。

2.4功能齐全，应用面较广

机械自动化产品具有多项功能.主要是机械自动化补偿和控制、自动调控和检验、自动保护和智能化等。由于它的功能较为齐全，能满足不同顾客的要求，所以应用面较广。

三、机械设计制造及自动化的设计原则

3.1.满足对机器的功能要求

机械自动化系统的设计和制造必须要满足人们的需要，至少要具备一个核心功能，将信息和能量进行必要的转换之后变成人们所需要的信息和能量。机械自动化系统将产品和技术融为一体，从设计、制造到功能，形成完整的机械自动化系统。

3.2.利用先进技术

各种先进技术是机械设计制造及自动化的基础和重要保证，无论是产品还是系统，其所具备的功能依然要以技术为主，这样才能充分展现现代机械的智能化和人性化。

3.2.1各种加工设备

通过加工和处理过程改变有的形态，增加输出物质或产品的功能，如机床、各种加工设备等现代机械。

3.2.2能量转换机械

动力机主要是以能量的转换为主，如电动机、水轮机、内燃机等各种能量转换机械。

3.2.3信息处理机械

将输入信息经过处理后输出所需信息，常见的信息处理机械主要有计算机、传真机等各种办公用设备。以信息处理为主的机械称为信息机，用来传递人们所需的直观信息，如图像、文字等。

3.2.4其他功能的机械

只有充分了解机械自动化的主要功能，才能设计出不同的产品，培养创新思维。不同用途的机械具备不同的运动方式，这充分说明了机械自动化的发展空间很大，根据人们的创新和设计，未来的机械自动化内容会更加丰满完善。而这一切依然需要强大的技术做支撑，并做出合理的设计和科学的规划。

四、机械设计制造及其自动化的发展方向探讨

4.1机电一体化

机电一体化是机械设计制造及其自动化发展主要趋势，算是其技术的提高和系统的升级。当前，在一些工业生产中机电一体化技术已经得到应用并取得了良好的应用效果。机电一体化是在机械设计制造及其自动化技术的基础上，通过机电一体化原理的指导，将不同机械和电子设备有效的组合在一起，形成一个由电子控制机械，能够自动化和智能化运行的电子机械系统。从某种意义上来讲，机电一体化就是机械设计制造及其自动化技术的延伸，因此，实现机电一体化，是机械设计制造及其自动化技术发展的必然趋势。

4.2智能化

智能化是机械设计制造及其自动化技术所具有的主要特点，也是其与传统机械设计制造相比最本质的区别。当前，在机械设计制造及其自动化技术中，智能化特点虽然也有体现，但却远远没有达到设计要求，更达不到解放人力资源，实现生产的全智能化的要求。但是，可以肯定的是，智能化就是机械设计制造及其自动化发展的主要方向，相信终有一天，全智能化的实现会让机械彻底解放人力资源，模拟工作人员进行设计、制造及生产操作。

4.3数字化实现

机械设计制造及其自动化的数字化是提高生产能力和生产效率的基础保障。数字化技术在工业中具有其特有的发展意义，它可以将包括图形、技能、数据以及声音等各种复杂多变德尔信息统计转化成数字信息，然后通过数字化技术对这些数字信息进行高效处理和分析，并通过建立数字化模型对产品的功能设计和加工生产过程进行全真模拟，进而完成产品原型的生产制造，在避免出现设计和生产错误的同时全面提高生产能力和生产效率。

4.4虚拟化

以前，世界各国机械制造企业在产品设计中，主要是依靠事先进行图纸设计，然后依据图纸开展成品试验，最终完成产品设计。这样做的弊端在于将会浪费许多宝贵的时间，同时，进行产品试验的过程，会出现人力、物力、财力等各种消耗，尤其是耗费了大量的经济支出。鉴于当代科学技术手段的日新月异，计算机技术和网络通讯技术的成熟，利用先进的计算机设备，人们能够模拟操作大量的工作，借助于网络，能够在第一时间就对数据进行即时传输，从而让分割于不同空间的双方能够毫无障碍地进行沟通、交流、合作。因此，机械自动化技术将朝着虚拟化方向不断发展已是普遍的共识。

4.5网络化

当前，在机械设计制造及其自动化应用过程中，虽然已经通过网络技术实现了对机械设计制造生产过程进行了系统化控制，但是却没有实现生产控制的网络化。比如，在应用机械设计制造及其自动化对产品进行设计和生产过程中，一旦出现设计或者是系统方面的细节问题影响了产品生产的正常进行，而且要专业设计人员和技术人员都不在现场，那么生产管理工作人员只能停止生产，等到专业人员将问题解决之后方能够投入生产，严重影响产品生产效率。而在未来，可以通过利用网络技术、信息技术、传感技术以及远程监控技术等实现机械设计制造及其自动化生产的网络化，即使出现上述问题，也可以通过网络求助，让不在现场的专业人员通过网络远程操控及时解决问题，保证生产的顺利进行。

4.6无污染化

工业生产虽然有效带动了经济的发展和人们生活水平的不断提高，但是其也对环境造成了极大污染，在一定程度上影响着人们的正常生活，甚至威胁着人们的身体健康。因此，在机械设计制造及其自动化发展中，也将无污染化列入了未来的主要发展方向之一。通过引入无污染管理理念，对机械设计制造过程中废水、废弃的排放以及垃圾的处理进行有效控制，最大限度的减少工业生产对环境的污染和对人们正常生活的影响。

结语

总之，不难看出我国机械设计制造及其自动化发展水平与发达国家而言，仍存在很大的差距和距离。外部的生产环境不仅仅给我国机械制造业带来了一定的挑战，同时也带来了新的发展机遇。为了适应时代社会发展的需要，我国必须加强对技术管理水平的提高，利用先进的信息技术不断提升机械制造业的科技信息水平，同时也要结合相应的实际，共同促进我国机械设计制造业的发展。

参考文献

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[2]周文豪．机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业，2013，（7）.

[3]王锟长．机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技致富向导，2013，（36）