自动化机械设备设计研发与机械制造现状综述

自动化机械设备设计研发与机械制造现状综述

贺磊

中鼎阀业（南京）有限公司

摘要：机械设计、制造及其自动化主要包括机械设计自动化、机械制造等技术领域的机电一体化，是我国工业制造业的重要组成部分。机械设计、制造和自动化的进步也是一个国家工业水平的重要标志。机械设计、制造和自动化以计算机技术为基础，以应用为导向，软件和硬件都更加灵活，经常应用于对功耗、体积、可靠性、功能性需要较高的专用机械设备。本文通过对自动化机械设备的设计研发进行分析，总结了机械制造的现状和发展前景。

关键词：自动化；机械设备；设计研发；机械制造

引言：机械设计制造以及智能化工程，在某种程度上来说，处于一种高深学术领域，它不但具有低费能、高效、多功能等技术特征，而且还有与其他相关专业领域有着密不可分的联系。如数据处理、智能化管理、传感测量、精密接口等。所以在这种意义上来说，机械智能化控制系统则是机械一体化控制系统，在发展过程中，应该先从整机入手，全方位理解机械设计制造过程和智能化的内涵和含义，如此才能真正充分发挥它应有的作用，以促进国家社会经济建设的健康发展。

1机械自动化的定义

在当前的发展背景下，没有一种具体的概念能够说明机械人自动化的概念，并且基于研究背景的概念识别也具有显着差异性。因此，全美机械工程师联合会是如此定义的：机械自动化是与计算机等信息科技的结合，以控制和理解机械。该系统的应用，在某种程度上是利用机械与机电元件间的内部联系。主要是依靠机械力运动和流动力学来实现的。然也有研究者将它界定为：是一项高度精细的机械作业，是通过电子技术和传统机械系统技术的完美组合，而实现的一种机械或自动系统作业^[1]。

2.机械设计制造及其自动化在设计中的原则

2.1技术性原则

技术性原则，指的是在机械的设计、生产、应用等各环节中的各种工艺技术指标要求，必须都要满足一定的技术规范标准。它不仅包含静态工艺技术指标要求，而且包含了动感工艺技术指标要求。例如，机械的功率、刚度、使用期限、工作效率等静态技术指标；热稳定性、耐磨损性能、耐碰撞能力等动感技术指标。所以，企业在开展产品设计工作的时候，就必须要确保机械设备零部件的技术指标，不会对机械设备的正常使用产生危害。

2.2标准化原则

在对机械实行产品设计的时候，就必须要确保各项工作的规范化，主要可以从以下二个方面加以分析：一方面，定义的规范。在产品设计过程中，所必须要触及到的那些专门名称、测量单元、字符等，这种机械在执行产品设计工作的时候，就必须要达到一定的设计标准，一旦发生了偏差，就将会影响机械的正常使用。另外，方法规范。在实施工程设计的时候，假如必须完成有关的实验、检测等工作，就必须要在法律规定的地方完成，并且严格地依照相关规范准则中规定的方式完成，以确保设备的良好使用性能。

2.3安全性原则

在做产品设计工作的时期，在安全性方面需要关注以下几点：1）零部件安全性。设备零部件的质量必须达到有关技术标准，并且在设计的时期，确保设备没有发生过度扭曲、破坏等现象，以避免对设计的不良影响。2）设备操作安全。在开展设计的时候，必须要确保工作人员的安全，以保证设计工作的顺利完成。3）环保安全措施。在开展设计的时候，必须要评价设备对周围环境的危害，如机械噪音、汽车尾气污染等，并针对实际问题制定相应的安全措施^[2]。

3.自动化机械设备的设计研发过程

在开展设计研发工作的时候，其过程主要指：

1）通过分析机械设备的应用要求，进行设计研发。

2）初步设计。通过设计目标，进行结构原理和使用状况的设计，进行图纸设计。

3）技术设计。结合初审建议书进行修改，充实初审中的部分设计理念，如结构图、详图等，待相关工作完成后发送至设计部门进行复查。

4）工作图设计。根据二审的建议，定稿，拆解相关图纸，细化保存相关技术文件。

5）加工制造。经审核通过后，进行加工制造，保持各部门的沟通交流，确保设计要求得到合理的满足。

6）设备验收。加工完成后，相关设计人员必须对设备进行检查，及时发现问题，然后进行修复。验收合格后即可发货。

7）设备安装调试。

8）试验鉴定。完成设备的安装调试后，开始对运行情况进行评估。分析发生问题的实际情况，并进行解决措施的制定确。

9）交付使用。试产合格后，进行设备交付。

4机械设计制造及自动化的发展前景

4.1机械设计制造及自动化模块方面的发展

随着当今时代机械生产的进步，模块化设计、机械设计和生产、自动化的适时发展变得越来越痛苦。机械自动化产品能够分成多种类别，由于机械自动化设备的用户界面在整体控制中起着至关重要性的作用。所以，在产品设计用户界面时，就需要充分考虑针对不同商品的各种类型和多种用户界面特点，要通过设置各种用户界面完成对机械自动化产品销售的连接任务，而模块化产品设计主要就是为适应这一特点而形成的。同时制造新开发商品也是一个很困难的事情，特别是在增加新商品产销量的情形下，就需要对产品设计单位作出规范化的产品设计。而机械自动化产品设计单位一般应该包含四个用户界面———主机用户界面、电器用户界面、环境用户界面、驱动用户界面等。在插接通用的情况下产品设计接口单元，这样一来就能够更快速的推动机械系统产品设计的进展。所以讲，模块化的产品设计能够极大程度的体现产品设计的优越性，在机械设备智能化制造的技术上发挥着重要的意义。

4.2机械设计制造及自动化数字化方面的发展

当今信息时代将是以计算机网络为中心的大数据处理信息时代，数字化技术将成为机械制造企业科技发展的最新趋向。将机械制造技术企业内部传输的信息进行数字化转换，并利用网络技术实现企业信息的传输，对当前数字化信息技术的处理将可以使企业科技能力和知识图像技术同时实现转化，对机械工程设计资料的收集、分类、重构和规划等数据将实现数字化处理，用于机械设计、制造和自动化的计算机技术将包括多媒体技术、数据库设计与应用以及对计算环境的虚拟化等，利用新时期下的网络数字化信息技术将进行新产业的设计、组织制造、重组等。数字化技术，主要是指机械制造信息技术和计算机科学技术之间的有机融合，中小企业也可以利用这一技术手段实现生产信息的，从而构建起了产业联合体系，在达到资源优势互补的技术基石上开发出机械生产，形成了自动化数字化趋势^[3]。

4.3机械设计制造及自动化绿色化方面的发展

工业化是人们高度文明的标志，不但为人们的日常生活提供了方便，给人们创造了经济繁荣发达的崭新时期，在人们大力发展国民经济的今天，人们赖以生存的自然环境因工业生产污水遭到了很严重的污染。人们在面临日益减少的自然资源之际，已经意识到唯有改变机械工业生产的技术才能使人们的生存得以提高。尽管当时社会的市场经济仍在高速发展，但是由于人们的传统观念已经接受了绿色环境保护观念的影响，因此各种各样的绿色产品也不断地被设计制造出，人们在机械工业制造生产的许多环节中都受不同程度的环境保护观点的影响，对产品设计初步的构思和设计过程，从产品设计的制作选材上、营销渠道以及售后服务处理等方面都反映了人们绿色环境保护的理念^[4]。

4.4机械设计制造及自动化智能化方面的发展

在机械设计、生产和自动化技术的发展中，相关从业者最为关注的便是智能的发展，由于目前社会智能问题已经十分明显，因此机械生产体系的合理设计是人机合一。智能系统的未来目标是可以像人类社会那样，能够通过在运行智能机械的同时进行多个智能任务，来最大化设备的智能。同时，在拥有了智能机械的协作帮助，人类专家的工作也会变得更加简单，而很多复杂的动作也就会显得比较简单，在一些方面，智能机械也会共享人类专家的部分大脑活动能力。在生产机械制造流程中，智慧系统也可对数据进行挖掘与大数据分析，对生产制造流程中的各种数据进行现场仿真分析，在出现生产错误时率先作出决策并纠正由此产生的错误。同时，智能机械自动化产品甚至可以具备充分的思考和判断能力，以控制为目标进行独立判断。

结束语

为促进工业生产，进行新型生产设备的研究非常重要，机械设备自动化生产技术的应用，能够促进生产效率的提升。作为一项新兴学科，机械设计制造及其自动化能够将不同的施工技术进行整合，能够提高机械设施的稳定性与安全性，通过智能化控制，达到增加生产效率的目的。自动化机械设备的设计研发的发展空间非常广阔，在未来的应用和研究中，还需要进一步融合前沿技术，促进机械制造，实现自动化发展。

参考文献：

[1]汪冰，王鹏飞.自动化机械设备研发设计及制造的要点分析[J].内燃机与配件，2020，(21):63-64.

[2]陈星宁.自动化机械设备设计研发与机械制造创新分析[J].农业技术与装备，2020，(10):63-64.

[3]孟丹.自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索[J].工程建设与设计，2020，(16):125-126.

[4]彭正博，高刚毅.自动化机械设备设计研发与机械制造思路研究[J].南方农机，2020，51(06):132-133.