机械设计制造及其自动化的设计及发展

机械设计制造及其自动化的设计及发展

陈明

南京奥特自动化有限公司

摘要：机械设计制造及其自动化是当前工业发展体系中至关重要的基础技术之一，对创新、丰富机械设计制造形式和方法等具有重要意义，也是构建现代化工业生产与发展体系的强大基石。在机械设计制造及自动化行业的不断发展进程中，实现了与通信、计算机等技术的有效融合，在生产的安全性、高效性上有了重要的突破，更好地实现了提升工业生产的质量和体量。因此，将系统性地介绍机械设计制造及其自动化的设计特点，并详细分析其技术发展的重要方向。

关键词：机械设计制造；自动化；设计；发展

引言：

随着社会科技与经济的飞速发展，传统的机械制造行业也迎来了重要的技术革新与创造，可以实现耐久度更高、精密度更佳的加工制造，更好地满足了现代化工业生产制造的应用需求，在工业、国防等领域中扮演着重要角色。机械设计制造及自动化行业发展起步较晚，还存在着设计技术不完善等薄弱环节，在不断实现融合、创新的过程中，机械设计制造及自动化积极与网技术结合在一起形成了更加现代化的发展与应用，有效提升机械加工行业的世界竞争力。

一、机械设计制造及其自动化的设计特点概述

（一）功能用途广泛

机械设计制造及其自动化技术所能应用的行业范围十分广阔，包括工业、医疗、农业和军事等，所有涉及机械及机电设备的行业，都需要积极推进机械设计制造及其自动化的技术发展与更新，技术人员在实现系统设计的过程中,需要充分考虑机械及机电设备在使用过程中所承担的重要核心功能，加强设备转换与应用的实用价值，对其生产体系形成更加全面细致的把握。在机械设计制造过程中，技术人员需要能够根据生产线路的运行数据信息了解机械设备的优缺点，并结合其创新设计的需求进行针对性的调整优化，积极借助行业的新技术和新理念提升机械及机电设备的产品质量和生产效率，不断提升现代化机械设计制造及其自动化的行业竞争力。

（二）智能技术发展

尽管我国在机械设计制造及其自动化领域的技术研究起步较晚，但庞大的市场驱动仍然为行业技术研发带来了重要的革新力量，特别是在和不同的先进技术实现融合与发展的过程中，技术人员能够更好的关注机械及机电设备的应用需求并实现功能及性能的提高，构成了具有智能化、网络化和模块化特点的现代化机械及机电设备。在技术人员进行机械及机电设备进行产品的生产加工设计的过程中，会涉及对原有产品设备形态和性能的改变，如数控机床，另外还包含了不同能量来源的有效转换，如水轮机和电动机等，这些机械化设备承担着极为重要的现代化设计与生产应用功能，也是技术人员在形成创新设计是需要重点考虑的功能要点。

（三）操作应用简便

机械设计制造及其自动化所形成的机械及机电设备具有更强的自控功能，在其应用操作上更加的简便高效，这也是机械自动化设备能够快速替代传统机械设备的重要优势。技术人员在进行机械设计制造的过程中，更需要关注对设备体型规模和操作步骤的有效控制，利用自动化技术实现不同功能、技术的整合，机械及机电设备只需要简单地进行数据信息的采集、分析即可完成相应的响应。创新性和实用性是机械设计，制造及其自动化技术发展的重要动力，只有技术人员不断实现设计创新和技术融合，才能够真正实现机械设计制造的现代化发展，对传统机械生产制造的缺点不断进行完善和提高。

二、机械设计制造及其自动化的重要技术发展

（一）机电一体化发展

机电一体化是机械设计制造及自动化的重要发展方向，也是真正实现机械技术与电子技术充分融合的有效途径。机电一体化的形成依托于多项技术的支撑，也是现代化工业发展的必然趋势，机电一体化系统目前已有较为广泛的应用，如数控机床、电控汽车等。机电一体化的发展更好地实现了对电子信息技术的有效利用，并联通数据库形成了有效驱动，这对探索和推进机电一体化系统的设计、生产等具有重要意义。机电一体化系统中包含有传感装置、处理装置和机械设备等，在和不同的传感系、能源系统结合的过程中，构成了更加现代化的机电一体化体系。如在以半导体技术为基础的机电一体化发展体系当中，形成了更加精密化的机械设计制造，这也是微机电发展的重要方向，能够在实现自动化控制的同时，进一步提升其集成化水平，构成了更加丰富的自动化控制体系[1]。值得注意的是，机电一体化产品在设计制造过程中需要充分考虑到其机械结构的防静电需求，重视线路当中静电电流对电子元件产生的运行损伤，充分保障系统响应的灵敏度和精准度。

图1：机电一体化工程设计的流程

（二）模块化发展

在机械制造逐渐向复杂化、精细化方向发展的大背景下，技术人员也在积极探索运用模块化设计的思路来简化机械设计制造的时间成本、技术成本，通过性能模块划分的方式将复杂的设计流程转变为单元式的设计结构。在机械设计制造的过程中，技术人员只需要根据产品的目的、规格进行基本的功能分析，并结合其功能需求确定所涉及的模块类型，同步建立功能模块与生产模块，形成更加简便、高效的设计流程。模块化的机械设计制造及自动化更有利于节约其设计、制造的成本，许多模块的功能完善、设计清晰，在多个模块的接口对接上也更加简便，对提升机械产品的实用性具有重要的推动意义

[2]。技术人员在完成产品的功能模块分析、设计后，还需要做好全模块的统筹和分析，并应用编码的设计思路实现全模块管理，为后续的试制、投产提供了更加详细、全面的技术性论证。

图2：机械设计制造及自动化的模块化设计流程

（三）智能化发展

将机械设计制造及自动化和人工智能技术结合在一起形成了全新的机械设备控制理论认知，能够有效实现利用机械设备模拟人类智能实现一系列复杂、缜密的思维与决策，这对提升机械系统的自动化控制水平具有重要意义。机械设计制造及自动化的智能化发展需要以计算机技术、运筹学等领域的专业知识为基础，并在实际生产、应用的过程中反复进行论证调试，确保机械自控的稳定性与可靠性[3]。另外，在机械设计制造过程中搭载不同的软件芯片可以形成差异化的功能需求，这对丰富机械设计制造系统的层次性有重要的推动作用，更有利于构建具有更高容错率、冗余度的双向逻辑思维体系。

（四）微型化发展

在电子层面实现机械设计制造及其自动化所构成的微机械自动化系统对实现精细化生产具有重要意义，特别是在一些微米、纳米级别的微机械自动化生产对推动现代化工业生产带来了可靠主力，但这也对微电子机械设计制造的技术提出了更高的要求。现代化微电子机械系统的迅猛发展，需要有更加成熟的机械器件能够完成微观尺寸上的特殊材料加工，而在这种微观环境下所产生的材料物理积极和特性等都可能出现较大的转变，实际设计与制造的研发周期更长、成本投资更大[4]。在当前微电子机械设计制造及其自动化发展的过程当中，可以利用虚拟设计的方式构成其完整的体系结构，从元件库中选择对应的机械元件实现虚拟组装与运行测试，明确其部件装配和基本功能后可以建立可靠的理论模型，这对缩短其研发周期和提升成功率等都具有极大的推动作用。

（五）网络化发展

在计算机网络技术快速发展的大背景下，更多的工业生产体系当中也引入了计算机网络技术，更好地实现了提升机械设计制造及其自动化的生产效率和产品质量。技术人员在实现机械设计制造的过程当中，可以利用数字技术更好地实现整合与分析，正在信息处理的效率上具有独特的优势，也是大数据技术赋予的重要支持[5]。传统的机械设计制造及其自动化主要是依靠通信信息的传输与分析来实现有效控制，在其系统稳定性和工作效率上存在一定的限制，网络化的发展则更好的解决了这一问题，通过数字化的转化真正实现了将机械系统与网络系统的连接，特别是在数据资料的收集分析和加工处理过程中可以更好地节约管理成本，直接通过网络系统将数据信息统一交由服务器处理后再传回到各个终端设备当中，运行效率得到了明显的提高。

（六）节能化发展

节能环保是当前工业社会的重要发展趋势，也是实现有效资源节约的必然要求。传统的工业生产制造模式尽管能够极大的推动经济进步和社会发展，但对自然及生态环境等造成了一定的破坏，所消耗的自然资源体量巨大，与当前可持续性发展的战略要求相违背。依靠现代化技术支持的机械设计制造及其自动化更加关注在其生产与应用过程当中的能耗控制，也是当前市场发展的重要需求[6]。目前，我国在机电产品的绿色发展领域当中给予了重要的政策支持，如在退役汽车零部件的回收与再利用方面有许多税收优惠，更多的大型车企也愿意投产汽车发动机零件在制造生产线，运用新型的数控加工和模块化工艺技术助力实现对金属资源、塑料资源等的回收利用。

三、结束语

总之，机械设计制造及自动化技术是重要的工业发展基础，深入到了工业、国防、农业、医疗等多领域中都有广泛应用，且在技术上、经济上都扮演着重要角色。在机械设计制造及自动化行业不断发展的进程中，实现了与网络技术、通信技术、管理科学等方面的有效融合，在完成设计制造组织的过程中可以通过数字化和模块化的方式予以实现，且其产品体积和操作性能等方面都有了明显的提升，特别是在微电子机械领域中实现了重要的研究和突破，极大地推动了机械设计制造产业的现代化发展。

参考文献：

[1]张晓鹏.机械设计制造及其自动化在现代企业中的发展分析[J].科技创新与生产力,2023,44(07):15-16+19.

[2]赵志勇,韩芳.机电一体化技术的系统设计及在机械设计制造中的应用方向[J].造纸装备及材料,2023,52(06):113-115.

[3]张子彪.智能制造背景下机械设计制造及其自动化技术发展趋势分析[J].大众标准化,2023(11):140-142.

[4]吴明川.自动化技术在机械设计制造中的要点与数控技术的应用[J].数字技术与应用,2023,41(05):102-104.

[5]陈永虎,高刚毅,鄢发东.智能制造背景下纺织机械设计制造及自动化技术的发展趋势浅析[J].化纤与纺织技术,2023,52(02):128-130.

[6]王成成.现代数字化设计制造技术在机械设计制造上的实践研究[J].河北农机,2023(01):82-84.