机械设计制造及其自动化的发展方向

机械设计制造及其自动化的发展方向

吴小丹

天津中车四方轨道车辆有限公司，天津市300409

摘要：机械化技术迅速发展，机械自动化产品为越来越多的企业和用户带来了可观的社会经济效益。对此，深入研究分析机械设计制造及其自动化，有利于为我国社会工业机械设计及自动化发展提供理论指导与帮助。

关键词：机械设计制造；自动化；发展方向

前言

随着工业发展水平的提高，对用于工业生产中的机械设备质量、性能有了更高的要求，并在保证生产高效性、安全性基础上，要求降低机械设备能耗。基于此，机械设计制造企业需要加速技术更新，以崭新的技术手段提高机械设计制造水平、升级自动化系统功能，从而满足现代工业发展对机械设备、产品的要求。因此，还需不断探索提高机械设计制造及其自动化水平的有效途径。

1 机械设计制造及其自动化优势

1.1 增加产值和提高设备利用率

源于大部分机械自动化产品的自动化信息处理、自动控制等功能，因此，其控制与检测灵敏度、准确度、范围等都能被大幅度提高，利用自动化控制系统能够准确地保证机械执行机构按预设要求进行运转，避免机械手主观因素干扰，达到最优作业效果及最优加工品质和高产品达标率。同时，由于自动化产品能够使工作自动化从而使工作效率得到进一步提升。

1.2 优化生产的安全性和可靠性

机械自动化产品通常具有自动监测、报警、诊断和保护等多种功能。在操作过程中出现过载、过电压、电流、短路等电力故障时能自动进行防护，可有效地防止和降低人员和设备意外，极大程度上提高设备使用的安全性，对于减少故障率及提高机械设备使用寿命具有实质意义。

1.3 优化生产模式

由于传统技术条件与工艺相对落后，机械设计制造中难以生产出性能高、功能完善的机械产品。而进入信息时代后，越来越多先进科技手段的应用，使机械设计制造技术水平大幅提高，生产模式也发生改变。如在机械产品设计制造中应用自动化技术革新生产模式，可以减少生产过程中人工控制，提高机械制造的精度与效率。

1.4易于调试和维护，提高使用性能

设备安装和调试过程中可根据用户要求和现场参数变化改变操作模式。该控制软件可以在不改动产品零部件情况下，以各种方式将其输入自动机械产品控制系统中。目前，机械自动化产品应用广泛，使用程序化、数码化方式，可以大幅度地减少操作按键、把手数量，从而大大简化使用过程。按照预先设定程序、机械自动化产品工作流程，通过电子控制系统，可以反复地完成整个操作。

2. 机械设计制造技术及自动化的特征

机械地设计与制造具有明显的优越性，是与科技相结合的，具有智能、先进的特点。利用科学技术和信息化技术，提高机械设备的生产效率、质量、缩短生产周期，确保信息技术的功能得以充分发挥。机械设计与自动化是以自动化为中心的，所以在设计过程中应注重自动化的设计，提高产品的品质，以确保满足现代社会的发展需要。机械设计与自动化结合目前的情形，已被广泛应用于机械工业。确保技术内容的高效处理，在提高生产效率的同时，还可以降低出错的频率。每一种信息技术都具有各自的功能，可以对所生产的产品进行精确定位，从而为机械设计和自动化的发展提供帮助。机械地设计和制造可以简化生产过程，避免了传统的机械作业带来的安全隐患，减少了生产的困难，并使工人可以进行相应的操作。将先进的信息技术运用于机械设计、制造和自动化，在运行时利用信息化技术设定作业命令，确保后续的生产工作。

3. 机械设计制造及其自动化的发展方向

3.1智能化发展

智能化是当今科学技术发展的一大潮流，它被广泛地应用于生产和制造领域，并在其他领域得到了广泛的应用。通过技术的运用，让机械和人之间产生了更深层次的互动，从而大大提高了生产和自动化的水平。在现代的机械制造过程中，智能具有反应和判断能力，并具备一定的决策能力。只要发出特定的命令，仪器就会根据自己的判断，做出高精度的产品，并保证产品的质量。智能化对人们的生产和生活都有很大的影响，随着智能技术的发展，自动化的生产将会越来越多。智能机床在进行生产的时候，会根据数据的发布，及时准确地进行纠正，从而实现产品的生产。在传统的智能机械化生产中，进行加工制造，往往要耗费大量的时间和精力，而在对生产数据进行分析和汇总的过程中，利用机械的智能化，可以解决这个问题，提高数据处理的效率，保证数据的准确性。总之，机械制造的智能化发展，对机械制造的发展起到了很大的促进作用，而且这种作用还会继续影响到生产。

3.2 坚持走科技化道路

科技是生产力的首要因素。在加强机械设计和自动化发展的同时，必须坚持科技是第一生产力，坚持科技化的发展方向。如果我们停止对科技的研究与发展，我们的机械设计与自动化将会停滞不前，无法与时俱进，甚至会被时代淘汰。通过科技手段的持续改进，可以推动我国的工业生产，实现工业大国的目标。因此，要利用科技手段，发展我国的机械化，使我们的生产力和质量得到持续的提升，从而为国家的社会和经济发展提供动力。

3.3微型化

20世纪80年代后期，机械自动化走向微观。国外被称作微电子机械，也就是微机自动化系统，是具有微米、纳米尺度，具有一定规模自动化机械产品。微机自动化产品具有体积小、能耗低、运动灵活等优点，在生物医学、军事、信息等领域具有无可替代优越性。微型机械发展制约着微型机械发展，而微型机械自动化生产则主要是通过光刻技术和蚀刻技术来实现。

3.4柔性化发展

为使机械设备性能得到优化，在设计制造环节还需不断引进先进的数控技术，增强数控系统的柔性。结合机械设备设计与生产需要，在数控系统的设计上应继续沿用模块化理念，其可以根据实际需求及时消除或增加某项功能模块，提升系统的可拓展性，从而更好地满足不同类型客户的个性化需求。同时，应用柔性化数控系统也可以提高群控系统的柔性，根据生产流程的实际需求设计控制程序，能够使数控系统功能最大程度发挥。

3.5高速、高精度、高效发展

任何类型的机械产品与设备设计在制造期间，其速度、效率、精度均是重点关注的技术指标。而随着现代科技发展，在提高自动化水平上有了更多手段，如利用高速芯片、带高分辨率绝对式检测元件交流数字伺服系统、智能芯片以及多控制系统等可以使自动化控制系统、设计软件、制造系统的功能更加完善，并且高效、精准的控制下，有效提高机械产品与设备的设计精度、制造效率。

3.6工艺复合性与多轴化发展

工业企业意在通过复合加工缩短生产时间、减少生产工序，使单位时间内生产出更多产品，创造更大效益。而复合加工则要结合多种自动化技术，需要保持自动化控制系统功能多系列、多轴化，因此，在未来应实现工艺复合性以及自动化控制功能多轴化。以数控技术为例，在机床上装夹一次工件后，可以自动完成换刀、主轴旋转，完成多道工序的加工任务。

结语

综上所述，通过对传统机械设计与机械自动化的对比分析，指出以自动化为特点的机械与传统机械在功能上存在着本质的不同。且随着机械自动化技术在各个领域的应用与发展，其优势也日益凸显。它具有多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源的特点，使人们的生活、生产越来越多样化。

参考文献

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