探讨机械设计制造及其自动化的发展方向

李知洋（西京学院,西安　710123）



探讨机械设计制造及其自动化的发展方向

李知洋
（西京学院,西安710123）

摘 要：本文主要分析了机械设计制造及其自动化的发展方向，阐述了一般性的设计原则，其中就满足对机器的功能要求与运用先进技术持续创新等内容进行了深入研究，结合本次研究本文关于机械的设计与制造及其自动化的发展趋势进行了详细的论述，其中包含了机电一体化、智能化、虚拟化等多个方面的内容。最终希望通过本文的分析研究，能够为机械的设计与制造及其未来的自动化指明方向。

关键词：机械；设计；制造；自动化

0　引言

现代机械由计算机当中的信息网络协调与控制部分所构成，其通常应用于对机械力、运动及能量流等相关机械系统当中。其同机械一体化的要求是相一致的，因而也可将现代机械理解为机电一体化。机械的设计与制造以及自动化的过程，是将机械与电子技术作为构成核心，采用多种技术学科互相渗透、结合所形成的，是目前所最新兴起并逐步发展并完善的一种边缘学科。因此就开展关于机械的设计制造及其自动化的发展研究，便具有十分重要的意义与作用，在下文之中笔者就其设计的原则、优点与效益等内容展开了详细的论述，并明确指出了其具体的发展趋势。

1　设计原则

1.1满足对机器的功能要求

企业在生产产品之时，必须要依据人们的某种实际需求而进行设计制造，其通常应当具备一些主要的功能，对于不同种类的产品而言，其所需要具备的主要功能性也有所不同。简而言之，对于所输入的物质、信息等内容能够通过相应的处理方式，进而输出相应能够满足人们相应需求的物质、信息等内容。因而，在机械设计制造以及自动化的系统当中，同样也需要具备有相应的主要功能，即对于所输入的物质或信息要素进行相应的处理，并将其能够转换为相应特性的物质内容。

1.2运用先进技术持续创新

依据产品或系统其主要功能性的差异，能够对于产品及其系统进行相应的分类处理。其中主要包括了以物料搬运、加工为主的的各类加工机械；以能量转换为主，通过输入一定的能量与信息，进而产生出各类能量的系统的机械被称之为动力机；以信息处理为主，将所输入的信息或能量，输出为某一种信息，例如各种仪器、计算机或传真机等办公机械。

对于主要功能性不同加工机器，其运行的方式也有所区别，因此也会产生出各类用途各异的机械设备。比如，进行金属切削的机床是依据工件同刀具间的相对运动，而所形成的切削作用原理开展工作的。因而，不同的工件与刀具运行方式的差异，也会导致机床用途的差异。因此也就表明机械自动化的发展前景十分宽广，采用先进的技术能够持续推动其创新发展。

2　发展趋势

我国于上个世纪的80年代才开始进行关于机械的设计制造，以及相关的自动化发展研究，在相关的研究工作开展过程当中取得了一些显著的科研成果，然而同以西方为主的发达国家相比，仍然存在较大的水平差距。而对于科学研究而言，不论其所研究的内容是什么，均需要由相应的基础性理论内容、技术与工程系统所构成。我国在机械的设计制造以及自动化法方面已经取得了较大的发展进步，然而相关的基础理论内容仍然存在许多的不足之处，因此在今后的发展道路上应当从以下几个方面入手。

2.1机电一体化

目前在一部分的工业生产过程当中机电的一体化已取得了十分显著的应用效果。其主要是通过在机械设计以及自动化的技术条件之上，运用机电一体化的指导原则，从而促使不同的机械设备同电子设备能够实现良好的结合，并产生出一个运用电子设备进行控制的机械，且其能够实现自动化与智能化的运行。在一定程度的层面上而言，机电一体化的本质即就是机械自动化的发展与延伸，对于一般性的机械产品而言必须走机械一体化的发展道路，才能够具备相应的机械工业发展空间，因而促使机电实现一体化，便是在当前技术环境下机械设计制造及自动化的必然发展趋势之一。

2.2智能化

智能化作为机械设计制造与自动化发展方向上的重要特征之一，也是将其同传统以往的机械设计制造进行区分的主要内容。目前，在大多数的机械设计制造及其自动化的过程当中，尽管智能化的特性也有一定程度的显示，然而还仍未能够达到相关的设计标准要求，因此也就更谈不上对于人力资源的解放，达成全面智能化的标准要求。然而，能够十分明确的是，智能化必然是机械设计制造及其自动化发展的重要方向之一，其终将会取代人力资源的成本要素，进行人为模拟化的产品设计与制造。

2.3虚拟化

当前在关于大量的机械设计与制造各环节当中，其中设计环节均是位于理论上的图纸设计当中，即就是对于产品在开展生产制造之前，相关的设计人员先行将其所设计的产品特性及功能在图纸之上表现出来，而后再通过对设计图纸的参考进行样品的生产，并最终在确认完全一致后方可进行规模化批量生产。采用此种设计制造方式，不但要耗费掉许多不必要的人力与物力支出，并且由于环节众多极易产生人为失误，而当前伴随着相关技术条件的不断发展，以及相关技术条件在机械的设计制造过程当中应用日趋成熟，在不久的将来必将能够实现对于产品的虚拟化设计，可直接性的运用专业机械设计与制造设备，将所需要进行设计的产品通过虚拟化的技术手段，对其进行相关的设计与检验。若通过检验所设计的产品仍然存在相关的问题，便可直接在系统当中进行修改、纠正，若经过检验不存在设计上的问题，则可以将相应的数据内容直接采录到生产系统当中，并开展相应的生产制造。

2.4网络化

目前在机械的设计制造与自动化应用过程当中，尽管通过运用网络技术对于机械的制造及生产过程实现了系统化的掌控，然而对生产过程的掌握却并未实现网络化。例如，在实际机械设备的设计制造与自动化应用过程当中，万一发生了设计或系统上的故障情况之时，致使正常的生产停滞，而此时相关的设计与维修技术人员又不在现场时，相关的生产工作便不得不停止进行运行，而必须要等到专业的技术维修人员到达现场，并完成修理后方可进行正常的生产工作，这将极大的影响到企业的生产工作效率。而今后，通过运用远程网络监控技术能够有效的实现机械的设计制造及自动化生产的网络化，即使其到时出现了相关的技术故障问题，也能够运用网络进行远程协助，从而极大的提高故障问题的解决效率，节省维修时间，为企业的日常生产活动赢得宝贵的时间成本，确保日常工作的顺利开展。

2.5绿色化

工业化的生产尽管在一定程度上显著的提升了整体社会的经济发展水平，同时促使人们的日常生活水平持续提升，然而其同样也存在一定的副作用，即对于环境产生了极大的破坏，严重的影响了人们的日常生活，并严重威胁到人们的身体健康。因而，在机械的设计制造以及自动化发展的过程当中，也应当将绿色化的理念列入到其发展的方向当中。相关的生产企业可以采用绿色的管理理念，将机械设备的生产制造所产生出的废水、大气污染排放物等有害环境的内容实行有效的控制措施，最大程度上降低因工业生产而对于环境所造成的破坏，减轻对人们日常生活所造成的干扰。

3　结束语

在机械设计制造及其自动化的发展方向当中，应当遵循满足对机器的功能要求，与运用先进技术持续创新的设计原则。自动化的机械设计与制造其具备了多功能、高质量、低能耗等显著的优秀特征，因此在机械的设计与制造环节当中，均应当将自动化作为核心关键。相关的机械设计与制造人员应当明白，在机械的设计与制造只有沿着自

动化的发展方向，才能够适应市场的需要，顺应时代趋势。因此其不仅需要充当好机械设计制造新技术的传播者，同时还应当努力成为新技术的创造者，从而为实现机械设计与制造的突破发展，做出更大的贡献。

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作者简介：李知洋，男，研究方向：机械设计制造及其自动化。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.032