关于机械设计制造及其自动化发展的研究

刘春朝

（中铁电气化局集团有限公司北京　100036）

关于机械设计制造及其自动化发展的研究

刘春朝

（中铁电气化局集团有限公司北京100036）

由于科技的进步，机械设计呈现出繁杂化的发展特征，其种类更多、结构更复杂。在这样的情况下，机械设计制造中应用了大量的自动化技术。自动化技术的应用推动机械设计制造朝着动态化的方向发展，需求模式也发生了巨大转变，更加侧重于高效节能。本文立足当前机械设计制造发展实际，对其自动化发展方向进行了简要阐述。

机械设计制造；自动化；发展方向

前言

机械设计制造一般指的就是通过分析机械原理、结构、零件尺寸等，得出计算结果，并将其转化为较为具体的描述，指导产品制作[1]。结合近年来机械设计制造迅速发展的形势来看，其发展的主要推动力在于系统科学以及信息技术的进步。在当前机械设计制造水准不断提高、理论持续扩展的基础上，机械制造更关注新技术和新设备的开发，自动化是其未来发展的总趋势。

1　机械设计制造及自动化发展原则

1.1采用新技术，不断创新

一般来讲，不同产品的性能和系统是不一样的，因此，在产品开发出来之后，将不同种类分别投入市场，观察市场的接纳情况和消费者的反应，若效果良好，说明此项产品值得继续研究和大力推广。对于受到大众青睐的产品，应对其受欢迎的原因进行全面分析，并积极应用新技术持续开发，同时，还要将原料都处理好，以便提高产品质量。对于机械设备来讲，技术含量与功能是成正比的，因此，技术开发与应用是改善产品性能的主要途径之一。自动化系统具有多种功能，不仅可以对数据进行分析，还能够指定机械产品的功能。

1.2以功能要求为导向

产品性能不同，其制造设备通常也不一样[2]。结合当前的市场行情来讲，一般用户对于机械产品的需求数量都比较小，所以，批量小是机械产品生产的基本特征。功能差异是不同产品之间必然存在的，其对设备的功能形成了挑战。所以，机械设计制造及自动化发展必须以设备为基础。现代化技术在机械设备中的应用，提高了机械的灵活性和使用效率[3]。产品需要经过设计和制造的过程，在这个过程中，需将内部结构进行有效结合，才能使产品尽可能的满足使用要求。

2　自动化系统优势分析

2.1高效

自动化技术在生产过程中的应用，使得失误和错误的发生率大为降低，控制变得更加容易和简单。自动化系统能够显著提高生产效率，对于错误根源也可以及时发现，有助于实现有效的控制。自动化控制系统能够保障设备遵循设计流程运作，同时，模拟仿真技术的应用，使得生产环节和流程得到优化。机械自动化的优势在于其在保障操作实现自动化的同时，还可以确保产品质量满足规定要求。另外，在生产过程中应用的计算机技术，可以实现编程修改，有助于开发和生产多样产品。所以，借助自动化技术，产品更新周期会更短。机械设计制造及其自动化如图1所示。

图1　机械设计制造及其自动化

2.2便捷

信息技术在自动化系统中的应用，使得在生产过程中能够依据需要对设备进行调试，确保最终产品可以很好的满足现实需求。同时，这样的调控无需拆除部件，只需输入控制系统即可实现，非常便利。存储能力是自动化产品的基本能力，将型号存入设备，使用时将执行程度调出，能够确保自动化生产的正常进行。检测技术能够实现自动化的事故修复，稳定性得到了保障。另外，电子技术的应用，使得多数机械的开关数量大为减少，操作更为方便。由于工作内容是提前预定的，所以，系统可以实现自动的转换、循环，还可以根据控制对象，对产品进行自动调整。

2.3安全

自动化系统在保障设备安全、稳定方面，具有十分显著的优势。对于生产设备来讲，安全是必须要考虑的因素，因此，应尽量排除生产过程中的隐患。自动化系统能够实现危险情况预防控制，对于安全生产意义重大[4]。由于各个环节都设置了相应的监控设施，所以，对于设备生产过程中出现的故障和意外，系统能够进行自动的诊断并及时发出警报。在设备使用的过程中，一旦发生短路或者过压等问题，系统能够在切断电路的同时，实现工作模式的调整，对于降低事故危害、保障设备正常运转的积极作用十分明显。自动化设备中包含了大量的电子元件，这些元件可以对部分可动构件起到替代作用，降低了出现事故的几率，生产过程中的安全隐患大为降低，安全生产有了可靠保障。

3　机械设计制造自动化发展方向的探讨

3.1绿色化、生态化

随着环境条件的改变，当前的人们对于环境保护的重要性有了新的认识，环境影响经济已经是大众的普遍认知。在这样的背景下，人们对于生态、绿色、节能、环保等新兴理念极为关注，机械制造也受到了一定的影响。绿色设计在机械设计制造中主要体现在尽可能的利用资源获取绿色产品设计。因此，新时期的机械设计制造，除了要保障产品的功能与成本之外，还要使其符合环保的基本要求，重视其环境属性。一般意义上的绿色产品，指的就是既能够满足性能要求，也符合低损害要求的产品。可持续发展观要求经济发展走生态之路，因此，机械设计制造中也要对生态化、绿色化给予重视。从另一方面来讲，机械设计制造的生态化不仅可以起到节能环保的作用，还可以在一定程度上提升产品的市场竞争力。

3.2系统化

对于当前的机械设计制造来说，其中的逻辑性更高。将产品视作一个完整的整体，并利用计算机技术，能够协调人与自然界的关系。系统化指的是把系统细化为子系统，并积极应用现代技术与方法，协调各个子系统，以促进系统化的顺利实现。传统设计模式下，采取的是静态分析，依据主要是经验，动态化与定量设计均无法使用，与当今的要求存在一定的距离。功能设计一般在随机动态下进行，因此，定量化、系统化将是机械设计制造未来的发展趋势之一。

3.3智能化

3.4微型化与模块化

自动化产品具有体积小、使用灵活的显著特征，备受用户青睐，在市场中处于非常重要的地位。这些产品被称为微电子机械，其发展方向是微米级、纳米级。所以，伴随着相关技术的进步，自动化产品将朝着微型化的方向发展。自动化机械种类繁杂，开发过程中的需求也各不相同，但共同点是均需要利用标准单元。就当前来讲，由于生产高效的引导作用，产品单元正在朝着模块化的方向快速发展。

4　结束语

在机械设计制造发展的过程中，需要不断总结经验、加强改进。在改进的过程中，新技术的应用是一个十分重要的方面。产品制造需要兼顾成本和效率，因此，自动化技术的应用是机械制造业发展的必然趋势。自动化系统具有高效、便捷、安全等明显优势，在推动机械制造发展方面功不可没。

计算机技术对时代的影响力毋庸置疑，其推动了各项技术的革新。CAD技术以计算机应用为基础，推动了设计工作水平和效率的显著提升。在未来的发展中，人工智能与CAD技术将会实现更为高效的结合，将会大大提升CAD系统的创造力，设计的智能化程度也会更高。另外，得益于现代机械在集成性以及智能性方面的优势，CAD技术与人工智能等现代技术的结合，将使得计算机的功能更为“强大”。以其为基础建设的整体模型，能够描述产品工况，再加上智能化处理，产品设计将会得到更好的优化。

[1]柳景亮.现代机械设计理论与方法最新进展[J].河北农机，2015（7）：53～ 54.

[2]赵文增.机械设计加工中应注意的问题及对策探讨[J].科技致富向导，2015（17）：232.

[3]程锦锋.探析当前机械设计加工过程中存在的问题及其对策[J].课程教育研究，2015（10）：218.

[4]于文博.机械设计制造及其自动化的发展趋势研究[J].山东工业技术，2015（14）：271.

TH122

A

1673-0038（2015）50-0115-02

2015-11-14

刘春朝（1976-），男，工程师，本科，从事城市轨道交通供电系统施工管理工作。