机械设计制造及自动化的设计原则与发展方向

王斌

摘要：机械制造自动化模式可以通过计算机编程等方式，对加工目标实现加工的智能自动化操控，因此比起传统的机械制造方式来说，自动化机械制造可以保证更高的产品质量，并且大量减少加工时间。本文对机械设计制造及自动化的设计原则与发展方向进行了探究。

关键词：机械设计；制造自动化产品；发展方向

引言：

当今机械设计制造系统的自动化已经取得了很大的发展成效，在实际生产加工中，也已经得到了广泛应用，并且逐步替代了以为传统机械制造技术，比起以往传统的制造设计方式来说，机械制造自动化有着明显优势和良好的发展前景。此外机械制造自动化可以通过一套程序对成批的产品进行制造加工，因此可以保证产品规模性的质量达标，大大有助于提升企业的竞争力，并且由于可以解放大量人工劳动力，也减少了成本，增加了企业的经济利益。机械制造自动化模式往往具有实时监控、自动检测、警报、自我保护等功能，在生产过程中，如果出现过载、过流以及短路等情况时，可以自动进行保护，最大程度减少人员损伤以及产品或设备的损坏，保证制造加工的安全高效进行。？对于切实保证加工制造的高效性、安全性、精确性，有着十分重要的实践意义。

一、机械设计制造及自动化的设计原则

一是满足对机器的功能要求。任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的，都必须具有某种主要功能，不同的产品具有不同的主要功能。概而言之，都能对输入的物质、能量和信息（即所谓工业三大要素）进行某种处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。

二是利用先进技术不断创新。根据产品或系统的主功能不同，可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主，输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质系统（或产品）称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。

二、机械自动化系统的优点与效益？

一是生产能力和工作质量提高？

机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。

二是使用安全性和可靠性提高。

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身与设备事故，显著提高设备的使用安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，故障率降低，寿命得到了延长。

三是调整和维修方便，使用性能改善。机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化，并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥，系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序， 实现自动化最优化操作。

三、机械自动化发展方向研究

一是模块化。模块化管理属于某种细化工程项目，因为机械自动化产品与生产厂商之间存在严格的规范协议，尤其在产品开发环节中存在必要的机械节点、电气转交媒介与环境接口协调标准，根据复杂产品与单元匹配的必要规范体系分析，有关视觉和识别控制单元下的机械装置必须稳定规范样式。只有长期坚持此类标准，各式创新产品与连带生产规模才有机会放大。电气产品的标准化、规模化生产的确是既定流程下的细化要求，可以说模块单元的智能分划为后期自动化机械产业发展前程奠定雄厚适应基础。

二是微型化。机械自动化发展方向显然已经与微型工业规划指标相互贴合，根据先进国家微电子调试系统进行观察，涉及单位体积范围不足1立方厘米的机械产品样本绝不是极限状态，后期纳米制备结果才是王道。因为这类机械部件本身能耗数量小、运动灵活，对于军事、医疗事业有着广泛的适应能力，后期推广趋势已经再明显不过。但其发展流程中不免遭遇瓶颈限制，有关细致加工技术等内容尚且需要广泛挖掘。

三是生态化。工业化的发达样式赋予周边人民特殊的生活规则，在相对丰富的物质基础条件下，有关资源减少与生态系统失衡效应的矛盾状况一直是环境保护部门高度重视的现实性问题。因此，技术人员开始极力呼吁生态资源的保护思想，争取开发一系列绿色产品，将高能耗问题与环境污染隐患全部清除，争取迎合人类健康生活标准，稳固资源现实利用效率。机械自动化产品的绿色改造标准具有长远的发展优势，对于后期报废产品仍然能够满足改造要求，并借此稳固我国经济与环境的协调管理水准。

四、结论

综上，现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义，所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。应清醒地认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展，才是机械工业发展的唯一出路。

参考文献：

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