机械设计制造及自动化的发展研究

谭天瑞

摘要： 机械设计制造及自动化的发展，与传统的机械设计制造有着十分显著的差异性，即实现了自动化与智能化。从对机械设计制造及自动化的特点着手，分析了机械自动化系统在实际生产中的具体应用，并指出了机械设计制造及自动化的未来发展方向。

关键词： 机械设计；机械制造；机械自动化

引言：本文从对机械设计制造及自动化的特点着手，分析机械自动化系统在实际生产中的具体应用，并指出了机械设计制造及自动化的未来发展方向。

1 机械设计制造及自动化的特点及现状优势

1.1 机械设计制造及自动化的特点

机械设计制造方面的发展，不但极大地减小了相关工作人员的工作压力，同时也在很大程度上实现了对机械设计制造的精准性与效率水平的全面提升，机械设备的生产效率和性能水平有了大幅度的提高。机械设备制造与自动化是基于现代化科学技术发展所新产生出的一种时代产物，是通过将多种现代化高新技术的有机结合所产生出的一种具有更加典型性系统化、智能化及高度精细化的技术手段。基于对此项技术手段的充分运用，能够促使传统机械设计制造所面临着的产能不足、效率低下问题得以迎刃而解，并由此使得机械设计制造能够更加有效地满足于现代工业发展对生产力提升所提出的新要求。

1.2 机械设计制造及自动化的现状优势

1.2.1 机械设计制造及其自动化优势

随着机械制造业逐渐向自动化发展，机械设计制造及其自动化在解放劳动力的基础上实现了设备的自动生产，在对智能化设备设定科学的配比参数后，加工的产品更为精确，这样不仅降低了生产成本，同时也增加了经济收益。在生产过程中，机械伤人的事件屡见不鲜，在发生较为严重的人身伤害事故后，机械设备发生故障，对机械设备进行检修大多是根据自身经验进行的，无法全面科学的对设备的隐患进行排查。机械设计制造及其自动化不仅能够自动对设备进行检测，同时在生产过程可以进行自我保护及诊断，这样保证了设备的运行寿命。

1.2.2 机械设计制造及其自动化发展现状

在我国，随着经济的的快速发展，科技水平不断提高，制造行业、科学界乃至国家逐渐意识到机械设计制造及其自动化的发展前景广阔，在很多领域急需机械设备和技术的革新，例如：航空航天研发、国防科研等。随着机械设计制造及其自动化设备和技术的推进，越来越多的企业意识到了机械设计制造及其自动化所创造出的经济效益和社会价值。自动化的发展能够加快机械设计制造业水平的迅速提升，在推动机械设计制造及其自动化快速发展的同时，助力其它领域的发展。

2 机械自动化系统在实际生产中的应用

2.1 锅炉汽包水位控制

2.1.1 单冲量控制系统

做汽包水位控制方式即针对给水途径采取有效控制。单冲量即为汽包水位，在此方面的控制系统主要是在蒸汽负荷明显增大之时，因假水位的存在控制器应避免扩大给水量，而应关小控制阀开度，降低给水量。在假水位消失后，蒸汽量扩大，送水量便会下降，水位剧烈波动，较易出现事故危险。因而针对停留时间短、负荷波动大的状况，系统较难有效适应，水位难以得到有效保障。但是在小型锅炉中，因水分在汽包内停留时间较长，蒸汽负荷发生改变之时，假水位情况并不突出，安装一定的联锁报警系统，便可有效确保操作过程的安全性。如果所控制的对象汽包液位出现了下降情况，检测变送器采用的是的压差式，此时检测的压力也会变小，从而影响到检测信号，使其变小。给定量与检测量会存在偏差，并且检测量会小于给定量，通过对二者进行比较从而将其传输到调节器。调节气阀由于压力降低，开度打开从而使水量增加，水量增加则导致锅炉内部汽包液位上升，回到原有的平衡位置，从而实现自动控制。如果汽包液位上升，检测变送器的类型依然是压差式的，此时检测到的会增大并且检测信号造成影响，使信号增大。给定量与检测量之间会存在差异，并且是前者要大于后者，通过对二者进行比较后将其传输到调节器。膜头输入压力会减小，水量此时就会相应的减少，从而使锅炉内部汽液位降低，回到原有的平衡位置从而达成自动控制目标。此种调节方式的优点体现在，系统结构比较简单，汽包容量较大，水位受扰动反应较慢，适用于虚假水位不严重的场合。此动作对于锅炉流量平衡而言是不正确的，在过程开始的时候就扩大了蒸气流量与给水流动波动幅度，使进出流量不平衡增大。

2.1.2 冷却器控制方案

以氨冷却器控制冷却剂流量控制方案为例，其原理即为借助于对传热面积的改变，来实现对传热速度的控制。采取这一种控制方案能够实现对冷量的充分应用，且有助于保持良好的稳定性，同时对于压缩机入口压力也不会造成不当影响[1]。然而这一种控制方案在灵活性上相对较差，蒸发空间无法得到有效保障，较易导致气氨带液并致使压缩机受损。对此，可选用对物料出口温度及液位实施串级控制的方案，应用这一种方案，能够实现对液位上限值的有限限制，确保蒸发空间充足。

3 机械设计制造及自动化发展方向

3.1 机电一体化

机电一体化发展方向是目前机械设计制造及其自动化发展的一个主流趋势，可被视作是对技术系统的升級。目前，在部分工业生产领域内机电一体化技术已经得到了十分广泛性的应用，且效果十分显著[2]。机电一体化是基于原本的机械设计制造与自动化技术基础上，利用机电一体化理论，来促使各种类型的机械与电子设备可被组合起来，并产生出一项通过电子控制的机械系统，可实现自动化与智能化的运行。甚至可以说机电一体化便是对机械设计制造及其自动化技术的进一步发展，因而，机电一体化发展必将是未来机械设计制造及其自动化技术发展的主要目标方向。

3.2 微型化

机械设计制造与自动化系统也越来越朝向微型化的趋势所发展。以微电子机械系统为代表，其尺寸通常在1cm3以下，甚至还不断向着微米、纳米等更加微型化的级别所发展[3]。微型机械自动化产品具有能耗低、体积小、运动灵活等众多优势特性，目前多被用于信息、军事、医疗等领域当中。微型机械自动化发展所面临的主要问题即为技术不够成熟，产品加工需用到精细加工技术，主要包括了蚀刻与光刻两种技术手段。

3.3 智能化

智能化是机械设计制造与自动化技术所具备的一项关键性特征，同时也是机械设计制造自动化与智能化和传统机械设计制造的根本差异所在[4]。目前，在机械设计制造及其自动化技术领域内，智能化的特征表现的越来越明显，但仍未能够满足于设计标准要求，距离对人力资源的解放还有很长的一段路要走。然而，能够基本确定的一点是，智能化即为机械设计制造与自动化发展的一项主流趋势，在未来必将会实现机械设计制造的完全智能化，将人力资源彻底解放出来，自动实现对机械的设计、制造与生产。

结束语：

总而言之，机械设计制造及自动化发展是提高工业生产能力与效率的重要措施方法，随着当前相关科学技术手段的快速化发展以及有关工业技术的持续促进影响，机械设计制造与自动化取得了较大的发展成就，被广泛的应用在了工业生产领域中，与此同时也呈现出了机电一体化、微型化、智能化、网络化、虚拟化、绿色化等发展趋势。

参考文献

[1]杨业淼.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用分析[J].农家参谋，2017（08）：90.

[2]李知洋.探讨机械设计制造及其自动化的发展方向[J].山东工业技术，2016（03）：39+37.

[3]苏义.基于现代化的机械装配自动化应用及发展研究[J].电子测试，2015（10）：36-37.

[4]黄甫年.自动化技术在机械制造中的应用与发展研究[J].科技风，2014（16）：93.