机械设计制造及其自动化方向——机械设计制造及其自动化发展方向的研究

董慧哲

（东北石油大学，163318）

0 引言

我国机械自动化的使用在经历了数百年的的发展后，随着人们对于自动化的使用来代替人类手动操作的急切需要，机械自动化开始朝着一个很好的方向发展。因此，具有较高的性能价格比，已成为机械工程自动化系统发展的新方向。

1 机械自动化的产生及概念

机械自动化技术从上个世纪20 年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用，上世纪60 年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即计算机技术的柔性自动化。围绕人工，以生化、电脑、通讯等科学知识与应用工具的运用，进行设计来代替人工操作的机构。在制造系统不变或变化较小的情况下，使机器设备或生产管理过程通过无人干预的程序或指令自动进行检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种控制过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。

2 机械自动化的发展现状

目前，世界各国的机械自动化的实现，其中只有绝少的一部国家得到了较好的发展使用，大多数还处于操作阶段。经过工业的改革调整，形势的改变，机械自动化被越来越多的企业所认同，企业开始认识到自动化技术在机械制造中的重要性，在机械制造行业领域中的应用开始逐渐凸显。自动化的使用使我国的机械企业逐步摆脱了经济计划的束缚，走向全球化，开始跟上市场经济时代的步伐。从机械行业发展来看，除了传统工业领域，该行业将进一步向机光电一体化发展、网络化、智能化、环保化这样的新兴领域拓展。

3 机械自动化给企业带来有利条件，促进企业发展

机械自动化在工业生产中的使用体现出了多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源的特点，可不断满足人们生活和生产多元化需求，促进企业的快速发展。

3.1 工业生产劳动条件得到优化。机械自动化技术在工业中的大力实施，电子设备和机械设备的结合，摆脱了原本人工代替机械的状态，提高了工作效率，使产品产量批量化，减少员工劳动强度，缩短了生产时间，提高了产品精确度。

3.2 机械自动化的使用提高安全性、可靠性。机械自动化设备本身采用电子元器件，具有较高的灵敏度和可靠性。工作过程中遇到故障时，能自动采取保护措施，并及时发出警告，使管理人员能及时处理故障，减少人员或生产事故的发生，在一定程度上保证了人身安全。

3.3 机械自动化功能齐全，适用面积广。机械自动系统一般都具有自动控制、补偿、校验和调节功能并可自动保护等，能应用于不各个不同的行业领域当中以及不同的管理岗位及不同的生产线上，可满足生产上的需求，其应变能力较高。

3.4 控制企业成本，节约资源。机械自动化设备是通过低能耗驱动机构来完成加工产品的，在加工使用的过程中产品的精度高、能源耗用率低，其使用效果跟手工相比较，可节约设备的能源消耗率、用料少，减少了工业耗材废材、生产速度快，产品质量高，同时也降低了企业的成本控制。

4 我国机械自动化的发展方向

发展我国的机械自动化技术的是一个由低到高、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程，这就要工业企业结合生成实际从我国的具体国情出发实现机械自动化。当机械的操作采用自动化控制系统后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化，这也就出现了以下几个发展方向。

4.1 机电一体化，主要包括以下两个方面：一是利用微电子技术改变传统的生产体系产业，推进工业的技术进步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，其主要任务是促进机电一体产业的形成、提高我国的工业产业结构和产品结构，促进产品的更新换代。典型的机电一体化系统有：数控机床。

4.2 智能化，自动化是现代工业发展的重要手段和条件，是一个重要发展方向，机械自动化就是能循环执行的，智能化就是能判断条件的，智能化是在控制理论的基础上，吸收人工智能实现人与机器共同工作的人机系统，取代或是协助人类工作的工作。

4.3 多功能化及模块化，多功能化就是计算机系统所操作的机械设备所能处理的问题和领域越来越多，能应用于不各个不同的行业领域当中以及不同的管理岗位及不同的生产线上，应变能力较高。硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。

4.4 网络化，随着全球信息化的深入，机械自动化的发展将融入更多新技术，网络技术的兴起和飞速发展给科学技术将原来的散落的工作状态，落后的单机技术，通过联网，断口通信等技术改良，机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其他机床进行编程、设定、操作、运行。

4.5 微型化，随着机械硬件技术的发展，现在硬件的集成度越来越高，机械自动化向微观领域发展的趋势明显，计算机控制系统以及机械设备的体积就会越来越小。机械设备虽然缩小、但是其功能无一不全，生产技术反而会更加精确；同时也减少了企业工厂用地，节约了企业土地资源，原本放一台机械设备的场地可放两台甚至更多。

4.6 工业环保绿色化，由于我国目前处于经济发展的初级阶段，在发展机械自动化的同时注意到发展的环境，机械自动化在生产中势必要大量的用电，消耗了能源的同时，还会排出大量的气体等有害物质给我国的资源环境造成了污染，机械自动化产品的绿色化主要是指指利用废弃资源回收的各种产品，废渣综合利用，废液(水)综合利用，废气综合利用，废旧物资回收利用，实现工业环保，实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

5 结论

随着我国经济建设的快速发展，通过对目前机械自动化的状况来看，机械工业是为国民经济提供装备的基础工业，也将随着科学技术的发展而产生变化，我国制造业高速发展,拉动了制造业中应用自动化技术的需求，机械行业领域的发展都已经离不开自动化系统。机械自动化只有向新兴领域拓展，才能实现工业进步质的跨越式发展。

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