机械设计制造及其自动化的设计原则与发展趋势

宋玲

摘 要：随着近年来社会科学以及经济的发展，机械在制造以及自动化方面也取得了极大的发展和进步，在大大提升了企业生产力的同时，也实现了对企业产品在质量方面的有力保障。随着当今社会对工程和产品要求的多元化，机械设备的制造以及自动化也应该尽快更新，因此，对于机械制造行业而言，首要的任务就是实现自动化进程的显著加快。在对机械设备进行完善和改进的过程中，应该做到将当今先进的信息技术以及网络技术进行合理的应用，使智能化的趋势以及网络化的趋势在新型机械设备中得到良好發展。本文根据当今科技的发展需求，展开了对机械设计制造以及自动化设计原则及其发展趋势的研究。

关键词：机械设计制造 自动化 设计原则 发展趋势

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（c）-0086-02

对于机械的设计制造以及机械的自动化而言，最为基础的部分就是机械的设计和制造，其中进行了包括信息技术、网络技术以及计算机技术等多种技术的融合以及交叉使用。而就自动化这项技术而言，对它的设计应该从程序方面进行考虑，使其不仅仅局限于对简单的机械动作进行多次的重复，而是应该使机械自动化具有智能化的程序设计，实现系统对自身故障的诊断以及自我维护，进而能够在保障机械正常运转以免运行不良造成损失的同时也可以在很大程度上保证产品的质量以及生产的效率。

1 机械自动化的产生和概念阐述

机械自动化这一技术产生于20世纪20年代，该技术最先应用于机械制造的冷加工中，用来进行大批的生产。随着不断变化的市场需求，到了20世纪60年代，机械的制造业为了使自己对市场的反应能力变得更加快速、更加灵活，开始进行生产系统的可变性以及自动化的研究和设立，也就是利用计算机技术实现的柔性的自动化技术。从此，机械生产企业开始对一种新的操作机构进行设计和制造，利用科学的工具和手段，将通讯技术、电脑技术以及生化技术进行科学运用，来进行一项可以代替人工的自动化系统的设计。在机械运行过程中，制造系统不需要进行改变或者改变很小的前提下，不需要操作人员进行控制，就可以进行全自动的生产以及对自身的检测和维修。该设计可以有效实现对指令的科学检测、对信息的有效处理、对相应情况的合理判断与分析，进而实现比人工操作更高效的自动操作以及自动控制，并且可以实现由制造一种零件到制造另一种零件之间的自动转换。在保证生产质量的同时也大大提升了生产效率，节省了人力的消耗。

2 机械设计制造以及机械自动化设计的原则阐述

机械的设计和制造以及机械的自动化是一项对很多学科进行融合的技术，其设计的原则是以智能化、微型化以及模块化作为基础的，这样就更有利于解决一些现代企业生产过程中遇到的问题，像产品品质方面的问题、操作人员的安全问题、工作效率方面的问题等，这些问题在企业生产中都是至关重要的。因此，机械的设计和制造以及机械的自动化是解决这些问题的关键。

2.1 机械设计应该和机械的功能匹配

在机械的设计过程中，必须要注意机械设计的核心、重点以及内容都要和机械的功能可以做到良好的协调和匹配，对机械设备的工作需求从不同的方面加以满足。这样才能够在实际生产的过程中实现机械设备最大的利用效益，发挥最大的实用价值，对行业的发展有着良好的推动作用。

2.2 用技术来实现创新

在划分产品的时候，可以将机械工程以及机械自动化系统的功能作为重要的划分分类依据：

（1）动力机。这是一种以能量的输出为主体的机械，可以自主将人为输入的相关信息进行来源方面的准确的判断，对资源的成本进行合理分析，再将这些作为基础进行能量的合理输出。

（2）加工机。这是一种以搬运和加工物料为主体的机械，它有着较高的自动化的程度，通过前期对程序的设置、信息的输入以及较为详细的工作步骤，使设备可以实现对工程的自动加工，进而改变原有物质的形态以及位置。

（3）信息机。这是一种以信息处理为主体的机械，可以通过对信息的准确处理，实现让客户满意的效果。

2.3 对产品的品质加以提升

在传统的企业机械生产模式中，会需要大量的操作人员以及劳动力参与其中，控制产品的质量也是一件很难实现的事情，因此往往在人力、物力以及财力方面都产生了大量的消耗，使得生产的质量以及生产的效率都很难实现进一步的提升。通过机械的自动化设计以及应用，实现了对诸如此类问题的合理改善，通过机械自动化操作的规范化以及流程的标准化极大程度上保证了产品的质量以及精度，同时大大提升产品的生产效率，深得客户满意。同时，因为机械自动化的实现，投入产品生产中的操作人员以及劳动力大大减少，因为质量的保证也避免了物料资源的浪费，所以实现了人力、物力以及财力方面的进一步改善。由于自动化机械设备具有自主检测与维修的能力，所以也就大大降低了机械运行风险带造成的工期延误以及对操作人员的人身伤害。

2.4 操作更加方便

传统的机械设备往往有着十分庞大的体积，没有较为人性化的设计，机械有着十分复杂的操作过程以及很多的操作步骤，及其不利于工作人员对机械进行操作。这些缺陷的存在也就大大降低了产品的生产质量以及生产效率。因此，通过对机械设备进行自动化设计以及应用，实现了同一机械设备对不同操作功能的完美整合，不仅增加了机械设备的功能，同时也使机械设备的操作变得更加简单，而且设计更加趋于人性化，对工作人员的相关工作提供了很大的方便。

3 机械的设计和制造以及机械自动化的发展趋势

3.1 机械设计制造以及自动化朝着智能化的方向发展

机械的设计和制造以及机械自动化的设计和应用，使产品的质量以及产品的稳定性得到了进一步的提升，同时也大大提升了产品的生产效率，进而实现了在产品的品牌、服务等方面的全面提升，使产品的生产及其符合当今社会的发展需求，实现了设计与市场相协调、设计与社会相协调的良好发展。这使得机械的设计和制造以及机械的自动化在生产中将得到越来越广泛的应用。

3.2 机械设计制造以及自动化朝着微型化的方向发展

机械的设计和制造以及机械自动化的设计和应用，大大解决了传统机械因为体积庞大而带来的诸多不便，大大减小了机械体积所占用的空间，同时也有效减少了在机械制造中浪费的大量物料以及能量。除此之外，模块化也是机械自动化所要迈进的另一个大方向，可以有效解决产品安装难度大的问题，实现结构复杂产品的生产，解决设备标准不一的问题。因此，接口的单元是对此进行设计时应该考虑到的首要因素，这样就可以有效避免产品在生产以及安装过程中所遇到的问题造成的不必要损失。

3.3 机械设计制造以及机械自动化朝着绿色化的方向发展

对技术进行创新除了要提高生产水平之外，还有一个重要的目标就是节能环保。机械设计和制造以及机械的自动化设计和应用，在很大程度上节约了能源的消耗，这使得机械的自动化在实现企业生产水平显著提升的同时也实现了可持续发展的重要目标。实现了对能源的合理利用，对环境的有效保护，从而实现社会生态的良好效益。

3.4 机械设计制造以及机械自动化朝着网络化的方向发展

随着计算机技术的应用以及普及，使人们的生产和生活更加便利，因为机械的设计和制造以及机械的自动化将计算机技术融入其中，并使其得到强化的利用，实现了机械设备的一体化发展。随着网络技术的应用，机械在生产过程中实现了远程监控以及监视技术的管理方式，进而实现了对机械生产全过程的合理掌控。

3.5 机械设计制造以及机械自动化朝着光机电一体化的方向发展

所謂的光机电一体化，就是将光学技术、计算机技术以及电子技术在同一机械中进行有利的融合，进而实现产品产值方面的进一步提升。机械的设计和制造以及机械自动化的设计和应用过程中，采用对激光技术、光能的驱动技术以及传感检测的技术进行有效融合的方式，在实现保证产品质量的同时也实现了企业的进一步发展。对企业的发展以及社会经济的进步都起到良好的促进作用。

4 结语

随着机械自动化技术的普及和全面应用，企业的产品生产实现了质量以及效率方面的显著提升，有效减少了人员的利用量，避免了很多不必要的费用支出，同时也因为机械的体积减小，在实现节省空间的同时也节省了机械整体制造物料的消耗以及机械运行的能源消耗，进而起到节能环保的作用。机械的自动化可以让机械实现在运行过程中对自身性能的检测，能够及时发现问题及时进行维护，避免因运转失灵而延误产品的生产甚至危及工作人员安全，大大加强了企业生产的安全性。同时，因为当今正处于社会不断发展、科学技术不断进步、新的产品不断更新换代的重要时期，因此，在对技术进行应用的过程中，一定要保证应用最先进的科学技术，确保技术的领先也是确保企业生产质量的关键。因此，在进行机械设计与制造的时候，应该遵循相关的原则，做到设计制造与机械的功能协调一致，在保障企业生产质量以及生产效率的同时也对机械的安全性、环保性做到保障，使机械的设计和制造以及机械自动化的设计和应用可以完全符合当今时代的社会发展的相关需求，确保企业收益的显著提升。这样就可以在提升企业利益的同时有效促进社会经济的发展，实现社会经济以及社会生态科持续发展的宏伟目标。

参考文献

[1] 侯雪华.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技传播，2014，6（21）：106，114.

[2] 樊俊开.机械设计制造及其自动化的发展[J].电子技术与软件工程，2018（3）：152.