机械设计制造及其自动化的发展方向分析

段俊霞

摘要：由于经济建设的快速发展，我国在机械设计方面的研究也在不断进步，为人们的生活带来了十分便利的条件。在机械的设计制造方面也在随着科技的进步不断改进，其中自动化、智能化的技术正在慢慢成熟。随着我国的机械设计制造行业在自动化的方向不断发展，给我国的农业及工业带来了有利的影响，不仅仅提升了我国的生产效率。对于机械设计制造的自动化趋势发展也是在我国的教育事业中一门新颖且重要的专业学科，能集中各种技术于一体之中，进而高效的提升机械设施全方面的效率。因此本文就针对机械设计制造及其自动化的发展进行分析阐述。

Abstract： Due to the rapid development of economic construction， my country's research on mechanical design is also constantly progressing， which has brought very convenient conditions to people's lives. The design and manufacture of machinery is also constantly improving with the advancement of science and technology， among which automation and intelligent technology are slowly maturing. With the continuous development of my country's machinery design and manufacturing industry in the direction of automation， it has had a beneficial impact on my country's agriculture and industry， and has not only improved my country's production efficiency. The development of the automation trend of mechanical design and manufacturing is also a new and important professional discipline in my country's education industry， which can integrate various technologies into one， thereby effectively improving the efficiency of all aspects of mechanical facilities. Therefore， this article analyzes and elaborates on the development of mechanical design and manufacturing and its automation.

关键词：机械设计;机械制造;自动化发展;机械设计制造技术

Key words： mechanical design;mechanical manufacturing;automation development;mechanical design and manufacturing technology

中图分类号：TQ573+.8           文献标识码：A            文章编号：1674-957X（2021）17-0191-03

0  引言

我国的机械设计制造行业是我国经济来源的重要顶梁柱，不仅为我国的工业制造带来了强硬的技术支持，还整体提升了我国的生产产率。工业体系随着我国的机械设计制造在不断的完善着，但随着时代的快速发展，在工业体系中的要求也在不断改进，因此在机械设计制造中必须顺应时代的变化，朝着更先进的技术不断改进。传统的机械设计制造虽在劳动力的投入、劳动疲劳的减轻等方面得到了很有效的解决，但相应的也存在不足之处。如：用来生产的设备生产效率过低、能源消耗过大、有些设备还需要投入很庞大的人力资源维持正常运作等问题。特此在机械设计制造方面进行自动化、智能化的探索是十分重要的，近年来虽然我国机械设计制造行业对自动化技术的研究得到了不小的进步，但是相较于技术成熟的国家而言还是存在着一定的差异。因此本文就针对机械设计制作自动化中存在的问题以及涉及的技術和未来创新发展趋势进行阐述。

1  机械自动化设计研究背景

在机械设计制造中融入自动化技术是必须的发展趋势，这样能够很好的解决在农业及工业中存在的问题。特此对机械自动化设计的研究依据进行分析探究如下：

1.1 机械设计制造中存在的问题

虽然我国在近几年来不断投身研究机械自动化的设计中，已经收获到了不小的成就，但相应的也存在着一些问题。如：①机械自动化设计技术问题。在自动化的机械设计中存在着很大的不足之处，虽然能够实现机械自动化，却不能确保机械设备的生产产率以及质量。我国在机械制造方面的先进技术大多数都是从技术发达的国家引进的，很容易被国外的国家进行技术的封锁，这就致使技术方面有了局限性。②机械设备及装备的问题。在信息数据化的时代背景下，在机械设计方面也有着相应的先进技术诞生如：数控技术、智能化技术等，但是在机械设计中融入这些技术，对于从事相关行业的中小型企业来说在经济方面存在着一定的压力，因此有一部分企业仍然坚持使用老旧的手动操作设备来应用于机械设计制造中。这对于一些大型且专业化技术要求较高的设备来说，只要其出现故障则会对设备造成很大的损坏，还会对生产效率和生产质量造成影响，严重的还会对人员造成安全事故。③机械精密性过低的问题。零件作为组成机械设备的重要结构，若在零件的加工过程中精密性达不到标准要求这对制造出的机械设备而言是一种实质性的伤害。对于零件的加工时候工作人员处于的环境过于喧杂，且加工设备因长时间使用导致的老化等问题都会导致零件加工出现不良品。

1.2 机械设计制造及其自动化应用现状分析

对于自动化技术盛行的如今，机械设计制造中也在不断应用该项技术，来提升机械设备的性能，对于应用现状进行一下分析：①技术起步较为落后。我国对自动化技术的研究应用相较于其他国家而言处于一个较为落后的阶段。总的来说我国虽然在机械设计制造中只引用了一部分自动化技术并没有将自动化技术运用到生产过程中，但由于技术不成熟等问题产生了很大的局限性。除此之外对于一部分中小型企业而言技术水平的不全面、资金的不充足等问题导致自动化设备生产的质量过低。导致这些现状主要是由于自动化应用不广泛导致的。②技术人才的缺少。在机械设计制造中技术人员是十分重要的参与者，若一味的依赖设备进行生产很容易产生偏差。若在企业中技术人员不足会导致整个制造过程停滞不前。在机械设计制造中引入先进技术，这对于技术人员而言也是一种挑战，先进的技术无论是对于老练的技术人员还是新手都有着一定的困难，并需要大量的实操来进行熟练技术，这使得我国机械设计制造自动化技术及水平不能够得到很好的提升。

2  机械设计制造自动化的主要技术

2.1 计算机网络技术

对于机械自动化技术而言，大多数运行过程都是结合计算机进行搭建的。自动化技术从重心上来说就是以计算机技术为主要的核心，在进行机械设计时候，结合计算机技术通过软件来模拟测试机械设备的设计可行性及效能。从而降低资金的投入提升机械设备的性能。

2.2 机械技术

机械自动化设计制造从根本上离不开机械技术。机械的自动化生产和设备的性能、材料有着密不可言的关系，在进行机械设计时运用机械技术能够确保机械部件的运转和受力情况得到精准的设计，为制造出的机械设备的生产稳定性和安全性提供强有力保障。

2.3 自动化系统技术

机械设备的自动化技术是综合复杂性较高的技术，其融合了先进的技术和科学技术。机械自动化系统技术不仅对科技技术的创新很注重，还对机械设备的综合性能提升要求也是十分重视。自动化系统技术的运用能够有效的提升设备的效率，确保设备中的各个系统之间能够稳定的进行运作。

2.4 传感检测技术

传感检测技术就是对生产产品的信息自动采集并反馈到计算机中，再由工作人员进行操作，可实现远程操作。传感检测技术主要是由计算机系统、传感检测网络两部分构成。这一技术能够解决必须全程检测的局限性。

2.5 自动控制系统技术

机械设计制造及其自动化的研究不仅只限于朝着自动化的方向发展，还需要结合智能化技术来进行更精确的操控。自动控制系统技术是利用计算机系统在机械设备进行生产时候将产物的信息反馈到计算机系统中，再由计算机把收集到的信息整合传输，并通过显示器将生产状况展示给技术人员，若出现问题技术人员可以及时进行调整，保证生产产品的质量和效率。

综上所述的技术在实际的机械设计制造中的应用，如：在汽车制造行业可以利用这些技术实现精确的控制，确保每个步骤的精密性和安全系。自动化且高效率的进行汽车整体以及精密零件的设计制造。汽车轮轴是汽车的重要部位，若出现问题则会出现严重的安全事故。在汽车轮轴的设计制造时候加入这些技术能够确保轮轴的安全系数，品质得到很好的提升。

3  机械制造生产系统自动化探究

在生产设备中对生产系统进行自动化技术的应用能够实现（如图1）所示的自动生产过程。

如图1所示整个生产系统自动化是由：刀具自动化、加工自动化、装配自动化、检测自动化以及柔性制造系统所构成。其中①刀具自动化。在机械制造中刀具是核心装备，其在切割金属中是不可缺失的工具。无论是在任何工业生产制造中刀具都占有着十分重要的地位，能够高效且精确的进行对金属的切割。刀具自动化是指道祖在机械制造过程中自行进行选择、更换等，进而提升生产产品的质量;②加工自动化。加工自动化是在机械制造中实现加工循环和装卸工程零件自动化。整体上提升了工作的效率，也给加工过程带来了很大的便利性。加工自动化全面的减少了人力的投入和体力的消耗，且高效高速精确的进机械的加工，对于产量要求大的制造中加工自动化是不可缺失的一部分;③装配自动化。这一步骤实现了自动将零散的零件组装成完整的设备，这一过程一般设置在整个工艺的末尾。这一过程实现自动化提升了机械设备的质量，将生产效率最大化;④检测自动化。检测自动化是对生产产品的效率进行检测，改变传统的人工检测技术，更全面更精确的对各个细节进行检测，减少因人工检测出现的漏缺;⑤柔性制造系统。该系统将运输方式和加工装置相结合来实现生产大量的产品，其主要构成系统有柔性装配系统、柔性加工系统两部分。

4  机械设计制造自动化技术创新发展方向

4.1 结合现代化先进技术

现如今我国在各个方面的发展都十分迅猛，在机械设计制造及自动化技术中若将这些技术很好的融入其中就能使得机械设计制造自动化发展的更快速。现代化先进技术有：网络科技技术、高速数据技术，现代通信技术等，这些技术在机械设计自动化技术创新中都能充分发挥其的功能。如：①网络技术。机械设计制造自动化中能够通过网络来进行一些简单的观测制造过程和联通机械部件，除此之外若在机械设计制作自动化生产过程中出现设计不合理或系统故障等问题，并且技术人员不能及时的进行维修时候会造成生产效率大大降低并造成严重的经济财产损失。这时候网络技术就能发挥其作用实现远程操控，来对设备进行维修确保设备能够顺利运转，不出现停机状态。②现代通信技术。结合现代通信技术能够实时进行监控，减低机械运行时候出现的故障率，并能及时将问题所在之处精确的反馈给技术人员，这就能很好的完善机械设备的自动化系统。

4.2 结合电子设备创新方向

在機械设计制造自动化中机械设备和电子设备相结合实现机电一体化，是机械设计自动化的常规发展方向，和电子设别结合可以简单理解成进行硬件软件方面的升级。在机械设计制造自动化的背景下实现机电一体化操作，能很好的实现不用人工进行操作的想法，将机械设备和电子设备完美的融合并对设计制造过程实现良好的管控，进而形成智能自动化的电子设备控制机械设备体系。结合电子设备实现机电一体化的创新方向能够很好的诠释出智能化、自动化技术，是机械设计制造及自动化的必然发展趋势。

4.3 数字虚拟创新方向

现如今我国正处于大数据时代，数据能够很好的将数字中所蕴含的信息通过虚拟的形式生动形象的反映出来。因此在工业制造行业中进行数字虚拟技术的应用，能够将复杂的结构、图形等进行转变成虚拟的数据信息，还可以搭建数据虚拟模型便于操作人员分析。减少因人工设计及制造过程中的误差。

5  结束语

总体上来说机械设计制造及其自动化技术的发展对工业生产制造都会带来很大的益处，能在生产制造中减少人力及财力的投入，并且提升生产效能及质量。如今的自动化机械设计制作在安全性、可靠性、稳定性方面都有着很突出的效果，并结合了自动化技术增加了生产产率，因此在机械设计制作中朝着自动化方向发展是必须的创新途径。除此之外随着信息技术的不断进步，也可将其融入到机械设计制造自动化中，实现更精确的智能、自动化控制。

参考文献：

[1]李守盛，杜明果.机械设计制造及其自动化发展方向分析[J].中国管理信息化，2021，24（06）：109-110.

[2]李满雷，韩龙.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].冶金管理，2021（03）：38-39.

[3]王立昊.关于机械设计制造及其自动化的发展方向的探究[J].信息记录材料，2021，22（01）：225-226.