机械设计制造及其自动化的发展方向

贵州机电职业技术学院 邓小芳 高锐

设计制造与自动化是对各类工业设备和机电产品从设计、制造、运行控制到整个生产全过程进行科学研究的综合性技术。随着机械的发展，现代的技术也越来越发达，电脑的出现，让机械发生了翻天覆地的变化。机械正由传统转向智能，智能机械主要体现在诸如集成电路之类的自动化控制领域。电脑的应用也使机械更精密，更一体化，这是现代高科技机械的一个重要特征。本文重点对当前机械设计和自动化领域中遇到的瓶颈和今后的发展趋势进行分析，希望可以为相关人员提供一定的帮助，促进机械设计制造及其自动化能够得到更好的发展[1]。机械制造技术创新是其发展的动力和技术基础。机械制造与自动化产生至今，历经数十年的发展，已形成规模与技术基础，已是国内最大的行业。特别是在自主研发和创新能力上，整个行业的技术水平都有了长足的进步。目前，我国在发展、引进和应用现代机械制造技术的同时，还面临着许多问题。

1 机械设计制造技术及自动化的特征

机械地设计与制造具有明显的优越性，是与科技相结合的，具有智能、先进的特点。利用科学技术和信息化技术，提高机械设备的生产效率、质量、缩短生产周期，确保信息技术的功能得以充分发挥。机械设计与自动化是以自动化为中心的，所以在设计过程中应注重自动化的设计，提高产品的品质，以确保满足现代社会的发展需要。机械设计与自动化结合目前的情形，已被广泛应用于机械工业。确保技术内容的高效处理，在提高生产效率的同时，还可以降低出错的频率。每一种信息技术都具有各自的功能，可以对所生产的产品进行精确定位，从而为机械设计和自动化的发展提供帮助[2]。机械地设计和制造可以简化生产过程，避免了传统的机械作业带来的安全隐患，减少了生产的困难，并使工人可以进行相应的操作。将先进的信息技术运用于机械设计、制造和自动化，在运行时利用信息化技术设定作业命令，确保后续的生产工作。

2 分析机械设计制造自动化信息技术的作用

首先，它可以自行调节和修补。机械地设计和自动化生产采用了电脑技术，可以根据需要进行测试，方便地进行产品的生产。在调试过程中遇到的问题可以通过电脑进行自动修正，不需要拆卸机械进行检查，保证机械可以正常工作。每一台机械都具有自动储存功能，所以在机械设计和生产中，采用云存储技术，可以确保机械出现故障后，可以按照储存的内容进行维修，也可以让机械自动恢复储存的内容。为了确保更好地保存资料，加快设备的运行速度，可以预先设定作业模式，降低机械制造流程，节省人力、物力，确保未来能达到自动化生产的目的；其次是对加工信息的自动调节，与传统的机械设计生产相比，可以实现对加工信息的自动化控制[3]，提高产品的精准度和自动化程度，机械设计与手工的生产相比，定位精度更高，零件的误差也更小，使用起来也更方便。在自动化生产过程中，可以降低误差，确保产品的品质达到要求。

3 机械设计自动化、智能化具有的优势

3.1 机械设计制造及其自动化的应用能使设备的养护维修更加方便

由于机械设计与制造的自动化，其具体的操作都是通过某些程序来实现的。所以，在进行安装和调试时，也要进行个性化的设计，以达到顾客的满意。一旦出现故障，立刻进行维修，一般不需要更换零件，只需要修改一下程序就可以了，这就体现出了机械的设计和自动化的自动检测能力。

3.2 提高工作效率和质量

机械设计、制造和自动化虽然是一门综合学科，但并不是一件容易的事情。针对实际情况，采用不同的技术手段，将会影响到机械设计生产。从机械自动化的角度来看，这与传统的机械制造、陈旧的生产观念是完全不同的。机械设计与自动化技术的一个优势在于它能从根本上对复杂的工艺进行优化，降低了机械地操作上手的困难，使机械地设计和生产流程得到了极大的简化，同时也节省了大量的人力[4]。例如，数十年来，汽车业一直在追求自动化。汽车厂商都开始采用协同式的机械人，这种机械人通常更小，更灵活，而且能随操作人员在工厂中部署。此外，该行业界也想拓展3D 打印机的应用领域。像福特和宝马这样的企业行业厂商都在与3D 打印机生产商进行技术上的直接合作。在将来，公司也会使用虚拟现实技术和增强现实技术，以解决生产问题。和其他很多厂商一样，汽车业也想从工业4.0 中得到最大的好处，因为在这个领域里，“联网”的机械和操作人员可以互相交流。

3.3 更高的工作稳定性和可靠性

在产品设计过程中，企业首先要设计出符合客户需求的图纸，然后再根据图纸生产，通过数控技术、信息处理技术等技术，最终生产出符合客户需求的产品。自动化技术的应用，使得机械的运行更趋智能化，能够更好地实现我们的生产活动。因此，在机械设计与制造的发展中，必须明确其发展趋势与方向。

3.4 确保生产安全，精简生产流程

在传统的企业中，企业只关注于提高生产效率，而没有引进先进的机械设备，从而无法有效地促进企业的后期生产和加工工作，从而影响工作人员的生命健康安全，不能有效提高企业经济发展效益，严重影响企业生产水平。所以，要不断地加大对机械设计、制造、自动化等的投入，才能有效地改善企业的生产安全，并不断地简化企业的生产过程，从而推动企业的各项生产活动得以正常、有序地进行。（1）在机械设备的自动化生产中，每一个生产环节都由电子元器件来控制，一旦发生了质量和安全问题，这些电子元器件就会自动地保护和检测出问题的部件，从而保证整个生产流程的安全性以及设备的安全性。（2）在传统的机械加工工艺中，只使用传统的手工操作，其生产过程比较复杂，不但会加重工作人员的工作负担，而且无法促进后期的机械加工工作的有序进行，还会造成各种机械加工的质量和安全问题。因此，要逐步改变传统的生产工艺，使企业的机械生产、加工制造工作更高效、更科学，从而不断地提升企业的整体生产效率，同时也可以有效地减轻员工的工作压力。比如，在企业的实际发展和建设中，不能只关注人员的增长，而要在科技上持续加大投资，加大对机械的设计、制造和自动化等方面的投入，以促使企业的后期生产工作能正常有序进行，防止在后期工作中出现各种问题。

4 机械设计制造及其自动化的发展方向

4.1 实现发展智能化

实现发展的智能化是当今机械设计与自动化发展的一个重要特征。在我国，随着电子、信息技术、科学技术的迅速发展和普及，对机械自动化地要求日益提高[5]。推动机械设计与自动化的发展，既能提升企业的生产效率，又能节省资金，改善产品的品质，增强企业的市场竞争力。智能化的经营模式，能够更好地适应当今社会的发展趋势。加强我国机械设计与自动化技术的发展，可以使生产操作更加简便、快速，缩短了生产的时间，简化了生产流程，降低了生产误差，增加了安全。

4.2 坚持走科技化道路

科技是生产力的首要因素。在加强机械设计和自动化发展的同时，必须坚持科技是第一生产力，坚持科技化的发展方向。如果我们停止对科技的研究与发展，我们的机械设计与自动化将会停滞不前，无法与时俱进，甚至会被时代淘汰。通过科技手段的持续改进，可以推动我国的工业生产，实现工业大国的目标。因此，要利用科技手段，发展我国的机械化，使我们的生产力和质量得到持续的提升，从而为国家的社会和经济发展提供动力。

4.3 全面应用数字化技术

数字技术能够将图像、声音、视频等多种信息整合起来，并将其转换为数字信息，从而为生产提供相关的数据。应用数字技术发展机械设计与制造的自动化，能有效地改善产品的质量。应用数字技术，可以实现对工业产品的仿真试验，并能生产出更多的样品。应用数字技术推动工业机械的设计制造和自动化的发展，能够推动各种信息的相互转换，从而使生产流程更加简单，使产品的生产效率和质量得到进一步的提升[6]。

4.4 智能化发展

智能化是当今科学技术发展的一大潮流，它被广泛地应用于生产和制造领域，并在其他领域得到了广泛的应用。通过技术的运用，让机械和人之间产生了更深层次的互动，从而大大提高了生产和自动化的水平。在现代的机械制造过程中，智能具有反应和判断能力，并具备一定的决策能力。只要发出特定的命令，仪器就会根据自己的判断，做出高精度的产品，并保证产品的质量。智能化对人们的生产和生活都有很大的影响，随着智能技术的发展，自动化的生产将会越来越多。智能机床在进行生产的时候，会根据数据的发布，及时准确地进行纠正，从而实现产品的生产。在传统的智能机械化生产中，进行加工制造，往往要耗费大量的时间和精力，而在对生产数据进行分析和汇总的过程中，利用机械的智能化，可以解决这个问题，提高数据处理的效率，保证数据的准确性。总之，机械制造的智能化发展，对机械制造的发展起到了很大的促进作用，而且这种作用还会继续影响到生产。

4.5 虚拟数字化

在当今信息时代，机械设计生产的虚拟数字成为必然的发展趋势。在机械设计中，最重要的工作首先是进行理论图纸的设计，以往的手工绘图大多采用手工绘图，但手工绘图的问题比较多，最大的问题就是误差太大。然后运用电脑技术，使绘图的虚拟数字化得以全面地提升工作的效能与品质[6]。

4.6 技术先进性更加明显

首先，从机械自动化技术的发展来看，制造技术的重要性将更为突出，特别是在机械自动化技术方面，应根据社会的实际情况和条件，采用适当的技术，保证自动化工作的顺利进行，从而提高技术水平和成本效益[7]。其次，为了实现低成本的自动化，在确保建立一个良好的技术发展周期的前提下，机械化技术的发展将会降低。机械自动化技术不是单纯地制造一台机械，它是以机械为主体的，因此，将电子信息技术、自动控制理论、微型技术等技术有机地结合起来，使其成为一种辅助技术，提高其在实际应用中的应用价值。此外，还应加强对现有技术的改造，并将其他先进技术与整体系统的服务功能进行优化。

4.7 精细化发展方向

从当前的市场发展趋势来看，制造厂商的核心竞争力已由“量”转为“质”，产品的精确度有待进一步提高。相对于传统的机械制造，目前我国机械制造业已脱离了既定的批量生产范畴，在经济实力和科研力量的支撑下，机械制造业逐步走上了一个垂直发展的道路，其重点是如何有效地提高机械零件的精度，制定科学、有序的操作方式，为自动化的发展提供可靠的数据依据。以CNC 工具为例，就其实际应用而言，其技术研究趋向于具有较高的精度和较强的功能。

5 机械设计制造及其自动化应用

5.1 柔性自动化技术应用

柔性自动化技术在实际应用中，采用的是将计算机控制系统与机械制造生产线连接起来，通过微机控制系统，把机械制造生产线上的各种数据输入到流水线中，通过自动控制，从而达到相当高的自动化水平。在柔性自动化技术的实践中，要使柔性自动化技术在机械制造业中得到有效地运用，必须根据实际情况，对自动控制系统进行编程，并对数据进行准确的输入，避免因数据的输入而导致重大的安全事故。

5.2 集成自动化技术应用

集成自动化技术是指根据不同的需要，通过不断地优化机械生产的规范和结构，并与现代科学技术相结合，逐渐发展起来的一项自动化技术[8]。与单一的自动化技术相比，集成自动化技术具有明显的优越性，即将大量的信息进行高共享，并对不同的信息进行分析、对比，最终选出高精度的加工工艺，以提高产品的使用效率，提高产品在实际应用中的工艺水平，提高产品的加工精度。与其他技术相比较，集成自动化技术已在国内的机械设计与制造领域得到了广泛的应用，它具有较强的技术优越性，可以有效地提高机械设计和生产的准确性和生产效率。

6 结语

总之，机械设计制造与自动化技术的发展，促进了现代工业的发展，促进了社会生产的发展，提高了生产的生产效率和质量，但在当今的社会和经济发展中，由于市场竞争的加剧，对机械设计制造和自动化的需求也越来越大，为了适应制造业的发展，机械设计制造和自动化的发展需要，逐步实现生产控制的网络化，使机械设计的虚拟化，使产品的设计、制造、维修等过程达到绿色，从而达到持续的生产效益。

引用

[1] 傅方波.机械设计制造及其自动化的发展方向探究[J].硅谷,2014(4):4+5.

[2] 张金海,尹小平.谈机械设计制造及其自动化的发展方向[J].内江科技,2020,41(3):103+106.

[3] 李国强.关于机械设计制造及其自动化的发展方向探究[J].善天下,2019(20):119-120.

[4] 王帅旗,方召.机械设计制造及其自动化发展方向解析[J].内燃机与配件,2022(4):215-217.

[5] 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(1):225-226.

[6] 郭水根,俞骏.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].内燃机与配件,2018(9):129-130.

[7] 古培俊.现代机械制造工艺和精密加工技术分析[J].南方农机,2021,52(7):126-127.

[8] 吴秋梅.现代化机械设计制造工艺及精密加工技术探讨[J].时代汽车,2020(23):136-137.