机械设计制造及其自动化的发展方向分析

白剑森

摘要：各行各业的现代化发展之路始于运用自动化技术进行改革升级并行的。随着现代化规模生产的要求不断升级，传统的机械设计制造需要改进，将智能化、模块化、网络化结合到机械制造领域，生产机械自动化生产下的产品。机械设计制造和自动化技术具有多功能化、高可靠性、节省能源、节能降耗等优势，完全可以满足当前社会现代化建设需求。

关键词：机械制造;自动化技术;智能制造

0  引言

技术装备在机械技术、微电子技术、自动化技术、过控技术等技术的应用中进行了不断的创新和应用。采用自动化智能化控制已经成为机械设计制造和自动化今后的发展方向。

1  机械设计制造与自动化发展背景

近年来随着技术的不断创新和发展，自动化技术与机械设备设计结合，将传统的手工制造技术加以替代。劳动工人在技术革命中面临转型升级的压力，必须成为电脑操控能手。自动化模式大大提升了企业的生产效率，同时也保证产品的质量。在未来自动化技术将拥有无限发展可能。以传统机械制造发展现状，传统的机械制造需要使用大量的劳动力，在进行生产过程中，每一个环节依靠人工进行操控，环节较多的系统就容易发生误差，而且人的劳动力有限，随着劳动时间的增加，劳动效效率会不断下降，使得生产力不断降低。

传统的机械设计进行精细的产品的生产，过程中由于受到人为干扰因素等，因此无法达到现代化施工技艺要求，人为操控影响因素如人工操作、人工设计，导致设计制造出来的产品和不合格率较高。机械设计和制造机自动化技术、多种学科结合，形势下受到新兴技术冲击，机械设计传统的方法已经不能适应未来的企业生存和发展需求，更高质量、更可靠、更低耗的系统目标在优化组织结构后，形成了新的技术模式，取代了传统的机械设计制造。自动化系统中大量的传感器、计算机技术、信息技术、编程技术应用，为机械设计和制造提供了更先进的支持力量。

2  机械设计和制造自动化技术优势分析

机械自动化系统是一个集合了机电一体化技术和产品的综合概念，从设计到制造，均要满足先进技术和产品要求。

①当前采用机械设计和制造自动化，从系统角度上讲，运用微电子技术、电子、电力系统、接口技术、信息软件、编程技术等，对组织结构必须不断优化设计，不同的机械产品均能按照产品要求进行运行，产品从输入端到输出，完成了功能的完美呈现。注重产品功能布局，严格按照设计要求生产制造过程进行生产，是机械设计自动化技术的优势。

②机械设计和自动化技术利用先进技术不断创新，可以完成从物料输入到加工处理运输全过程的操控。系统和数据信息处理。系统运行下能够完成高效率、高精准的生产流程、完善的执行机构，通过合理的布置流程，不受主观因素影响，达到最佳的技术运行效率[1]。一般自动化技术在机械产品生产过程中，还拥有自动诊断、自动监控和报警功能。自动化技术保护措施，降低了事故发生率。尤其是在操作中过载和短路问题，随着自动化技术水平的提高能够被预先得知，运用自动化技术，将机械设备生产的安全性能大幅度提升，也提高了自动化机械产品的使用寿命。例如以能量转换为主的电动机、内燃机可进行数据、图像等的读取，通过仪器仪表自动化运行，完成机械制造运营。

3  机械设计和制造自动化应用

在工业等领域，针对不同功能的加工机构，可以设计构成不同用途的机械。例如金属切削机床根据工件和刀具相对运动产生其切削作用。通过工艺变量控制，在操作要求不变的情况，对产品的质量起到重要作用。机械设计和制造自动化技术可以同时运用使用功能和安全管控，满足生产过程中需要的数据设计和机械自动化，系统运行，数据的准确性要求，采用先进的技术，进行功能和技术的优化，各种加工的机械化设备能够进行能量的转换，进行能源转换、处理数据信息。完成数据信息的高速传输。如双重量控制系统，进行蒸汽负荷的扰动控制，根據蒸汽流量进行校正，给水位的控制动作及时改善品质，引入蒸汽流量信号，采用前馈控制加单回路反馈控制负荷控制系统。前馈控制和串级控制形成复合控制系统，采用正作用控制原理，使用仪表较少，达到物料平衡。

随着计算机科技的不断发展，使得自动化在机械工程设计中占据了越来越重要的地位。在进行机械工程设计之前，就需要进行自动化设计任务，设计依据是用户的订货量，市场需要的是新颖的科学研发结果，而相关设计部门就应当适当应用市场情报以及多种技术来制定方案，对方案进行对比，发现其中的利与弊，与此同时，要做好同用户以及经营部门的共同商讨工作。拟定最为合理的机械设计自动化运行目标，这些工作对于新型的设计也是极为重要的，自动化要明确机械设计的总体规划：①对机械设计进行工艺性的核查，系统驱动零件生产加工更加便捷，降低制造成本。②对机械设计标准进行核查，确保每一个零件的组成要素、公差配合、零件尺寸，热处理的标准以及条件和通用的零件等达到规定的标准。设计图纸进行核对确保安装运行后安全生产。

4  机械设计制造和自动化发技术展方向

机械设计和自动化技术运用下的机械设备充分体现出技术空间的开发功能的强大，先进的技术为智能化机械制造发展提供了支持。

①随着社会效益和经济效益的提升，机械设计和制造自动化有了雄厚的资金予以支持，传统的电子产品将逐步被替代，自动监测报警、自动诊断和保护效率，效果将大幅度提升。多种功能的生产系统，满足节能降耗的要求，实现智能化发展。智能技术在控制理论和人工智能，统筹学、计算机科学等基础上建立起来的自动化技术发展方向，对人类智能进行模拟能够具有独有的推理逻辑思维和独立决策，思维能够替代人类完成智能的机械自动化产品生产[2]。

②模块化的生产是机械自动化产品又一大特点，未来发展是包括电源接口、环境接口、机械自动化产品单元将形成一个复杂而完美的系统。装置将集中、智能化、自动化视觉、图像处理、识别和测距自动化等先进技术，称为典型的机械自动化设备，微型化的整体模式，采用微电子机械系统，形成微米和纳米级的自动化产品，在微机电系统自动驱动下采用精细加工技术，实现了产品的超密度，例如蚀刻技术和光刻技术的完成。

③机械自动化产品拥有的信息自动处理和自动控制功能，能够精确保证机械的执行机构，不受人为主观因素的影响，达到最佳的工作质量和产品合格率，数控机床加工稳定性和生产效率远远高于普通机床的数倍，柔性制造系统机床储量减少50%以上，缩短生产周期可以达到40%以上。通过自动化技术采用电子元器件，减少机械产品的磨损，达到更高的可靠性和敏感性，而且便于维修和调整，使用性能进一步改善。如监控功能能够采用程序控制和数字显示，直观地进行自动化工作，高级的机械自动化产品可以通过被控对象的数学模型和外界参数的变化进行最佳工作程序的随机设定，实现自动化最优化操控[3]。

5  结语

机械设计和制造已经迎来自动化技术革命，信息处理技术、自动化技术、字符驱动技术、接口技术和精密机械技术等先进技术的应用将实现制造业大发展。机械设计和自动化制造是一门具有自身体系的新型学科，其在未来发展中还将被赋予新的内容。作为一项群体技术融合的综合性技术，机械设计和自动化技术不仅仅是人和手以及肢体的延伸，也是头脑的延伸，是最具智能化特征的技术。

参考文献：

[1]丁传信.现代机械设计和机械制造相关技术探讨[J].南方农机，2019，50（24）：147.

[2]郦杨骞.浅谈机械制造工艺中的合理化机械设计[J].中国战略新兴产业，2020（2）：128.

[3]刘鹏.自动化机械设备设计研发与机械制造思路探索[J].建筑工程技术与设计，2019（36）：691.