机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势

摘 要：现如今随着科学技术的快速发展，我国的机械设计制造及其自动化技术也愈加成熟，为了最大程度的满足产品的多元化需求，机械制造企业必须能够充分利用信息技术和网络技术，加快机械的自动化与智能化程度，不断提高产品精度和产品质量。本文将对机械设计制造及自动化的设计原则和发展趋势进行深入分析，希望可以不断提高我国的制造水平。

关键词：机械设计制造及其自动化;设计原则;发展趋势

在我国的工业制造领域，机械设备有着十分广泛的应用，机械设备的高度自动化与智能化，也推动了我国工业的快速发展。在信息技术高速发展的背景下，自动化技术不再仅仅局限于机械动作的简单重复，而是应该通过一定程序进一步提高机械的智能化水平，在机械设备出现问题时能够进行自我诊断与自我调节，最大程度的提高设备的机械性能，确保高质高量的完成生产任务。

1机械设计制造及其自动化的设计原则

1.1满足用户需求

任何机械设备的制造目的都是为了解放劳动生产力，可以为人们提供更加满意的服务。不同机械设备会因制造产品的不同具有不同的核心性能，例如吊车的最主要使用功能就是紧急救援和起重。所以人们在进行机械制造时一定要充分考虑用户的最终需求，确保机械设备能够最大程度的满足用户需求，在保证生产质量的基础上提高生产效率。

1.2操作便捷

传统的机械设备因为结构复杂，大多拥有复杂的操作流程，缺乏人性化设计。在自动化技术的支持下，机械设备功能实现了优化整合，使得机械设备的体型更加小巧，而且通过计算机技术与互联网技术，工作人员可以对机械设备进行可视化操作，极大程度的简化了操作难度，使得机械设备的操作更加便捷。

1.3提高产品质量

人工操作往往会存在着一定误差并且难以控制操作精度，这也导致产品质量会存在一定瑕疵。而机械自动化在设计之初，就以提高产品精度和质量为基本原则，通过稳定连续运行完成繁琐的流水线工作，真正将工人解放出来，能够为制造企业节省大量的人力成本。而且自动化的机械设备还可以通过操作系统对生产流程进行全程监控，可有效保证产品的生产精度，提高生产效率。

1.4充分利用先进技术

为了进一步提高机械设备的自动化和智能化水平，要求技术人员在进行自动化设计时必须能够充分利用现有的先进技术，最大程度的保证设备系统的稳定运行，同时提高设备的人性化功能。例如，可以结合用户的具体需求，对设备的形状和结构进行优化调整，降低设备的操作难度，提高设备的运行速度。

2机械制造及其自动化的发展现状

2.1机械制造工艺

机械设备制造工艺能在一定程度上决定产品质量。提升机械自动化水平的重要途径就是改善原有机械的制造工艺、推进新型加工方法的应用。现如今西方发达国家已经投入大量精力用于新型加工方法的研究，激光加工技术、复合加工技术、电磁加工技术等一系列具有高科技含量的生产技术应运而生，这也极大程度的提高了機械制造及其自动化的设计水平。但是就我国目前的机械制造工艺来说，由于缺乏对新型工艺的关注力度，新工艺的研发后力不足，高科技制造工艺的普及率也相对较低，这也在一定程度上导致我国机械制造水平与世界发达国家仍存在一定差距，制约了制造业的发展。

2.2机械自动化技术

西方发达国家的工业制造水平经过多年积累，已经形成了完善的体系和理论，机械设备制造的集成化程度和智能化程度也相对成熟，柔性制造系统以及数控机床技术已经广泛应用于国外的工业企业中，但是我国的机械动化水平还停留在刚性自动化与单机自动化的发展阶段，虽然也有一些大型企业引进了柔性制造系统和单元，极大程度的提高了机械自动化的柔性技术应用范围，但是与世界发达国家相比，仍存在着很大差距。

3机械制造及其自动化的发展趋势

3.1微型化

微型化是机械自动化的主要发展方向之一。在纳米技术的支持下，机械设备的体积将会更加小巧，这可极大的降低制造企业的生产成本，并且提高机械设备的灵活度，促使机械设备的安装更加简单。将纳米技术应用在机械设备制造中，也可以在一定程度上提高设备的精度和性能。除此之外，随着机械设备的微型化发展，功能集成的模块化也将是设备的发展方向，这种功能集成的模块化设备将主要用于生产结构复杂、精度较高的工业产品。现如今不同的机械设备制造厂家所生产出来的机械设备型号不一，缺乏统一的对接标准，所以在未来的发展过程中，制造企业必须要强调对接口单元的设计，确保不同厂家所生产出的机械设备能够进行有效兼容，模块化发展将为机械设计制造提供更加便捷的条件，有助于促进整个行业的共同发展。

3.2网络化

现如今网络技术已经充分应用在各行各业中，所以为了进一步提高机械制造自动化水平，就必须实现网络技术与自动化技术的有机结合，这也是机电设备一体化发展的必然趋势。在网络技术的支持下，通过监视技术和远程控制技术可以对机械制造的全过程进行管理和控制，这可以从根本上改变人们的生产方式，将他们从繁重的工作岗位中解放出来，而且通过监控系统和网络信息系统来了解生产线的实际生产情况，这可极大的降低工业企业的人工成本。

3.3智能化

应用价值是机械自动化技术的核心，自动化技术一定要结合企业的客观条件和实际需求，帮助企业创造出更大的经济利益。所以在网络技术的支持下，机械自动化技术更要侧重于向智能化方向发展，对现有的制造技术进行创新与改革，能够充分运用现有技术进行人工智能模拟，使机械设备能够具备自动编程和人机对话功能，并赋予设备一定的判断能力，以此来提高设备的智能控制程度。

3.4节能化

随着能源的日渐短缺，机械设备必须要朝向绿色节能的方向发展，最大程度的降低对能源的依赖，高度吻合国家的绿色发展理念。这也就要求技术人员必须对机械制造技术进行深入改革，从源头上降低制造设备的能源消耗量。节能化发展是机械制造全流程的创新，从制造材料入手、到生产制造、产品包装、产品销售等一系列流程全部实现绿色创新，同时提高产品的回收利用价值，真正实现资源的优化配置。

3.5光机电一体化

光机电一体化技术主要是指计算机技术、光学技术与微电子技术的有机结合，光机电一体化技术可有效提高机械产品的附加价值，将激光技术、传感检测技术、光能驱动技术充分应用在机械设备中，也可有效提高机械设备的自动化和智能化程度，提高设备的制造精度。

3.6提高安全性

为了最大程度的保障安全生产，就必须要提高机械设备的安全系数。因此技术人员要不断提高机械设备自我判断能力，能够做到自动判断故障等级，并发出不同的状态警报，同时在机械设备出现故障时能够做到立即断电，并自动采取有效措施进行处理，真正实现无人操作。

综上所述，现如今我国的机械设计制造水平与世界发达国家相比仍旧存在一定差距，一些设备在应用过程中仍旧存在着生产效率低、人工强度大、产品质量存在缺陷等问题，这就要求技术人员必须要加快对机械制造的深入研究，进一步提高机械制造业的自动化和智能化程度，将原有设备朝向更加智能、更加集约、更加环保、更加高效的方向发展。但是目前我国的机械设计水平相对落后，新型机械制造工艺和加工方法尚未得到大范围的普及和应用，这也需要有关部门必须强化机械自动化的改革力度，推动我国机械制造水平的不断进步

参考文献：

[1]何楠. 机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J]. 山东工业技术，2016（07）：148-149.

[2]李嫚. 信息技术背景下机械设计制造及其自动化研究[J]. 数字技术与应用，2018，36（12）：69+71.

作者简介：

司雷（1982.05-），男，汉，江苏徐州，高级工程师，本科，单位：山东新港模板工程技术股份有限公司，研究方向：机械设计。

（山东新港模板工程技术股份有限公司，山东 临沂 276013）