機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向研究

聶 勤

（湖南人文科技學(xué)院能源與機(jī)電工程學(xué)院,湖南 婁底 417000）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向研究

聶 勤

（湖南人文科技學(xué)院能源與機(jī)電工程學(xué)院,湖南 婁底 417000）

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一門融多種技術(shù)為一體的新興綜合型學(xué)科，其最為明顯的特征是自動(dòng)化，自動(dòng)化能增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性，使機(jī)械設(shè)備智能化和人性化。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展?jié)摿薮?，發(fā)展空間廣闊，這對(duì)人類的生產(chǎn)發(fā)展具有跨時(shí)代意義。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化 ；發(fā)展 ；方向

1 機(jī)械自動(dòng)化的概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是一門在不斷探索中發(fā)展起來的新興學(xué)科, 這門學(xué)科融合了多種技術(shù)進(jìn)行控制，因而能保證機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)量更優(yōu)，功能更強(qiáng)，其可靠性和穩(wěn)定性也相應(yīng)增強(qiáng)，使現(xiàn)代機(jī)械擁有智能化和人性化特征，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了技術(shù)性的革命, 這是傳統(tǒng)機(jī)械無法企及的。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化由于其潛力巨大 ，有廣闊的發(fā)展前景，因此還會(huì)不斷完善。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

（1）提高生產(chǎn)效率。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，使得精準(zhǔn)生產(chǎn)得以實(shí)施。利用自動(dòng)化技術(shù)控制機(jī)械運(yùn)作，生產(chǎn)效率得到提升，人力運(yùn)作的強(qiáng)度和時(shí)間相應(yīng)減少，節(jié)約人工成本，產(chǎn)品的產(chǎn)出量增加，同時(shí)降低生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的危害對(duì)人體的影響。利用相關(guān)技術(shù)手段比如信息處理技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等實(shí)施生產(chǎn)，使機(jī)械運(yùn)作更加人性化和智能化，在生產(chǎn)方式優(yōu)化、勞動(dòng)力減少的前提下，提升生產(chǎn)效率和效能。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，常常會(huì)出現(xiàn)有害于人體健康的極限環(huán)境，人力無法切身操作和控制機(jī)械運(yùn)作，這時(shí)運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)替代人力本身操作，機(jī)械自動(dòng)化操作的精準(zhǔn)程度高，使生產(chǎn)工序得以準(zhǔn)確無誤地完成的同時(shí)，可避免不利環(huán)境對(duì)人體的危害。

（2）保障生產(chǎn)安全。傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造在很大程度上依賴于人工操作和控制。在傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中當(dāng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，只能憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障環(huán)節(jié)進(jìn)行判斷后再改良維修。傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)對(duì)主觀經(jīng)驗(yàn)過分依賴，機(jī)械使用過程中出現(xiàn)損耗的可能性增加。自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上的機(jī)械制造，每道生產(chǎn)工序的控制都是由電子元件執(zhí)行，機(jī)械本身具備自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷、自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)監(jiān)視的功能，在出現(xiàn)故障時(shí)能最大程度保障生產(chǎn)安全，促進(jìn)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)能夠避免因人為主觀判斷失誤導(dǎo)致的損失，最大可能的減少生產(chǎn)事故的發(fā)生，機(jī)械使用時(shí)出現(xiàn)的損耗率降低，其使用壽命延長(zhǎng)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

（3）簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程。將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械生產(chǎn)中，各生產(chǎn)工序的運(yùn)行不再由操作工人控制，而是按照程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行。生產(chǎn)過程由繁雜變簡(jiǎn)單，從根本上降低了對(duì)工人的操作水準(zhǔn)和人工操作的難度，也減少了因人工操作失誤造成的事故和損失。以電子程序控制機(jī)械生產(chǎn)的全過程，操作流程減少，運(yùn)用各種程序控制，優(yōu)化操作手段，實(shí)現(xiàn)真正意義上的機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化，不僅對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)貢獻(xiàn)巨大，而且對(duì)整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的改革起促進(jìn)作用。

（4） 適用范圍廣。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品融多種技術(shù)于一體，產(chǎn)品不再受到功能單一的限制，而是具備強(qiáng)大的復(fù)合功能。通過自動(dòng)控制和補(bǔ)償、自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù)等多種功能，產(chǎn)品的安全性和可靠性進(jìn)一步提高，能夠輕松處理各種不同的問題，充分滿足不同層次用戶的需求。

（5）節(jié)省能源。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是低能耗型的，可以減少能源的損耗，節(jié)約能源的使用。自動(dòng)化產(chǎn)品的形體向“微小和輕便”方向發(fā)展，因此在制作過程中能節(jié)省很多材料，降低生產(chǎn)成本，有助于提高經(jīng)濟(jì)效益。這種節(jié)省能源、減少消耗的產(chǎn)品受到市場(chǎng)的歡迎。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展方向

（1）機(jī)電一體化。機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展至一定程度，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)等多種技術(shù)交叉融合，就產(chǎn)生了機(jī)電一體化這門新型綜合技術(shù)。只有開展機(jī)電一體化的研究，并將其應(yīng)用至機(jī)械生產(chǎn)中，才能使機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展得到有效保障，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備離不開機(jī)電一體化技術(shù)。

（2）模塊化。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品種類多樣，不同的生產(chǎn)廠家其產(chǎn)品質(zhì)量有差異，因而研發(fā)出機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)單元的難度較大，但這一方向的意義非常重大。新產(chǎn)品的開發(fā)幾乎都離不開標(biāo)準(zhǔn)單元的利用，如研制具有識(shí)別和測(cè)距等復(fù)合功能的控制單元，集智能減速、電動(dòng)機(jī)于一體的動(dòng)力單元，有利于迅速開發(fā)新產(chǎn)品、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，促進(jìn)機(jī)械類企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（3）智能化。智能化是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是自動(dòng)化產(chǎn)品的一個(gè)重要標(biāo)志。智能化是在自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，它運(yùn)用各種新思想新方法，模擬人類大腦，使機(jī)器具備邏輯思維、推理判斷和自主決策等多種能力，使其具備與人相似的智能來處理各種問題，以實(shí)現(xiàn)更高的控制目標(biāo)。

（4）微型化。當(dāng)今微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品因具備體積小、操作靈活、能耗少等優(yōu)點(diǎn)，可以降低生產(chǎn)成本、減少資源的浪費(fèi)，在市場(chǎng)中占據(jù)主要地位，特別在軍事、信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域擁有很明顯的優(yōu)勢(shì)，這些體積小巧的微電子機(jī)械夫人發(fā)展逐漸向微米、納米級(jí)。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種機(jī)械產(chǎn)品也不斷通往網(wǎng)絡(luò)這一道路。只要產(chǎn)品性能和質(zhì)量良好，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品必將以網(wǎng)絡(luò)為媒介在全球得到廣泛推廣應(yīng)用。比如集成家電系統(tǒng)就是利用家庭網(wǎng)絡(luò)建立起來的，為足不出戶的人們提供各種高科技娛樂和生活。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)化是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。

（6）人格化。賦予機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品以人的情感和智能，使其充分人性化和智能化。另外，人格化還體現(xiàn)在機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的研制可以模仿生物機(jī)理，人格化是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一個(gè)重要的發(fā)展方向。

[1]王宇杰.淺談機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].高端裝備制造,2013(17).

[2]胡闊海.機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用探討[J].機(jī)電信息,2012(30).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.228