機(jī)械設(shè)計制造及自動化的設(shè)計原則與發(fā)展趨勢獲獎科研報告摘

要：自動化技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械工作不再是簡單地重復(fù)，而是利用各種程序來完成智能化操作，實現(xiàn)了機(jī)械的智能化操作與維護(hù)，大大提升了機(jī)械工作效率與總體穩(wěn)定性，在工作時能夠更加精準(zhǔn)地完成任務(wù)。以生化、電腦、通訊為基礎(chǔ)的自動化設(shè)計與指令機(jī)構(gòu)替代了人工，智能程序能夠更好地完成檢測、分析與處理等工作，自動化程度的全面提升有助于實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計制造;自動化;設(shè)計原則;發(fā)展趨勢

1機(jī)械制造自動化的源泉

19世紀(jì)，機(jī)械自動化技術(shù)出現(xiàn)并逐漸被應(yīng)用到了冷加工領(lǐng)域，從20世紀(jì)60年代起，市場對自動化的需求顯著提升。為進(jìn)一步提升機(jī)械制造應(yīng)用效率，增強(qiáng)制造靈活性，自動化技術(shù)開始進(jìn)入至機(jī)械制造領(lǐng)域，并出現(xiàn)了適用于機(jī)械制造的相應(yīng)自動化技術(shù)，設(shè)備。計算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，通訊技術(shù)與電子技術(shù)的進(jìn)步，逐漸讓計算機(jī)取代了人工操作，賦予了制造系統(tǒng)自動化運(yùn)作特性，可以自動完成檢測、信息處理，并在這一基礎(chǔ)上作出判斷，進(jìn)而達(dá)到對設(shè)備的控制，并可從制造特定機(jī)械部件，制造出多種機(jī)械產(chǎn)品。

2機(jī)械設(shè)計制造及自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1機(jī)械設(shè)計方法

一些發(fā)達(dá)國家在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域展開了深入研究，特別是對設(shè)計準(zhǔn)則保持了高度重視，不僅僅針對不同的機(jī)械領(lǐng)域制訂了非常詳細(xì)的設(shè)計準(zhǔn)則，而且還會及時更新數(shù)據(jù)，新型設(shè)計方法的引入保證了設(shè)計始終與時代發(fā)展相適應(yīng)。目前，大量企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了無紙化辦公，機(jī)械圖紙的設(shè)計與傳輸全部通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來完成。CAD作為機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的輔助工具被我國企業(yè)紛紛引入，在機(jī)械設(shè)計方面同時參考了一些發(fā)達(dá)國家的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，有效縮小了我國與發(fā)達(dá)國家在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的差距，但仍有部分小型企業(yè)在沿用傳統(tǒng)的設(shè)計方式，這會影響到這些企業(yè)核心競爭力的提升。

2.2機(jī)械制造工藝

機(jī)械設(shè)備在制造環(huán)節(jié)選擇的工藝和工具會在很大程度上影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。通過機(jī)械制造工藝的改進(jìn)和加工方法的優(yōu)化能夠有效提升自動化水平，使機(jī)械制造的質(zhì)量與水平得到根本性提升。發(fā)達(dá)國家在機(jī)械加工方法與加工工藝方面投入了大量資金與人力來展開深度研究，包括激光加工、電磁加工、復(fù)合加工等方式在內(nèi)的全新技術(shù)被廣泛應(yīng)用，機(jī)械加工設(shè)備實現(xiàn)了自動化。但我國機(jī)械制造工藝發(fā)展速度非常緩慢，關(guān)于新工藝的研究與應(yīng)用較少，很多制造廠家還在沿用具有數(shù)十年歷史的設(shè)備，自動化水平無法得到保證。

3機(jī)械制造自動化技術(shù)的意義

3.1有利于增進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

在機(jī)械制造領(lǐng)域引入自動化技術(shù)，不僅可以大幅降低企業(yè)制造成本，還節(jié)省了單位時間內(nèi)的人力、財力支出與損耗。此外，自動化技術(shù)的應(yīng)用，保障了產(chǎn)品的穩(wěn)定性與質(zhì)量，有助于增強(qiáng)企業(yè)在市場中的競爭力，為拓展市場，贏得更大的經(jīng)濟(jì)效益提供了有利條件。

3.2提高了機(jī)械制造的運(yùn)行效率

市場對機(jī)械制造也開始提出了更多的要求，經(jīng)由自動化設(shè)備與技能的應(yīng)用，促使機(jī)械制造的效率有所提升，可以令機(jī)械制造的性能有所提高，進(jìn)而達(dá)到社會工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實要求。

3.3有利于推動機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新

機(jī)械自動化技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個重要成果，符合社會信息化快速發(fā)展的訴求。計算機(jī)技術(shù)上的進(jìn)步與新技術(shù)的出現(xiàn)，都可能引起機(jī)械制造自動化技術(shù)的優(yōu)化、改進(jìn)，更好地將新的思想模式與自動化技術(shù)結(jié)合，提升人們的視野，推動技術(shù)革新。

4機(jī)械制造設(shè)計及制造的原則

機(jī)械設(shè)計與制造需要遵循一定的操作原則，如功能開發(fā)更全面、操作更便捷、技術(shù)更先進(jìn)、實用，將這些作為自動化技術(shù)創(chuàng)新與機(jī)械制造的基本原則，可以更好地達(dá)到技術(shù)升級的要求。

4.1操作的簡易性

傳統(tǒng)機(jī)械制造設(shè)計具體到操作上來分析，是較為復(fù)雜且難以實現(xiàn)的，設(shè)計環(huán)節(jié)沒有考慮操作可行性，在部分領(lǐng)域中，還要引入大量的機(jī)械設(shè)備作為物理支持，設(shè)計自動化設(shè)備的過程逐步的簡化了操作過程。設(shè)備如果越簡單，操作起來則越便捷。

4.2創(chuàng)新技術(shù)的運(yùn)用

自動化技術(shù)并非是一成不變的，而是需要持續(xù)優(yōu)化、更新，不斷引入新技術(shù)，在機(jī)械制造的整個生產(chǎn)階段要引入創(chuàng)新技術(shù)。令機(jī)械制造自動化工作得以全面創(chuàng)新。機(jī)械制造及自動化如果要保證穩(wěn)定的進(jìn)步，要以技術(shù)更新、創(chuàng)新、發(fā)展為支撐。

4.3功能開發(fā)的全面性

機(jī)械制造與自動化設(shè)計在功能層面應(yīng)凸顯全面性，逐步滿足人們?nèi)罕姷男乱?。技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)以新功能實現(xiàn)為基礎(chǔ)，逐漸推動自動化操作的多樣性，豐富操作功能。

4.4提升機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)

自動化技術(shù)的引入使得來自機(jī)械運(yùn)行與生產(chǎn)環(huán)節(jié)人為因素的影響大大減少，人工操作帶來的負(fù)面影響也被最大程度降低，生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量得到了根本性提高，機(jī)械實現(xiàn)了長期的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，工人也可以從繁重的流水線操作轉(zhuǎn)向自動化控制，有效節(jié)省了人力與物力的投入。系統(tǒng)自動化運(yùn)行可以保證整個生產(chǎn)流程的控制更加精準(zhǔn)，產(chǎn)品的生產(chǎn)精度與生產(chǎn)效率得到同步提升，有助于提升整體機(jī)械產(chǎn)品的品質(zhì)。

4.5充分利用先進(jìn)技術(shù)

將信息技術(shù)引入機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域能夠切實提升產(chǎn)品系統(tǒng)性能，保證設(shè)備的智能化與人性化。在生產(chǎn)過程中，機(jī)床與生產(chǎn)設(shè)施的使用能夠有效改變機(jī)器形狀與結(jié)構(gòu)，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量與性能。利用信息技術(shù)對機(jī)械設(shè)計進(jìn)行處理能夠進(jìn)一步提升信息處理的全面性，可以將各種信息有效引入設(shè)計環(huán)節(jié)，使強(qiáng)大的信息處理功能能夠?qū)⒏鞣N資料直觀地呈現(xiàn)在設(shè)計者與生產(chǎn)者面前。先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用能夠使機(jī)械設(shè)計與制造更加科學(xué)、高效、智能，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造水平的持續(xù)提升。

4.6有效滿足設(shè)備需求

機(jī)械設(shè)備的設(shè)計與制造是為了更好地滿足人們的使用需要，特別是工業(yè)生產(chǎn)，對機(jī)械設(shè)備的效率與可靠性都提出了較高要求。不同產(chǎn)品的核心競爭力與主要工作目標(biāo)是不同的，例如車床，必須在短時間內(nèi)完成高精度零部件的加工，因此，在機(jī)械設(shè)計環(huán)節(jié)必須要充分考慮到用戶對機(jī)械的使用要求，明確機(jī)械的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確把握機(jī)械設(shè)計的主要目標(biāo)與研究方向，確保產(chǎn)品在制造和生產(chǎn)后能夠較好地實現(xiàn)其應(yīng)有功能，以滿足用戶的不同需求。

5機(jī)械設(shè)計和自動化的發(fā)展趨勢

5.1智能化技術(shù)的運(yùn)用

如今機(jī)械制造的市場競爭要應(yīng)對的是比較嚴(yán)峻的考驗，依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征，圍繞創(chuàng)新、智能、安全、持續(xù)等原則，打造高水平的技術(shù)系統(tǒng)，切實保障機(jī)械制造自動化的應(yīng)用質(zhì)量、效益。

5.2綠色發(fā)展

打造環(huán)境友好型社會，推動資源節(jié)約型社會建設(shè)，都需要機(jī)械制造和設(shè)計中對資源進(jìn)行科學(xué)的利用，使得通過這些資源能獲得最好的效益，同時也降低對自然環(huán)境的影響。自動化技術(shù)中也需體現(xiàn)環(huán)保性，如創(chuàng)新技術(shù)，對廢物進(jìn)行合理的回收和利用。此外要把能源的消耗控制在一定的區(qū)間內(nèi)。

5.3網(wǎng)絡(luò)化

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造及自動化的融合能夠更好地實現(xiàn)機(jī)電設(shè)備一體化。遠(yuǎn)程控制與遠(yuǎn)程監(jiān)視能夠保證對制造過程展開全面控制，進(jìn)而對全過程展開有效監(jiān)管，從根本上改變了機(jī)械生產(chǎn)方式，有效解放了