近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到飛速的發(fā)展,機(jī)械制造業(yè)在新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化是一門(mén)近年發(fā)展起來(lái)的學(xué)科,采用該種技術(shù)后可增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的使用性能和安全性,實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的智能化和人性化。因此機(jī)械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化有巨大的發(fā)展空間。本文就機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化進(jìn)行了分析,并探討了其發(fā)展方向,以此為我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)發(fā)展提供參考。
所謂的械設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化就是結(jié)合了多種技術(shù)的新興學(xué)科,它能使機(jī)械的自動(dòng)化特征更為明顯,對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是一次技術(shù)性的革命。它采用多種技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制,不僅可以提高機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量,使其功能更加完善和強(qiáng)大,還可以提高機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性,促進(jìn)機(jī)械人性化和智能化。這些都是傳統(tǒng)的機(jī)械無(wú)法擁有的,所以機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化具有巨大的研發(fā)意義。
1.機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則
1.1.滿足機(jī)械功能需求
滿足企業(yè)生產(chǎn)需要是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)的前提。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該具備一個(gè)以上核心功能。能夠?qū)⑿畔⒑湍芰窟M(jìn)行轉(zhuǎn)換之后為人們提供必要的信息和能量。要想形成完整的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)就必須將產(chǎn)品和技術(shù)結(jié)合在一起,在設(shè)計(jì)和制造以及功能方面完善機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)[1]。
1.2.借助先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)
機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)要以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ),自動(dòng)化產(chǎn)品、系統(tǒng)和功能都必須以高新技術(shù)為基礎(chǔ),如此研發(fā)出來(lái)的系統(tǒng)才能幫助機(jī)械設(shè)備展現(xiàn)先進(jìn)的智能化和人性化[2]。借助先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)的機(jī)械主要包括以下幾種:(一)加工設(shè)備,如機(jī)床或者加工機(jī)械。(二)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械,如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等。(三)信息處理機(jī)械,如計(jì)算機(jī)等。(四)具有其他功能的機(jī)械。
2.機(jī)械設(shè)計(jì)制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的意義
2.1.提高機(jī)械工作效率
機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化之后,可以保證機(jī)械按照操作要求按部就班進(jìn)行操作,從而節(jié)省了人工,提高了工作效率。按照產(chǎn)品生產(chǎn)要求生產(chǎn)產(chǎn)品,提高產(chǎn)品直來(lái)那個(gè)。從而促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)力的提高,給企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.加大了機(jī)械操作的可靠系數(shù)
機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品在實(shí)際工作過(guò)程中一旦遇到為或者古戰(zhàn),可以自動(dòng)采取措施解決,從而提高機(jī)械操作的安全性和可靠性[3]。
2.3.機(jī)械自動(dòng)化操作簡(jiǎn)捷
自動(dòng)化產(chǎn)品具有強(qiáng)大的功能,當(dāng)企業(yè)要改變工作方式時(shí),只需要輸入新的控制程序即可,無(wú)需更換設(shè)備。利用產(chǎn)品的程序控制產(chǎn)品的生產(chǎn),可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)和操作流程,從而簡(jiǎn)化操作,優(yōu)化操作方式。
3.機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的發(fā)展方向
3.1.數(shù)字化的趨勢(shì)
數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)未來(lái)發(fā)展的核心。數(shù)字化的制造是各種技術(shù)的融合,主要包括制造、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和管理學(xué)。在制造企業(yè)中,信息是以數(shù)字的形式呈現(xiàn)的,通過(guò)企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流通的。借助數(shù)字化技術(shù)具有目的性的快速收集資料和信息,以虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)為支撐,并對(duì)企業(yè)產(chǎn)品信息進(jìn)行認(rèn)真分析、重新規(guī)劃和組合,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和功能的仿真以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程和組織的仿真,達(dá)到企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程重組速度的提升并對(duì)市場(chǎng)快速反應(yīng)的目的,實(shí)現(xiàn)客戶的要求。這也是全球制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),用戶借助互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布信息,企業(yè)則借助電子商務(wù),實(shí)現(xiàn)溝通,形成一種動(dòng)態(tài)的聯(lián)盟,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的產(chǎn)品。
3.2.虛擬化的趨勢(shì)
傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)主要是利用圖紙進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),并依據(jù)圖紙進(jìn)行成品實(shí)驗(yàn),只有當(dāng)實(shí)驗(yàn)成果之后,才能確定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這種做法浪費(fèi)了時(shí)間,提高了企業(yè)成本??茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)路技術(shù)得到快速的發(fā)展[4]。人們可以借助先進(jìn)的電子計(jì)算儀器,利用網(wǎng)絡(luò),模擬大量工作的操作,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一時(shí)間傳遞,讓處于不同地方的對(duì)象之間實(shí)現(xiàn)交流和合作。所以虛擬化發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。
3.3.綠色化的趨勢(shì)
綠色化的趨勢(shì)是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的要求,人類(lèi)社會(huì)最終的發(fā)展是人類(lèi)社會(huì)與自然界的和諧。人事自然界中的一部分,人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展是無(wú)法脫離自然界的。所以社會(huì)的發(fā)展必須保證人與自然的和諧發(fā)展,機(jī)械制造的自動(dòng)化設(shè)計(jì)也不能例外。所以企業(yè)在機(jī)械產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售、使用各個(gè)階段都應(yīng)該充分考慮環(huán)境因素。突出產(chǎn)品的綠色特點(diǎn),滿足客戶的工作、生產(chǎn)和生活的需要,并給人充實(shí)的精神享受。產(chǎn)品應(yīng)該突出物質(zhì)、精神和環(huán)境三種文明的高度融合。在研發(fā)新技術(shù)時(shí),做到辯證的看待,充分考慮經(jīng)濟(jì)利益和可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系,促進(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化走一條綠色的可持續(xù)發(fā)展的道路。
3.4.智能化的趨勢(shì)
智能化是機(jī)械制造自動(dòng)化的目的也是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。要想實(shí)現(xiàn)智能化就必須實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器與人類(lèi)專家之間的結(jié)合,研發(fā)出人機(jī)一體的智能系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造過(guò)程的智能化,比如機(jī)械可以模仿人類(lèi)進(jìn)行分析、推理、甚至判斷的思維活動(dòng)。實(shí)現(xiàn)智能制造業(yè)的目的是為了實(shí)現(xiàn)人與智能機(jī)械的合作,不斷的延伸人類(lèi)專家在機(jī)械制造過(guò)程中腦力活動(dòng),從而優(yōu)化機(jī)械制造過(guò)程[5]。
3.5.機(jī)電一體化和微機(jī)型的趨勢(shì)
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的發(fā)展離不開(kāi)機(jī)電一體化的技術(shù)。機(jī)電一體化是機(jī)械制造自動(dòng)化的延伸,該種技術(shù)要求有效的結(jié)合機(jī)械、電子、電工技術(shù)。機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)品在市場(chǎng)上表現(xiàn)為體積小、操作靈活的產(chǎn)品更受歡迎。微電子機(jī)械借助微電子技術(shù)發(fā)展越來(lái)越完善,并有向微米、納米發(fā)展的趨勢(shì)。
現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造的自動(dòng)化具有多功能、高可靠性和低能耗的特點(diǎn)。所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)該掌握機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì),主要包括數(shù)字化、虛擬化、綠色化、智能化、機(jī)電一體化和微型化等趨勢(shì),研發(fā)出符合時(shí)代發(fā)展方向的自動(dòng)化產(chǎn)品。從而幫助機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)健的發(fā)展。