機械設計制造及自動化發(fā)展方向

1、<p>　　機械設計制造及自動化發(fā)展方向</p><p>　　摘要：機械設計是制造業(yè)中機械工程的主要組成，機械設計水準對產品質量、產品性能、研制時間及經濟利益等有直接的影響。本文首先簡要論述了機械設計制造及自動化原則，分析了機械設計和制造技術的現(xiàn)狀，基于此，展望了機械設計和制造技術的發(fā)展方向。 </p><p>　　關鍵詞：設計制造、自動化、現(xiàn)狀、發(fā)展方向 </p>

2、<p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲透、相互結合的產物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科。 </p><p>　　但其最基本的特征可概括為:機械自動化的設計制造是

3、從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，在多功能、高質量、高可靠性和低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。 </p><p>　　二、機械設計制造及自動化原則 </p><p>　　1、滿足對機器的功能要求

4、</p><p>　　任何一種產品都是為滿足人們的某種需要而開發(fā)的，都必須具有某種主要功能，不同的產品具有不同的主要功能。概而言之，都能對輸入的物質、能量和信息（即所謂工業(yè)三大要素）進行某種處理，輸出具有所需特性的物質、能量與信息。因此，機械自動化系統(tǒng)也必須具有對輸入的物質、能量和信息進行某種處理，從而輸出具有所需特性的物質、能量與信息的主功能。如上所述，機械自動化系統(tǒng)是一個綜合的概念，包含了機電一體化技術和機電

5、一體化產品兩個方面的內容。作為產品，又包含著設計、制造和特定的功能以滿足使用要求，而功能是由其內部有機聯(lián)系的結構所決定的。 </p><p>　　2、利用先進技術不斷創(chuàng)新 </p><p>　　根據(jù)產品或系統(tǒng)的主功能不同，可對產品或系統(tǒng)進行分類。 </p><p>　?。?）以物料搬運、加工為主。輸入物質、能量和信息，經過加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質系統(tǒng)

6、（或產品）稱為加工機。如各種機床、交通運輸機械、食品加工機械、起重機械、紡織機械、印刷機械、輕工機械等。 </p><p>　?。?）以能量轉換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)（或產品）稱為動力機，其中輸出機械能的為原動機。如電動機、水輪機、內燃機等。 </p><p>　?。?）以信息處理為主，輸入信息和能量。主要輸出某種信息。如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等的產品稱為信息機。如各種儀

7、器、儀表、計算機、傳真機以及各種辦公機械等。 </p><p>　　機械自動化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外，還應具體備其它內部功能、即動力功能、檢測功能、控制功能、構造功能。基于上述的功能構成原理，既有利于設計或分析各種機械自動化的產品，又有利于開拓思路，便于創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新。例如，根據(jù)3種不同的主功能及其不同的輸入，組合起來可形成9大類型的系統(tǒng)產品。 </p><p>　　三、機械設計和

8、制造技術的現(xiàn)狀分析 </p><p>　　1、機械設計的現(xiàn)狀 </p><p>　　傳統(tǒng)的制造業(yè)機械設計，大多都是手工設計，工作人員僅借簡單的工具就能制作圖稿，設計思維相對收斂及封閉，借鑒同類經驗進行形式設計，預算上無法做動態(tài)分析，加大安全系數(shù)法減少數(shù)據(jù)上計算的誤差。不僅設計花費的時間長，而且工作人員的設計思維不同，無法完全協(xié)調的合作，在對信息的溝通方面也不是很好。現(xiàn)在，傳統(tǒng)設計已經無法滿

9、足人們對產品功能的要求以及市場的需求。隨著計算機網(wǎng)絡的普及與發(fā)展，制造業(yè)的機械設計也逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展，利用計算機網(wǎng)絡上龐大的共享資源系統(tǒng)，借鑒經驗，揚長避短，在設計上優(yōu)化計算結果，機械設計向著自動化以及高效率的方向發(fā)展，不僅縮短了設計的時間，而且設計上更加精確。 </p><p>　　2、制造技術的現(xiàn)狀 </p><p>　　機械制造技術是一個國家繁榮發(fā)展的基本前提，制造業(yè)的先進程度和

10、制造技術的發(fā)達水平是對一個國家的經濟以及綜合國力強弱的具體表現(xiàn)形式。制造技術的發(fā)展不僅可以加強國防、促進社會繁榮發(fā)展、提高全國人民生活水平、保障生活質量[3]。改革開放以來，我國在機械制造技術上是取得相當高的成績，但還是比世界發(fā)達國家落后，差距還是比較大的。對新產品的研制開發(fā)上，我們欠缺專業(yè)的設計知識、缺乏自主研發(fā)能力。管理上，計算機先進的管理模式得不到廣泛的應用，組織不夠完善，體制管理上不夠健全，我們大部分企業(yè)都還處在傳統(tǒng)的經驗管理模

11、式階段。技術上，對激光、微細、精密、高精密等技術方面的加工還不被廣泛應用，很多技術還在學習、開發(fā)以及掌握的階段。在自動化上，計算機的集成制造、數(shù)控機床制造、柔性制造等系統(tǒng)還沒有實現(xiàn)智能化、柔性化以及集成化，我國還只是處在剛性和單機自動化的階段 </p><p>　　四、展望機械設計和制造技術的發(fā)展方向 </p><p><b>　　1、智能化 </b></p&g

12、t;<p>　　智能化是21世紀機械自動化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述.是在控制理論的基礎上.吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混飩動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得更高的控制目標。誠然，使機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。 </p><p><

13、b>　　2、機電一體化 </b></p><p>　　機電一體化就是機械自動化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機械產品只有向機電一體化方向發(fā)展，才是機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。 </p><p><b>　　3、網(wǎng)絡化 </b></p><p>　　網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育以及人們日常生活帶來了巨大的變革

14、。各種網(wǎng)絡將全球經濟、生產連成一體，企業(yè)間的競爭也趨于全球化。機械自動化的新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快會暢銷全球。 </p><p>　　由于網(wǎng)絡化的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)測技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機械自動化產品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢。利用家庭網(wǎng)絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里充分享受各種高技術帶來的便

15、利和快樂。因此，機械自動化產品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 </p><p><b>　　4、模塊化 </b></p><p>　　由于機械自動化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機械自動化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單

16、元以及各種能完成典型操作的機械裝置這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新的產品，同時也可擴大生產規(guī)模。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機械自動化單元的企業(yè)，還是對生產機械自動化產品的企業(yè)，模塊化將給機械自動化企業(yè)帶來美好的前程。 </p><p><b>　　5、綠色化 </b></p><p>　　工業(yè)的發(fā)達一方面使得物質豐富，生活舒適

17、；另一方面，導致資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高。設計綠色的機械自動化產品，具有遠大的發(fā)展前途。機械自動化產品的綠色化主要是指使用時不污染環(huán)境，報廢后能回收利用。 </p><p><b>

18、　　6、微型化 </b></p><p>　　國外將其稱為微電子機械系統(tǒng)，或微機械自動化系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1 cm3的機械自動化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機械自動化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方而具有不可比擬的優(yōu)勢。微機械自動化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機械自動化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。 </p>&l

19、t;p><b>　　五、結語 </b></p><p>　　綜上所述，我國與發(fā)達國家的機械設計和制造技術水平還相距較遠，所以，對我國的機械設計和制造技術的研究與發(fā)展是刻不容緩的，深入研究先進的設計技術、大力推廣先進的制造技術、堅持綠色的環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的要求，努力跟上世界科技發(fā)展的腳步，加快我國科技的自主創(chuàng)新，提升綜合國力，縮小與發(fā)達國家間的科技差距，提高我國人民的生活質量。 <

20、/p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　陳靜：《機械設計技術的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》，《中國石油和化工標準與質量》， 2011年01期 </p><p>　　王曉晶：《柔性制造技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》，《內江科技》， 2010年08期 </p><p>　　黃利民：《淺論遠程機械設計發(fā)展趨勢》，《科技資訊