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近年来,随着科技的发展,我国机械行业的发展也取得了很大的进步。我国是一个机械大国,机械行业发展十分迅速,但整体发展水平与发达国家相比仍旧还存在着一定的差距。当今时代,只用充分利用现代自动化技术,不断加强机械设计创新,才能够进一步推动我国机械行业的发展,使其在社会建设中发挥出更大的效用。本文主要针对机械设计及其自动化的发展趋势进行了探讨。
关键词:
机械设计;自动化;发展趋势
机械设备的出现代替了人工劳动,使人们从繁重的体力劳动中得以解放,因此自古以来人们都非常重视机械设计发展。现代社会,在科学技术繁荣发展的推动下,我国的机械行业取得了巨大的成就,尤其是从自动化技术应用到机械设计领域中以来,机械设备的发展又进入了一个全新的阶段。我国虽然是一个机械大国,但比起西方发达国家仍旧有所不足,所以当前我国应当要进一步加强对机械设计及其自动化发展的重视,争取在短时间内赶超其他国家。以下笔者就根据相关研究资料及实际工作经验来谈谈机械设计及其自动化的发展趋势。
1机械设计及其自动化简介
机械设计及其自动化并非一门单独的学科,而是多门技术学科相互结合及渗透的产物,它的主体是机械技术和电子技术,目前该学科正处于逐渐完善阶段,尚属于一门比较新兴的边缘学科[1]。机械设计及其自动化的出现使得机械行业的技术及产品结构、功能与构成、生产与管理方式都发生了巨大的变革,可以说,正是在机械设计及其自动化的推动下,机械行业才由原本的机械电器化而逐渐迈入了机械自动化。机械设计及其自动化身为一门新兴学科,其在有着自身体系的同时,也正随着生产技术的进步和科学技术的发展而不断融入新的内容。但无论如何发展,机械设计及其自动化的基本特征是不变的,其主要可以概括为:从系统观点出发,综合运用机械技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、微电子技术、软件编程技术等先进技术,以多功能、高质量、高可靠性及低能耗为基础,根据系统功能和组织优化目标,实现系统最优化的系统工程技术[2]。
2机械设计及其自动化的设计原则
(1)满足对设备的功能要求
机械设计及其自动化是一个综合性的概念,利用其所设计出来的机械设备的功能受其内部有机联系的结构的影响。机械设备的开发是为了满足人们的实际生产工作需要,因为它必须要有某种功能,而不同的机械设备产品的功能又各有不同。而机械设计及其自动化的首要设计原则就是要满足对设备的功能要求。任何机械设备都能够对输入的物质、能量及信息等进行某种处理,然后再输出相应的物质、能量及信息,所以机械设计及其自动化也必须要具有这项能力。
(2)充分利用先进技术进行创新
根据机械设备产品功能的不同,可以将其分为不同的种类。以物料搬运及加工为主的设备一般被称为加工机,例如机床、食品加工机、纺织机等;以能量转换为主的设备一般被称为原动机,例如电动机、内燃机、水轮机等;以信息处理为主的一般被称为信息机,如计算机、各类仪表、传真机等[3]。而机械设计及其自动化的原则之一就是要充分利用各种先进技术对这些机械设备进行创新,使其在原有功能的基础上进一步拓展新的功能,以及发明和创造更多新的产品种类。
3机械设计及其自动化的发展趋势
(1)智能化
机械设计及其自动化未来将会朝向智能化方向发展。机械设计及其自动化的智能化需要综合运用到多门学科的理论及思想,它同时也是机电一体化技术的未来发展趋势。在人们的设想中,最为顶尖的智能化机械设备可以达到人工智能状态,拥有与人类似的思想、感情及能力,具有一些基本的逻辑能力、思维能力、推理能力、判断能力以及情绪活动等,这类机械设备也可以称之为智能机器人。不过,机器人归根结底还是机器,永远也无法代替人,无论它有多少能力,归根结底都是人给它设计的;但是利用机器人可以代替人做很多工作,从而进一步解放人的劳动力。
(2)绿色化
现如今,环境问题已经成为了一项世界性的问题。机械设计及其自动化是工业行业的一个分支,而工业发展必然会对自然环境造成一定的危害,只有注重保护环境,走绿色可持续发展之路,才是未来工业的发展趋势。同样,机械设计及其自动化未来的发展趋势之一就是绿色化。只有在机械设计中应用更多的节能、绿色材料,尽可能地减少能源消耗和环境污染,在注重经济效益的同时也注重社会效益,才能够使行业得到长远发展。
(3)微型化
近年来,随着微电子设备技术的出现和应用,机械设计及其自动化正逐渐朝向微型化方向发展。机械设计及其自动化的微型化发展突出表现是微创术。微创术大多应用在医学领域,它是一种顶尖科技,可以利用微形器械将手术创伤减小到最小,从而减少患者的痛苦,增强手术的安全性。此类微形器械的加工需要进行精细加工,解决这一加工难点之后,未来其将会在更多领域中得到拓展应用。
4结语
综上所述,目前全世界都越来越重视机械设计及其自动化的发展,我国虽然在这方面起步较晚,但进步却十分迅速。在顺应科技发展潮流的前提下,我国应当进一步加强对机械设计及其自动化的重视,并不断朝着智能化、绿色化及微型化的方向进行研究,以求尽快达到世界领先水平。
参考文献:
[1]胡楠.机械制造及其自动化的发展趋势分析[J].科技传播,2013,04:59+72.
[2]李彤.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].中国科技投资,2013,11:106.
关键词:机械设计技术;创新与发展;设计理念
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
前言:科学技术迅猛发展的当代,计算机的出现以及普及带给机械设计革命性的变化。计算机技术在机械设计中的应用,使机械设计技术从传统逐渐走向先进与创新,所以传统的机械设计技术已经不能适应飞速发展的社会,所以我们只有不断创新机械设计技术,才能够使机械工程技术得到巨大的发展,才能够为我国的社会主义现代化做贡献。本文主要从传统机械设计技术与现代机械设计技术的特点以及现代机械设计技术的发展与创新等方面进行了探究。
1、传统的机械设计与现代的机械设计技术的比较。
1.1传统机械设计技术的特点
关于传统机械设计技术的特点,就目前来看,传统的机械设计就是更加注重设计经验的总结,另外对于各种机械唔i型台下的数据分析也是非常的重视。对于现代的机械设计特点来说,传统的机械设计领域是比较狭隘的,并没有现代的急死额设计领域宽阔。对于近百年来机械设计的发展来说,机械设计技术经过了无数的时代变迁与技术进步,到目前为止,已经形成了更为健全的机械设计技术体系,经过这样的时代变迁所形成的宝贵经验成果与技术成就已经在现代的许多领域里得到了非常广泛的应用。我国传统的机械设计技术在几百年来因为受到了我国古代生产力水平的限制,以及社会统治阶级等多方面的原因,始终都是比较依赖于传统的经验积累,很难在技术上有一定的创新,所以我国的机械设计技术的发展是十分的缓慢的。我国古代由于生产力水平都比较落后,人们的思想都比较落后,所以人们对于机械设计技术很难出现创新思想和创新意识萌芽,人们始终是出于循规蹈矩的状态。对于传统的机械设计技术的如此多的弊端与落后,在我国传统的机械设计技术发展过程中,很难有突破性的成果出现,从而是传统的机械设计技术的过程也是十分的繁琐的,这样就严重制约了机械设计工程的工作效率。
1.2现代机械设计技术的特点。
首先我们要对于现代机械的特点进行简单的分析与阐述。现代机械的最主要的特点就是现代机械要求的性能必须是很高的,并且,结构的要求也必须要简单,现代的机械在实现功能上的变更和装置上的改变的方法是比较灵活的,现代机械是把不同的多种先进技术进行结合并且综合使用,能够在不同的切入点进行使用和创新,这样就更能实现机械结构特点的科学化和专业化。另外一点对于目前的现代机械的要求是效率提高,相应的成本要有所降低。对于我国目前的对于机械的要求就是,机械能够极大地节约时间,并且得到很好的工作成果,保证机械产品的工作质量。最后一点现代机械的特点为机械的功能必须得到增加,实现机械的功能强大,现代机械有很大的发展价值与空间,具有非常广阔的发展前景,这样的发展涉及到的对象很多,发展方式也呈现出多元化。
1.3着重探讨一下现代机械设计的特点。
现代的机械设计中融入了新的思路了新的理念。现代的机械设计涉及的学科领域是比较多的,与不同的行业之间都有着很密切的联系。同时,在机械设计中所应用到的设计技术和设计理念和知识也并不是只限于机械设计相关专业的内容,还同时涉及到了美学、哲学、智能科学等众多的领域。现代的机械设计还集合了众多领域的理论基础,比如现代力学以及现代应用数学和应用化学等重要的基础理论,除此之外,现代的机械设计技术还集结了机械电子学、控制理论与技术、总动检测理论与技术以及自动化领域的各种研究理论与研究成果,尤其是在现代计算机技术的飞速发展和计算机技术的大量普及,为现代的机械设计业提供了重要的技术条件支持。现代的机械设计技术应用了先进的科学知识和科学学技术,并且融入了目前最先进的科学创新知识,在传统的机械设计技术的基础上实现了很大的进步和创新。
2、实现机械设计技术创新的重要意义与方法。
2.1实现机械设计技术创新的重要意义。
我们都知道,机械设计最开始是起源于欧美国家的,并且在随着工业革命的进程中得到了很大的发展。对于目前来说,国家生产力的发展与进步在很大程度上是取决于我们国家的机械的发展水平,我们国家的机械水平由于历史原因发展速度比较缓慢,但是近几年来随着社会改革和科技的进步,我国的机械设计水平得到了很大的进步和提升。就目前来看,我国的现代机械设计很注重高科技的技术水平和应用手段,并且在机械设计技术的改良方面也有很大的发展。我国现代机械设计技术与理念是来源于传统的机械设计方法,但是现代的机械设计更是新时代与新观念的产物。这样的观念与技术使一些创新思想和创新的理念在现代的机械设计技术中得到了很大的应用和发展。相对于这些方面来说,实现现代机械设计技术的创新具有很大的战略意义和现实意义。
2.2实现机械设计技术创新的方法。
2.2.1协同设计理念在现代机械设计技术中的应用。
目前对于机械设计来说,这已经越来越像是一个集团化的设计产品,设计的复杂程度和设计难度越来越高,对于不同领域与不同技术层面的专业人员之间的协同作用也变得越来越重要了。那么,与此同时,协同设计理念就应运而生了。协同设计是一个相对来说比较复杂的一个组合体,是计算机技术、行为科学、网络通讯、行为技术、认知学科以及人工智能技术等多种领域都有参与和涉及,这样的协同设计理念有助于协调设计者间不同的专业知识和特长的有效发挥,以及各个设计参与者的主观能动性的很大程度的发挥与激励。
2.2.2、虚拟现实技术理念的发展与应用。
对于目前的机械设计技术的方法中,虚拟现实技术是来自于电子学和生物学的共同研究成果,这种技术是应用多媒体的仿真技术,形成的一个具有一定目标的特殊三维环境,与此同时并且通过传感技术实现了人际对话的目标。利用这样的数字化仿真技术,这样的虚拟环境可以创造出足以取代物理模型的数字化设计模型,因此,在这样所创造的虚拟的真是物理环境下,就可以很简单的实验各种实验和测试,这样就保证了机械设计技术的准确性和可靠性。这样就减少了机械设计的周期以及接卸设计的成本,并且有高效的机械设计成果,是机械设计的完成更加准确和高效。
2.2.3全生命周期设计理念在现代机械设计中的应用。
对于目前在现代机械设计技术中的全生命周期的设计理念否认应用来说,这是一全新的设计理念,是颠覆了传统设计理念的又一新的设计理念。对于这种设计理念在设计中应用的时候,就必须要求了工作人员不但要熟悉自己的技术领域,更要对其他的设计技术领域也有一定的了解,这样的生命周期设计是一个平行的设计流程,对于所有的机械设计人员都是要求要考虑各个环节的各种因素而难题,对于设计人员的要求是比较高的。这样的一个设计理念的出现和发展是对于设计人员的一大挑战,这是现代机械设计创新的一大进步与发展,是值得推崇与发展的设计理念。
3、结束语
在当今的社会,科学技术的发展日新月异,要想在机械设计领域的市场中立于不败之地,就必须改进机械设计的技术以及不断对机械设计的设计理念进行创新。只有不断丰富接卸设计的理论方法以及思想理念,才能够极大地促进机械设计的发展和变革,才能更好的提升市场竞争力。
参考文献:
【关键词】机械设计;可靠性;分析探究
1.机械设计计划期的可靠性展望
在这一时期,设计工作人员要研究制定相关的机械设计工作任务,此为机械设计前期准备工作。计划期的工作依据是新型科研成果、市场需要程度与客户订货实际情况。设计工作人员要利用准确翔实的市场情报与技术指标,制定出可行性技术方案,对多种方案进行利弊比较,综合考虑到可靠性、适用性与经济性指标,完成合理的设计任务目标制定工作。在这一时期,可靠性工作实际上就是产品可靠性展望。此一时期,产品只存在于模糊的概念之中。所以这一阶段才要对产品进行可靠性展望。此工作目的有两个,一是找出产品可能存在的薄弱环节,给接下来的技术设计时期提出纠正指导。二是寻找到值得改进的方向,使产品再度开发成为可能。可靠性展望若想完成指标的分配确定,需要根据产品自身的功能及客户的实际要求,完成相对应的指标数据值建立,比如说寿命、可靠程度、失效率等等。再按照特定的方法原则,逐步分配可靠指标。
2.机械设计方案期的可靠性研究
在这一时期,需要正确处理创新同借鉴的关系。主要步骤,第一要分析机械的功能,第二是由设计人员提出各种可行性方案,第三是把不同的方案进行技术分解,寻找到最佳的组合形式。在方案设计期,是对机械整体进行初始设计,在此阶段,机械设计工作人员一定要对准备解决的方案进行正确评价。可靠性评价及可靠性设计指的是同一体系内,是根据工作原理图、拟定方案,进行抽象简化而得出来的设计体系。如果从可靠性指标来看,越复杂的机械系统,其可靠程度就会越低。系统本身复杂,说明其系统内部的原件复杂,系统可靠性必然会有所降低。若想保证系统可靠,就一定要增加并联系统,而这样做,当然会使产品成本上升。所以在这一阶段,可靠性方法的确定需要拟定系统初步的验算分析,继而确定系统整体事件,及整体同部分之间的关联。
3.机械设计技术期的可靠性设计
机械设计的技术期发展目标是形成总装配图以及各个部件的装配图,用草图的设计来确定各个零件的基本尺寸与外形,还包括每一部件间的相连方式,部件外形与尺寸等等。最后,需要确定零件的总装配图、分部件装配图、工作流程图。这一时期首先需要对机械设备进行动力与运动设计,在此基础上完成零部件的设计,并对重点部位及零部件进行工作性能校验,接下来设计分部装配草图以及总装配草图。所有草图完成之后,需要进行精确性核验。正因为技术期是整个机械设计中最为重要的时期,所以这个时期的可靠性工作就相对比较多。对于单个零件设计来说,这个阶段已经确定了其荷载,同时根据刚度、强度、稳定性的实际情况,来确定出零部件的设计尺寸范围,这样才能够保证零件的质量。我们可以根据需要建造不同的可靠性指标模型,把理论和实践相结合进行设计,这样才能使零部件的安全性能达到相关的标准,同时还能够满足企业的成本要求。
4.机械设计编制期的可靠性实验
通过上面的几个过程,机械设计已经进入到了最后阶段,也就是机械设计编制期。上面的工作基本就是通过相关的数据和经验来进行机械设计,而这个阶段则主要任务就是对机械产品采取一些方法进行实验,通过对实验结果的仔细分析,得出产品的性能。理论对实践具有指导作用,把机械设计的可靠性理论研究运用到实际的可靠性实践当中,能够更好地提高机械设计的可靠性,提高产品质量。但是在实际工作的过程中,我们需要对具体的实践操作进行指标确认,并把得出的数据编制到生产的技术文件当中,进而给可靠性生产提供支持。
5.机械设计保养期的可靠性管理
保养期是机械设计的最后一个阶段,做好机械的维护和保养能够延长机械的使用寿命。但是当前这一阶段总是被人们所忽略,在实际的生产过程中,特别是一些大型的制造企业,这个阶段的费用往往会很高而且十分的复杂,这就需要我们了解机械设计可靠性在这个阶段的重点内容,例如,制定机械设计保养计划、维修计划以及确定机械产品的实际适应情况。机械设备在使用的过程中随着年限的增长会导致使用性逐渐下降,甚至会影响到正常工作。为了延长机械设备使用的年限,我们必须重视机械设计的保养期工作,为产品生产提供可靠的技术支持,进而提升产品的生产效率,为企业赢得更多的经济效益。
6.结束语
综上所述,文章主要对机械设计中不同阶段的可靠性进行了分析和研究,不同阶段的侧重点是不同的,我们必须把握住每个侧重点,这样才能够保证机械设计的高质量,实现产品生产的最优化。而且对于每个侧重点来说,都应该从各个方面综合考虑。只有保证机械设计的可靠性才能够提高机械产品的质量。 [科]
【参考文献】
[1]何成铭,吴纬,孟庆均.基于 Copula 的机械系统可靠性模型及其应用[J].兵工学报,2012(3).
【关键词】机械设计;自动化;技术;发展;问题
【分类号】:TH122-4;TH16-4
一、机械设计制造及其自动化特点
机械设计制造及其自动化区别于传统的机械设计, 其智能化与自动化是本质区别。 机械设计自动化是多种技术的应用,但绝不意味着机械设计制造自动化是多种技术的简单叠加, 而是在各种技术的基础上,实现了整体上的统一,使得现代的机械设计制造自动化具有智能化的特点。机械设计制造自动化可以满足机器对于其功能的内在要求。 任何的产品都有其特定的内在要求,也即是其被开发出来的目的, 而机械设计制造自动化具备着使得产品符合其内在要求的性质。 通过对机械设计制造自动化系统进行设计,使得产品可以实现对于输入端产生所需要的输出,从而实现其功能要求。 机械设计制造自动化系统是一个符合概念, 部件包含了机电一体化,还包含了机电一体化产品的含义,这是指将产品的设计、制造以及功能的实现作为一个整体来看待,而其核心是为了功能实现的内在要求。
二、机械设计制造及其自动化的现状
机械设计制造及其自动化,就是将自动化技术应用到机械制造中,来实现加工生产的连续性,对生产的工序进行程序化管理来优化生产的过程,我国是一个制造业大国,众多的中国制造也纷纷涌入世界,国外的厂商也纷纷进入中国市场。我国的劳动力资源丰富,价格低廉,虽然整个世界的制造业在向中国转移,但是仅仅依靠丰富的劳动力资源是不行的,依靠人力不是长久之计,所以必须要实现我国的机械制造的自动化,这样不仅能加快生产的过程,节约人力资源,更重要的是实现了由劳动密集型生产转变为技术密集型的生产。机械设计制造以及自动化必然是未来机械制造业的发展趋势,科技始终是引领进步的有力工具,所以能够实现一个国家的机械设计制造及其自动化,不仅能影响整个国家工业化的进程,更重要的是会影响国民经济的实质性发展。所以我们必须根据我国的具体国情,做好技术准备,走有中国特色的机械设计制造和自动化的道路。我国的制造业的迅速发展需要有机械自动化的支撑。
三、机械设计制造及其自动化的特色和作用
科技的发展离不开经济的需求和促进,然后经过开发应用反作用于经济,促进经济更进一步的发展。作为一种高效的技术,机械设计制造及其自动化有着很多的特色,首先它是经济发展催生的技术,作为一种工业化升级的技术和手段,他在自身不断发展的同时也带动着工业的不断进步。工业作为国家的支柱性产业,她的使用可以很大的提升制造业的整体实力,增加经济效益,再次面对全球的经济的融合,机遇和挑战都将倍增,采用机械设计制造可以降低成本,增加单位数量,提高生产的质量,从而在市场的竞争中赢得自己的一席之地。
在科技高度发达的今天,制造业的自动化生产有着重要的作用,首先机械设计以及自动化技术的应用,不仅可以节约大量的人力资源,机器化作业还可以提高生产过程的安全性,使人员和机器能够安全工作。其次还可以在自动化生产的过程中提高单位产出,提高生产的效率,在高效生产的同时保证较高的质量,从而获得更多的经济效益。再次自动化技术的应用能够加快生产的过程提升一个企业的软实力,在生产的过程中还可以减少浪费降低成本。
四、我国机械设计制造及其自动化的问题
近年来, 制造业不断采用先进制造技术, 但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1、管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2、制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。普及率不高,尚在开发、掌握之中。
3、设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。现在采用 CAD技术的比例比较低。
4、自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。现在尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。
五、机械设计制造及其自动化的发展之路
1、应结合现形生产实际进行发展机械设计制造及其自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械设计制造及其自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。发展机械设计制造及其自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以,应结合具体生产实际,逐步实现机械设计制造及其自动化发展的普遍化,一方面由于国际和国内市场上的竞争中越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展, 这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。
2、发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要未来机械设计制造及其自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。
3、提倡发展机械设计制造及其自动化技术是毋庸置疑的,作为一个未来机械制造发展的主题,一定要在依据客观实在,根据我国的国情进行发展,不能照搬西方的模式,联系我国的实际,同时在发展机械设计制造及其自动化的同时要注意和环境的协调,环保是现今一个必须重视的问题,随着经济的发展,人们的环境的污染和生态的破坏已经到了一个严重的地步,所以在实现机械设计制造及其自动化的同时,要做到绿色生产,加强资源的可循环,做到生产和经济效益的结合,促进经济和环境共同发展。
六、结语
综上所述,经济的发展需要我们去不断的实践机械设计制造及其自动化,我们不但要引进西方的先机技术和经验,更要实现先进技术和我国国情的结合,做到具体情况具体分析,使我国的机械制造业能够走进世界先进的水平。
参考文献:
[1]曾涛. 我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况[J]. 科技与企业,2013,08:324-325.
[2]农应斌. 机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J]. 科技传播,2013,02:65+51.
关键词:机械设计制造;自动化;原则;发展
工业是我国经济发展的支柱性产业,对我国的经济建设和社会发展具有重要的作用。但是我国传统的机械设计制造工作强度和难度都很大,工作效率以及对工业生产的作用也不是非常的明显。但是现代科学技术的发展,为机械设计制造带来了极大的机遇,在机械设计制造自动化的基础上,不断的对设计技术进行完善,使其早日实现机械设计制造的智能化、高效化、绿色化,这样才能为我国工业产业的发展贡献更多的力量。
1 机械自动化设计的原则
1.1 坚持结合实际需求的原则
机械设计制造主要是为了满足工业需求或者人们生产生活需要,所以实用性原则是最基本的,在设计的过程中必须要结合实际需求,设计出符合市场需求的产品。随着社会的发展,人们对生活质量,工作环境的要求都在不断的提升,所以机械自动化设计应该结合实际需求,进行人性化的设计,也就是既能符合所有的功能需求,也能实现操作的简单方便。
1.2 坚持品质至上的原则
传统的机械设计采用的是人工设计的方式,人工设计在操作的过程中,难免会存在很多的误差,就会导致设计品质无法得到有效的保证。因此,在机械自动化设计的过程中,一定要坚持品质至上的原则,只有保证了设计品质,才能够确保机械运行的稳定和高效。另外,机械自动化设计品质的提高,还能够大大的提高机械的工作效率,降低工人的工作强度,这样对提高企业的经济效益也具有重要的作用。机械自动化设计主要的目的是保证机械设计品质的同时,还要确保机械所生产产品的品质,因此在机械自动化设计的过程中,还要做好生产流程的控制。
1.3 充分结合科学技术的原则
现代科学技术的发展对各行各业均带来了机遇,机械自动化设计也不能忽视科学技术的运用,应该在机械设计每个环节都有效的结合科学技术,从而提高机械设计制造的自动化和智能化。首先,可以在生产设施的设计中应用现代技术,提高生产产品的性能;其次,利用现代信息技术进行信息处理设备的安装和利用,提高获取信息的准确性。
2 机械设计制造自动化的发展现状
2.1 设计方法相对落后
随着机械设计的发展,很多新兴的设计方法不断的出现,在很多的发达国家利用计算机辅助技术可以实现无纸化设计生产,但是我国对计算机辅助技术的应用时间较短,而且我国在设计思想上仍然倾向于人工生产,这就导致我国的设计方法相对落后。
2.2 自动化技术有待提高
机械设计制造自动化发展主要是为了实现设计制造的智能化和集成化,我国在这方面虽然提高了重视,但是技术水平与发达国家相比仍然存在很大的差距,尤其是柔性技术以及数控机床技术的自动化技术有待提高。
2.3 制造工艺没有实现整体覆盖
机械制造工艺的全覆盖对提高生产质量具有重要的作用,发达国家在制造工艺方面的重视程度要远高于我国,这就导致我国新工艺的研发力度不够,没有实现制造工艺的整体覆盖,这对机械自动化水平的提高造成了一定的阻碍。
3 机械设计制造自动化的发展趋势
3.1 实现网络化发展
随着互联网的兴起,网络已经成为了生产生活的必须品,在多个领域中被广泛利用,机械设计制造的自动化发展也要与互联网技术结合起来,通过联网技术的应用,实现自动化的同时实现网络化发展。机械设计制造自动化发展与互联网技术的结合,主要利用的是互联网的远程控制技术和监视技术,通过这两种技术对机械制造行业进行全方位的监测,这样一来,工人就可以不用在生产一线忙碌的工作,降低工人的工作强度。总体来说,互联网技术与机械设计制造自动化技术的结合,可以建立起全自动的网络信息控制系统,节约人工和机械成本。
3.2 实现智能化发展
机械设计制造的自动化发展必须要与市场的实际需求相结合,如果脱离实际需求,无论怎样完善的技术都会没有用武之地。由此可见,机械设计制造自动化要以服务市场为主,迎合市场实际需求,为需求者提供便利的服务才是机械设计制造自动化发展的核心。因此,要实行机械设计制造自动化的智能化发展,主要是实现设备的智能化发展,对传统的机械设备进行分析和改造。主要可以利用现代信息技术,通过改造机械设计制造的控制中心,然后实现人工智能的模拟,通过计算机编程以及高科技的人工对话,实现机械自动化设计的智能化发展,以此来提高机械设备的精准度,逐渐的代替人工服务。
3.3 实现微型化发展
机械设计制造的微型化主要利用的是纳米和微米技术,实现设备产品的微型化,微型化的发展趋势不仅能够降低机械设备的经济成本,还可以提高设备使用的灵活度,与传统的大体积的机械设备形成了鲜明的对比。另外,纳米技术在机械设计制造中的应用,还可以提高机械产品的准确性,保证机械设备在实际工作中的性能。
3.4 实现绿色化发展
随着我国经济的发展尤其是工业的发展,对环境造成了十分严重的破坏,当今“绿色环保”已经成为了时展的主流趋势,机械设计制造自动化的发展也应该结合绿色环保,实现绿色化的发展。机械设计制造自动化的绿色化发展,需要在设计的过程中,对传统的机械制造技术进行改革和创新,主要是对高污染,高能耗的制造技术进行革新,在此可以结合现代信息技术,在产品的利用价值以及节能方面多下功夫。
4 结束语
综上所述,我国机械设计制造水平与发达国家相比还存在很大的差距,设计思想、设计技术和制造工艺上还存在相对落后的现象。因此,机械设计制造自动化进程的加快,必须要结合信息技术,早入实现机械设计制造自动化的网络化、微型化、智能化、绿色化的发展,推动我国机械制造水平的不断提高。
参考文献
[1]张真,盛国亮,孙晓亮.机械设计制造及其自动化的发展前景之我见[J].硅谷,2015,01:12+72.
关键词:机械;设计制造;自动化
计算机一经研发便引起了关注,随之不久便应用于日常生活中,随后更是应用于社会各个领域中。计算机即电子技术,其与机械技术的结合便是机械设计制造及其自动化的关键部分,此外还涉及到多门类学科的融合。机械设计制造及其自动化通过计算机来实现部分操作,加速了管理与机械相通的机电一体化,并借由其所蕴含的多类别知识,使原有的电器化的技术与产品得以改进,逐渐步入自动化模式。在不断地改进与升级中,机械设计制造的自动化已成为其发展的大趋势所在,而其自动化的发展趋向将成为相关工作人员的研究重点所在。
1.机械设计制造及其自动化的特点
机械设计制造及其自动化能够最大化地对产品与机械双向满足,从而创造最大的价值,这便是机械设计制造及其自动化的主要特点。机械设计制造及其自动化对产品的满足在于,在实现了初步的生产之后,继而能够进行不断地技术改进,为生产出更为精致、级别更高的产品创造条件。此外,还可进行技术方法等的创新和扩展,为产品增添无限可能。机械设计制造及其自动化对机械的满足在于,在设计、实践过程中,机械可以充分地发挥其功能,生产出达到标准的产品。
2.机械设计制造及其自动化的优势
机械设计制造及其自动化包括却不局限于电子技术和机械技术,是多项技术的融合,而非叠加。机械设计制造及其自动化的优势主要体现在生产和使用两大方面,前者可指对生产效率与质量的双向提高,成本约降低5成、员工约节约5成、效率却可提高约4成。后者主要包括使用更为安全(通常可自行监控、诊断并实时保护,从而减少了事故发生率、提高了机械使用率)、便捷(计算机操作将逐渐代替手工)、功能更广泛(不局限于但功能技术的产品,可进行规模更大、且满足用户所需的生产,智能化也增加了机械的功能)、使用期长且维修方便(可根据用户的习惯进行个性化配备,故障不易发生,在发生时诊断、维修周期均有所减少)等优势。此外,机械设计制造及其自动化还很好的节约了资源,保护了环境。
3.机械设计制造及其自动化的发展趋向探究
3.1模块化的发展趋向
模块化旨在将复杂的整体,以一定的模式分散至若干单一的模块,各个模块具备其独特的特征或功能,从而起到便于工作、化繁为简的效果。机械设计制造及其自动化的模块化源自其生产企业或类别均众多,同时其具备复杂的各类接口(如环境、电气、机械和/或动力接口等)的特点。机械设计制造及其自动化的模块化发展趋势,将通过有规律而便于操作的各具功能的模块,来促进电气及机械等的标准化、系列化等趋势,从而扩大生产以及企业的发展。
3.2 网络化的发展趋向
网络化主要是通过计算机将电子终端进行连接,从而资源共享,以丰富“网民”的网络生活。在网络的不断进步中,网络化也扩充至多个领域,包括却不局限于工业领域。网络化的广泛应用,缩短了世界间的距离,也畅通了各国之间的往来,传统需要花费十天至数月的飞鸽传书已经突破为一秒千万万里的电子邮件,网络化为一切均提供了可能。机械设计制造及其自动化的网络化趋势在于,将远程监控等技术与机械技术紧密相结合,使众多机械或电器有所关联,形成强大的技术,并逐步深入于人们的日常生活中。
3.3 绿色化的发展趋向
从前些年主张的绿色蔬菜,至近些年提倡的绿色出行、低碳生活等,在人们生活水平提高的同时,社会各界对我们赖以生存的环境投入了更多的关注。自古以来,绿色象征着自然与健康的颜色,是地球中不可缺乏的保护色,在各领域内均有与此相关的绿色主张。对于机械而言,其绿色化主要是指机械的绿色整体过程,即指不论是其设计阶段、生产阶段还是使用或回收阶段,均应以自然、健康并环保为前提。只有做到不破坏自然和谐、不忽视生命健康、才能利于人类乃至地球的长远发展。
3.4 虚拟微型化的发展趋向
虚拟化即将传统真实的过程以虚构、模拟的方式进行,旨在节省时间、资源,方面调改,避免不必要的浪费。虚拟化主要借助计算机等电子技术来实现。机械设计制造及其自动化的虚拟化是将传统的真实设计场景(包括真实图纸设计、人力实验等),转化为借助电子计算机即可完成的虚拟设计与试行,从而极大程度地使利润最大化、成本最优化。微型化的特点即为微而小,机械设计制造及其自动化的微型化极大地改变了传统机械及其产品较大的体积,机械产品将更小且更精密,也将应用于如生物、医疗等领域。
3.5 数字智能化的发展趋向
数字化将复杂或难以计形的信息用数字来表示,并运用于计算机中,从而实现对系列复杂操作方便地管理。机械设计制造及其自动化的数字化趋向,使企业可通过机械与网络对数据及资料进行收集和分析,并应用于相关的加工之中。智能化是将机械赋予人的智商,使机械能够决策、推理,以此便于管理而节省人力。
4.结束语
机械设计制造及其自动化在我国工业化中占据重要位置,其不断深入地发展将对我国的整体工业产生影响,因而其也是需要国家投入关注的重点项目。近些年来社会发展日新月异,我国在众多领域均有所突破,网络的发展,机械技术与电子技术的融合,已经为机械工业领域带来希望,而随着时间的推移,机械设计制造及其自动化在呈现上述趋向之外,还会越发关注使用者的体验,将机械拟人化,使机械具备生物的机理,以彰显人性。然而在发展中也应不断反思,试图找出我国此领域与他国的差异,进行借鉴与学习,以寻求更大地突破。
参考文献:
[1]韩小旭.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].电子制作,2013(18).
[2]李彤.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].中国科技投资,2013(11).
关键词:机械设计制造及自动化,设计原则,优势,发展方向。
中图分类号:TH122文献标识码: A 文章编号:
一、机械设计制造及自动化的符合设计原则
1 满足对机器的功能要求
机械自动化系统的设计和制造必须要满足人们的需要,至少要具备一个核心功能,将信息和能量进行必要的转换之后变成人们所需要的信息和能量。机械自动化系统将产品和技术融为一体,从设计、制造到功能,形成完整的机械自动化系统。
2 利用先进技术
各种先进技术是机械设计制造及自动化的基础和重要保证,无论是产品还是系统,其所具备的功能依然要以技术为主,这样才能充分展现现代机械的智能化和人性化。
1)各种加工设备
通过加工和处理过程改变有的形态,增加输出物质或产品的功能,如机床、各种加工设备等现代机械。
2)能量转换机械
动力机主要是以能量的转换为主,如电动机、水轮机、内燃机等各种能量转换机械。
3)信息处理机械
将输入信息经过处理后输出所需信息,常见的信息处理机械主要有计算机、传真机等各种办公用设备。以信息处理为主的机械称为信息机,用来传递人们所需的直观信息,如图像、文字等。
4)其他功能的机械
只有充分了解机械自动化的主要功能,才能设计出不同的产品,培养创新思维。不同用途的机械具备不同的运动方式,这充分说明了机械自动化的发展空间很大,根据人们的创新和设计,未来的机械自动化内容会更加丰满完善。而这一切依然需要强大的技术做支撑,并做出合理的设计和科学的规划。
二、机械自动化系统的优势
机械自动化技术具备强大的功能和广阔的发展空间,颠覆了传统机电产品的地位,这种优势还将继续保持下去,为企业和社会带来巨大的经济效益。
1 提高工作效率和工作质量
机械自动化产品的优势在于其所具备的各种先进技术可以进一步提高功能,强大的信息处理能力和自动控制能力,充分体现了智能化的特点,精确地保证机械按部就班的执行操作,可以代替工作人员完成工作,既节省了人力也可以提高工作效率,还提高了工作质量。
除此之外,机械自动化产品的自动性可以提高生产力,如数控机床的生产效率比普通机床要高出许多,既节省了机床的数量和人员的安排,还可以提高生产效率。
2 提高机械安全性和可靠性
机械自动化产品在工作中如果遇到故障,能够自动处理事故,并及时采取保护措施,提高了安全性和可靠性。机械自动化产品的智能化和人性化得到了充分的验证,通过其自身一系列的自动监视、诊断、处理、保护过程,免去了人员操作环节,减少了事故的发生。同时,机械自动化产品具备较高的灵敏度,因此其可靠性和安全性得到了进一步保障。
3 方便操作
机械自动化产品中的控制系统具备完善强大的功能,如果要改变工作方式,无需改变产品中的部件,只需输入控制程序即可。输入不同的控制程序或执行程序,就会自动进行不同的工作方式。机械自动化产品具备自动监控的功能,发现故障时可以自动诊断并采取措施,自动保护。利用程序控制机械自动化产品,可以减少操作的流程,这就是机械自动化产品易操作的优势。通过各种程序的控制,达到优化操作,实现真正意义的自动化。
4 适用范围广
机械自动化产品是多种技术交叉、有机结合的结晶,因此具备强大的复合功能。通过自动化控制、自动补偿、自动调节、自动保护等多种复合功能,进一步提高产品的可靠性和安全性,使其充分满足用户的需求,对不同的用户也可以轻松处理问题,而不再受到功能单一的限制。
5 节省能源
能源问题是目前各界人士十分关注的话题,能够节省能源、减少消耗的产品则会受到市场的欢迎。机械自动化产品采用低能耗驱动机构,可以进一步减少能源消耗,起到很好的节能作用。而自动化产品的发展趋势是“微、轻”,因此在设计和制作材料过程中亦会节省很多材料。机械自动化产品有助于提高经济效益,在世界各地均受到了热烈的推崇和发展。
三、机械设计制造及其自动化发展方向
1 机电一体化
机电一体化是机械自动化进一步发展,机电一体化技术是机械技术、电工电子技术、微电子技术等多种技术的交叉所形成的一门综合技术,现代化机械设备离不开机电一体化技术。
2 智能化
智能化是机械自动化产品的重要标志,也是机械自动化技术发展的必然趋势。把冷冰冰的机器变得智能化,运用各种学科,如计算机科学、心理学等,使其具备类似人的智能来处理问题。
3 模块化
机械自动化产品种类较多,因此在研发时的各种需求则相对比较复杂,许多新产品的开发和发展都离不开标准单元的利用,各类产品单元需要进一步模块化才能提高产品的生产效率和质量。
4 网络化
网络技术给人们的生活和生产带来了日新月异的变化,如今,许多机械自动化产品利用网络技术提高自身竞争优势,因此机械自动化产品朝着网络化方向发展亦是一种必然。由于网络化的普及, 基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统, 使人们在家里充分享受各种高技术带来的便利和快乐。因此, 机械自动化产品无疑将朝着网络化方向发展。
5 微型化
如今,许多机械自动化产品以体积小、操作灵活等特点占据市场主要位置,这些体积小巧的产品统称微电子机械,并逐渐向微米、纳米级发展。未来的时代,就是一个微时代。
6 绿色化
随着人们生活水平的提高,绿色产品概念应运而生。绿色产品是指那些对环境无污染或污染极小的产品,机械自动化产品的绿色化则主要体现在对环境无污染,并可以进行二次回收和利用。设计绿色的机械自动化产品, 具有远大的发展前途。机械自动化产品的绿色化主要是指使用时不污染环境, 报废后能回收利用。
7 人格化
机械自动化产品的人格化主要是指赋予机械自动化产品以人的智能和情感,使其充分智能化和人性化。此外,还可以模仿各种生物机理研制出机械自动化产品。
四、结论
机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。所以说, 机械自动化系统就是机电一体化系统。机电一体化的发展就是机械自动化的发展。广大设计人员应清醒地认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展, 才是机械工业发展的唯一出路。综上所述,机械设计制造及其自动化的发展前景是十分广阔的,设计人员应通过不断的研究和学习,创造出更加卓越的新型产品,造福整个社会。
参考文献
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[4]杨世明,腾献银,赵镇宏,等. 机械设计[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007.
【关键词】现代机械设计;计算机辅助设计;设计手段;发展趋势
1.现代机械设计优越性
机械设计是为实现某一使用功能,同时考虑其运动可能性、制造可能性、经济可能性,从而构思一种具有一定创新的机械产品的过程。传统的设计技术受低劣的设备条件和落后的技术方法所限,只能在保守的观念下,依据粗略的验算甚至估计,通过大量的简化和静止化假设完成机械工程设计,它必然使设计存在随意性,对个人的经验和习惯的依赖性极大,极难实现合理、准确和高效的设计。现代设计技术充分利用了当今迅速发展起来的计算机技术、计算技术、应用数学和力学、电子学、测试和分析技术,使设计技术有可能从经验的、静止的和随意性很大的传统设计变为基于计算数据、知识工程或专家系统的、动态的现代设计。这需要充分收集、分析和检索必要的信息、快速的数值运算和方案寻优,因而必然大规模地使用CAD技术和人工智能技术、数据库技术等。
现代设计虽然大体上继承了传统设计的原则和步骤、价值分析法则和指标、造型设计标准和观念、类比设计思想、组合/分解方法等但科技发展对设计技术的促进使之不可能一成不变地沿袭旧有模式,而是几乎在产品设计全周期的各阶段,都应引入现代科技成果和工具,使用各学科的新发现、新观念。在计算机技术、通讯技术、图形图象处理和传输技术基础上组建“计算机支持的协同工作”(CSCW,ComputerSupportingCooperationWorking)环境以综合集体的智慧;用系统工程的观点乃至大系统理论对问题进行分解简化或综合分析。而在随后的分析计算和优化设计阶段(或者总称详细设计阶段),应以弹性力学为基础,以有限元分析系统为工具进行机械结构的应力/应变分析和强度计算,以塑性力学、材料力学为基础,以有限元方法、计算机数字仿真和图形仿真技术为手段,进行针对材料屈曲和塑性破坏的极限设计;以振动理论、强化试验理论和安全寿命预测理论为基础,在计算机系统支持下完成针对疲劳损伤的疲劳设计。由此可见,现代设计技术的相关学科领域除上述传统设计过程中涉及的技术门类外,还融进了计算机仿真技术、随机振动与动态载荷分析、模块化设计、优化设计、计算机辅助设计、有限元分析、动态试验及其强化、计算机信息交换方法和标准等,其中,动态、优化和计算机化是其核心。
2.现代机械设计特点
现代设计技术具有以下特点:一是智能化。大型复杂机械的设计必须完成“分析—分解—综合”的过程。其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。二是经济性,市场的竞争、用户的选择使对产品的经济性要求越来越高。三是并行性。必须超前考虑后续过程,实现DFM、DFA,以压缩废品、库存的消耗,确保上述经济性。四是集成化。即树立人—机一体化、机—电一体化、硬件—软件一体化观念,综合多方面测试分析数据指导、评价设计,融多种现代科技成果和技术,特别是CAD技术于机械产品之中。五是精确性。这是机械工程产品复杂度、综合性提高的必然结果,现代先进的计算技术、计算理论和计算分析工具的使用也使之得以迅速提高。六是动态性。不仅分析设计对象要从动态的观点出发,设计组织的合作协调也具有动态性,后者要求设计数据集成、设计系统无缝连接。
3.计算机辅助设计技术的发展趋势
从目前的情况来看,CAD技术主要应用于机械设计的以下诸方面:几何建模、工程分析(如结构分析中的应力/应变计算,动态特性、热传导特性分析等)、设计审查与评价(如公差分配审查、干涉检查、运动仿真等)、计算机辅助绘图、工程数据库的建立及其操作和工程设计信息的处理、检索和交换等。然而,机械设计是一种反复改进、分析评价的创造过程。这一过程具有以下特征:一是创造性,针对市场需求或用户需求构思出具有一定创意的产品模型;二是多解性,建模中材料、用户对象、设计标准、经济指标等的差异均可导致迥然不同的设计结果;三是近似性,不论计算手段多么先进、设计工具多么强有力,也必须进行必要的简化近似。这些特性在机械设计过程中非常突出,但又没有确定的数学模型,也难以得出明确的解答,现有CAD技术因此在其中尚无用武之地。由于具有上述特征的工作基本上集中在设计过程的早期,其中构思的优劣、设计目标选择的合理与否,对后续工作的影响不论在深度还是广度上都非常大。为了在机械工程设计的早期最大限度地将工程技术人员从繁琐无序的摸索尝试中解放出来,从而充分发挥人类卓越的创造力,同时综合运用人类多年积累的知识成果,发挥设计组织的集体智慧,必须将繁杂的数值计算、知识信息的传送处理和检索、简单而又众多的判断等工作尽可能地交给计算机完成。因此,CAD技术必须向智能化、信息集成化、信息交换接口标准化和CAD/CAM一体化方向发展。可以预见,随着近年来人工智能、知识库数据库技术、信息集成与交换技术的飞速发展和信息交换标准的拟定、发展与完善,CAD技术正在向智能化、信息集成化、信息交换接口标准化方向发展,它在机械设计过程中的应用也趋于向设计早期深入。
人工智能在CAD技术的智能化中起着突出的作用,人工智能与CAD技术相结合的一切研究,几乎都围绕着提高CAD系统的创造力而展开。基于范例推理的设计,基于约束满足的设计等方法的广泛应用,导致了智能CAD技术的产生和发展。其中具有一定智能的专家系统主要以两种形式存在,即用于方案综合和设计评价。近年来还出现了处理设计条件描述不充分问题的基于神经网络的设计方案推导系统,以及针对机械工程设计多解性的模糊设计、模糊评判方法。
随着工程设计项目规模和设计队伍的扩大,设计周期的缩短,以及DFM、DFA模式的引入,关于设计系统内部信息共享的要求日益迫切。信息集成包括MIS(管理信息系统)、DSS(决策支持系统)、CIMS(计算机集成制造系统)的数据共享及其完整性、安全性和一致性维护。然而,实现这一目标的困难在于:设计中大量存在非结构化、非定长的多媒体信息,如工程图样、产品样品图象、关于用户调查及产品评价的录音等,对他们的有效管理必须借助于多媒体数据库。虽然目前用于商业和教育的多媒体数据库系统已进入实用阶段,但支持工程设计的多媒体工程数据库(EDB)还有许多问题尚待研究。因此,为了减轻网络负载,必须解决Client/Server环境下智能化多库协同问题,多媒体信息传输、播放的同步问题等。CAD系统集成化的另一途径是信息交换接口的标准化。为此,已先后产生了IGES、PDES、STEP等信息交换标准,目前它们还在进一步发展完善中。
关键词:机械;自动化;发展方向
机械设计制造及其自动化增强了机械设备的综合性能,能够把机械带入到一个智能化、人性化的科技时代,对人们的生产和生活具有很重要的作用,从事相关职业的研究人员和学者也在不断的进行改良和创新设计。机械设计制造机械自动化技术所面临的关键技术门类很多,不同技术之间有着密切的联系,有的技术是基于其他技术而存在的,多种技术互相渗透,共同找寻其发展的新方向。
1 机械制造的概念和特征
美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义:现代机械是“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、运动和能量流动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统[1]。”这一概念的引入,为当时机械设计和制造提供了一个非常贴切的总括,使机械理论雏形有了明确的意义。
机械设计制造及其自动化的特征也是极为明显的,总结概括如下:机械自动化的设计制造是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织结构目标,在多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术[2]。
机械设计制造自动化可以满足机器对于其功能的精细化要求,针对不同的产品要求设计出不同的机械产品。通过这一设计过程,使得产品可以实现从输入端产生的输出要求,完成其功能的完美呈现。机械设计始终围绕着产品功能要求进行布局,制造过程也是严格按照设计要求进行生成,最终这一系列过程的完成,是要满足机械生产的需要。机械设计制造在朝着机械自动化的发展方向稳步向前推进。
2 机械设计制造及其自动化的发展方向
我国从20世纪80年代初才开始机械设计制造及其自动化发展方向这方面的研究和应用工作,研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,并取得了一定的成果[3]。但我国目前的情况与先进国家比,还有巨大的差距。学科的专业性质很强,技术要求也是极高的,单纯的就其理论基础来讲,学科的发展和应用仍有很多漏洞亟待处理,但机械设计的未来发展方向是明确的。
2.1 机电一体化
机电一体化就是机械自动化的发展和延伸,传统机械产品的更新换代是目前所面临的问题,走机电一体化方向道路,对于机械工业发展来讲是极为可行的。
2.2 智能化
智能化的发展对技术的要求比较高,也是新时代机械自动化的重要风向标,职能化讲求的是机械在操作上具有一定的能动性,接受人为指令的同时能够做出一定范围和能力的判断,这里面的学问涵盖很多科目,例如:计算机科学、心理学、生理学和运筹学等等,让机械自动化能够模拟人工智能,解放人力资源,当然不可能完全替代人力,机械能够简单的进行模仿、推断和进行部分决策的能力,这种智能化的发展,是整个人类社会拭目以待的技术,不仅对机械设计的发展有益,而且对未来应用机械的相关行业也有着相当大的实际意义。
2.3 模块化
由于生产机械自动化产品的厂家很多,而且机械自动化产品本身的种类也是多样化的,所以在设计和制造机械自动化产品单元时极其要仔细认真,注意繁杂接口的多项设计,例如标准机接口、电气接口、环境接口等,可以利用标准单元开发出新型装置,扩大生产规模。模块化给机械设计制造及其自动化带来良好的发展前景。
2.4 微型化
传统的机械往往给人一种过大过笨重的印象,随着技术的更新换代,机械设计制造呈现微型化的特点和趋势,其产品本身个体小、耗能低、运动灵活等特点降低了制造成本,同时也使得机械能够获得广泛应用,不再是笨重的代名词。但在我国的很多高精尖领域仍未能广泛应用,机械设计制造及其自动化在外形设计和内部环节上还存在一定的局限性。
2.5 网络化
随着计算机技术的普遍发展,各行各业都充斥着计算机技术。互联网的应用给人们的日常生活和工作带来了乐趣和提高了效率。网络化的普及,使得人们应用了更多的远程监控技术,把它应用到设计领域中有着强大的实际应用性能,例如:利用家庭网络的建设,将家庭中的几种常见的家用电器链接在一个系统中,做到远程操控,能够提高人们的生活品质,享受到高科技氛围。
2.6 绿色化
往往工业的发展要伴随着生态的破坏,当下人们早已意识到生态坏境一旦被破坏的严重性,所以对机械设计制造的要求也附带着环保这一条。绿色化是时展的要求,也是人们渴望返璞归真的美好愿景。机械设计制造本就是一项复杂专业化的工程,引入绿色这一概念让机械设计本身充满了灵性和人格魅力。我们在设计过程中,赋予其与自然界和谐相处的能力,绿色化是对生态坏境的尊重,这样的设计理念,无疑是对机械制造的未来发展开了一个好头。
3 结束语
由于现代机械自动化在设计和制造上具有多重要求,所以机械的设计、制造都是紧贴机械自动化的要求来设计的。一个优秀的现代化高质量机械设计要能够囊括大量的技术科技才能满足机械制造的生产要求。机械自动化系统就是机电一体化的产物,机电一体化的进步依赖机械自动化的进步。机械工业发展需要好技术、好设计、好制造的不断涌现,对设计人员也是一种挑战,从设计到制造联手通力协作,机电一体化的发展格局定会呈现良好的态势。
参考文献
[1]易德君.机械制造与设计及其自动化发展趋势[J].大科技,2012,10(12):156-157.
[2]农应斌.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技传播,2013,1(2):110-111.
[3]杨凤秋.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].经济生活文摘(上半月),2012,9(13):178-179.