機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向</p><p>　　摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)是制造業(yè)中機(jī)械工程的主要組成，機(jī)械設(shè)計(jì)水準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、研制時(shí)間及經(jīng)濟(jì)利益等有直接的影響。本文首先簡(jiǎn)要論述了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化原則，分析了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的現(xiàn)狀，基于此，展望了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展方向。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)制造、自動(dòng)化、現(xiàn)狀、發(fā)展方向 </p>

2、<p>　　中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主體，多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科。 </p><p>　　但其最基本的特征可概括為:機(jī)械自動(dòng)化的設(shè)計(jì)制造是

3、從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。 </p><p>　　二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化原則 </p><p>　　1、滿足對(duì)機(jī)器的功能要求

4、</p><p>　　任何一種產(chǎn)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(chǎn)品具有不同的主要功能。概而言之，都能對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息（即所謂工業(yè)三大要素）進(jìn)行某種處理，輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。因此，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)也必須具有對(duì)輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行某種處理，從而輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息的主功能。如上所述，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)綜合的概念，包含了機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電

5、一體化產(chǎn)品兩個(gè)方面的內(nèi)容。作為產(chǎn)品，又包含著設(shè)計(jì)、制造和特定的功能以滿足使用要求，而功能是由其內(nèi)部有機(jī)聯(lián)系的結(jié)構(gòu)所決定的。 </p><p>　　2、利用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新 </p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同，可對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行分類。 </p><p>　?。?）以物料搬運(yùn)、加工為主。輸入物質(zhì)、能量和信息，經(jīng)過(guò)加工處理，主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)

6、（或產(chǎn)品）稱為加工機(jī)。如各種機(jī)床、交通運(yùn)輸機(jī)械、食品加工機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、輕工機(jī)械等。 </p><p>　?。?）以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為動(dòng)力機(jī)，其中輸出機(jī)械能的為原動(dòng)機(jī)。如電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)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(chǎn)品稱為信息機(jī)。如各種儀

7、器、儀表、計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)以及各種辦公機(jī)械等。 </p><p>　　機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外，還應(yīng)具體備其它內(nèi)部功能、即動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能、構(gòu)造功能。基于上述的功能構(gòu)成原理，既有利于設(shè)計(jì)或分析各種機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)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(lái)可形成9大類型的系統(tǒng)產(chǎn)品。 </p><p>　　三、機(jī)械設(shè)計(jì)和

8、制造技術(shù)的現(xiàn)狀分析 </p><p>　　1、機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 </p><p>　　傳統(tǒng)的制造業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)，大多都是手工設(shè)計(jì)，工作人員僅借簡(jiǎn)單的工具就能制作圖稿，設(shè)計(jì)思維相對(duì)收斂及封閉，借鑒同類經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行形式設(shè)計(jì)，預(yù)算上無(wú)法做動(dòng)態(tài)分析，加大安全系數(shù)法減少數(shù)據(jù)上計(jì)算的誤差。不僅設(shè)計(jì)花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，而且工作人員的設(shè)計(jì)思維不同，無(wú)法完全協(xié)調(diào)的合作，在對(duì)信息的溝通方面也不是很好。現(xiàn)在，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿

9、足人們對(duì)產(chǎn)品功能的要求以及市場(chǎng)的需求。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展，制造業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)也逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上龐大的共享資源系統(tǒng)，借鑒經(jīng)驗(yàn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，在設(shè)計(jì)上優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，機(jī)械設(shè)計(jì)向著自動(dòng)化以及高效率的方向發(fā)展，不僅縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間，而且設(shè)計(jì)上更加精確。 </p><p>　　2、制造技術(shù)的現(xiàn)狀 </p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)是一個(gè)國(guó)家繁榮發(fā)展的基本前提，制造業(yè)的先進(jìn)程度和

10、制造技術(shù)的發(fā)達(dá)水平是對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)以及綜合國(guó)力強(qiáng)弱的具體表現(xiàn)形式。制造技術(shù)的發(fā)展不僅可以加強(qiáng)國(guó)防、促進(jìn)社會(huì)繁榮發(fā)展、提高全國(guó)人民生活水平、保障生活質(zhì)量[3]。改革開放以來(lái)，我國(guó)在機(jī)械制造技術(shù)上是取得相當(dāng)高的成績(jī)，但還是比世界發(fā)達(dá)國(guó)家落后，差距還是比較大的。對(duì)新產(chǎn)品的研制開發(fā)上，我們欠缺專業(yè)的設(shè)計(jì)知識(shí)、缺乏自主研發(fā)能力。管理上，計(jì)算機(jī)先進(jìn)的管理模式得不到廣泛的應(yīng)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(jīng)驗(yàn)管理模

11、式階段。技術(shù)上，對(duì)激光、微細(xì)、精密、高精密等技術(shù)方面的加工還不被廣泛應(yīng)用，很多技術(shù)還在學(xué)習(xí)、開發(fā)以及掌握的階段。在自動(dòng)化上，計(jì)算機(jī)的集成制造、數(shù)控機(jī)床制造、柔性制造等系統(tǒng)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)智能化、柔性化以及集成化，我國(guó)還只是處在剛性和單機(jī)自動(dòng)化的階段 </p><p>　　四、展望機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)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(jì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述.是在控制理論的基礎(chǔ)上.吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混飩動(dòng)力學(xué)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(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有低級(jí)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(jī)電一體化 </b></p><p>　　機(jī)電一體化就是機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品只有向機(jī)電一體化方向發(fā)展，才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。 </p><p><b>　　3、網(wǎng)絡(luò)化 </b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)了巨大的變革

14、。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一體，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也趨于全球化。機(jī)械自動(dòng)化的新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快會(huì)暢銷全球。 </p><p>　　由于網(wǎng)絡(luò)化的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锍浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便

15、利和快樂(lè)。因此，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 </p><p><b>　　4、模塊化 </b></p><p>　　由于機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動(dòng)機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單

16、元以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，同時(shí)也可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械自動(dòng)化單元的企業(yè)，還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)械自動(dòng)化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。 </p><p><b>　　5、綠色化 </b></p><p>　　工業(yè)的發(fā)達(dá)一方面使得物質(zhì)豐富，生活舒適

17、；另一方面，導(dǎo)致資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率最高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。 </p><p><b>

18、　　6、微型化 </b></p><p>　　國(guó)外將其稱為微電子機(jī)械系統(tǒng)，或微機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1 cm3的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。 </p>&l

19、t;p><b>　　五、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　綜上所述，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平還相距較遠(yuǎn)，所以，對(duì)我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的研究與發(fā)展是刻不容緩的，深入研究先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)、大力推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、堅(jiān)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(guó)科技的自主創(chuàng)新，提升綜合國(guó)力，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家間的科技差距，提高我國(guó)人民的生活質(zhì)量。 <

20、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　陳靜：《機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)》，《中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》， 2011年01期 </p><p>　　王曉晶：《柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》，《內(nèi)江科技》， 2010年08期 </p><p>　　黃利民：《淺論遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)》，《科技資訊