基于机械设计制造及其自动化未来发展方向的探究与思考

基于机械设计制造及其自动化未来发展方向的探究与思考

中天钢铁集团有限公司江苏省常州市213101

摘要:机械设计制造及其自动化在不同领域中的应用,与传统的生产技术相比,存在着明显的优势,使得生产能力和工作质量明显提高,生产上更加的安全可靠。从产品生产制造的性能上分析,能够适应产品生产的参数变化,设备本身便于维修。机械设计制造及其自动化能够保障机电一体化、设备生产智能化。

关键词:机械设计;制造及其自动化;发展方向

一、机械自动化系统的优点与效益

1、生产能力和工作质量提高

由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。例如:数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍,机床数量可减少约50%,节省操作人员约50%,缩短生产周期40%,使加工成本降低50%左右。此外,由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性,特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。

2、使用安全性和可靠性提高

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身与设备事故,显著提高设备的使用安全性,机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性。故障率降低,寿命得到了延长。

3、调整和维修方便,使用性能改善

机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化,并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥,系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动化最优化操作。

4、具有复合功能,适用面广

机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求,应变能力较强。

5、改善劳动条件,有利于自动化生产

机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。

二、机械设计及其自动化的未来发展方向

1、智能化

在机械化产品中,有着一个重要标志——智能化,智能化水平越高,机械化产品的自动化程度也越高。因此,在未来的发展中,机械化产品有必要朝着智能化的方向发展。智能化技术是一项高科技技术,它涉及了多种学科的内容,包括计算机学科、运筹学科、人工智能学科等,它能够让机械化产品产生人的逻辑思维能力和判断能力。在机械化产品中融入智能化技术,能够促使产品替代施工者从事一些危险系数高的施工任务,在很大程度上降低了安全事故发生率。总而言之,让机械化产品朝着智能化的方向发展,能够替代人工劳动,实现安全施工,提升工作效率和效益。

2、数字化

在现代工业当中,数字化技术发挥着十分独特的作用,它能够统计复杂信息(图形、声音、技能等),将复杂信息以数字信息的形式展现出来,并及时分析、处理,全真模拟产品的功能和产品的生产加工过程,实现原型产品的模拟制造,最终在减少设计错误和生产错误的基础上收获较高的生产效率。总之,机械设计制造及其自动化朝着数字化的方向发展,能够进一步提升机械设备的生产效率,促使机械设备更快、更好地工作。

3、微型化

上世纪八十年代以来,机械设备开始向微型化的方向发展,机械设备微型化能够提高运营灵活度,减少能耗,降低机械企业生产成本。除此之外,机械设备微型化还能增强产品综合竞争能力。从现状看,微型机械在诸多领域具有较高的应用价值,比如说军事领域、信息领域、生物医疗领域。由此可知,机械设备具有十分广阔的应用前景。需注意的是,机械设备的微型化程度越高,加工难度也越大,如何更好地实现机械设备微型化还需众多学者进一步研究。

4、网络化

网络化是机械设计制造及其自动化的必然发展趋势。从现状看,机械设计制造过程中虽然应用了网络化技术,但生产控制的网络化水平还有待提高。举例而言,在进行产品设计和产品生产时,机械设计制造的自动化系统一旦发生问题,便不能继续正常生产产品,若是生产现场缺乏专业设计者或技术者,就得暂停产品生产工作。等专业技术人员解决系统问题之后才能继续进行产品生产工作,这在无形当中降低了产品生产效率。由此可知,机械设计制造及其自动化必然会朝着网络化的方向发展,这样当出现产品生产问题时,便可利用网络中的信息技术、传感技术以及远程监控技术向不在生产现场的专业人员求助,产品生产问题便能得到解决,产品生产效率便能得到保证。

5、绿色化

近年来,我国工业化进程加快,社会公众面临的环境污染问题愈演愈烈,环境污染问题直接制约了社会经济健康发展。作为现代工业的重要内容,机械设备制造及其自动化在发展过程中应注意融入绿色理念。不论是在产品的设计阶段,还是在产品的应用阶段,机械设备制造及其自动化都需要朝着节能环保的方向发展,只有这样,才能实现经济发展和环境保护双收益。

6、人性化

人是机械设计制造及其自动化产品的服务对象,机械设计制造及其自动化若想实现健康发展,就得在未来发展中处理好产品与人的关系,促使机械化产品朝着人性化的方向发展。笔者认为,作为机械设备生产企业,应尽量生产出富有人的情感、富有人性以及人的生理机能的机械化产品。

结束语

综上所述,机械设计制造及其自动化在不同领域中的应用,有效促进了产业的发展。相比之下,机械设计制造及其自动化设备与技术应用优势众多,在我国农业、工业、虚拟化设计领域应用颇为广泛,有效地推动了社会经济进步。在本文中分析机械设计制造及其自动化的优势,研究其在不同领域中的实际应用。在未来,机械设计制造及其自动化与大数据、“互联网+”相互融合,开启工业时代的新篇章。

参考文献

[1]张英.基于CDIO理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江大学,2014.

[2]张宝坤,王淑霞,王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术,2011(4):48-54+57.

[3]梁韶祥.探讨机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技展望,2014(11):85.

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