机械设计制造及其自动化的发展趋势研究

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  • 更新时间2018-06-20
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  摘要:随着人类生活水平的提升,对物质的需求也开始注重产品的性能,外观等各个方面,这就促进了机械行业产品的多样化。但是机械行业的发展对坏境带来的影响不容忽视,要想更好更快的发展机械工业,就必须去解决好坏境问题和能源问题,所以,如何做到将能源高效利用,同时使产品功能多样,就成了机械行业更好更快发展下去的重要任务。


  关键词:机械设计制造;自动化;发展趋势


  1机械制造及其自动化的定义科学技术


  机械自动化的定义是在1971年产生并在机械领域得到了广泛的应用。“机械工程师协会1984年对其定义为:“计算机信息网络的协调和控制,完成包括机械力、运动和机械能量流动力和(或)机电组件系统互联”。


  机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科,机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。


  它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着生产和科学技术的发展,还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为: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,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。


  需要强调的是,机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术,而不是机械技术,以及其他新技术的简单组合、拼凑,这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品,不仅是人和手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。


  2机械设计制造及其自动化的发展方向


  我国从20世纪80年代初才开始这方面的工作研究和应用,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。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。任何一门科学都是由基础理论、技术和工程系统组成的完善体系。机械自动化在技术和工程系统方面已有很大的发展,但基础理论方面尚在发展中,还很不完备,所以今后的发展方向是:


  2.1机电一体化


  机电一体化是机械自动化的发展和扩展,传统的只对机电设备的集成产品,是机械工业发展的唯一出路。


  2.2自动智能化


  智能机械自动化技术的发展在21世纪是一个重要的发展方向。“智能”是对机器行为的描述,它基本在理论控制的基础上,学习人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和多种动力学的新观念,新方法,如混合动力学,效仿人类智能,使其具备判断推理、逻辑思维、自主决策的能力,以确保我们更高的控制目标。


  2.3模块化


  模块化是一个非常重要而且又非常巨大的工程。由于机械自动化产品和制造商非常多。研究和开发标准的机械接口、电气接口、动力、环境界面接口是的机械自动化产品部门成为一个非常复杂的单元。通过模块化这种方式,就可以开发出具有统一标准的机械产品,于此同时也可以扩大产品的生产规模。


  2.4计算机网络的发展


  随着科技的快速发展,互联网给全世界带来了翻天覆地的变化,尤其是计算机编程的发明,以及编程技术应用在机械生产设备上的应用更是给机械领域带来了质的飞跃。各互联网的全球经济模式的开启、全球的机械生产组合成一体,全球化的企业之间的利益冲突,让企业明白自身具有竞争性的重要性。互联网的普及,使得网络的功能在逐渐的运用到机械生产中去,如远程监控和网络检测技术等设备终端的发明。以生产方式改变的方式让局域网络技术已经成为了一种趋势。我们可以将互联网广泛运用到各个领域,如家庭网络运用到各种电器上,通过远程控制电器的运行,这样的技术应用使得人类从中获取便捷的同时,更为生活带来了无尽的乐趣。正因为如此,互联网计算机技术在机械领域的发展成为了全世界的共识和产品的发展方向。


  2.5产品体积的缩小化


  20世纪80年代末,“微电子机械系统在国外被定义。微机械自动化系统,指的是几何尺寸不超过1立方厘米的机械自动化一体的产品”,与此同时也在向微纳米尺度发展。微机械自动化产品体积小,能源消耗少,并且具备足够的灵活性,在生物医学、军事、信息等方面具有不可或缺的优势。


  2.6资源节约,绿色环保


  我们不得不承认人类生活的变化离不开机械设计制造及其自动化技术的发展。但是我们在工业发展上却具有两面性。一方面,资源众多,生活质量得到提升:而另一方面,随着资源的减少,我们的生活环境、我们的生态系统也受到了严重的破坏,在这样的现状下,人类开始意识到保护环境、保护生态的重要性。我们将这种呼声归结到绿色产品这一概念,具有绿色理念的机械自动化产品,是未来的发展趋势。


  3结论


  近年来,我国政府加大了对机械自动化建设的投入,也培养了很多符合标准的专业人才,这有利于中国的发展和国民财富的有效积累,无论是在相关企业的管理模式还是在生产技术上都会得到很大的提升,并且起着非常关键的作用。


  通过对机械设计制造及其自动化发展趋势的研究,深刻了解了机械制造及其自动化对国家,甚至对全人类的发展起到的至关重要的作用,机械技术的发展非一朝一夕,在今后的发展道路,和学习道路上,在吸取前辈留下来的技术财富,设计思想的同时,更应在注重资源环境的同时大胆创新,坚持机械设计制造是造福人类的技术,努力的解决好生产力与环境的相互协调,使機械设计能够得以快速和健康的延续和发展。


  参 考 文 献 

  [1]刘武发,刘德平.《机电一体化设计基础》.北京化学工业出版社,2017.5 

  [2]杨世明腾献银赵镇宏段巍《机械设计》.电子工业出版社出版,2017.3 

  [3]张建民等.机电一体化系统设计.北京:高等教育出版社,2011. 

  [4]赵松年,张奇鹏.机电一体化机械系统设计.北京:机械工业出版社,2015. 

  [5]温希东.自动控制原理及其应用.西安:西安电子科技大学出版社,2014. 

    作者:李焕娜等