機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度探討

金寬（湖北商貿(mào)學(xué)院，湖北武漢　430079）

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機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度探討

金寬
（湖北商貿(mào)學(xué)院，湖北武漢430079）

摘要：文章從機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)談起，重點(diǎn)介紹了機(jī)械自動(dòng)化在提高企業(yè)生產(chǎn)率，增加企業(yè)利潤(rùn)方面所起到不可替代的作用，并指明了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展要從智能化、綠色化、模塊化和微型化方面進(jìn)行，使機(jī)械自動(dòng)化更好為社會(huì)服務(wù)，為人們帶來(lái)便利。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化；發(fā)展趨勢(shì)

1　機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）提高了生產(chǎn)效率。自動(dòng)化控制系統(tǒng)一經(jīng)出現(xiàn)，就發(fā)揮出了它巨大的優(yōu)勢(shì)，在企業(yè)的生產(chǎn)中采用流水線生產(chǎn)，不僅降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且節(jié)約了成本；采用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制和信息的采集，減少了操作中人為的失誤，用機(jī)器取代了人，大大提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的利潤(rùn)；隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，模擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，大大豐富和改善了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)過(guò)程中以計(jì)算機(jī)控制精度，不僅完成了生產(chǎn)操作的自動(dòng)化，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于企業(yè)和消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是利大于弊端，企業(yè)能夠得到更多的利潤(rùn)，好的產(chǎn)品也可以更廣泛地推廣到千家萬(wàn)戶，讓更多人使用到更好的產(chǎn)品。

（2）便于維修和控制。工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化是將現(xiàn)有的程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)程序內(nèi)，在使用時(shí)調(diào)出生產(chǎn)程序即可使用，即使在生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的參數(shù)有變化，也可以通過(guò)調(diào)整控制程序來(lái)改變，這些變化都是軟件的變化，根本不用對(duì)硬件進(jìn)行改變。因此，自動(dòng)化設(shè)備的控制就相對(duì)簡(jiǎn)單得多，而當(dāng)在生產(chǎn)中出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)程序的自動(dòng)檢測(cè)來(lái)檢測(cè)故障出現(xiàn)的原因及故障發(fā)生的部位，出現(xiàn)了什么問(wèn)題一目了然，便于維修人員進(jìn)行故障修理；而智能化的自動(dòng)系統(tǒng)還可進(jìn)行不解體的檢測(cè)，帶有自動(dòng)修復(fù)的功能，這些都為保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供了可能，也為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率創(chuàng)造了條件。

（3）生產(chǎn)過(guò)程更加安全。在自動(dòng)化生產(chǎn)車間參觀時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，若大的生產(chǎn)線上操作工人很少，只在一些機(jī)器設(shè)備前有一、兩個(gè)看機(jī)器設(shè)備的人員，出現(xiàn)這種情況是因?yàn)樽詣?dòng)化生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)都有監(jiān)控設(shè)施，自動(dòng)化的生產(chǎn)已經(jīng)將生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)狀況做到提前控制。如果在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了安全故障，自動(dòng)化設(shè)備就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并且計(jì)算機(jī)也會(huì)做出相應(yīng)的處理，切斷電源或是自動(dòng)到安全模式工作，所以在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中安全隱患降低了，生產(chǎn)過(guò)程更加安全可靠了。

（4）投資更少見(jiàn)效更快。機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的提高，可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果，適合我國(guó)現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國(guó)情。20世紀(jì)90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的精節(jié)生產(chǎn)LP（Lean Production）模式，就是以最小的投入，取得最大產(chǎn)出的具體表現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的提高可以使企業(yè)進(jìn)行投資時(shí)不僅僅只有購(gòu)買新型設(shè)備一條路子，因?yàn)樵谀壳拔覈?guó)機(jī)械制造業(yè)各企業(yè)中有大量的通用設(shè)備，我們可以在企業(yè)中以原有的設(shè)備為主，通過(guò)添加數(shù)控設(shè)備，引入CAD/CAM技術(shù)，再發(fā)揮出計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化管理優(yōu)勢(shì)，就可以構(gòu)成一個(gè)以人為中心，以信息自動(dòng)化為先導(dǎo)、樹(shù)立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見(jiàn)效快、效益高、符合我國(guó)國(guó)情的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。

2　機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展方向

（1）智能化。機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化是一個(gè)綜合運(yùn)用多學(xué)科的思想，而且也是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。人們?cè)O(shè)想機(jī)械設(shè)備的智能化是設(shè)備本身能夠達(dá)到具有模擬人類智能的能力，那么它必須就具備推理能力、邏輯思維能力和判斷能力等，這是對(duì)智能機(jī)器人的要求，要有類似人的情緒活動(dòng)、情感思維等，但機(jī)器人永遠(yuǎn)也代替不了人。雖然在國(guó)際象棋比賽中人類輸給了機(jī)器人，但機(jī)器人中的程序還是由人類設(shè)計(jì)的。而對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)CAD與人工智能相結(jié)合，可以通過(guò)系統(tǒng)模擬圖形的工作狀況，用計(jì)算機(jī)技術(shù)建構(gòu)工作模型，可以為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)最佳的加工方案。

（2）綠色化。工業(yè)化的發(fā)展必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大的影響，這是發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家發(fā)展過(guò)程中所遇到的首要問(wèn)題，而現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)全球化，溫室氣體效應(yīng)、白色垃圾污染已經(jīng)遍及地球的每一個(gè)角落，人們?cè)谙硎芸萍嫉某晒耐瑫r(shí)，可能也在自我毀滅?？上驳氖侨藗円呀?jīng)認(rèn)識(shí)到了環(huán)

保的重要性，人們開(kāi)始呼吁環(huán)境保護(hù)，由此誕生了綠色生態(tài)的理念。綠色、環(huán)保、節(jié)能的產(chǎn)品正在走進(jìn)人們的生活，綠色產(chǎn)品在制造、使用過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境幾乎沒(méi)有危害，而在制造過(guò)程中的生態(tài)化也注重節(jié)約資源的損耗，符合人們的推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，這是機(jī)械設(shè)計(jì)的一條必然之路。

（3）模塊化。隨著科技的不斷發(fā)展，電子技術(shù)也在不斷進(jìn)步，將電子元器件集成模塊化的理念和技術(shù)正在發(fā)飛速展。例如在汽車上配有發(fā)動(dòng)機(jī)的自啟停技術(shù)，臨時(shí)停車或是等紅燈時(shí)，踩下剎車一段時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)熄火，然后等到繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)在系統(tǒng)的控制下重新啟動(dòng)，在這一系列的機(jī)械動(dòng)作中核心的技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制。這是動(dòng)力單元中智能調(diào)速控制中的自動(dòng)控制，原本這是一項(xiàng)極為復(fù)雜并且有著臃腫程序的事情，但是機(jī)電一體化的產(chǎn)品研制給了人們一個(gè)新的方向。它是涉及多個(gè)控制單元，并且要求開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口、動(dòng)力接口等才能完成典型操作的機(jī)械裝置。但是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展的電氣設(shè)備肯定會(huì)給人們帶來(lái)意想不到的好處，并且它研發(fā)的技術(shù)還處在探索的階段，因此，誰(shuí)搶得了這個(gè)先機(jī)，誰(shuí)就能給企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一次機(jī)遇。

（4）微型化。事物都是發(fā)展變化的，在20世紀(jì)80年代末，微電子設(shè)備隨著科技的進(jìn)步不斷進(jìn)步而更新。機(jī)械自動(dòng)化開(kāi)始向小型化和微觀領(lǐng)域進(jìn)軍，這里突出表現(xiàn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的是微創(chuàng)術(shù)，它是涉及幾乎所有專業(yè)的一種技術(shù)，利用高精尖的圖像系統(tǒng)及微形器械將傳統(tǒng)手術(shù)操作的創(chuàng)傷減小到最少程度，當(dāng)然，這對(duì)患者來(lái)說(shuō)是天大的福音，因?yàn)樗軠p輕患者的痛苦。那么加工這些微型器械需要精細(xì)加工的方法，就是微機(jī)械的技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，并且是今后的一個(gè)發(fā)展方向。順應(yīng)世界機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，我國(guó)也在發(fā)展自己的自主創(chuàng)新技術(shù)，在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程中，我們要總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)，借鑒世界先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為我所用，本著智能化、綠色化、模塊化和微型化的方向前進(jìn)，全面提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的程度和水平。

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The Methods to Improve the Automation Degree of Mechanical Design

JIN Kuan
（Hubei Institute of Commerce and Trade，Wuhan，Hubei 430079，China）

Abstract:This article introduces the irreplaceable role of mechanical automation in improving the productivity of enterprises and increasing enterprise profit，and points out the aspects of the intelligent，green，modularity and miniaturization of development of mechanical automation，in order to provide better social services and convenience for the people.

Key words:mechanical design；Automation；development trend

中圖分類號(hào)：TH122

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-980X（2016）05-0063-01

收稿日期：2016-04-15

作者簡(jiǎn)介：金寬（1993-），男，湖北武漢人，主要研究方向：機(jī)電與信息工程。