機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用

陳永琪

(湖北大學(xué)知行學(xué)院，湖北 武漢 430000)

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化顧名思義是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)上添加了自動(dòng)化技術(shù)而形成的，相比于傳統(tǒng)機(jī)械制造，這種新技術(shù)更加自動(dòng)化，智能化，人性化。傳統(tǒng)的機(jī)械制造大多是人操控機(jī)器加工，加工效率低，誤差大，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化將機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造融為一體，并加入了自動(dòng)化技術(shù)，使得機(jī)械加工不需要過(guò)度的人力參與，機(jī)器可以自己工作，極大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)機(jī)器自動(dòng)加工避免了很多的人為誤差，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的加工精度。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 有效縮減工作時(shí)間，提高效率

傳統(tǒng)機(jī)械加工大都是人為控制的，人會(huì)勞累，會(huì)疲憊，因而工作效率比較低，而且疲勞作業(yè)導(dǎo)致的人為誤差較多，加工精度降低。在應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化后，很多的加工操作都有機(jī)器完成，機(jī)器的誤差很小，可以保證同一批次產(chǎn)品的同一性，而且自動(dòng)化加工的速度很快，提升了加工效率。

2.2 有效提高生產(chǎn)的安全性

一般機(jī)械加工的產(chǎn)品都會(huì)用到生活的各個(gè)方面，若是產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，就很可能導(dǎo)致用戶的安全受到威脅。對(duì)于實(shí)際的機(jī)械加工，工人的安全也非常重要，必須保證工人的人身安全，這樣企業(yè)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可以用機(jī)械手來(lái)代替工人進(jìn)行危險(xiǎn)操作，保證工人安全，此外，自動(dòng)化生產(chǎn)可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)檢驗(yàn)，及時(shí)排除廢品，保證產(chǎn)品安全。

2.3 操作更加簡(jiǎn)單

在傳統(tǒng)加工中很多操作都不是量化的，而是靠經(jīng)驗(yàn)決定的，不同的工人加工出的產(chǎn)品不一樣，即使同一工人在不同時(shí)間加工的產(chǎn)品也有所不同。應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化之后，機(jī)械加工的操作非常簡(jiǎn)單，工人只需要給機(jī)器發(fā)出指令，機(jī)器自動(dòng)加工，簡(jiǎn)化了人為操作的步驟。

2.4 使用范圍更加廣泛

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用范圍相比于傳統(tǒng)的機(jī)械加工更加廣泛，傳統(tǒng)的機(jī)械加工受到很多因素的制約，例如精度問(wèn)題、效率問(wèn)題、安全問(wèn)題等。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用的場(chǎng)景幾乎包括了所有的機(jī)械加工，適應(yīng)不同客戶的需求，而且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，其適應(yīng)性將更會(huì)好，應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)更廣泛，甚至可以滿足個(gè)性化的需求。

2.5 能夠減少能耗，有利于環(huán)保

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的應(yīng)用可以大幅降低廢品率，加工殘余也更少了，同時(shí)由于加工效率的提高，加工同一產(chǎn)品所需要的時(shí)間也就相應(yīng)縮短，可以節(jié)省機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的能源消耗。所以說(shuō)大范圍應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化可以減少能耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)保型生產(chǎn)。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向

3.1 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展將會(huì)促使機(jī)械和電氣融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，這樣便可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境的生產(chǎn)加工，而且效率將會(huì)進(jìn)一步提升。因此機(jī)電一體化將是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)重要方向。

3.2 智能化再發(fā)展

智能制造是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化朝著更加自動(dòng)化的方向發(fā)展，除了能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器自動(dòng)加工之外，機(jī)器還可以根據(jù)加工的尺寸，自動(dòng)調(diào)節(jié)加工量，也就是機(jī)器“自我補(bǔ)償”。這樣可以降低廢品率，提高企業(yè)效益。

3.3 數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

數(shù)字化技術(shù)是目前很熱門的一項(xiàng)技術(shù)，其主要原理是將物體數(shù)字化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的模擬操作。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析和模擬，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段便可以發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，及時(shí)修改問(wèn)題，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加完善，為之后的加工打下良好的基礎(chǔ)。

3.4 產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)各種輔助軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工的虛擬化。最終可以模擬加工出最終的產(chǎn)品。這種虛擬化的操作可以減少很多實(shí)踐中可能遇到的問(wèn)題，換言之就是將工作做到前面，為實(shí)際的加工掃除大部分障礙。

3.5 綠色化發(fā)展

綠色化發(fā)展是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的必然途徑。隨著環(huán)境的持續(xù)惡化，所有的行業(yè)都要實(shí)行節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境，制造業(yè)也不例外。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來(lái)一定會(huì)朝著減少污染，節(jié)約能源，綠色化的方向發(fā)展。

3.6 多元化發(fā)展

正如我們熟知的一樣，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域綜合性較強(qiáng)，融合多項(xiàng)學(xué)科的知識(shí)理論。由此來(lái)說(shuō)，伴隨越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，未來(lái)機(jī)械制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域必將朝著更加多元化的趨勢(shì)發(fā)展，滿足社會(huì)的發(fā)展需求。

3.7 集成化發(fā)展

當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造常常會(huì)將設(shè)計(jì)流程、生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及管理體系進(jìn)行剝離。但可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)隨著工業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)前行，不僅僅會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)，而且各項(xiàng)生產(chǎn)流程都會(huì)融為一體，達(dá)到高度集成模式，為工業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.8 節(jié)能化發(fā)展

伴隨工業(yè)技術(shù)水平的快速提升，我們不可以將目光只集中在機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率之上，如何確保工業(yè)領(lǐng)域穩(wěn)定前行以及可持續(xù)發(fā)展都將是必須解決的重要問(wèn)題。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中選用更為清潔的能源材料，提高轉(zhuǎn)化效率，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢棄物并降低污染，設(shè)計(jì)完善的循環(huán)體系，均是未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域需要重點(diǎn)研究的課題項(xiàng)目。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械制造及其自動(dòng)化對(duì)于制造業(yè)而言至關(guān)重要，把握好機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化未來(lái)的發(fā)展方向便是把握住未來(lái)的發(fā)展機(jī)遇。希望有關(guān)企業(yè)和政府部門共同努力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化更好的發(fā)展，造福全社會(huì)。