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械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势

郝军铭
  
一起生活科学
2022年7期
聊城市茌平区腾创建筑工程有限公司

摘要:随着科技的进步,社会的发展,市场对各行各业的要求不断增加。倘若械设计与制造能在今后的各行各业中继续发挥更好的作用,就要促进自动化技术的发展。这是因为自动化技术结合机械设计制造后和传统制造模式相比可以极大地提高生产力并解放劳动力,而且还能减少人工成本的同时保质保量。对于机械设计制造及其自动化特点要进行综合性的分析并且要根据相关的特点深入探究机械设计制造及其自动化未来的发展趋势和模式,这样才能让该技术在发展的过程中不断的完善,使得机械制造行业能够发展的更加顺利。

关键词:机械设计制造;自动化;特点

引言

在科学技术不断发展的今天,很多技术已趋于成熟并得到了广泛应用,机械制造行业也在不同领域中得到快速的发展。由于质量体系的完善加以人们对生活质量以及各方面的要求逐渐提高,所以机械设计制造的要求也在不断的提高,为了能使机械制造行业可以更好的服务于社会并得到更好更快的发展,就要保证机械制造技术得到不断的创新不断地得到发展,要让机械设计制造技术与自动化技术相结合并融入到各行各业中使其得到广泛的运用。

1含义概括

传统的机械设计制造所表现出来的鲜明特点在于依靠主观能动性来实现设备的运行和管理,这种模式仅仅局限于小型的机械设计制造中。随着社会人口的增长和经济体制的改革,机械设计制造所面临的群众生产生活市场早已不可同日而语,此时的机械设计制造仍旧是在很大程度上依赖劳动力的操作,一个车间往往有成百上千的机械加工个体来进行机械的操作。这种模式存在明显的弊端和不足,一是劳动力数量庞大,无法全面对其进行管理和分配,无法保证生产质量的统一。二是劳动力素质普遍较低,对部分设备的操作技巧并没有进行全面的掌握,因此也会制约机械设计制造的水平。而机械设计制造的自动化是建立在数据信息分析的基础上,实现对设备的操作与控制,是对传统劳动力的更新,能够全面弥补传统制造模式下的弊端和缺陷,更好地促进机械制造的综合发展。

2机械设计制造及其自动化的特点及优势

在机械自动化生产过程中会应用到很多高精密机械和电子控制系统,这也是和传统机械之间最大的差异。传统的机械设计制造工作大多都是人工来开展相关的操作,所以操作人员要具备很高的能力和水平。由于机械设计制造的工作都较为复杂且劳动力大,所以工作人员的专业素质不过硬的话,不仅不能保证工作的准确性,还会影响工作的生产效率,更有甚者会出现机毁人亡的事故。但让机械自动化得到有效地推广可以让生产效率提高,有效控制生产质量,还可以解放劳动力等。例如用PLC程序结合传感器技术通过触摸屏实时监控相关数据分析,也可以利用触摸屏操控相关机构的动作等。这样可以实现质量的实时把控,让失误的发生率进一步的降低,还可以控制一些机构如机械手在环境差高风险的环境中完成工作。近几年随着科技的不断提高和发展,越来越多的技术应用到机械设计自动化生产过程当中,如传感器技术,工控机技术,三D打印技术,机器人技术,红外线新技术等也加入到机械设计制造或技术当中,这不仅可以让该项技术的各方面性能得到进一步的提升,还体现了我国科技水平上升到一个新的阶段。

2.1机械设计的特点及优势

随着市场经济的发展,市场对机械产品的要求不断升级,手工绘制图纸已经无法满足人们日益更新的产品要求,随着计算机的发展,计算机辅助设计(CAD)应运而生,人们应用计算机技术,可以很高效的就完成机械零件的设计与分析,近些年,在完成设计的同时,还可以采用各种类型的分析软件,对机械产品进行结构分析与仿真,这种设计效率的提升,是新时代机械设计的主要发展趋势,也为企业更好的参与市场竞争建立了强大的优势。

2.2机械制造的特点及优势

机械制造的过程是实现产品最主要的环节,机械产品的制造首先是零部件的制造,零部件的制造精度直接决定产品的精度,因此,制造零部件的装备显得格外重要,当然也不能忽略这个过程中人的关键作用。由于各行业的发展,我国机床行业作为机械行业的基础产业,也得到了长足的进步,可以满足国内大部分行业的需求,数控机床的产量逐年上升,一定程度上标志着我国机械产业处于升级与更新换代的时期。数控机床的应用,提高了机械制造的效率和零件的加工精度,促进了我国机械制造行业的发展,但我国数控机床产业还存在许多不足,比如高端机床发展缓慢,高端行业应用的机床主要依赖进口、机床功能部件发展落后等,因此,国家在“十三五”规划时,明确提出要发展高端数控机床与机床零部件。

2.3机械自动化的特点及优势

机械自动化是一个跨学科领域,是机械与电气技术的完美结合,在现如今的市场环境下机械自动化的应用普遍存在,尤其是在机械加工、食品药品、电子等行业得到广泛应用,它的自动化功能给应用企业带来可观效益,同时具有的自动化防错与纠错或报警功能使企业在生产过程中减轻了很多人为参与的成分。机械自动化是机械行业未来的发展方向,也代表了最先进的机械设计与制造水平,也是我国重点关注和发展的领域。

2.4降低传统手工的复杂性和难度

以往老旧的手工技术,主要存在操作复杂,实用性差的问题,而切实地将机械设计制造自动化系统加以实践运用,能够有效对这些问题加以解决。将电子计算机技术与电子科技充分结合在一起,可以有效提升机械设计制造的整体水平,从而推动工作效率的不断提升。自动化技术的运用所具有的优越性就是利用电子设备来取代人工操作,完成机械设计制造工作,不但可以提升工作质量和效率,并且能够有效规避各类人为因素对工作造成的不良影响,避免危险事故的发生。

2.5完善监督系统

就以往机械设计制造工作来说,人工操作是生产工作开展的基础,对生产各个工序所起到的是控制作用,涉及到故障预警以及处理。自动化技术的发展以及实践运用在针对上述问题的解决处理方面能够起到积极的作用,这主要是因为运用自动化技术能够有效实现系统的监督管控,并可以完成整个系统内部的细节检验,高效地判断出系统内部问题的根源,运用恰当的方法加以解决,保证系统能够持续稳定的运转。

3计算机技术在机械设计制造及其自动化中的发展趋势探讨

在电子计算机技术的飞速发展和应用下,尤其是5G的到来,机械自动化会得到更好的运用。计算机程序与机械制造相结合,逐渐实现远程控制,在线操作,不停机维护等,使生产更趋于科学化、人性化、简单化等,充分让生产效率得到进一步的提高,还使得劳动成本得到有效的控制。以后机械制造行业运用计算机技术的内容越来越多,在发展过程中也有更多的发展方向

3.1智能化

随着社会的不断发展,人工智能已经大规模投入应用,人工智能应用已经成为大势所趋。本世纪初,机械制造及其自动化已经有了较大的进步,自动化水平大幅度提高,但是相对于智能化来说还是远远不够。机械制造领域的智能化,就是对各种工业生产过程进行实时监控,尽可能地减少各环节资源浪费,进而优化生产模式,最终极大地提高生产效率和减小资源的使用。智能化的出现,可以使我国从劳动密集型产业向高科技产业进行转化。近年来,计算机技术的应用越来越广泛,也是实现智能化的重要工具。它有效地推动了产业的发展,使得工业生产的自动化、智能化水平越来越高。其在实际应用中最为突出的特点就是,深刻的改变了以往的工作模式,推动机械制造向着自动化、信息化的方向迈进,可以说,两者的结合为我国机械产业的发展提供了新的契机,对于推动我国经济的整体发展发挥了极为重要的作用。

3.2网络化

互联网经过数十年的发展,已经逐步从军事领域走进了我们千家万户,极大的改变了我们的生活方式。机械设计制造也可以利用互联网的优势,通过互联网对各个生产流程进行实时监控,搜集实时数据,从而可以及时地发现生产流程中存在的各种问题,迅速作出反应。传统的机械出现问题通常都需要专业人员进行维修,维修过程复杂,一旦进行网络化操作,即使没有专业人员在场,也可以通过互联网远程操作。

3.3数字化

当今社会已经进入数字化时代。网络上各种关于数据的创新性概念不断出现,例如大数据、云计算等这些概念都已经为我们大众所熟悉。数字成了整个社会发展的新动力。机械行业相应的系统都需要相应的数据来进行处理,进而在对产品进行模拟以及后期的制造。一般机械产品在设计生产过程中,通常都是纸质图纸进行设计,最后再运用CAD制图软件进行处理。这一套流程十分浪费时间,且没有意义。因此在产品设计过程中通过数字进行虚拟化设计,不断简化设计流程和缩短工期,并设法提高产品的生产和加工质量。先进的应用在各行各业都有体现,较为常见的是设计中心将图纸设计完成后,经专人审核通过远传的方式直接下达制造指令给生产机械,整个过程没有纸质图纸的传递,而生产机械则是无人值守、无人操作,全流程自动化。现阶段,我国还有很大部分机械的控制系统落后,虽然相对于改革开放前的设备来说,先进水平已经有所提升,但仍需不断的进行优化。因此我们的技术也要与时俱进、不断更新,不断在设备中添加最新的技术。5G的商用,赋予机械智能化无限发展的空间。

3.4机械设计制造环保化

在机械制造过程中,无论是浪费相关资源,还是产生的废气和废物都会在很大程度上影响自然环境,破坏生态环境。例如机械制造生产过程中排放的污水最终会流向河流,严重影响河流水质。而机械自动化技术的科学应用,可以和先进的降噪技术与空气净化技术有效结合,确保企业生产过程中废气的排放得到有效控制,使其具有更强的环保性。与此同时,机械自动化具有一定的环保性和节约性,能够有效降低能源消耗,提升产品质量水平和生产效率,进而有效避免对自然环境的伤害,更高程度满足绿色生产的需求。

3.5人性化

随着社会的发展,人们除了在积极追求经济效益和提高效率之外,更多的开始关注舒适性质和人性化设计。产品设计要求符合人体结构,在紧张工作的同时也给人带来更舒适的体验感。不至于使人在长时间的劳动下产生疲惫感和职业病,进而可以提高员工的积极性,从而提高经济效益。

3.6机械设计制造开放化发展

先进的计算机技术目前也已经在机械设计制造及其自动化的各个领域得到应用,因此机械设计制造的开放化发展成为机械制造业发展的必然趋势。通过具体的实际例子可以看出,将计算机技术积极地应用于数控领域当中,充分地借助其动态仿真模拟技术,能够实现对模块的独立处理,并且能够交换信息,为接下来的生产打下良好基础。将计算机技术和数控技术有机结合,从而建立数据开放系统,促进了数控技术在操作上的自动化、开放化的发展。

3.7低能耗

随着工业的不断发展,社会资源在不断的消耗,低能耗也成了社会不断追求的目标。一方面是因为资源不断枯竭,另一方面也是为了追求绿色环保。在设计上既要考虑材料的问题,也要考虑高效利用的问题。在传统生产中,机械制造只考虑应用问题,仅仅为生产产品进行设计,能耗偏大。现阶段机械设计的发展方向则要求在实现功能的同时,低功耗、轻量化,节能环保。未来机械工程领域重点研究低功耗处理器技术和面向物联网应用的集成电路设计工艺,开展面向重点领域的高性能、低成本、微型化、低功耗智能传感器技术和产品研发,提升智能传感器设计、制造、封装与集成、多传感器集成与数据融合及可靠性领域技术水平;研究面向服务的物联网网络体系架构、通信技术及组网等智能传输技术,加快发展NB-IoT等低功耗广域网技术和网络虚拟化技术;研究物联网感知数据与知识表达、智能决策、跨平台和能力开放处理、开放式公共数据服务等智能信息处理技术,支持物联网操作系统、数据共享服务平台的研发和产业化,进一步完善基础功能组件、应用开发环境和外围模块。

3.8机械设计制造微型化发展

计算机技术在机械设计制造业中的应用,将会把原先的大型机械设备带入到微型化。因为在当今的社会发展形势下,微型化是一个必然趋势。不论是我们日常中用到的手机或者电脑,都在走向微型化。所以机械设计制造也会跟随现在时代的发展要求走向微型化。机械设计行业的发展过程中,对于机械设备的要求也将趋于更小、更便捷、耗能更低等方向,但又要具备更强大的功能。随着这些设备的更新提升,也对工业生产产品的质量和效率也有很大的帮助,尤其对于一些医疗事业、生物领域的事业和军事领域的快速发展具有很大的促进作用。

结语

综上所述,为让机械设计制造及其自动化得到更好的发展,工作人员需了解传统的机械设计与制造的优缺点,加强学习电子技术,电脑技术及其电气相关知识等,使其更好的与机械设计制造相结合实机械自动化,该技术都能够在实际生产过程中充分发挥其作用,如此一来让我国的综合国力得到提升。

参考文献

[1]杨泳超机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2018.

[2]陈玉,张永杰/机械设计制造及其自动化的设计原则及发展[J].内燃机与配件,2018.

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