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文檔簡介
1、<p> 機(jī)械設(shè)計制造及自動化發(fā)展方向</p><p> 摘要:機(jī)械設(shè)計是制造業(yè)中機(jī)械工程的主要組成,機(jī)械設(shè)計水準(zhǔn)對產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、研制時間及經(jīng)濟(jì)利益等有直接的影響。本文首先簡要論述了機(jī)械設(shè)計制造及自動化原則,分析了機(jī)械設(shè)計和制造技術(shù)的現(xiàn)狀,基于此,展望了機(jī)械設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展方向。 </p><p> 關(guān)鍵詞:設(shè)計制造、自動化、現(xiàn)狀、發(fā)展方向 </p>
2、<p> 中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: </p><p><b> 一、前言 </b></p><p> 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)為主體,多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物,是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科。 </p><p> 但其最基本的特征可概括為:機(jī)械自動化的設(shè)計制造是
3、從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),在多功能、高質(zhì)量、高可靠性和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。 </p><p> 二、機(jī)械設(shè)計制造及自動化原則 </p><p> 1、滿足對機(jī)器的功能要求
4、</p><p> 任何一種產(chǎn)品都是為滿足人們的某種需要而開發(fā)的,都必須具有某種主要功能,不同的產(chǎn)品具有不同的主要功能。概而言之,都能對輸入的物質(zhì)、能量和信息(即所謂工業(yè)三大要素)進(jìn)行某種處理,輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。因此,機(jī)械自動化系統(tǒng)也必須具有對輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行某種處理,從而輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息的主功能。如上所述,機(jī)械自動化系統(tǒng)是一個綜合的概念,包含了機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)電
5、一體化產(chǎn)品兩個方面的內(nèi)容。作為產(chǎn)品,又包含著設(shè)計、制造和特定的功能以滿足使用要求,而功能是由其內(nèi)部有機(jī)聯(lián)系的結(jié)構(gòu)所決定的。 </p><p> 2、利用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新 </p><p> 根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同,可對產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行分類。 </p><p> ?。?)以物料搬運(yùn)、加工為主。輸入物質(zhì)、能量和信息,經(jīng)過加工處理,主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)
6、(或產(chǎn)品)稱為加工機(jī)。如各種機(jī)床、交通運(yùn)輸機(jī)械、食品加工機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、輕工機(jī)械等。 </p><p> ?。?)以能量轉(zhuǎn)換為主,輸入能量和信息,輸出不同能量的系統(tǒng)(或產(chǎn)品)稱為動力機(jī),其中輸出機(jī)械能的為原動機(jī)。如電動機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。 </p><p> ?。?)以信息處理為主,輸入信息和能量。主要輸出某種信息。如數(shù)據(jù)、圖像、文字、聲音等的產(chǎn)品稱為信息機(jī)。如各種儀
7、器、儀表、計算機(jī)、傳真機(jī)以及各種辦公機(jī)械等。 </p><p> 機(jī)械自動化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外,還應(yīng)具體備其它內(nèi)部功能、即動力功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能?;谏鲜龅墓δ軜?gòu)成原理,既有利于設(shè)計或分析各種機(jī)械自動化的產(chǎn)品,又有利于開拓思路,便于創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新。例如,根據(jù)3種不同的主功能及其不同的輸入,組合起來可形成9大類型的系統(tǒng)產(chǎn)品。 </p><p> 三、機(jī)械設(shè)計和
8、制造技術(shù)的現(xiàn)狀分析 </p><p> 1、機(jī)械設(shè)計的現(xiàn)狀 </p><p> 傳統(tǒng)的制造業(yè)機(jī)械設(shè)計,大多都是手工設(shè)計,工作人員僅借簡單的工具就能制作圖稿,設(shè)計思維相對收斂及封閉,借鑒同類經(jīng)驗進(jìn)行形式設(shè)計,預(yù)算上無法做動態(tài)分析,加大安全系數(shù)法減少數(shù)據(jù)上計算的誤差。不僅設(shè)計花費(fèi)的時間長,而且工作人員的設(shè)計思維不同,無法完全協(xié)調(diào)的合作,在對信息的溝通方面也不是很好?,F(xiàn)在,傳統(tǒng)設(shè)計已經(jīng)無法滿
9、足人們對產(chǎn)品功能的要求以及市場的需求。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展,制造業(yè)的機(jī)械設(shè)計也逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展,利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上龐大的共享資源系統(tǒng),借鑒經(jīng)驗,揚(yáng)長避短,在設(shè)計上優(yōu)化計算結(jié)果,機(jī)械設(shè)計向著自動化以及高效率的方向發(fā)展,不僅縮短了設(shè)計的時間,而且設(shè)計上更加精確。 </p><p> 2、制造技術(shù)的現(xiàn)狀 </p><p> 機(jī)械制造技術(shù)是一個國家繁榮發(fā)展的基本前提,制造業(yè)的先進(jìn)程度和
10、制造技術(shù)的發(fā)達(dá)水平是對一個國家的經(jīng)濟(jì)以及綜合國力強(qiáng)弱的具體表現(xiàn)形式。制造技術(shù)的發(fā)展不僅可以加強(qiáng)國防、促進(jìn)社會繁榮發(fā)展、提高全國人民生活水平、保障生活質(zhì)量[3]。改革開放以來,我國在機(jī)械制造技術(shù)上是取得相當(dāng)高的成績,但還是比世界發(fā)達(dá)國家落后,差距還是比較大的。對新產(chǎn)品的研制開發(fā)上,我們欠缺專業(yè)的設(shè)計知識、缺乏自主研發(fā)能力。管理上,計算機(jī)先進(jìn)的管理模式得不到廣泛的應(yīng)用,組織不夠完善,體制管理上不夠健全,我們大部分企業(yè)都還處在傳統(tǒng)的經(jīng)驗管理模
11、式階段。技術(shù)上,對激光、微細(xì)、精密、高精密等技術(shù)方面的加工還不被廣泛應(yīng)用,很多技術(shù)還在學(xué)習(xí)、開發(fā)以及掌握的階段。在自動化上,計算機(jī)的集成制造、數(shù)控機(jī)床制造、柔性制造等系統(tǒng)還沒有實(shí)現(xiàn)智能化、柔性化以及集成化,我國還只是處在剛性和單機(jī)自動化的階段 </p><p> 四、展望機(jī)械設(shè)計和制造技術(shù)的發(fā)展方向 </p><p><b> 1、智能化 </b></p&g
12、t;<p> 智能化是21世紀(jì)機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述.是在控制理論的基礎(chǔ)上.吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混飩動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得更高的控制目標(biāo)。誠然,使機(jī)械自動化產(chǎn)品具有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。 </p><p><
13、b> 2、機(jī)電一體化 </b></p><p> 機(jī)電一體化就是機(jī)械自動化的發(fā)展和延伸,傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品只有向機(jī)電一體化方向發(fā)展,才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。 </p><p><b> 3、網(wǎng)絡(luò)化 </b></p><p> 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘I顜砹司薮蟮淖兏?/p>
14、。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一體,企業(yè)間的競爭也趨于全球化。機(jī)械自動化的新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快會暢銷全球。 </p><p> 由于網(wǎng)絡(luò)化的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械自動化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢。利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們在家里充分享受各種高技術(shù)帶來的便
15、利和快樂。因此,機(jī)械自動化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 </p><p><b> 4、模塊化 </b></p><p> 由于機(jī)械自動化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)械自動化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動機(jī)于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單
16、元以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品,同時也可擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械自動化單元的企業(yè),還是對生產(chǎn)機(jī)械自動化產(chǎn)品的企業(yè),模塊化將給機(jī)械自動化企業(yè)帶來美好的前程。 </p><p><b> 5、綠色化 </b></p><p> 工業(yè)的發(fā)達(dá)一方面使得物質(zhì)豐富,生活舒適
17、;另一方面,導(dǎo)致資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率最高。設(shè)計綠色的機(jī)械自動化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)械自動化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染環(huán)境,報廢后能回收利用。 </p><p><b>
18、 6、微型化 </b></p><p> 國外將其稱為微電子機(jī)械系統(tǒng),或微機(jī)械自動化系統(tǒng),泛指幾何尺寸不超過1 cm3的機(jī)械自動化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)械自動化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方而具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)械自動化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)械自動化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。 </p>&l
19、t;p><b> 五、結(jié)語 </b></p><p> 綜上所述,我國與發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計和制造技術(shù)水平還相距較遠(yuǎn),所以,對我國的機(jī)械設(shè)計和制造技術(shù)的研究與發(fā)展是刻不容緩的,深入研究先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)、大力推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、堅持綠色的環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的要求,努力跟上世界科技發(fā)展的腳步,加快我國科技的自主創(chuàng)新,提升綜合國力,縮小與發(fā)達(dá)國家間的科技差距,提高我國人民的生活質(zhì)量。 <
20、/p><p><b> 參考文獻(xiàn): </b></p><p> 陳靜:《機(jī)械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》,《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》, 2011年01期 </p><p> 王曉晶:《柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》,《內(nèi)江科技》, 2010年08期 </p><p> 黃利民:《淺論遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計發(fā)展趨勢》,《科技資訊
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