金寬（湖北商貿(mào)學(xué)院，湖北武漢　430079）

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機械設(shè)計的自動化程度探討

金寬
（湖北商貿(mào)學(xué)院，湖北武漢430079）

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

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；自動化；發(fā)展趨勢

1　機械自動化系統(tǒng)的特點

（1）提高了生產(chǎn)效率。自動化控制系統(tǒng)一經(jīng)出現(xiàn)，就發(fā)揮出了它巨大的優(yōu)勢，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強度，而且節(jié)約了成本；采用計算機來進行自動控制和信息的采集，減少了操作中人為的失誤，用機器取代了人，大大提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的利潤；隨著自動化技術(shù)的進步，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)過程中以計算機控制精度，不僅完成了生產(chǎn)操作的自動化，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量。對于企業(yè)和消費者來說是利大于弊端，企業(yè)能夠得到更多的利潤，好的產(chǎn)品也可以更廣泛地推廣到千家萬戶，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)中的自動化是將現(xiàn)有的程序存儲在計算機程序內(nèi)，在使用時調(diào)出生產(chǎn)程序即可使用，即使在生產(chǎn)時產(chǎn)品的參數(shù)有變化，也可以通過調(diào)整控制程序來改變，這些變化都是軟件的變化，根本不用對硬件進行改變。因此，自動化設(shè)備的控制就相對簡單得多，而當在生產(chǎn)中出現(xiàn)故障時，可通過程序的自動檢測來檢測故障出現(xiàn)的原因及故障發(fā)生的部位，出現(xiàn)了什么問題一目了然，便于維修人員進行故障修理；而智能化的自動系統(tǒng)還可進行不解體的檢測，帶有自動修復(fù)的功能，這些都為保證生產(chǎn)的順利進行提供了可能，也為提高企業(yè)的生產(chǎn)效率創(chuàng)造了條件。

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

（4）投資更少見效更快。機械設(shè)計自動化的提高，可以收到事半功倍的經(jīng)濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。20世紀90年代美國麻省理工學(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)。機械設(shè)計自動化的提高可以使企業(yè)進行投資時不僅僅只有購買新型設(shè)備一條路子，因為在目前我國機械制造業(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，通過添加數(shù)控設(shè)備，引入CAD/CAM技術(shù)，再發(fā)揮出計算機的自動化管理優(yōu)勢，就可以構(gòu)成一個以人為中心，以信息自動化為先導(dǎo)、樹立自主的單元化生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國機械制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用新途徑。

2　機械設(shè)計自動化的發(fā)展方向

（1）智能化。機械設(shè)計的智能化是一個綜合運用多學(xué)科的思想，而且也是機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個方向。人們設(shè)想機械設(shè)備的智能化是設(shè)備本身能夠達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，這是對智能機器人的要求，要有類似人的情緒活動、情感思維等，但機器人永遠也代替不了人。雖然在國際象棋比賽中人類輸給了機器人，但機器人中的程序還是由人類設(shè)計的。而對于機械設(shè)計來說，將計算機輔助技術(shù)CAD與人工智能相結(jié)合，可以通過系統(tǒng)模擬圖形的工作狀況，用計算機技術(shù)建構(gòu)工作模型，可以為機械產(chǎn)品設(shè)計最佳的加工方案。

（2）綠色化。工業(yè)化的發(fā)展必然會對環(huán)境造成重大的影響，這是發(fā)達資本主義國家發(fā)展過程中所遇到的首要問題，而現(xiàn)在這個問題已經(jīng)全球化，溫室氣體效應(yīng)、白色垃圾污染已經(jīng)遍及地球的每一個角落，人們在享受科技的成果的同時，可能也在自我毀滅?？上驳氖侨藗円呀?jīng)認識到了環(huán)

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

（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)動機的自啟停技術(shù)，臨時停車或是等紅燈時，踩下剎車一段時間發(fā)動機會自動熄火，然后等到繼續(xù)前進的時候發(fā)動機就會在系統(tǒng)的控制下重新啟動，在這一系列的機械動作中核心的技術(shù)就是發(fā)動機的自動控制。這是動力單元中智能調(diào)速控制中的自動控制，原本這是一項極為復(fù)雜并且有著臃腫程序的事情，但是機電一體化的產(chǎn)品研制給了人們一個新的方向。它是涉及多個控制單元，并且要求開發(fā)的產(chǎn)品具有標準的機械接口、動力接口等才能完成典型操作的機械裝置。但是模塊化、標準化、系列化發(fā)展的電氣設(shè)備肯定會給人們帶來意想不到的好處，并且它研發(fā)的技術(shù)還處在探索的階段，因此，誰搶得了這個先機，誰就能給企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造一次機遇。

（4）微型化。事物都是發(fā)展變化的，在20世紀80年代末，微電子設(shè)備隨著科技的進步不斷進步而更新。機械自動化開始向小型化和微觀領(lǐng)域進軍，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，當然，這對患者來說是天大的福音，因為它能減輕患者的痛苦。那么加工這些微型器械需要精細加工的方法，就是微機械的技術(shù)在實際中的應(yīng)用，并且是今后的一個發(fā)展方向。順應(yīng)世界機械自動化的發(fā)展，我國也在發(fā)展自己的自主創(chuàng)新技術(shù)，在我國機械設(shè)計自動化的發(fā)展過程中，我們要總結(jié)成功的經(jīng)驗，借鑒世界先進科學(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，全面提高我國機械設(shè)計自動化的程度和水平。

參考文獻

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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：TH122

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）05-0063-01

收稿日期：2016-04-15

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