所屬欄目:機械論文 發(fā)布日期:2017-08-22 14:32 熱度:
隨著技術的進步,機械自動化已經成為發(fā)展趨勢,機械自動化水平的提高也大大提升了各行各業(yè)的生產效率,本文主要研究機械設計制造自動化。
《機械科學與技術》(月刊)曾用刊名:(機械設計)創(chuàng)刊于1981年,由西北工業(yè)大學主辦,從2004年開始為月刊,大16K,每期正文128頁,向國內外公開發(fā)行。辦刊宗旨:力求反映機械科學與技術的研究成果及其在生產實踐中的應用成果。讀者對象為從事機械科學技術的研究、設計、實驗、開發(fā)、應用與教學的科技工作者、管理干部、情報人員及理科院校師生。
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展與應用,機械設計制造自動化已經成為了機械制造業(yè)的發(fā)展趨勢。機械自動化技術是一項涵蓋了多個技術領域的新型技術,具有很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的發(fā)展空間。為了推動機械設計制造自動化在實際生活中的應用,有效的提高生產效率,本文深入研究了機械設計制造的自動化技術,指出了其未來的發(fā)展方向及發(fā)展趨勢。
機械設計制造經過多年的深入發(fā)展,尤其是機械設計制造的自動化較傳統(tǒng)的機械設計有了突破性的提高,以其良好的性能贏得了越來越廣泛的關注。無論是精密機械還是大型機械設備都是人類生產生活的重要工具,隨著我國經濟的發(fā)展,機械設計制造行業(yè)也進入了蓬勃發(fā)展的新時期。先進的機械設備能夠有效提高企業(yè)的生產能力,為企業(yè)帶來巨大的經濟效益。面對這一情況機械設計制造企業(yè)也在積極的引入新的科學技術,不斷的改進設計思路和制造工藝。其中自動化技術的引入是機械設計制造行業(yè)進入了一個嶄新的時期,能夠實現(xiàn)機械設備的連續(xù)化、自動化生產,從而達到解放大量的人力,提高生產效率、降低能源消耗、以減少生產成本。因此必須充分了解自動化的技術特點,清楚的認識到機械自動化的發(fā)展與趨勢。
一、機械設計制造自動化分析
(一)、機械設計制造及其自動化的內涵
機械設計制造及其自動化是一項融合了設計理論、制造技術、自動化技術的綜合性的學科,其目的是利用先進的科學技術全面改革機械制造的系統(tǒng)、模式、技術。完美的將自動化技術與機械設備融入到一起,充分利用計算機軟件構建一系列新的制造技術,例如CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)、FMC(柔性制造系統(tǒng))等等,最終形成大規(guī)模計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)。相比于傳統(tǒng)的機械加工方式,自動化的引入是機械設計制造發(fā)生了質的飛越。像日常所接觸的數(shù)控機床、加工中心等都是機械設計制造自動化在實際工業(yè)中的應用形式。
(二)、機械設計制造及其自動化的特點
1、技術多樣性
機械設計制造及其自動化融合多種先進的技術手段,例如機械裝備設計及加工技術、CAD/CAM集成及相關技術、數(shù)字化產品設計與制造、機械動力學等。完善的解決了設計不合理、制造緩慢、功能匱乏等傳統(tǒng)問題。
2、組合科學性
機械設計制造及其自動化應用到了多種先進的技術,然而并不是簡單的將多種技術疊加到一起。它充分考慮了各種技術之間的關系,采用科學的組合方式,協(xié)調各項技術之間的關系,做到了優(yōu)勢互補。
3、系統(tǒng)性
機械設計制造及其自動化是一個有機的整體,從理念、技術到產品每一個環(huán)節(jié)都緊密的結合在一起。因此說它是為了實現(xiàn)產品最終功能而建立的一個產品設計、制造的龐大復雜的系統(tǒng)。
二、機械設計制造自動化的發(fā)展方向
機械制造業(yè)是我國經濟發(fā)展的支柱型產業(yè),雖然我國在這一領域的起步較晚,但是在國家的大力支持和專業(yè)人員的不懈努力下,機械設計制造自動化已經取得了顯著的成果。相信只要把握好其總體的發(fā)展方向,在正確方向的指引下繼續(xù)努力一定可以彌足目前所存在的不足,為健全完善的工業(yè)體系做出貢獻。目前,機械設計制造自動化的發(fā)展方向主要包括模塊化、數(shù)字化、綠色化、智能化、微型化、網絡化、虛擬化等七個方向。
(一)模塊化
機械設計制造自動化的產品種類和制造廠商繁多,產品質量也不一而論,如果缺乏統(tǒng)一的標準便會給機械的使用帶來很多的不便。現(xiàn)代機械設備的環(huán)境、電氣接口等都需要嚴格按照統(tǒng)一標準進行制造,這樣才能保證在組裝、維修的過程中可以及時找到配到的元件,因此自動化產品單元便成為了機械設計制造的關鍵。例如在拆彈機器人的就是由很多不同功能的模塊所組成,動力模塊實現(xiàn)其運動、圖像處理模塊實現(xiàn)現(xiàn)場畫面的傳送、距離測量模塊是為了輔助精確度運用與拆彈操作。功能不同模塊完美的組合到一起,可以隨時更換損壞的模塊單元。
(二)數(shù)字化
數(shù)字化是機械設計制造自動化的核心,機械設計制造過程中所用到的計算機技術、通訊技術、互聯(lián)網技術共同組成了數(shù)字化系統(tǒng)。例如機器視覺系統(tǒng)就是將機械信息轉化成數(shù)據(jù)的形式,通過網絡線路將其傳遞到中央處理器進行處理和轉化,并將一個個數(shù)據(jù)重組成圖形、影響等,通過顯示屏展現(xiàn)出來。機械設計和制造的各個環(huán)節(jié)都離不開信息的采集、處理和反饋,肯定也離不開數(shù)字化技術的應用,所以說數(shù)字化必將成為機械設計制造與自動化的發(fā)展方向之一。
(三)綠色化
在環(huán)境污染嚴重的今天,我國特別重視綠化環(huán)保工作的進行,各行各業(yè)都需要做好污染的防治與環(huán)境保護工作,機械制造業(yè)也不能例外。首先,在機械制造的過程中要盡量減少原材料的浪費,高效的利用資源。其次,要主要廢舊機械設備的回收與再利用。最后,保證產品的綠色健康,保證產品在使用過程中不會造成嚴重的環(huán)境污染。例如,在發(fā)動機的制造過程中,要做好廢氣的處理系統(tǒng),盡量減少發(fā)動機運轉時造成的大氣污染。
(四)智能化
智能化技術是近年來發(fā)展最為迅速的技術手段,它運用到了心理學、運籌學、人工智能等多個學科。使得機械設計與制造過程的自動化程度得到了顯著的提高,可以使設備具有邏輯性更強的自動化運行能力,同時增強了人機交互功能。例如智能機器人,它配備有大量的距離、重力、光線等感應器,通過植入智能芯片控制其在遇到不同的情況是做出不同的行動。簡單的說便是智能機器人可以通過距離感應器感知到前方有阻擋物,通過智能芯片的處理后,智能機器人可以實現(xiàn)轉向移動。
(五)微型化
微型化是機械自動化長期發(fā)展的最終目標,近年來隨著納米技術、微米技術的發(fā)展與成熟,機械自動化的微型化得以實現(xiàn)的可能性越來越大。例如在軍事方面常用的微型偵察機器人等,其體積小便于攜帶,組裝方便,同時由于其體積小,使其具有很強的隱秘性。
(六)網絡化
隨著計算機的普及和網絡技術的飛速發(fā)展,網絡技術極大的改變了人們的生產生活,給人們帶來了極大的便利。網絡化已經成為當前的時展潮流,機械設計制造自動化當然也不例外。例如預警機器人,所有的機器人通過網絡連接到統(tǒng)一的處理終端,通過網絡反饋信息并接受相應的指令。
(七)虛擬化
在設計產品時,可以借助電子計算機進行事先的模擬,通過輸入和改變數(shù)據(jù),可以進行效果比較,幫助設計人員選取最佳設計。另外,便捷的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還便于工作人員的交流和設計分工。例如現(xiàn)代虛擬仿真技術的發(fā)展已經能夠實現(xiàn)在利用計算機軟件構建一個虛擬的立體機械產品,通過預先設定的程序使機械完成啟動、運行、停止等環(huán)節(jié),節(jié)省了大量的時間,降低了生產成本,還有效的提升了勞動效率。
結語
綜上所述,機械設計制造的自動化發(fā)展取得了重大進展,呈現(xiàn)出一些統(tǒng)一性的發(fā)展方向,發(fā)展勢頭良好。然而不可避免的是,機械設計制造自動化的發(fā)展中還存在著一些問題,設計人員要順應當前機械設計制造自動化的發(fā)展方向,結合出現(xiàn)的問題,深入探索研究,采取行之有效的措施,推動機械制造實現(xiàn)更好更快的發(fā)展。
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文章標題:機械制造自動化的發(fā)展方向
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