机械设计制造及自动化技术分析

摘 要：随着科学技术的飞速发展，传统的机械制造技术已经满足不了工业化的要求，自动化、智能化和机电一体化才是未来机械制造行业的发展方向。机械自动化技术不仅仅只是提高产品的生产效率和整体质量，同时降低了工人的劳动强度，提升了企业的国际竞争力。本文结合当前国情分析自动化制造业存在的问题和未来发展的趋势，从多个方向介绍了自动化机械制造在现代工业中的应用，为后续研究者提供研究方向。

关键词：自动化；机械制造

1 引言

机械自动化是指在传动机械制造的基础之上，采用先进数控加工设备和计算机辅助设计系统，实现产品的快速成型加工，它不仅加速了产品的更新迭代，而且提高的生产效率，降低了生产成本，改善了工人的工作环境，减少了事故的发生频率，提高企业的整体素质和综合竞争力。进入二十一世纪以来，我国已逐步实现工业生产的自动化，但自动化水平还比不高，与欧洲和美国等发达国家还存在较大差距。要迅速缩小这个差距，不仅仅需要国家大力发展和研究自动化技术，还需要各个院校及科研机构大力培养相关人才，只有双管齐下才能保证我国的机械自动化技术不断进步，实现工业自动化。

2 机械自动化技术现状分析及发展趋势

2.1现状分析

二十一世纪以来，我国的工业出现了一段快速发展的时期，毋庸置疑，作为工业中的一份子的机械制造业也得到了高速、稳步的发展。制造业无论是在产品制造、引进设备等方面，还是在自主研发新型产品和自己的技术装备等方面都有了显著的进步。但是，其在发展中还是存在着以下几个方面的问题：

（1）结构层次问题。我国机械制造业虽然发展比较快，但其中的企业参差不齐，产品制作过程中手工作业现象比较严重，生产产品比较粗糙。

（2）核心技术欠缺。我国还没有独立的研发机械自动化技术的能力，属于自己的主产品比较少，像在一些大型电器品牌企业的生产方面，我国虽然可以做到“国产化”，但是其核心技术我们还是接触不到的，且我国暂时也没有能力达到国外的先进技术水平，也就是代替别的国家生产，只能说我国是一个生产大国，还不是技术大国。

（3）管理水平落后。我国生产管理方面就没有实现计算机化，西方工业龙头国家已经做到了用计算机去管理生产，持续更新管理思想，促进技术的进步。但是我国很多企业采取的管理模式都还比较传统，与先进国家相比还存在着十分显著的差距。

（4）技术人员流失。培养一个合格的机械自动化技术人员，需要相当的时间成本和金钱成本，企业为了减少成本支出，很少进行技术人员的培训与学习，仅仅满足于对软件和设备的使用层次，无法对自动化技术进行深入的研究。

2.2发展趋势

机械自动化技术作为一项高效率的技术正渗透到我国各个行业中来，而这项技术发展方向也转向了集成化、智能化、虚拟化、柔性自动化和灵活性。

集成化发展趋势。目前最受欢迎的就是高度集成化运营模式，这种模式所采用的正是集成制造技术。在机械制造业的生产中，企业仅需要将多个系统整合到一个系统中去，形成计算机组合，对生产制造进行管理。

虚拟化发展趋势。虚拟化是机械自动化的主要发展趋势，将控制理论和计算机技术有效的融合在一起，能够达到机械产品的完全模拟状态。一个企业想要长足的发展就要做到节省生产成本、提高生产效率，保证产品质量。这样才能让一个企业在市场保持应有的竞争力。既然要做到这些，就需要应用到完全模拟状态，这种虚拟化的技术往往能很好满足人们的生产需要。

灵活化发展趋势在机械制造业的发展中，能够体现技术的灵活应用的便是柔性自动化技术，这项技术在生产中主要依靠的是计算机的操控，而并不依赖自动化技术。这种柔性技术的应用方便了企业的管理，同时也使企业在竞争中能够灵活方便的收集和处理信息。灵活的柔性技术的发展，不仅为企业的管理提供了诸多便利，更使企业在发展的过程中不失活力，保持较强的竞争力。

3 自动化技术在机械设计中的应用

将机械自动化广泛的运用到工业生产中，减少了产品的生产时间，降低的了产品的生产成本，提高了产品的质量和工人的工作热情，多个方面的提升了企业的效率和增加了企业的利润，机械自动化技术的应用主要在以下几个方面：

（1）信息化的设计系统。信息化设计系统包括CAD、CAM和CAE等产品设计与数据管理系统，CAD指利用计算机的图形设备辅助设计人员进行机械设计工作，CAM指在生产制作的过程或系统中应用计算机技术，CAE指设计过程中对产品模型进行有限元强度、应力和形变等分析。通过CAD、CAM和CAE等系统的联合协调工作，缩短产品的研发周期，对设计制造过程中产生的数据和信息进行标准化的管理。

（2）自动化物流系统是指在物流作业过程中，无需人为的搬运工作，采用物流自动化设备实现运输、装卸、分拣和包装等工作。目前，物流自动化技术已广泛运用于邮电、商业、金融、食品、仓储、汽车制造、航空、码头等行业，通过对物流系统的整体规划及技术应用，使物流的相关作业和内容省力化、效率化、合理化，快速、精准、可靠地完成物流的过程。

（3）自动化加工系统是指在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化。工艺过程包括工件的装卸、储存和输送；刀具的装配、调整、输送和更换等。自动化加工系统不仅提高产品加工精度，而且降低人力成本，是机械自动化行业发展趋势。

（4）自动化装配生产线在结构原理上与手动装配流水线是非常相似的，在手工装配流水线上操作者是工人，而自动化装配生产线则由一系列自动化装配专机来完成各种装配工序。除典型的直线形式外，为了最大限度地节省使用场地，还可以采用环形形式，由于平顶链输送线能够自由转弯，自动化装配线广泛应用于五金、汽车制造、电动车生产、摩托车生产、自行生产、机械制造等行业.

总结

本文对机械设计制造及自动化技术的发展进行了研究分析，结合当前国情分析自动化制造业存在的问题和未来发展的趋势，从多个方向介绍了自动化机械制造在现代工业中的应用，为后续研究者提供一定的指导意义。

参考文献

[1]沈健.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].山东工业技术，2016（04）.

[2]韦佳，李薇薇.机械设计制造及其自动化的计算机技术发展方向研究[J].科技资讯，2015（8）.

[3]陆佳艳，王凯.探究我国机械设计制造及其自动化计算机技术的发展方向[J].科技風，2015（21）.

作者简介

曲航（1969-），男，山东省栖霞市人，工程师，大学。

（作者单位：烟台张裕集团有限公司）