机械设计制造及其自动化发展方向的研究

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机械设计制造作为-项全新的发展技术，在促进现代化机械发展的需要以及适应科学技术的不断进步等多方面有着不可替代的作用，因此，要从多方面分析机械设计制造的整体运用功能，围绕自动化发展的技术应用方式，形成科学有效、效益提升、电子控制的有效模式 ，从而有效促进科学技术的工业化发展之路。

1简述机械设计制造自动化的相关概念1.1发展轨迹的分析从早期的国外研究来看，机电-体化的词语最早出现在 日本的《机械设计》的杂志中，并得到了广泛的运用，这-个概念的出现，更是将现代化的运用模式融入进来，其中，通过计算机信息网络的整体协调与控制手段，并全面运用于机械力、运动和能量流等动力学的范畴之中，可以说 ，机械设计制造 自动化是-种机电-体化的运用模式，通过精密机械工程、电子控制以及系统设计在产品设计与制造过程的整体应用，形成全面优化的整体模式。

1.2技术运用的因素从当前的机械设计制造以及自动化的发展来看，这-门技术还是建立在机械技术以及电子技术的基础之上的，并渗透有不同的科学理念，将工业设计的技术结构、产品功能、生产方式等形成创新的发展空间，并综合科学技术的水平提升，将微电子技术、信息转换技术、自动控制技术、信息技术、传感检测技术、接口技术等形成系统化的组织实施，并依据系统功能的整体目标，形成可靠性强、技术要求高的群体技术，实现特定功能价值与系统最优化的工程技术，促进整体发展的需求。

2概括机械设计制造及自动化的整体设计原则2.1机械功能的设计需要在机械设计制造的自动化发展中，应该要充分考虑对机械的功能需要，从不同产品的实际需要出发，围绕机械设计中的物质、能量、信息的需要，并突出这三个方面的整体融合，将自动化设计与技术的综合应用形成整体模式，并进行系统功能中的变换、传递、存贮等方式，从而实现系统自动化以及机电-体化等多个方面的综合运用，将机械设计制造的各种功能全部发挥出来，形成特定的结构需求。

2.2创新技 术的整体运用在不断探索新技术的创新运用上，突出对产品功能以及系统主蒸茂图1汽包单冲量控制系统零功能综合运用，尤其是对于加工企业的机械设计制造 自动化运用 ，通过各种机床、交通运输机械、食品加工机械等的不同运用方式，既有加工机，也有动力机，还有信息机，因此，要形成动力功能、检测功能、控制功能、构造功能的整体运用情况，将自动化技术运用到每-个综合环节之中，既有利于设计或者分析机械 自动化的产品，也能进行全面的技术创新，通过在材料技工或者处理机、交通运输机、自动化仓库、包装机、动力机械、机械或流体储能器、电子计算机、仪表通信系统等多方面的技术综合，实现整体发展的自动化创新运用。

3机械设计制造自动化系统的应用实例研究3.1锅炉汽包水位控制方面的研究在当前的化工企业的自动化控制技术中，锅炉汽包是-种重要的蒸汽设备 ，是工业生产中不可缺少的-个部分，尤其是在具体的实施中，采用自动化的技术应用，能全面保持好锅炉汽包的液位高度在规定的范围之内，同时，不会造成水位高低的影响，也能巧妙的控制产气量。因此，可以采用汽包水的单冲量控制系统，通过控制给水的技术方式，当蒸汽负荷突然大幅度增加时，由于假水位现象，控制器不但不能开大给水阀来增加给水量，以维持锅炉的物料平衡，而是关胸制阀的开度，减小给水量。等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减小，将使水位严重下降，波动很历害，严重时气包水位降到危险程度以至发生事故(如图1)。

3.2冷却 器控制方案的研究冷却器的控制系统是-项综合技术的运用过程，尤其是要采用液态氨作为-种重要的介质冷却剂，通过综合技术的全面运用，能有效的改善冷却器内蒸发的吸收工艺物料，减少大量热量的出现，从而实现有效的技术控制，从目前的整体技术控制系统来看，主要的系统方案有控制冷却剂的流量、控制气氨排量的方式，通过系统化的技术设计，形成氨气、液氨、物料等之间的化学反应过程，并通过温度与液位串级控制方案以及温度与液位选择性控制方案，进行图 22013年4月下第8期总第1 64期 99高端装备制造 China Science&Technology Overview合理的优化设计，进而实现整体技术的全面提升。自动控制装置和被控的工艺设备组成了-个没有人直接参与的自动化控制系统。操作工坐在操作室里，就能观察到整个装置的变化。因此，保证生产过程的安全，降低了劳动强度(如图2)。

4探讨机械设计制造以及自动化发展的方向4.1优势凸显分析从当前机械设计制造 自动化发展的优势来看，在整体发展上面，更加具备有强大的优势，尤其是机械 自动化产品逐渐取代传统电子产品的发展情况下，机械 自动化产品具备的功能水平以及相应的附加值，都能带来很大的社会以及经济效益。尤其是机械设计制造的信息自动处理和自动控制的功能强大，具有很高的检测灵敏度和精度，可以有效的提高生产能力与工作质量。其中，机械自动化的自动监视、报警、自动诊断以及保护作用下，能减少-些电力故障等，具有很大的优越性，同时，还能增强使用安全性和可靠性、调整和维修方便，使用性能改善、具有复合功能，适用面广、改善劳动条件，有利于自动化生产、节约能源，减少耗材等优势，全面促进机械设计制造的整体功能发挥。

4.2智能化的发展趋势智能化是21世纪机械自动化技术发展的-个重要发展方向。这里所说的智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心里学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械 自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

4.3拈化的发展前景 上接第98页6.2.2数字万用表测电流不确定度分量根据检定证书，在数字万用表(0～20 A)量程最大偏差为 士(0.04%×20)士0.008 p-A，均匀分布，估计相对不确定度为10%。

8合成标准不确定度根据公式 ∑c 2；i1可得：2 2 2 2 2 2 2U ClU1C 2U 2C3U 3 0.46 9.18 6.212 123.048：U 11.09M Q 。

9有效自由度的计算及包含因子的确定4..4根据公式 /∑ ；il ic㈨ V1 V2 1，3i00 20134PJ下第8期总第1 64期由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多。研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是-项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、电动机于-体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。

4.4微型化的整体模式微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过Icm 的机械自动化产品，并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积孝耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息、等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术 ，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

5结语通过采用机械设计制造的整体技术创新，围绕传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术进行全面化的探索，实现机械设计制造的整体发展。