探析环保机械设计制造及其自动化的发展趋势

黄新宝

摘要：本文介绍环保机械设计、制造以及自动化的特点，并且进一步阐述未来发展趋势，主要包括強化机械基础技术、标准化技术应用、智能化与网络化相结合、提升节能环保利用效率、借助虚拟技术建立模型以及模块化和系统化发展模式。

关键词：环保机械设计;制造;自动化

引言：社会经济发展离不开机械制造业做出的贡献，而在信息化时代，环保机械设计及自动化发展趋势是当前社会各界广泛关注的问题，它包含机械设计、制造以及自动化三个方面，为推动机械制造业发展，每项内容都有必要作为研究对象。

1环保机械设计制造及自动化特点

1.1环保机械设计特点

随着市场经济快速发展，市场逐渐提高对机械产品的质量要求，手工绘制图纸的方式已经无法满足现阶段人们对产品的需求。随着计算机技术的发展，产生计算机辅助设计（CAD），通过计算机技术，能更加高效完成机械零件分析与设计。这几年，在设计的同时，采用不同类型的分析软件，优化产品结构，提高设计效率和质量，是现阶段机械设计主要发展方向，为企业参与市场竞争提供优势。

1.2环保机械制造特点

机械制造的技术是保证产品质量的主要因素。机械产品制造中最重要的环节就是零部件制造，零部件制造的水平直接决定产品的质量，因此，应当重视零部件生产，也不能忽视生产者在这个过程中承担的责任。各个行业都呈快速发展趋势，机械制造业作为基础产业也有所进步，可以满足国内产业的需求，数控机床产量增加，提升机械制造行业零部件加工质量和效率。但是仍然存在不足，高端机床发展仍然缓慢，主要是因为高端机床更多依赖进口，且机床部件生产落后。因此，在“十三五”规划期间，提出加快发展高端机床零部件的要求。

1.3环保机械自动化特点

机械自动化是指将机械和电气技术相结合，在现在的市场环境条件下，普遍应用机械自动化技术，特别在机械加工、电子以及食品药品等各个行业。自动化技术为企业发展提供技术支持，增加企业经济效益，与此同时，自动化防错、纠错功能以及报警系统的应用，节省人力资源。机械自动化也是未来行业发展的主要方向，体现先进机械设计与制造水平，是我国重点关注的领域。

2环保机械设计制造及自动化发展趋势

2.1强化机械基础技术应用

机械设计制造以及自动化整个过程中需要众多方面的基础技术。例如：在机械设计中，选择相关零件材料、评估加工工艺技术、审核零件表面粗糙程度以及设定具体零部件位置等方面都是在设计之初就应当优先考虑的问题;在机械制造阶段，选择机床床位、刀具参数、不同材料的参数、加工过程所需经费等方面问题;在机械自动化生产时，充分考虑节拍时间、电气是否可靠、运行具体轨迹以及程序设定等方面问题^[1]。众多方面的问题都需要研究人员花费大量精力研究验证，经过试验后投入实际生产中。只有做好基础性工作，才能保证机械制造行业稳定发展。

2.2标准化技术的具体应用

我国在很早以前就已经开展机械标准化工作，而在几十年悠久的发展过程中，机械行业的众多方面都已经形成全面技术标准。机械工程师应当全面掌握的技术标准，包括计量单位、机械制图、公差、电气制图、优先数、标准长度、形位公差、紧固件、表面粗糙度以及图形符号等有关规定;全面掌握的结构要素应当包括直径、圆角、锥度、倒角、退刀槽以及中心孔等零件基本构成部分。要素的相关规定是技术人员应当掌握的内容，如果技术标准和结构要素掌握不全面会为后续制造带来隐患。因此，标准化在机械设计制造以及自动化生产过程中作为基础条件，占有重要作用。只有完全掌握基本设计，才能优化制造方案。

2.3智能化与网络化相结合

随着人工智能技术快速发展，人类进入智能化时代。将机械制造行业和智能化技术相结合，促进机械制造行业可持续发展。而在未来，机械设计制造以及自动化会逐渐走向智能化发展方向，最大限度满足人们和社会的发展需求。利用大数据和人工智能优势，分析设计科学合理的产品设计方案和结构模型，提升机械制造企业自动化水平。提高企业生产效率，促进企业利润最大化。

我国近些年制造水平获得大幅度提升，计算机等先进技术被广泛应用在机械设计建造领域，制造过程更加自动化，提升工作效率。工业也随着技术的发展向着网络化发展，充分利用远程控制技术，合理控制和管理机械制造业的系统，应用监视技术，全面监督生产全过程，及时指出生产过程中遇到的问题，并且采用适当方法有效解决，保证生产安全、持续和稳定性。

2.4提升节能环保利用效率

国家加强保护环境的重视程度，人们对环境生活质量要求也越来越高，从事生产活动应当考虑到对环境的影响。在机械设计制造以及自动化中也应当充分考虑到设备环保和节能效果。机械设备环保节能效果主要应用在具体实践过程中，设备零部件的设计制造选择低能耗材料，降低零件加工废品率。此外，选择的零件和非金属材料也应当注重环保。机械设备加工成型后被应用时，也不能忽视环保意识。例如：收集机械冷却液、妥善处理生产过程中剩余的废料。总而言之，不管是设计还是应用阶段，都应当充分考虑好设备对环境造成的影响，符合国家环保型社会发展理念。

2.5借助虚拟技术建立模型

在传统机械制造行业中，通常只是借助图纸完成设计，正式开始制造之前，设计人员将产品特点和功能画出来，再经过领导部门审核，投入生产实践。但在进行图纸设计时，设计的整体过程和实验经常消耗大量资源，增加机械制造成本费用，也很可能会出现设计错误的现象。而在近些年，计算机图形、多媒体技术以及CAD/CAM的深入应用，产生数控加工技术，推动虚拟化进程发展^[2]。将产品设计方案虚拟化，应用计算机等辅助和设计软件，构建设计模型，在计算机中科学调整不合理的设计，直到通过审核。通过设计方案虚拟化，不仅避免出现错误，而且提升生产效率和产品质量。

2.6模块化和系统化发展模式

我国机械制造行业尽管在过去取得显著成果，但与西方发达国家相比较仍然存在许多差距。一方面是因为技术积累经验不足，另一方面由于行业不规范和技术标准未统一，使得各个制造厂之间存在较大技术障碍，不利于形成规模化专业体系，对机械行业的发展造成阻碍。特别是像电气设备、电源以及电机接口等部件没有统一标准，使得无法进行大规模系统化制造。

总体来讲，针对我国大型机械设计制造的企业来讲，模块化和系统化是未来制造产业发展的必然趋势。行业之间制定统一规范标准，直接决定着各个企业未来发展方向。而在未来机械制造业的进一步发展中，会采取有效措施解决问题，在国内甚至世界范围内建立规范化的制造标准。只有建立规范化和系统化生产模式，才能有效促进现代工业化快速发展，提升生产效率。

结论：综合以上分析，机械设计与制造业对国家发展有着直接的影响，自动化水平日益提升，成为主要发展方向，完善工业体系，提升生产效率和质量，只有不断创新技术才能顺应时代发展的步伐，推动我国经济快速发展。

参考文献：

[1]张艳丽.机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势[J].科技创新导报，2019，16（27）：246+248.

[2]吴勇军.机械设计制造及其自动化的设计原则和发展趋势探析[J].内燃机与配件，2018（24）：208-209.