姚雪飛

摘要：機械設計制造及自動化技術的發(fā)展，為我國工業(yè)化發(fā)展提供巨大的動力，充分發(fā)揮各種技術的優(yōu)勢、整合各種優(yōu)質(zhì)資源，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升，也將勞動力從繁重的工作中解放出來。在各行各業(yè)的制造過程中，充分發(fā)揮了科學控制效果，使得產(chǎn)品制造的質(zhì)量、多樣性、效率得到最大程度保障?；诖?，本文將對我國機械設計制造及自動化技術的發(fā)展方向進行研究，希望這種優(yōu)勢能夠延續(xù)到更多行業(yè)中。

Abstract： The development of mechanical design， manufacturing and automation technology provides tremendous impetus for the development of China's industrialization， gives full play to the advantages of various technologies， integrates various high-quality resources， and continuously improves the quality of products， and also frees the labor force from the heavy work. In the manufacturing process of all walks of life， the scientific control effect is fully exerted， so that the quality， diversity and efficiency of product manufacturing are guaranteed to the greatest extent. Based on this， this paper will study the development direction of China's mechanical design and manufacturing and automation technology， and hope that this advantage can be extended to more industries.

關鍵詞：機械設計制造及自動化；發(fā)展方向；工業(yè)化

Key words： mechanical design，manufacturing and automation；development direction；industrialization

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）29-0210-02

0 引言

機械設計制造及自動化同各種先進技術的運用有著密切的關系，在實際生產(chǎn)應用中，自動化是機械設計制造及自動化控制生產(chǎn)制造的主要方式，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中操作失誤頻率過多，自動化能夠有效降低失誤次數(shù)、提高生產(chǎn)安全系數(shù)等，使得機械制造產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到有效提高。機械設計制造及自動化技術通過控制計算機程序來達到改變加工方式、加工不同產(chǎn)品的目的，計算機的科學控制有利于保證機械始終處于最佳工作負荷狀態(tài)，確保生產(chǎn)過程的安全性和穩(wěn)定性。

1 在農(nóng)業(yè)領域的應用發(fā)展

機械設計制造及自動化技術在我國農(nóng)業(yè)領域的應用具有非常重要的促進作用，一方面有利于促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，另一方面對于我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟建設也有著關鍵作用。農(nóng)業(yè)人口大國一直是我國的標簽，農(nóng)村地域面積廣闊，但農(nóng)業(yè)發(fā)展一直以來依靠人力勞動資源，使得勞動效率和質(zhì)量比較低。如果能夠?qū)C械設計制造及自動化技術應用到農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，那么對于發(fā)展我國智慧化農(nóng)業(yè)而言將是一個契機，小型、微型芯片的出現(xiàn)也將為我國農(nóng)業(yè)機械化及自動化產(chǎn)品實現(xiàn)完全的智能化和自動化提供了更大空間，電子設備的完善將會帶動我國農(nóng)業(yè)機械化裝備能適應更多的不利環(huán)境，以往設計出來的自動收割機、播種機對農(nóng)田農(nóng)地的位置條件有非常嚴格的要求，如果地理環(huán)境條件比較差，自動化機械設備就無法發(fā)揮自身作用，有了計算機技術的輔助，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來更多的便利性。

2 在工業(yè)領域的應用發(fā)展

機械設計制造及自動化技術在工業(yè)領域的應用發(fā)展前景更為廣闊，因為本身機械設計制造及自動化技術就是工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，以機電一體化系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)可以用于較為復雜的生產(chǎn)環(huán)境中，對提高企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品設計質(zhì)量均有十分重要的促進作用。機電一體化在未來發(fā)展過程中，將逐漸向智能化的方向發(fā)展，所謂的智能化就是承載了人類智力因素的加入，可以根據(jù)條件變化、數(shù)據(jù)分析、概率解析等對產(chǎn)品生產(chǎn)活動進行全方位模擬，使其動作誤差控制在最小范圍內(nèi)，全面提升機械控制效果；機電一體化將朝著體積小、功能多的方向發(fā)展，通過半導體蝕刻技術制造出亞微米級的機械元件，就可以實現(xiàn)機械和電子的融合，使得微機機電一體化產(chǎn)品能夠用于軍事、生物醫(yī)療等更多行業(yè)；光機電一體化的發(fā)展也成為重要方向之一，利用光學的技術優(yōu)勢，使得機電系統(tǒng)中各種子系統(tǒng)的感知力更加靈敏，如此一來在處理相關信息時就會更加快速、高效，從而實現(xiàn)提高機械設計制造質(zhì)量和效率的目標；人格化也是機械設計制造及自動化發(fā)展的重要方向之一，模擬人類的性格、使得自動化產(chǎn)品具備更高水平的人格力。

以電動汽車驅(qū)動電機自動化控制技術軟件設計為例，電動汽車的核心部件是電機驅(qū)動系統(tǒng)，其主要任務是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)變成車輪所需的動能，或把車輪所產(chǎn)生的動能送回蓄電池，完成整個電氣部分的自動化控制任務。所以電動汽車驅(qū)動電子自動化控制需要完成的硬件系統(tǒng)設計內(nèi)容包括油門踏板信號調(diào)理電路、電池電壓信息號調(diào)理電路、電機電流信號調(diào)理電路、DSP電源電路、DSP通信電路、ROM晶振電路等、驅(qū)動隔離電路、故障保護電路以及位置信息號采集電路等。至此，電動汽車驅(qū)動電機自動化控制硬件系統(tǒng)設計就已經(jīng)基本完成了，接下來就需要進行軟件方面的設計，自動化控制軟件設計示意圖如圖1所示。

在上述自動化控制系統(tǒng)中，主程序主要作用是初始化各個模塊系統(tǒng)，包括系統(tǒng)參數(shù)的預設、中斷邏輯的設置、轉(zhuǎn)子位置的檢測等，同時還要與控制面板連接窗口通信，及時獲取電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等關鍵信息；中斷程序主要是針對系統(tǒng)服務中斷故障進行科學自動化的分析模塊，收集關于中斷故障的信息，為排除故障提供可靠的依據(jù)；其他程序主要是自動化的換向調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速計算，電機轉(zhuǎn)速的測量對于電動汽車自動化控制發(fā)展而言是一個非常重要的環(huán)節(jié)，這種電機在未來將會成為保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)能減排汽車發(fā)展的重要支撐。

3 在集成虛擬化技術領域的應用發(fā)展

機械設計及自動化技術在機械電子集成電路中的應用發(fā)展主要是促進電子設備產(chǎn)生更有效的控制和管理，即通過機械設備，將電力系統(tǒng)中的控制電路、驅(qū)動電路以及功率電路等集成在一起，但在此過程中需要注意集成后避免各種電路之間的相互干擾，否則將無法達到預期的發(fā)展效果。以插卡技術為例，在機械設計制造及自動化技術的支撐下，研發(fā)出一種插卡式的集成技術，將控制電路裝置設計在系統(tǒng)的外部，通過插卡的方式完成集成電路的連接，使得各種電路之間不會產(chǎn)生不良干擾，酒店中插卡開關就是很好的產(chǎn)品。采用插卡的電路結構，能夠有效避免封裝元件數(shù)量大的問題，有效避免控制電路與模塊一體化相互干擾等問題，是集成虛擬技術領域發(fā)展的重要方向。

4 虛擬化應用發(fā)展

在傳統(tǒng)產(chǎn)品設計過程中，設計人員需要進行圖紙設計、方案確認、CAD繪制最終精確的圖紙，如果將機械設計制造及自動化技術應用到產(chǎn)品設計過程中，就能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品設計虛擬化，避免人為設計過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差、大大縮短產(chǎn)品設計周期、有效提高產(chǎn)品設計效率和質(zhì)量等。比如在建筑設計行業(yè)，將CAD技術與CAPP等計算機技術在一起，實現(xiàn)計算機操作系統(tǒng)的智能化和虛擬化，通過高速的自動化繪圖模式，在制圖過程中出現(xiàn)錯誤可以及時提醒設計人員，以及時修正錯誤，在計算機技術的仿真下，減少機械設備的實際操作頻率，使得最終得到的圖紙更加精準。由于機械制作過程是一個非常嚴格、嚴肅的過程，所以在機械設計制造及自動化的每個應用環(huán)節(jié)都需要格外謹慎，生產(chǎn)虛擬化就可以很大程度上降低巨額的經(jīng)濟成本，同時把握產(chǎn)品設計尺寸、質(zhì)量等。

5 與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)結合應用發(fā)展

在云計算和計算機技術不斷發(fā)展的時代下，機械設計制造及自動化技術與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的結合已經(jīng)成為必然趨勢，在數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)處理等方面，機械設計制造及自動化技術都能夠發(fā)揮很重要的作用，有利于推動自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在智能傳感器、智能儀表、工業(yè)網(wǎng)絡技術的應用中加入大數(shù)據(jù)分析技術，可以節(jié)省更多數(shù)據(jù)計算過程，使得以往的數(shù)據(jù)分析更有效率、質(zhì)量，避免在機械制造過程中產(chǎn)生浪費行為。比如交通產(chǎn)業(yè)的設備自動化，在大數(shù)據(jù)背景下發(fā)展智慧交通，即在傳統(tǒng)交通系統(tǒng)的基礎上，應用大數(shù)據(jù)和自動化技術，將傳感器、監(jiān)控視頻以及GPS定位系統(tǒng)技術結合在一起，通過對交通數(shù)據(jù)信息的全面分析和處理，實現(xiàn)對當前交通數(shù)據(jù)信息的實時傳遞、并對未來一段時間內(nèi)的交通狀況進行有效預測，為人們的出行提供更多參考依據(jù)。

6 基于互聯(lián)網(wǎng)+的應用發(fā)展

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展的主要模式，將機械設計制造機自動化發(fā)展與互聯(lián)網(wǎng)+融合在一起，有利于提升設備數(shù)據(jù)信息安全、提高數(shù)據(jù)分析的有效性和及時性?；诨ヂ?lián)網(wǎng)+的機械設計制造及自動化能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的動態(tài)安全測評，為生產(chǎn)計劃的順利實施提供最大程度保障，并自動制定應急處理方案，使得生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定，從而實現(xiàn)機械設計制造及自動化數(shù)據(jù)信息的自動防護。

7 結語

綜上所述，筆者分別從在農(nóng)業(yè)領域的應用發(fā)展、在工業(yè)領域的應用發(fā)展、在集成虛擬化技術領域的應用發(fā)展、虛擬化應用發(fā)展、與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)結合應用發(fā)展以及基于互聯(lián)網(wǎng)+的應用發(fā)展六大方面對我國機械設計制造及自動化發(fā)展方向進行研究，希望能夠充分發(fā)揮機械設計制造及自動化的智能作用，為我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)的發(fā)展起到一定促進作用。

參考文獻：

[1]馬騰飛.我國機械設計制造及其自動化發(fā)展方向分析[J].山東工業(yè)技術，2018（07）：67.

[2]陳明.我國機械設計制造及其自動化發(fā)展方向研究[J].當代化工研究，2017（05）：155-156.

[3]邢龍.我國機械設計制造及其自動化發(fā)展方向研究[J].工業(yè)設計，2016（09）：182-183.

[4]于洪新.我國機械設計制造及其自動化發(fā)展方向分析[J].電子測試，2016（15）：152-153.