机械设计制造及其自动化发展方向的研究

摘要

                                 

本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化相比较，提出了具有智能化的特征是现代机械和传统的
机械在功能上的本质区别。根据机械自动化在各行各业的应用和发展，显现出了机械自动化产品的优
点和效益。即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源，不断满足人们生活和生产多元化需求。
文章从系统的观念出发，综合运用机械技术、微电子技术，自动化技术，及过控技术在化工生产中的
应用。着重例举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的最佳控制方案。提出了过程自动化
控制今后的主要目标，指明了机械设计制造及其自动化的发展方向。

关键词：设计制造

;  自动化 ;  产品 ;  发展 ;  方向

         

第一章

 前 言

1.1  机械自动化的产生和定义

早在

1971 年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词，后来随着机电一体化的发

展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于

1984 年为现代机械下了如下定义：

“由计算机信息网络

协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系
的系统

”。它与前面提及的机电一体化是一致的，因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。 20世

纪

90年代国际机器与机构理论联合会，给出了这样的定义，机电一体化是精密机械工程、电子控制和

系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自
动化基础上的发展。

1.2  机械自动化的科学技术

机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，
是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能
与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由

“机械电器化”迈入了以“机械自动化”

为特征的发展阶段。
它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予
新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，综合运用机械
技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技
术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、
高质量、高可靠性，低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。
需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，
以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设
计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现
代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。

第二章

 机械设计制造及自动化的符合设计原则

2.1  满足对机器的功能要求

任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的，都必须具有某种主要功能，不同的产品具有不同
的主要功能。概而言之，都能对输入的物质、能量和信息（即所谓工业三大要素）进行某种处理，输
出具有所需特性的物质、能量与信息。因此，机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息
进行某种处理，从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。如图

2-1 所示 :

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