1、西安廣播電視大學畢業設計（論文）中文題目： 機械自動化技術發展趨勢 學習中心： 高新分校 專 業：機械制造及其自動化 姓 名： 常曉敏 學 號： 1461101255490 指導教師： 李凱 2016年 10 月 17 日西安廣播電視大學畢業設計(論文)承諾書學生按要求填寫，學生與指導教師簽字后生效。本人聲明：本人所提交的畢業論文 機械自動化技術發展趨勢 是本人在指導教師指導下獨立研究、寫作的成果。論文中所引用的他人無論以何種方式發布的文字、研究成果，均在論文中明確標注；有關教師、同學及其他人員對本論文的寫作、修訂提出過且為本人在論文中采納的意見、建議均已在本人致謝辭中加以說明并深致謝意。本人

2、完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。本畢業論文 機械自動化技術發展趨勢 是本人在讀期間所完成的學業的組成部分，同意學校將本論文的部分或全部內容編入有關書籍、數據庫保存，并向有關學術部門和國家相關教育主管部門呈交復印件、電子文檔，允許采用復制、印刷等方式將論文文本提供給讀者查閱和借閱。論文作者：_（簽字）_年_月_日指導教師已閱：_（簽字）_年_月_日30北京交通大學畢業設計(論文)成績評議此頁用西安廣播電視大學畢業論文評審表代替 不用裝訂至論文年級14秋層次本科專業機械設計及其自動化姓名常曉敏題目機械設計及其自動化發展趨勢指導教師評閱意見成績評定： 指導教師：年 月 日答辯小組意見答辯小組負

3、責人： 年 月 日西安廣播電視大學畢業設計(論文)任務書內容宋體，小四號字，1.5倍行距本任務書下達給： 14秋 級 機械設計及其自動化 專業 學生 常曉敏 設計（論文）題目：機械設計及其自動化發展趨勢一、設計（論述）內容二、基本要求三、重點研究的問題四、主要技術指標五、其他要說明的問題下達任務日期： 年 月 日要求完成日期： 年 月 日答辯日期： 年 月 日指導教師：開 題 報 告由學生認真書寫，經指導教師簽字后的開題報告有效，開題報告中的文獻綜述部分應不少于1500字內容宋體，小四號字，1.5倍行距題 目：機械設計及其自動化發展趨勢報告人： 常曉敏 年 月 日一、文獻綜述二、選題的目的和意

4、義三、研究方案（框架）四、進度計劃五、指導教師意見指導教師： 年 月 日中 期 報 告由學生認真書寫，一頁不夠可增頁。指導教師簽署指導意見后簽字，中期報告有效。內容宋體，小四號字，1.5倍行距題目：機械設計及其自動化發展趨勢報告人：常曉敏一、進展情況二、指導教師意見指導教師： 年 月 日結 題 驗 收由指導教師填寫，指導教師簽字后生效。內容宋體，小四號字，1.5倍行距一、完成日期二、完成質量三、存在問題四、結論指導教師： 年 月 日中 文 摘 要1) 中文摘要字數應在400字左右，關鍵字(3至5個)，英文摘要與中文摘要內容要相對應。 宋體，小4號字，1.5倍行距關鍵詞：關鍵字3至5個，以空格隔

5、離ABSTRACTKey words:字體為Times New Roman，小4號字目 錄第1章 前 言11.1 機械自動化的產生和定義11.2 機械自動化的科學技術11.3 機械設計制造及自動化的設計原則21.3.1 滿足對機器的功能要求21.3.2 利用先進技術不斷創新2第2章 機械自動化系統在化工生產中的應用42.1 鍋爐汽包水位控制方面的研究42.1.1 單沖量控制系統42.1.2 雙沖量控制系統52.1.3 三沖量控制系統52.2 冷卻器控制方案的研究72.2.1 控制冷卻劑的流量72.2.2 控制氣氨排量8第3章 機械自動化系統的優點103.1 生產能力和工作質量提高103.2 使

6、用安全性和可靠性提高103.3 調整和維修方便，使用性能改善103.4 具有復合功能，適用面廣113.5 改善勞動條件，有利于自動化生產113.6 節約能源，減少耗材11第4章 機械自動化的發展趨勢124.1 機電一體化124.2 智能化124.3 模塊化124.4 網絡化124.5 微型化134.6 綠色化134.7 人格化13第5章 結論14參考文獻15致 謝16第1章 前 言1.1 機械自動化的產生和定義機械自動化，主要是指在機械制造業中應用自動化技術，實現對加工對象的連續自動生產。實現優化有效的自動化生產過程，從而加快生產投入原料的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展，是機械

7、制造業升級和進步的主要手段，是未來機械制造業技術發展的主要方向。制造自動化技術是先進制造技術中的重要組成部分，也是當今制造業中涉及面廣，研究十分活躍的技術，它代替人的體力勞動，輔助人的腦力勞動，協調、管理、控制和優化制造系統中人及整個系統，它的功能是多方面的，已形成了一個有機體系，它不僅涉及到具體的生產制造過程，而且涉及到產品的所有過程。早在1971年日本的機械設計雜志副刊上刊登了機電一體化這一名詞，后來隨著機電一體化的發展而被廣泛的應用。美國機械工程師協會于1984年為現代機械下了如下定義：“由計算機信息網絡協調與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互

8、聯系的系統”。它與前面提及的機電一體化是一致的，因此可以說現代機械就是指機電一體化系統。20世紀90年代國際機器與機構理論聯合會給出了這樣的定義，機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統思想在產品設計和制造過程中的協同結合，因此又可以說機電一體化就是在機械設計制造及其自動化基礎上的發展。1.2機械設計制造及其自動化優勢 機械設計制造及其自動化是傳統技術的升級，在生產中，機械設計制造及其自動化的應用促使生產精準度逐漸提升，高效率的生產因此縮短了的傳統生產所消耗的時間。分析機械設計制造及其自動化中應用的優勢主要有三：第一，能夠大大解決社會資源，運用工業生產代替傳統人力制造，實現工業生產的高效，最大

9、程度提高生產效率；第二，降低生產中失誤現象的發生，避免人工操作失誤率；第三，機械設計制造自動化技術在工業生產中的應用實現了工業生產發展的智能化，并有效提升了工業生產能力，可大大提升工業生產效率。1.3機械自動化的科學技術機械設計制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲透、相互結合的產物，是正在發展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科，機械自動化使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發展階段。它的發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產和科學技術的發展，還將不斷被賦予新的內容

10、。但其最基本的特征可概括為：機械自動化的設計制造是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織結構目標，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值并使整個系統最優化的系統工程技術。需要強調的是，機械自動化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合性技術，而不是機械技術，以及其他新技術的簡單組合、拼湊，這就是現代機械與機械電氣化在概念上的根本區別。現代機械設計制造出的產品，不僅是人和手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征

11、是現代機械自動化和傳統的機械在功能上的本質區別。1.4機械設計制造及自動化的設計原則 機械設計制造是一種新興學科技術，將該種技術應用與現代化生產之中，能夠時間不間斷的進行生產，并在生產中逐漸改變傳統生產的弊端，大大提升生產效率。正是由于機械設計制造自動化生產具有眾多優勢，才使得機械設計制造學科發展備受關注。機械設計制造及其自動化需遵循一定的原則，在工作中保證信息之間的相互轉化原則，不僅要注重生產的效率，更應注重生產的質量。此外生產也需不斷升級與創新，在自動化體系生產下，運用科技技術來改進自動化設備，促使設備生產更加的節能與高效，以此來滿足社會發展日益增長的需求。1.4.1 滿足對機器的功能要求

12、任何一種產品都是為滿足人們的某種需要而開發的，都必須具有某種主要功能，不同的產品具有不同的主要功能。概而言之，都能對輸入的物質、能量和信息（即所謂工業三大要素）進行某種處理，輸出具有所需特性的物質、能量與信息。因此，機械自動化系統也必須具有對輸入的物質、能量和信息進行某種處理，從而輸出具有所需特性的物質、能量與信息的主功能。如圖1-1所示： 物 質 能 量 信 息 系統主要功能（變換、傳遞、存儲） 物 質 能 量 信 息 工業三大 要素具有所需特性 控制( 人 ）圖1-1 機械自動化系統功能示意圖如上所述，機械自動化系統是一個綜合的概念，包含了機電一體化技術和機電一體化產品兩個方面的內容。作為

13、產品，又包含著設計、制造和特定的功能以滿足使用要求，而功能是由其內部有機聯系的結構所決定的。1.4.2 利用先進技術不斷創新根據產品或系統的主功能不同，可對產品或系統進行分類：1、以物料搬運、加工為主。輸入物質、能量和信息，經過加工處理，主要輸出改變了位置和形態的物質系統（或產品）稱為加工機。如各種機床、交通運輸機械、食品加工機械、起重機械、紡織機械、印刷機械、輕工機械等。2、以能量轉換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統（或產品）稱為動力機，其中輸出機械能的為原動機。如電動機、水輪機、內燃機等。3、以信息處理為主，輸入信息和能量。主要輸出某種信息。如數據、圖像、文字、聲音等的產品稱為信息

14、機。如各種儀器、儀表、計算機、傳真機以及各種辦公機械等。機械自動化系統除了具備上述必須的主功能外，還應具備其它內部功能，即動力功能、檢測功能、控制功能、構造功能。基于上述的功能構成原理，既有利于設計或分析各種機械自動化的產品，又有利于開拓思路，便于創造發明和創新。例如，根據3種不同的主功能及其不同的輸入，組合起來可形成9大類型的系統產品。如表1-1所示：表1-1 不同主功能及輸入的組合 類型 主要功能輸入輸出組合實例 1變換物質材料加工或處理機 2傳遞物質交通運輸機 3儲存物質自動化倉庫、包裝機 4變換能量動力機械 5傳遞能量機械或流體傳動 6儲存能量機械或流體儲能器 7變換信息電子計算機、儀

15、表 8傳遞信息通信系統、傳真機 9儲存信息儲存器、錄像機此外，對于不同主功能的加工機構，其運動方式不同，也構成不同用途的機械。例如，金屬切削機床是根據工件與刀具相對運動產生切削作用的原理進行工作的。因此，工件與刀具的運動方式不同，便產生不同用途的機床。所以說機械自動化的發展空間非常廣闊，需要我們利用先進技術符合科學原理來不斷創新，設計制造出一流的自動化產品。第2章 機械自動化系統在化工生產中的應用生產過程中，對各個工藝過程的物理量（或工藝變量）有著一定的控制要求。有些工藝變量直接表現生產過程，對產品的數量與質量起著決定性的作用。例如，精餾塔的塔頂或塔釜溫度，一般在操作壓力不變的情況下必須保持一

16、定，才能得到合格的產品；加熱爐出口溫度的波動不能超過允許范圍，否則將影響后一工段的效果；化學反應器的反應溫度必須保持平穩，才能使效率達到指標。有些工藝變量雖不直接地影響產品的質量和數量，然而保持其平穩卻是使生產獲得良好控制的前提。2.1 鍋爐汽包水位控制方面的研究鍋爐汽包是生產蒸汽的設備，幾乎是工業生產不可缺少的設備，保持鍋爐汽包的液位高度在規定范圍內是非常重要的，若水位過低，則會影響產氣量，且鍋爐易燒干而發生事故；若水位過高，生產蒸汽含水量高，會影響蒸汽質量。這些都是危險的，因此對汽包的液位嚴加控制是保證鍋爐正常生產必不可少的措施。2.1.1 單沖量控制系統汽包水位控制手段是控制給水，基于這

17、一原理，可構成如圖2-1所示的單沖量控制系統。圖2-1 汽包單沖量控制系統這里的“沖量”一詞是指變量，單沖量即汽包水位。這種控制系統是典型的簡單控制系統。當蒸汽負荷突然大幅度增加時，由于假水位現象，控制器不但不能開大給水閥來增加給水量，以維持鍋爐的物料平衡，而是關小控制閥的開度，減小給水量。等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而減小，將使水位嚴重下降，波動很厲害，嚴重時汽包水位降到危險程度以至發生事故。因此對于停留時間短、負荷變動較大的情況，這樣的系統不能適應，水位不能保證。然而對于小型鍋爐，由于水在汽包中的停留時間較長，在蒸汽負荷變化時，假水位的現象并不顯著，配上一些聯鎖報警裝置，也可

18、以保證安全操作，故采用這種單沖量控制系統尚能滿足生產要求。2.1.2 雙沖量控制系統在汽包水位的控制中，最主要的擾動是蒸汽負荷的變化。如果根據蒸汽流量來進行校正，不僅可以補償“虛假水位”所引起的誤動作，而且使給水位控制閥的動作十分及時，從而減少水位波動，改善控制品質。將蒸汽流量信號引入，就構成了雙沖量控制系統，如圖2-2所示。從本質上看，雙沖量控制系統是一個前饋（蒸汽流量）控制加單回路反饋控制的復合控制系統。這里的前饋僅為靜態前饋，若需要考慮兩條通道在動態上的差異，需引入動態補償環節。圖2-2 汽包雙沖量原理圖及方框圖圖2-2所示的連接方式中，加法器的輸出I是IC1ICC2IFI0 (2-1)

19、式中 IC液位控制器的輸出； IF蒸汽流量變送器（一般經開方器）的輸出；I0初始偏置值；C1、C2 加法器系數。C1的設置一般取1，C2的值應考慮到靜態前饋補償，可現場湊試，也可經理論推導得出。設置I0的目的是使其在正常負荷下，控制器和加法器的輸出都有一個比較適中的數值。最好在正常負荷下，I0 和C2IF項接近而相互抵消。2.1.3 三沖量控制系統雙沖量控制系統還有兩個弱點：控制閥的工作特性不一定能成為線性特性，這樣要做到靜態補償就比較困難，同時，對于給水系統的擾動仍不能克服，為此可再將給水流量信號引入，構成三沖量控制系統。三沖量控制系統的實施方案較多，如圖2-3所示為其中的典型控制方案之一。

20、 圖2-3 汽包三沖量控制系統從圖2-3可以看出，這是前饋控制與串級控制組成的復合控制系統。其中，汽包水位是主沖量（主變量），蒸汽、給水流量為輔助沖量。在汽包停留時間較短、“虛假水位”嚴重時，需引入蒸汽流量信號的微分作用。這種微分信號應是負微分作用，以避免由于負荷突然增加和減少時，水位偏離設定值過高或過低而造成鍋爐停車。 圖2-4所示為三沖量控制系統的方框圖，加法器的運算關系與雙沖量控制時相同，各系數設置如下： a 系數C1通常可取1或稍小于1的數值； b 若采用氣開閥；C2取正值，C2的值可按物料平衡關系進行計算； c I0的設置和取值仍與雙沖量控制系統相同。 圖2-4 汽包三沖量系統方框圖

21、在三沖量的控制系統中，水位控制器和流量控制器的參數整定方法與一般串級控制系統相同。在有些裝置中，采用了比較簡單的三沖量控制系統，只用一臺控制器及一臺加法器，加法器可接在控制器之前，如圖2-5(a)所示，也可接在控制器之后，如圖2-5(b)所示。 (a) (b) 圖2-5 汽包三沖量控制系統的簡化接法圖2-5中加法器的正負號是針對采用氣關閥及正作用控制器的情況。圖2-5(a)接法的優點是使用儀表最少，只要一臺多通道的控制器即可實現。但如果系數設置不能確保物料平衡，則當負荷變化時，水位將有余差，圖2-5(b)的接法，水位無余差，但使用儀表較前者多，在投運及系數設置等方面較前者麻煩一些。2.2 冷卻

22、器控制方案的研究冷卻器的熱載體是冷卻劑，常采用液態氨等介質作為冷卻劑，利用它們在冷卻器內蒸發進吸收工藝物料的大量熱量，使用工藝物料的出口溫度下降來達到生產工藝要求，工業用冷卻器的一般控制方案有以下幾種。2.2.1 控制冷卻劑的流量 圖2-6 氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案圖2-6為氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案，其機理也是通過改變傳熱速率方程中的傳熱面積F來實現的。該方案控制平穩，冷量（冷卻劑量）利用充分，且對壓縮機入口壓力無影響。但這種方案控制不夠靈活，另外蒸發空間不能得到保證，易引起氣氨帶液而損壞壓縮機。為此，可采用圖2-7所示的物料出口溫度與液位的串級控制方案，使用這種方案時，可以限

23、制液位的上限，保證有足夠的蒸發空間，也可以采用圖2-8所示的選擇性控制方案。 圖2-7 溫度與液位串級控制方案 圖2-8 溫度與液位選擇性控制方案2.2.2 控制氣氨排量如圖2-9所示，為氨冷卻器控制氣氨排量的控制方案，其機理是通過改變傳熱速率方程中的平均溫度來控制工藝物料的出口溫度的，這種方案控制靈敏迅速，但制冷系統必須許可壓縮機入口壓力的波動。另外，冷量的利用不充分。為確保系統的安全運行，還需要設置一個液位控制系統，防止液氨進入氨管路而導致壓縮機損壞。 圖2-9 控制氣氨排量的控制方案根據以上分析研究可知，自動控制裝置和被控的工藝設備組成了一個沒有人直接參與的自動化控制系統。操作工坐在操作

24、室里，就能觀察到整個裝置的變化。因此，保證生產過程的安全，降低了勞動強度。近二十年來，工業生產規模的迅速發展，加劇了對人類生存環境的污染，因此減小工業生產對環境的污染的影響也納入了過程控制的目標范圍。綜上所述，過程自動化控制的主要目標包括以下幾個方面： 1、保證生產過程的安全和平穩； 2、達到預期的產量和質量； 3、盡可能地減少原材料和能源損耗； 4、把生產對環境的危害降到最小限度。第3章 機械自動化系統的特點 隨著機械自動化技術的快速發展，機械自動化產品有逐步取代傳統機電產品的趨勢，與傳統機電產品相比，機械自動化產品具有高的功能水平和附加值，它將給開發生產者和用戶帶來社會、經濟效益。就當前的

25、現狀來看，機械制造自動化技術特點主要體現在以下幾個方面：第一，生產能力較高。即機械制造自動化設備在設計過程中呈現出精度高且系統性強的特點，繼而將其應用于機械產品生產流程中，可透過自動化技術手段操控產品加工過程，最終就此減少相關工作人員工作量，并緩解傳統機械產品生產模式下凸顯出的人工誤差問題，達到最佳的產品加工狀態，且通過自動化系統中的程序預設提升整體產品加工效率；第二，操作安全。即機械制造自動化技術在應用過程中融合了計算機技術、信息技術、自動化技術等現代化科學技術手段，因而在一定程度上增強了機械設備使用壽命，且通過對現代化電子元件等的應用，穩固了機械系統運行環境；第三，全新的勞動形式。即在機械

26、制造自動化操控環境下，勞動模式由傳統的體力勞動轉向智能化勞動，且逐漸呈現出高技術密集型的機械產品加工特點，為此，當代機械工業領域在發展過程中應提高對此問題的重視程度。3.1機械自動化系統的優點：3.1.1 生產能力和工作質量提高 機械自動化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動化控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和較高的產品合格率。同時，由于機械自動化產品實現了工作自動化，所以生產力大大提高。例如：數控機床對工件的加工穩定性大大提高

27、，生產效率比普通機床提高56倍。柔性制造系統的生產設備利用率可提高1.53.5倍，機床數量可減少約50%，節省操作人員約50%，縮短生產周期40%，使加工成本降低50%左右。此外，由于機械自動化工作方式具有可通過調整軟件來適應需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產品的生產，是縮短產品開發周期、加速更新換代的重要途徑。3.1.2 使用安全性和可靠性提高機械自動化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身與設備事故，顯著提高設備的使用安全性，機械自動化產品由于采用電子元器件，減少了機械產品中的

28、可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，故障率降低，壽命得到了延長。3.1.3 調整和維修方便，使用性能改善 機械自動化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機械自動化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件和零件。對于具有存儲功能的機械自動化物品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，給定一個代碼信號輸入即可按指定的預定程序進行自動工作。機械自動化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。由于機械自動化產品普遍采

29、用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化，并且方便、簡單。機械自動化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮，系統可重復實現全部動作。高級的機械自動化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動化最優化操作。3.1.4 具有復合功能，適用面廣 機械自動化產品跳出機電產品單技術、單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機械自動化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求，應變能力較強。3.1.5 改善勞動條件，有利

30、于自動化生產 機械自動化產品自動化程度高，是知識密集型和技術密集型產品，是將人們從繁重的體力勞動中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農業自動化、交通自動化甚至是家庭自動化，從而可促進我國四個現代化的實現。3.1.6 節約能源，減少耗材 節約一次和二次能源是國家的戰略目標，也是用戶十分關心的問題，機械自動化產品通過采用低能耗驅動機構進行最佳的調節控制，以提高設備的能源利用率，可達到明顯的節能效果。同時，由于多種學科的交叉融合，機械自動化系統的許多功能一方面從機械系統轉移到微電子、計算機系統，另一方面從硬件系統轉移到軟件系統，從而使得機械自動化產品系統朝著輕小型方向發展，減少了材

31、料消耗。所以，無論是生產部門還是使用單位，機械自動化技術和產品的應用，都會帶來顯著的社會和經濟效益。正因為如此，世界各國，首先是日本、美國、歐洲各國都在大力發展和推動機械自動化技術。3.2當前機械制造自動化技術發展中存在的問題 我國在機械制造自動化生產過程中突顯出的問題首先體現在，部分機械制造廠在可持續發展過程中仍然存在著制造工藝水平滯后的問題，即忽視了對自動化技術等的引進，繼而影響到了自身整體生產效率。同時，與發達國家相比，我國在納米技術、微激光加工技術等應用領域仍然處在初級階段，從而由此呈現出機械制造工藝較為粗糙的現象，為此，當代機械制造產業在發展過程中應著重強調對此問題展開行之有效的處理

32、。其次，基于機械制造領域不斷發展的背景下，部分制造行業在實踐運營管理過程中仍然存在著管理制度較為落后的問題，即未實現計算機管理模式的貫穿，最終就此影響到了整體管理成效。再次，就當前的現狀來看，西方國家在制造產業發展過程中開發了柔性制造系統，例如，自動化數控機床等，繼而營造了全自動機械產品生產空間。但我國自動化、集成化生產的產業仍然維持在少數的應用狀態下。3.3機械制造自動化技術的未來3.3.1與網絡化融合。 基于網絡化普及的背景下，要求當代機械制造行業在可持續發展過程中為了增強自身競爭實力，應注重在機電設備一體化操控過程中，實現機械制造自動化技術與網絡技術間的相互融合，由此來營造良好的機械設備

33、監視環境，并以遠程操控形式對機械制造整個流程進行管理，且及時發現機械產品生產過程中凸顯出的相應問題，對其進行實時解決。同時，網絡信息化監控系統的引進，有助于傳統機械產品生產過程中突顯出的人工作業量大且存在人工誤差的問題，并實現對機械制造生產線情況的嚴格把控，達到最佳的生產狀態。此外，基于機械制造自動化技術與網絡化相互融合的背景下，在機械制造流程操控過程中亦應注重將網絡、聲像、通訊技術融于一體，繼而便于相關工作人員在對機械產品生產流程進行操控過程中可通過網絡平臺編輯圖像信息，并以信息處理形式實時掌控機械產品生產過程中設備運行參數變化狀況，最終由此達到高效率產品生產效果。3.3.2以智能化為依托。

34、 以智能化為依托亦是機械制造自動化技術未來發展趨勢之一，其要求當代機械制造企業在可持續發展過程中為了穩固自身在市場競爭中的地位，應注重結合自身實際發展情況確定自動化產品生產目標，同時將智能化技術貫穿于機械產品生產流程中，即通過心理學、運籌學打造人工智能模擬環境、自動編程等產品生產空間，提升整體產品生產效率，并改善傳統腦力勞動中凸顯出的相應問題。同時，在智能手段應用過程中為了提升操作界面的便捷性，相關技術人員在對數控智能化系統進行設計過程中應注重制定統一的用戶操作界面，同時確保操作界面以圖形為主，并完善窗口中工具欄、菜單等功能，由此滿足機械制造智能化操作需求。此外，基于以智能化為依托的基礎上，亦

35、應注重將可視化技術貫穿于智能化操作平臺中，即將原有的文字信息以直觀的圖像或動畫形式進行傳播，由此縮短產品生產周期，達到最佳的生產狀態。另外，智能化技術的貫穿亦要求制造行業應注重利用虛擬技術對機械生產過程進行仿真模擬，由此實現預防措施的制定。從以上的分析中即可看出，智能化技術手段的應用關系著機械制造效率，因而應強化對其的有效落實。3.3.3呈現以人為本。 隨著當代社會的不斷發展，人們逐漸提高了對綠色生產理念的重視，因而在此基礎上，為了達到良好的機械產品生產狀態，要求當代機械制造產業在發展過程中應注重將綠色經濟設定為自身主要發展內容，且注重從產品設計、產品包裝、產品銷售等層面入手引進綠色生產材料，

36、最終就此將機械產品生產過程中所引發的生態環境破壞問題降至最低。同時，當代機械制造產業在實際生產過程中亦應注重擴大產品回收力度，由此來為人們營造一個良好的生活空間，并實現資源的優化配置。此外，在機械制造產業可持續發展過程中為了彰顯以人為本生產理念，要求機械產業亦應注重將以人為本思想貫穿于單元化生產系統設計流程中，由此打造少人管理的生產運營氛圍，營造良好的機械產品生產空間。同時，機械制造產業在實踐產品生產過程中應注重優化產業結構，且通過自動化技術的引進，擴大節能減排措施的落實，由此達到最佳的生產狀態。第4章 機械自動化的發展趨勢 我國從20世紀80年代初才開始這方面的工作研究和應用，研究機構及一些

37、大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，并取得了一定的成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。任何一門科學都是由基礎理論、技術和工程系統組成的完善體系。機械自動化在技術和工程系統方面已有很大的發展，但基礎理論方面尚在發展中，還很不完備，所以今后的發展方向是：4.1 機電一體化機電一體化是機械設計制造及自動化的發展主流趨勢之一，且目前機電一體化已經被廣泛應用在工業生產中。機電一體化主要是指在機械設計制造的基礎上，結合機電一體化技術以及電子設備，形成一個能夠又電子控制機械設計制造，且具有智能化、自動化的系統。如高效率的水泥液壓磚機配置，就能夠實現磚機設備的機電一體化。該水泥液壓磚機采用

38、芯模和壓頭同時振動強力成型，砌塊密實度好，電機驅動，脫模機械裝置電力提升。該設備在正常工作時壓力可在規定的范圍內任意調節，由于安置在該設備操作平臺中間，從而使得該機有兩個操作平臺，兩面同時生產水泥磚，動力機構在電氣裝置的控制下，通過泵和油缸及各種液壓閥實現能量的轉換，調節和輸送，完成各種工藝動作的循環具有操作簡便、靈活、使用安全可靠等優勢。4.2 智能化 智能化是各行業發展的主流趨勢，因而受到人們的關注。所謂智能化就是用信息系統代替人為操作，而人們可以在操作智能機的背景下，提高生產效率。同時，智能化還能夠降低工作人員的工作強度。另外，智能化系統在實際的生產過程中，還能夠進行實時數據分析、研究，

39、并制定出相應的整改策略進行自動調整，顯然這種自動化方式要比工作人員的反應速度要更加敏捷。“中國制造2025”、“互聯網+”行動計劃，其主要目的就是以智能制造為主攻方向，大力推進信息技術與制造技術深度融合，加快制造業轉型升級。例如某機械制造企業的智能化車間，就是在下料、機加工、焊接、涂裝等生產環節運用了大量先進的智能化生產技術、高精尖數控設備，著力打造出鈑金數控生產線、型材數控下料生產線、機加工數控生產線、焊接自動化生產線、涂裝作業生產線、特種工序加工生產線。從上述例子中就能夠看出智能化能有效節省人力，降低企業生產投入成本。更重要的智能化能夠實現每個生產環節的無縫對接，從而提高生產效率。總之，通

40、過智能化技術不僅能使生產產品更加精密、優良，還能有效提升工作效率，從而提高企業的核心競爭力，最終推進我國機械制造業的發展。4.3 模塊化 機械設計制造及自動化的發展主要是依托模塊化的發展，而且模塊化也比較符合機械設計制造行業的發展趨勢。由于機械設計制造產品的種類繁多，為了能實現自動化生產，就應該單元接口的設計。而模塊化就是在這種背景下產生，主要是實現多類型與自動化產品的對接。機械設計制造的單元接口分為：機械接口、電氣接口、環境接口、動力接口四個部分，使接口單位標準化能夠有效推動我國機械設計制造行業的發展。如模塊化生產汽車，通過模塊化增加不同車型之間的通用性，從實現不同車型的汽車量產。而且另外一

41、個最大的好處就是能夠降低生產、設計成本以及降低汽車開發難度。這樣不僅能提高企業的市場占有率，還能大幅度增加企業的生產效率，從而促進我國經濟的發展。另外，為了提高模塊化的使用效率，設計人員應該嚴格把控模塊的獨立性和完整性。這也就意味著工作人員從實際的產品需求出發，合理劃分模塊標準，并保證每個模塊都可以進行更換。這樣還能有效提高維修效率。總之，為了促進機械設計制造行業的快速發展，相關企業應該結合自動化、模塊化、智能化等多種先進技術，創新機械設計制造及自動化技術，從而推動我國經濟的發展。4.4 微型化微型化興起于20世紀80年代末，指的是機械自動化向微觀領域發展的趨勢。國外將其稱為微電子機械系統，或微機械自動化系統，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機械自動化產品，并向微米、納米級發展。微機械自動化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息、等方面具有不可比擬的優勢。微機械自動化發展的瓶頸在于微機械技術，微機械自動化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術