机械设计自动化发展及航天领域的应用研究

摘要：机械设计制造及其自动化技术设备在功能性和结构性上都能够满足机器的各种内在外在要求。可以根据产品需要和机械设计制造自动化技术的职能性和可选性，对产品的性质和功能进行设计，确保产品的应用价值。本文对机械设计自动化发展及航天领域的应用研究进行了探讨分析。

关键词：机械设计;自动化发展;航天领域;应用研究

机械设计制造及其自动化技术设备如微电子技术与机械技术的结合使用，可以生成工业机器人、数控机床和加工中心、微型机电等机电一体化产品;如计算机优化设计技术、辅助设备技术及计算机控制技术，可以有利于机械设计制造过程实现自动化与最优化，以及实现计算机技术、传感技术、械设计制造三方面的有机结合。当前各种机电产品设备越来越追求智能化、人性化方面的设计，这就为机械设计制造及其自动化技术的发展提出了必须的要求以及提供了广阔的空间。

一、机械设计制造及其自动化技术发展特点

（一）机电一体化。“机电一体化”，即机械技术和微电子技术一体化，将机电产品的设计过程、制造过程、安装与运行过程等都形成系统化、自动化控制的有机整体，以达到满足产品功能性的内在要求。从原理的角度而言，机械设计制造自动化系统活盖了机电一体化产品的活义，机电一体化是机械设计制造自动化本身应有的内活，是机械自动化概念的发展和延伸。

（二）智能化。“智能化”，即对机电产品赋予一定的人工智能，是以现代控制理论为基础，综合应用计算机科学、运筹学、模糊数学、生理学、心理学和动力学等理论或技术，使机电产品在行为方面，对人类智能进行模拟，进而获得一定程度的逻辑思维、判断推理、自主决策等能力，以实现高层次的自动化控制目标，如工业机器人与数控机床。机械设计制造自动化的智能化发展核心是建立人机一体化智能系统，即智能机器在人类专家的引领下承担一定程度的人。

（三）“模块化”。即对机电产品按照其通用性进行系列化、模块化的设计。鉴于机械自动化产品类别繁多且生产厂家各有不同，那如何才能保证在设计机械自动化产品单元接口的时候，所研制和开发的各项标准接口（包括机械接口、动力接口、电气接口以及环境接口等）能够符合产品类别，这就需要考虑到各项标准接口的通用性，进行模块化的设计。模块化所带来的标准单元系列化生产，对于新产品研发的技术草新及生产规模扩大都有着巨大的促进作用，有利于提升机械设计企业的效益。

（四）数字化。“数字化”，即机械设计制造自动化的网络化信息化。数字化网络经济是信息社会的基本特征，因此数字化成为了机械制造技术发展的中心环节。机械自动化产品的所有产品信息和技术能力，通过数字化网络信息技术，将机械数计所涉及的各种资料进行大数据搜集、大数据分析、智能化重组以及信息化技术处理，以及对于自身的产品通过网络进行信息发布及网络营销。数字化技术能够有效实现机械制造技术与计算机网络技术的有机结合，实现行业资源和技术的优势互补，共同研制新型机械产品。实现机械制造自动化的数字化发展，是21世纪新形势下机械设计制造行业发展的必然趋势。

二、工业机器人在航空航天领域的应用

工业机器人是机电一体化、智能化的机械设计制造自动化产品，通过预先编排的人工智能程序或人类发出的控制指令，依靠自身动力或控制能力自动行动完成一定操作，以实现目标功能的机器。工业机器人主要由机械系统、控制系统和驱动系统三部分组成，外观一般为多关节机械手或多自由度的机器装置。

将工业机器人应用于航空航天领域，有着不可估量的意义和价值。航空航天装备是个泛密集劳动力的工作，其装备由于精密度要求很高，需要能够进行高精度操作的大量劳动力力，人工操作往往生产周期长。而用工业机器人代替人工操作，一方面可以提高航空航天设备的装配效率，进而缩短生产周期和节约生产成本;另一方面工业机器人自动化智能化减少人工操作的误差，提高产品的精密度和质量，保证航空航天装备的安全可靠性。工业机器人已经越来越成为航天装配车间的核心技术储备，极大地推动了航空航天事业的发展。

三、无人机技术在航空航天领域的应用

“无人机”，主要是利用无线电遂控技术，能够通过控设备和自备的程序控制装置，有间歌地对其进行纵或使其完全地自主操作的不载人飞行器，英文缩写为“UAV”。无人机系统主要由机身、电源、数据链系统、飞行管理控制系统、发射及回收系统等组成。飞行管理控制系统是决定着无人机的飞行状况，包括机上和地面两部分，是最为核心的系统。机上部分主要作用于无人机起飞/着落控制飞行姿态/轨迹/导航控制、自主飞行及飞行安全控制等地面部分主要作用于无人机～飞行定位、监控、位置显示起到了最大化保证无人机起飞/着落顺利的作用。无人机技术在航空航天领域的应用，给人美的工作生活带来了板大的影响。在军事方面主要在察、通信、监視、远距离攻击等方面作为信息化智能化武器;在民用方面主要应用于公共安全、农林植被和气象环境保护、紧急寻教护、影视航天拍摄等多个领域。

四、自动化对接装配技术在航空航天领域的应用

自动化装配，主要是利用机电一体化技术，实现机械设计制造自动化产品代替人工劳动进行自动化装配的一种对接装配技术。航天自动化对接装配技术，主要以机器人为装配机械，和自动化装配中心一起组成航空航天领域柔性装配系统。航天自动化对接装配技术，主要以机器人为装配机械，和自动化装配中心一起组成航空航天领域柔性装配系统。航天自动化对接装配技术已经广泛应用于飞机总装自动化对接平台、飞机激光跟踪仪测量设备装配等航空航天领域尖端技术方面，有利于推动飞机装配与数字化、信息技术相结合，将传统模拟量传递模式转变为数字量传递模式，实现飞机装配数字化、柔性化、模块化、自动化和信息化，從而成为飞机数字化装配技术领域的中坚力量。

五、结语

机械设计制造及其自动化是结合多种技术开展起来的一门新兴学科，至今还在不断的发展和探索中。机械设计制造及其自动化使机械自动化特征更为明显，为工业生产带来了技术性的革命。机械设计制造及其自动化在航天领域的应用不仅限于此，由于其潜力巨大，发展空间广泛，因此还会不断的完善。

参考文献：

[1]刘超。我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[D].科技目前，2013.

[2]冯生.航空航天制造领域工业机器人发展趋势[D].航空制造技术，2013.

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