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机械设计制造自动化探讨

来源:UC论文网2019-04-13 10:48

摘要:

  摘要:本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析,指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点,能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。  关键词:机械制造自动化原则发展方向  作者:吴刚  1机械制造自动化符合设计的原则  1.1满足对机器的功能要求。任何一种产品的开发都是为了满...

  摘要:本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析,指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点,能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。


  关键词:机械制造自动化原则发展方向


  作者:吴刚


  1机械制造自动化符合设计的原则


  1.1满足对机器的功能要求。任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的,不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理,输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能,能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容,作为产品,又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。


  1.2利用先进技术不断创新。根据产品或系统的功能不同,可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主,输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统,称为动力机,其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息。


  机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具备其它内部功能,即控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。


  2机械自动化系统的优点与效益


  2.1生产能力和工作质量提高。机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能,其检测的精度和灵敏度有很大的提高,通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作,使制造过程不受操作者主观因素的影响,保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时,由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。


  2.2使用安全性和可靠性提高。机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时,能够自动停止工作,保护机械设备的完好,避免或减少人身事故,提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性,故障率降低,寿命得到了延长。


  2.3调整和维修方便,使用性能改善。机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。


  2.4改善劳动条件,有利于自动化生产。机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。


  3机械设计制造及其自动化的发展方向


  3.1智能化。智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得更高的控制目标。诚然,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。


  3.2模块化。模块化是一项重要而又艰巨的工程。由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、电动机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新的产品,同时也可扩大生产规模。


  3.3网络化。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体,企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快会畅销全球。由于网络化的普及,基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。


  3.4微型化。微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统,或微机械自动化系统,泛指几何尺寸不超过1cm3的机械自动化产品,并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术,微机械自动化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。


  4结论


  现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义,所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进,不能仅仅安心于作为新技术的传播者,而应该作为新技术产业化的创造者,为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

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