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機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的設(shè)計(jì)原則與發(fā)展方向

2016-12-22 18:28王斌
科學(xué)與財(cái)富 2016年18期
關(guān)鍵詞:發(fā)展方向機(jī)械設(shè)計(jì)

王斌

摘要:機(jī)械制造自動化模式可以通過計(jì)算機(jī)編程等方式,對加工目標(biāo)實(shí)現(xiàn)加工的智能自動化操控,因此比起傳統(tǒng)的機(jī)械制造方式來說,自動化機(jī)械制造可以保證更高的產(chǎn)品質(zhì)量,并且大量減少加工時間。本文對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的設(shè)計(jì)原則與發(fā)展方向進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);制造自動化產(chǎn)品;發(fā)展方向

引言:

當(dāng)今機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的自動化已經(jīng)取得了很大的發(fā)展成效,在實(shí)際生產(chǎn)加工中,也已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,并且逐步替代了以為傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù),比起以往傳統(tǒng)的制造設(shè)計(jì)方式來說,機(jī)械制造自動化有著明顯優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景。此外機(jī)械制造自動化可以通過一套程序?qū)Τ膳漠a(chǎn)品進(jìn)行制造加工,因此可以保證產(chǎn)品規(guī)模性的質(zhì)量達(dá)標(biāo),大大有助于提升企業(yè)的競爭力,并且由于可以解放大量人工勞動力,也減少了成本,增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。機(jī)械制造自動化模式往往具有實(shí)時監(jiān)控、自動檢測、警報(bào)、自我保護(hù)等功能,在生產(chǎn)過程中,如果出現(xiàn)過載、過流以及短路等情況時,可以自動進(jìn)行保護(hù),最大程度減少人員損傷以及產(chǎn)品或設(shè)備的損壞,保證制造加工的安全高效進(jìn)行。?對于切實(shí)保證加工制造的高效性、安全性、精確性,有著十分重要的實(shí)踐意義。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化的設(shè)計(jì)原則

一是滿足對機(jī)器的功能要求。任何一種產(chǎn)品都是為滿足人們的某種需要而開發(fā)的,都必須具有某種主要功能,不同的產(chǎn)品具有不同的主要功能。概而言之,都能對輸入的物質(zhì)、能量和信息(即所謂工業(yè)三大要素)進(jìn)行某種處理,輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。

二是利用先進(jìn)技術(shù)不斷創(chuàng)新。根據(jù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的主功能不同,可對產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行分類。以物料搬運(yùn)、加工為主,輸入物質(zhì)、能量和信息,經(jīng)過加工處理,主要輸出改變了位置和形態(tài)的物質(zhì)系統(tǒng)(或產(chǎn)品)稱為加工機(jī)。如各種機(jī)床、交通運(yùn)輸機(jī)械、食品加工機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、輕工機(jī)械等。

二、機(jī)械自動化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與效益?

一是生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高?

機(jī)械自動化產(chǎn)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(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動作,使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響,從而實(shí)現(xiàn)最佳操作,保證最佳的工作質(zhì)量和較高的產(chǎn)品合格率。同時,由于機(jī)械自動化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作自動化,所以生產(chǎn)力大大提高。

二是使用安全性和可靠性提高。

機(jī)械自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報(bào)警、自動診斷、自動保護(hù)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(hù)措施,避免和減少人身與設(shè)備事故,顯著提高設(shè)備的使用安全性。機(jī)械自動化產(chǎn)品由于采用電子元器件,減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動構(gòu)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。

三是調(diào)整和維修方便,使用性能改善。機(jī)械自動化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時,可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變,以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)械自動化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中,而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件和零件。對于具有存儲功能的機(jī)械自動化產(chǎn)品,可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序,然后根據(jù)不同的工作對象,給定一個代碼信號輸入,即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動工作。機(jī)械自動化產(chǎn)品的自動化檢驗(yàn)和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施,使工作恢復(fù)正常。由于機(jī)械自動化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示,操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少,使得操作大大簡化,并且方便、簡單。機(jī)械自動化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮,系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動作。高級的機(jī)械自動化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序, 實(shí)現(xiàn)自動化最優(yōu)化操作。

三、機(jī)械自動化發(fā)展方向研究

一是模塊化。模塊化管理屬于某種細(xì)化工程項(xiàng)目,因?yàn)闄C(jī)械自動化產(chǎn)品與生產(chǎn)廠商之間存在嚴(yán)格的規(guī)范協(xié)議,尤其在產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)中存在必要的機(jī)械節(jié)點(diǎn)、電氣轉(zhuǎn)交媒介與環(huán)境接口協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)復(fù)雜產(chǎn)品與單元匹配的必要規(guī)范體系分析,有關(guān)視覺和識別控制單元下的機(jī)械裝置必須穩(wěn)定規(guī)范樣式。只有長期堅(jiān)持此類標(biāo)準(zhǔn),各式創(chuàng)新產(chǎn)品與連帶生產(chǎn)規(guī)模才有機(jī)會放大。電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;a(chǎn)的確是既定流程下的細(xì)化要求,可以說模塊單元的智能分劃為后期自動化機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展前程奠定雄厚適應(yīng)基礎(chǔ)。

二是微型化。機(jī)械自動化發(fā)展方向顯然已經(jīng)與微型工業(yè)規(guī)劃指標(biāo)相互貼合,根據(jù)先進(jìn)國家微電子調(diào)試系統(tǒng)進(jìn)行觀察,涉及單位體積范圍不足1立方厘米的機(jī)械產(chǎn)品樣本絕不是極限狀態(tài),后期納米制備結(jié)果才是王道。因?yàn)檫@類機(jī)械部件本身能耗數(shù)量小、運(yùn)動靈活,對于軍事、醫(yī)療事業(yè)有著廣泛的適應(yīng)能力,后期推廣趨勢已經(jīng)再明顯不過。但其發(fā)展流程中不免遭遇瓶頸限制,有關(guān)細(xì)致加工技術(shù)等內(nèi)容尚且需要廣泛挖掘。

三是生態(tài)化。工業(yè)化的發(fā)達(dá)樣式賦予周邊人民特殊的生活規(guī)則,在相對豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)條件下,有關(guān)資源減少與生態(tài)系統(tǒng)失衡效應(yīng)的矛盾狀況一直是環(huán)境保護(hù)部門高度重視的現(xiàn)實(shí)性問題。因此,技術(shù)人員開始極力呼吁生態(tài)資源的保護(hù)思想,爭取開發(fā)一系列綠色產(chǎn)品,將高能耗問題與環(huán)境污染隱患全部清除,爭取迎合人類健康生活標(biāo)準(zhǔn),穩(wěn)固資源現(xiàn)實(shí)利用效率。機(jī)械自動化產(chǎn)品的綠色改造標(biāo)準(zhǔn)具有長遠(yuǎn)的發(fā)展優(yōu)勢,對于后期報(bào)廢產(chǎn)品仍然能夠滿足改造要求,并借此穩(wěn)固我國經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)管理水準(zhǔn)。

四、結(jié)論

綜上,現(xiàn)代機(jī)械自動化在設(shè)計(jì)和制造上具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義,所以機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造都是圍繞著機(jī)械自動化來進(jìn)行的。機(jī)械自動化技術(shù)所面臨的共性關(guān)鍵技術(shù)是傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動化控制技術(shù)、接口技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。應(yīng)清醒地認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計(jì)制造只有向機(jī)械自動化設(shè)計(jì)制造方向發(fā)展,才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。

參考文獻(xiàn):

[1]陳韋兵.淺析機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].煤炭工程,2008,13(06).

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[3]賈靜.機(jī)電類技術(shù)人才需求狀況分析――以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)為例[J].科技信息,2011,31

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