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摘 要:先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。
关键词:机械 制造 自动化 特点
一、机械自动化系统的特点
机械自动化系统具有如下特点:
1.生产能力和工作质量提高
机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,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。例如:数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍,机床数量可减少约50%,节省操作人员约50%,缩短生产周期40%,使加工成本降低50%左右。此外,由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性,特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。
2.使用安全性和可靠性提高
机械自动化产品一般都具有自動监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身与设备事故,显著提高设备的使用安全性,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。
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主品,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。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化,并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥,系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动化最优化操作。
4.具有复合功能,适用面广
机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求,应变能力较强。
5.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。
6.节约能源,减少耗材
节约一次和二次能源是国家的战略目标,也是用户十分关心的问题,机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构,最佳的调节控制,以提高设备的能源利用率,可达到明显的节能效果。同时,由于多种学科的交叉融合,机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统,另一方面从硬件系统转移到软件系统,从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展,减少了材料消耗。 所以,无论是生产部门还是使用单位,机械自动化技术和产品的应用,都会带来显著的社会和经济效益。正因为如此,世界各国,首先是日本、美国、欧洲各国都在大力发展和推动机械自动化技术。
二、机械设计制造及自动化的设计原则
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。
2.利用先进技术不断创新
根据产品或系统的主功能不同,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(或产品)称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。以信息处理为主,输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具体备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、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。 此外,对于不同主功能的加工机构,其运动方式不同,也构成不同用途的机械。例如,金属切削机床是根据工件与刀具相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因此,工件与刀具的运动方式不同,便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的发展空间非常广阔,具有极大的想向空间,需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造出一流的自动化产品。
三、结语
如上所述,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的内容。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。随着机械自动化技术的快速发展,机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势,与传统机电产品相比,机械自动化产品具有高的功能水平和附加值,它将给开发生产者和用户带来社会、经济效益。
关键词:机械 制造 自动化 特点
一、机械自动化系统的特点
机械自动化系统具有如下特点:
1.生产能力和工作质量提高
机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,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。例如:数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍,机床数量可减少约50%,节省操作人员约50%,缩短生产周期40%,使加工成本降低50%左右。此外,由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性,特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。
2.使用安全性和可靠性提高
机械自动化产品一般都具有自動监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身与设备事故,显著提高设备的使用安全性,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。
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主品,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。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化,并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥,系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动化最优化操作。
4.具有复合功能,适用面广
机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求,应变能力较强。
5.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。
6.节约能源,减少耗材
节约一次和二次能源是国家的战略目标,也是用户十分关心的问题,机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构,最佳的调节控制,以提高设备的能源利用率,可达到明显的节能效果。同时,由于多种学科的交叉融合,机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统,另一方面从硬件系统转移到软件系统,从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展,减少了材料消耗。 所以,无论是生产部门还是使用单位,机械自动化技术和产品的应用,都会带来显著的社会和经济效益。正因为如此,世界各国,首先是日本、美国、欧洲各国都在大力发展和推动机械自动化技术。
二、机械设计制造及自动化的设计原则
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。
2.利用先进技术不断创新
根据产品或系统的主功能不同,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(或产品)称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。以信息处理为主,输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具体备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、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。 此外,对于不同主功能的加工机构,其运动方式不同,也构成不同用途的机械。例如,金属切削机床是根据工件与刀具相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因此,工件与刀具的运动方式不同,便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的发展空间非常广阔,具有极大的想向空间,需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造出一流的自动化产品。
三、结语
如上所述,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的内容。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。随着机械自动化技术的快速发展,机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势,与传统机电产品相比,机械自动化产品具有高的功能水平和附加值,它将给开发生产者和用户带来社会、经济效益。