機械設計制造及其自動化研究

1、<p>　　機械設計制造及其自動化研究</p><p>　　摘要：本文通過對傳統(tǒng)機械設計制造和機械自動化之間的區(qū)別進行研究分析，進而闡述現(xiàn)代機械的智能化特征和功能，進而在一定程度上為機械設計制造以及自動化指明發(fā)展方向。 </p><p>　　關鍵詞：機械制造 自動化 發(fā)展趨勢 </p><p>　　1 機械自動化的定義 </p><p&

2、gt;　　對于現(xiàn)代機械的定義，由于研究的角度不同，進而給出不同的定義。例如美國機械工程師協(xié)會，在1984年將其定義為：“現(xiàn)代機械就是通過計算機信息網(wǎng)絡協(xié)調與控制的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以完成機械力、運動和能量流等動力學任務”。而國際機器與機構理論聯(lián)合會將現(xiàn)代機械定義為：機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產品設計和制造過程中的協(xié)同結合。 </p><p>　　2 機械設計制造及自動

3、化的設計原則 </p><p>　　2.1 滿足機器的功能要求 機械自動化系統(tǒng)通過處理進入系統(tǒng)的物質、能量和信息等，進而在一定程度上輸出所需特性的物質、能量與信息。 </p><p>　　2.2 利用先進技術進行創(chuàng)新 基于物料搬運、加工、能量轉換、信息處理等功能構成原理，便于對各種機械自動化的產品進行設計或分析。 </p><p>　　3 機械自動化系統(tǒng)的應用 &l

4、t;/p><p>　　3.1 鍋爐汽包水位控制 </p><p>　　3.1.1 單沖量控制系統(tǒng) </p><p>　　汽包水位控制是通過對給水控制來實現(xiàn)的，單沖量控制系統(tǒng)如圖1所示： </p><p>　　3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng) </p><p>　　引入蒸汽流量信號，購入雙沖量控制系統(tǒng)，如圖2所示： </p&

5、gt;<p>　　3.1.3 三沖量控制系統(tǒng) </p><p>　　在實施方案方面，三沖量控制系統(tǒng)比較多，典型控制方案如圖3所示： </p><p>　　三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，如圖4所示： </p><p>　　加法器可以接在控制器之前或者之后，如圖5（a）、（b）所示： </p><p>　　3.2 冷卻器控制方案的研究 &

6、lt;/p><p>　　3.2.1 冷卻劑流量的控制 </p><p><b>　　如圖6所示： </b></p><p>　　物料出口溫度與液位的串級控制方案，如圖7所示，對液位的上限進行限制。或者采用選擇性控制方案，如圖8所示： </p><p>　　3.2.2 控制氣氨排量 </p><p>　

7、　4 機械自動化的優(yōu)勢 </p><p>　　4.1 提高工作質量 根據(jù)設計的要求，機械的執(zhí)行機構完成預定的動作，自動化控制系統(tǒng)提供了精確地保證，工作質量和產品合格率得到有效地保證。 </p><p>　　4.2 安全和可靠性高 機械自動化產品在工作過程中，由于使用電子元器件，可動構件和磨損部件在機械產品中明顯減少，在一定程度上確保了靈敏度和可靠性。 </p><p&g

8、t;　　4.3 調整和維修方便 借助被控對象的數(shù)學模型和外界參數(shù)的變化，高級機械自動化產品在一定程度上尋找最佳的工作程序，進而對自動化操作進行最優(yōu)化。 </p><p>　　4.4 復合功能 自動化控制，以及自動補償、校驗、調節(jié)、保護等，以及智能化是機械自動化產品必須具備的基本功能，通常情況下都能滿足用戶的需要。 </p><p>　　4.5 改善勞動條件 機械自動化產品自動化程度高，工廠

9、、辦公、農業(yè)、交通等的自動化，以及家庭的自動化等，在一定程度上都可以實現(xiàn)。 </p><p>　　4.6 節(jié)約能源 對于機械自動化產品來說，通過降低驅動機構的能耗，通過調節(jié)控制，在一定程度上提高了能源的利用率，實現(xiàn)節(jié)能效果。 </p><p>　　5 機械設計制造自動化的發(fā)展方向 </p><p>　　5.1 機電一體化 機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路就是向著機電一體化的方

10、向發(fā)展和延伸。 </p><p>　　5.2 智能化 機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能。 </p><p>　　5.3 模塊化 電氣產品的模塊化在一定程度上為機械自動化企業(yè)指明方向。 </p><p>　　5.4 網(wǎng)絡化 以計算機為中心，將各種家用電器利用家庭網(wǎng)絡進行連接，構成計算機集成家電系統(tǒng)，讓人民享受高科技帶來的便利和快樂。 </p>&

11、lt;p>　　5.5 微型化 微機械自動化具有不可比擬的優(yōu)勢。 </p><p>　　5.6 綠色化 通常情況下，機械自動化產品的綠色化是指使用時不對環(huán)境構成污染，報廢后能回收利用。 </p><p>　　5.7 人性化 一方面人是機械自動化產品的最終使用者，另一方面結合生物機理、研制機械自動化產品。 </p><p><b>　　6 結論 <

12、/b></p><p>　　綜上所述，我們可知，機電一體化的發(fā)展從本質上就是機械自動化的發(fā)展，為此，廣大設計人員需要對機械設計制造提高認識，因為只有機械自動化設計制造才是未來的發(fā)展方向。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]劉武發(fā)，劉德平.機電一體化設計基礎[M].北京化學工業(yè)出版社，2007.5