論自動化生產(chǎn)線

1、 成 都 航 空 職 業(yè) 技 術 學 院報 告 報告內容 ： 論自動化生產(chǎn)線 系 稱 ： 汽車工程系 專 業(yè) ： 機電一體化 班 級 ： 511321 學生姓名 ： 向俊橋 指導教師 : 李杰臣 時 間 ： 2013年12月27日 摘要：現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展促使世界走向自動化時代，首先介紹自動化的發(fā)展史，了解自動化的基本概念，形成對自動化的整體認識，其次，全面系統(tǒng)介紹自動化領域研究的問題、處理的方法以及應用于實踐的重要意義，之后對當代大學生在學習自動化過程中應注意從專業(yè)知識、實踐能力等方面做了探究說明。自動化生產(chǎn)線安裝、調試與維護簡介：關鍵詞：自動化生產(chǎn)線，專業(yè)基本概念，發(fā)展與前景，內容、對象、

2、領域及應用，結構與作用。 隨著科學技術的飛速發(fā)展，人類已經(jīng)進入了嶄新的21世紀，在新的世紀里，經(jīng)濟全球化，全球信息化正在極大地改變人們的生產(chǎn)生活方式，人類在新材料、新工藝、新能源、生命科學、信息科學、系統(tǒng)科學、航天飛行等高科技領域的新成就也將給讓我們帶來深遠的影響。 自動化的設備及生產(chǎn)線是一項以機械、電子、儀表、電氣、信息處理、計算機、自動控制技術等眾多技術的符合運用。自動化設備及生產(chǎn)線不論它的體積是大還是小，不論它的結構是復雜還是簡單，也不論它的功能是多還是少，它們都是由機械零件和電子元件等組成的有機整體，都是一個完整的系統(tǒng)。一.自動化設備及生產(chǎn)線是由以下五部分構成的：1) 機械本體部分。2

3、) 檢測機傳感器部分。3) 控制部分。4) 執(zhí)行機構部分。5）動力源部分。各部分的作用：1.機械本體：在自動化設備及生產(chǎn)線中機械本體是被自動化的對象，也是完成給定工作的主體，是機電一體化技術的載體。可以認為，自動化的設備及生產(chǎn)線就是在原來老式機械產(chǎn)品或機械結構的基礎之上，添加了電子元器件等而構成的。 機械本體包括機殼、機架、機械傳動部件以及各種連桿機構、凸輪機構、聯(lián)軸器、離合器等。器功能包括：1） 連接固定的功能。如數(shù)控機床的床身和殼體。2） 實現(xiàn)特定的功能。如數(shù)控機床可加工機械零件。其性能的好壞直接影響自動化的設備及生產(chǎn)線的性能。2.檢測及傳感器部分：檢測及傳感器部分的作用是獲取信息。自動化

4、的設備及生產(chǎn)線在運行過程中必須及時了解與運行有關的各種情況，充分而又及時掌握各種有關信息，系統(tǒng)才能正常運行。各種檢測元件及傳感器，就是用來檢測各種信號，把檢測到的信號經(jīng)過放大、變換，然后傳送到控制部分，進行分析和處理。3.控制部分：控制部分的作用是處理各種信息并作出相應的的判斷、決策和指令。裝在自動化的設備及生產(chǎn)線上的各種檢測元件，將檢測到的信號傳送到其控制部分。在自動控制系統(tǒng)中，控制器是系統(tǒng)的指揮中心，它將這些信號與要求的值進行比較，經(jīng)過分析、判斷之后，發(fā)出執(zhí)行命令，驅使執(zhí)行機構動作。4.執(zhí)行機構部分：執(zhí)行機構部分的作用是執(zhí)行各種指令、完成預期的動作。它由傳動機構和執(zhí)行元件組成，能實現(xiàn)給定的

5、運動，能傳遞足夠的動力，并具有良好的傳動性能，可完成上料、下料、定量和傳送等功能。5.動力源部分：動力源部分的作用是向自動化設備及生產(chǎn)線供應能量，以驅動他們進行各種運動和操作。二自動化的發(fā)展歷程 技術的發(fā)展和信息的普及使單一的人力勞動越來越少地參與機械進程中，相反，機械技術卻可以在人的指揮下進行，這便涌現(xiàn)出了偉大自動化技術。自動化是新世紀進入現(xiàn)代化的代名詞，它意味著人力社會歷經(jīng)原始的人力時代走向精密的機械時代。如今的自動化正處于一個新的變革時代，而這次變革的終點便是自動化時代。它之所以偉大是因為人力可以由機器代替，從而使勞動生產(chǎn)率提高，創(chuàng)造了數(shù)倍的財富和經(jīng)濟價值，并且生產(chǎn)力得到巨大的解放，使社

6、會更加穩(wěn)定和諧。1. 自動化的基本概念認識自動化首先是了解自動化基本概念?？傮w來說，自動化就是指在沒有人直接參與的情況下，按規(guī)定的程序或指令自動進行操作或控制以達到預定的要求。2自動化是一個涉及學科較多，應用廣泛的綜合性學科，它歸屬于控制科學與工程的范疇。自動化的研究內容大致有自動控制和信號處理兩大方面，具體包括理論、方法、硬件和軟件等。自動化系統(tǒng)在實施時必須是開放的，不斷從外界環(huán)境中獲取信息并進行必要的分析、處理、判斷、決策、調整和控制。3由此可知，自動化技術研究的是如何通過各種技術工具和系統(tǒng)（包括計算機）延伸人的信息獲取、處理和決策控制的功能，從而更好地指導生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)能力、生產(chǎn)水平和

7、勞動生產(chǎn)率。2. 自動化的發(fā)展史早在18世紀以前，自動裝置就已經(jīng)出現(xiàn)并得到了應用。公元前14世紀至公元前11世紀，中國和巴比倫便出現(xiàn)了自動設計裝置刻漏。我國古代的指南針、木牛流馬、銅壺滴漏，歐洲的鐘表報時裝置和一些手工機械等都帶有一些涉及自動的原理。隨后，自動化技術慢慢形成。公元1788年英國科學家瓦特發(fā)明離心式調速器，并將它連接上蒸汽機后就形成了閉環(huán)自動調速系統(tǒng)，這是第一次工業(yè)革命的開始，同時也為后來控制理論的發(fā)展起到強大的推動作用。20世紀是自動化技術飛速發(fā)展的一個世紀，這與控制科學與技術的發(fā)展緊密相關。它作為自動化技術的理論基礎，在20世紀經(jīng)歷了若干重要的發(fā)展時期：如20世紀初的Lyap

8、unov穩(wěn)定理論和PID控制律概念；20年代的反饋放大器；30年代的Nyquist與Bode圖；40年代維納的控制論；50年代貝爾曼動態(tài)理論和龐特里亞金極大值原理；60年代卡爾曼濾波器、系統(tǒng)狀態(tài)空間法、系統(tǒng)能控性和能觀性；70年代的自校正控制和自適應控制；80年代針對系統(tǒng)不確定狀況的魯棒控制；90年代基于智能信息處理的智能控制理論等。 除此以外，電子信息科學，特別是計算機科學的飛速發(fā)展，無疑為自動化提供了一個廣闊的發(fā)展舞臺。例如，20世紀20年代，電子信息技術的發(fā)展提供了信號處理的各種強有力手段，使得自動控制和信息處理技術有了一個飛躍性的進步，并逐漸形成了一門新興學科自動化。隨著科學技術的不斷

9、提升，計算機的不斷升級和改造，到了數(shù)字計算機時代，各種精確數(shù)字模型的建立大大加快了信息處理速度和對裝置的自動控制，這也促使自動化研究的領域不斷擴大，從小到生產(chǎn)，大到航天，無一沒有自動控制裝備。當今的自動化領域在各種先進科學的推動下將會呈現(xiàn)更加飛速的發(fā)展，這也將更好地改進人類的生產(chǎn)結構體系，成為未來社會最具影響力的技術科學。三 自動化的應用及發(fā)展方向我們現(xiàn)在知道自動化用途廣泛，涉及范圍之廣，那么自然自動化所研究的內容也很多。大致可分為：控制理論、工程系統(tǒng)與控制、系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程、模式信息處理、智能系統(tǒng)與知識工程，以及機器人學和機器人技術等部分31控制理論   控制理論研究的

10、是如何按被控對象和環(huán)境的特性，通過能動地采集和運用信息施加控制作用而使系統(tǒng)正常運行并具有預定的功能3。   控制理論在20世紀的人類科技進步中起到了舉足輕重的作用，為解決當今社會的許多挑戰(zhàn)性問題產(chǎn)生了積極的影響，提供了科學的思想方法論，為許多產(chǎn)業(yè)領域實現(xiàn)自動化奠定了理論基礎。如今，它更是成功的運用并滲透到工農業(yè)生產(chǎn)、科學技術、軍事、生物醫(yī)學、社會經(jīng)濟及人類生活的眾多領域。 32工程系統(tǒng)與控制   工程系統(tǒng)與控制研究各種工程系統(tǒng)控制和設計的問題。從單一的自動控制裝置到一個生產(chǎn)過程的自動化，直到整個工廠、企業(yè)的控制、管理和經(jīng)營決策一體化，都是其研究的內容3。

11、工程系統(tǒng)與控制技術廣泛應用于制造生產(chǎn)的各個領域。其中最具影響力的、發(fā)展前景最為可觀的當屬現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（CIMS）。從最廣的意義說，CIMS可以包括從企業(yè)長遠規(guī)劃、市場分析、研發(fā)策略、產(chǎn)品規(guī)劃、設計投產(chǎn)、資源分配，到車間一級的具體計劃調度、生產(chǎn)活動的監(jiān)督控制、質量控制、產(chǎn)品檢驗，直到銷售服務、市場反饋等整個企業(yè)經(jīng)營的全過程3。   這種全盤、綜合自動化的生產(chǎn)過程可以使企業(yè)以更高效高質的服務更好地滿足市場要求，提高企業(yè)效益，增強企業(yè)的商業(yè)競爭能力。33系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程   系統(tǒng)科學研究的是在最一般意義下，由相互作用、相互聯(lián)系的事物按一定結構組成并具有某

12、種總體功能的各種系統(tǒng)的運動規(guī)律、行為特征以及如何進行設計和控制的問題它主要應用于運籌學、控制論、信息論等多個學科分支，成為自動化學科的一個重要研究領域并得到蓬勃的發(fā)展。3.4模式信息處理   模式識別，亦稱模式信息處理，其本來意義是研究用計算機對一般由人類感覺器官接受的圖象、文字、語音等模式信息進行處理、描述和分類的學科。在更廣的含義下，模式識別也可泛指任何對一般事物抽取概念特征進行判斷和分類的過程3。 模式識別的應用方向包括計算機視覺，文字、文本識別，語音識別和理解等多個領域。中國在模式識別領域正處于世界領先地位，許多中國學者都為此做出了重要貢獻35人工智能  

13、   人工智能研究的主要是如何用機器模仿人類智能活動的某些方面，延伸人腦功能的問題3。  現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展和重大進步，已經(jīng)對控制和系統(tǒng)科學提出了新的更高的要求，自動化控制理論正面臨著新的發(fā)展機遇和嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)控制理論在解決一些具有不確定性、難以構建精確數(shù)學模型、復雜多變的問題上遇到了不少難題。這就需要建造出這樣的機器，使它能夠在復雜變化的環(huán)境中，能夠實時應變，進行靈活判斷、決策以實現(xiàn)更高層次的自動化系統(tǒng)智能控制。簡單地說，自動控制的出路之一就是實現(xiàn)控制系統(tǒng)的智能化5。     人工智能作為一個高端前沿科學，

14、發(fā)展極為迅速，最具影響力的分支有基于“知識表達”的專家系統(tǒng)和“簡單處理器的復雜系統(tǒng)”人工神經(jīng)元網(wǎng)絡。這些領域不僅具有深刻的認識論意義，對許多科學和技術領域的發(fā)展有深遠的影響，而且在自動控制、信息處理以及將計算機用于判斷決策和問題求解的應用領域里都得到了廣泛的應用，表現(xiàn)出巨大的生命力。 我們知道自動化學科內容繁多，對于更高層次學習之前，應該對自己的發(fā)展方向有一個大致的規(guī)劃設想。不求面面俱到，而應有所突破；不求泛泛而談，而應深刻領會，使自己對于專業(yè)知識不僅“廣博”而且“精?！?。這樣才能在未來的人才戰(zhàn)場上得到一個較好的軍銜。 自動化專業(yè)不僅僅是一門理論，更是一門廣泛應用于生產(chǎn)實踐的技術，因此理論實踐對于自動化的學習而言，是不可或缺的。通過實踐我們能發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，從而加強我們對理論知識的認識，增強我們的專業(yè)水平。對于自動化而言，專業(yè)的學習最終是指向工作的，因此，在學習階段就加強理論的實踐環(huán)節(jié)，對我們的未來是非常有用的。 自動化，一個新興的學科，一