機械制造及其自動化發(fā)展方向的研究——畢業(yè)論文

1、機械制造及其自動化發(fā)展方向的研究一一畢業(yè)論文 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設訃，論文， 北華航天工業(yè)學院成人高等教育 學生畢業(yè)設計（論文） 機械設計制造及其自動化方向一一機械設計制造及其自動化發(fā)展方向的研究 姓名：王健 學號： 性別：男 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 層 次：專升本 指導教師：崔厚璽 2011年 10月 20日 1 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 機械設訃制造及其自動化發(fā)展方向的研究 摘要 本文主要對傳統(tǒng)的機械設計制造和機械自動化相比較，提出了具有智能化的特 征是現(xiàn)代機械和傳統(tǒng)的機械在功能上的本質(zhì)區(qū)別。 根據(jù)機械自動化在各行各業(yè)的應 用和發(fā)展，顯現(xiàn)出了機械自

2、動化產(chǎn)品的優(yōu)點和效益。即多功能化、高效率、高可黑 性、省材料、省能源，不斷滿足人們生活和生產(chǎn)多元化需求。 文章從系統(tǒng)的觀念出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術，自動化技術，及過 控技術在化丄生產(chǎn)中的應用。著重例舉了鍋爐汽包水位的控制和冷卻劑流量和氣氨 排量的最佳控制方案。提出了過程自動化控制今后的主要 L1 標，指明了機械設計制 造及其自動化的發(fā)展方向。 關鍵詞:設計制造；自動化；產(chǎn)品；發(fā)展；方向 2 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 目錄 第一章前言 5 1. 1機械自動化的產(chǎn)生和定義 5 1.2機械自動化的科學技術 5 第二章機械設計制造及其自動化符合設計原則 6 2. 1 滿足

3、對機器的功能要求 6 2. 2 利用先進技術不斷創(chuàng)新 6第三章 機械自動化技術在化工生產(chǎn)中的應用 8 3.1 鍋爐汽包水位控制方面的研究 8 3. 1. 1 單沖量控制系統(tǒng) 8 3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng) 9 3. 1.3 三沖量控制系統(tǒng) 10 3.2冷卻器控制方案的研究 12 3. 2. 1 控制冷卻劑的 流量 12 3.2.2 控制氣氨的排量 13第四章機械自動化系統(tǒng)的優(yōu)點與效益 14 4.1 生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量的提高 14 4. 2使用安全性和可靠性提高 14 4. 3調(diào)整和維修 方便，使用性能改善 14 4. 4 具有復合功能，適用面廣 15 4. 5改善勞動條件，有 利于自動化生產(chǎn)

4、15 3 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 4. 6 節(jié)約能源，減少耗材 15 第五章機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向 16 5.1 機電一體化 16 5. 2智能化 16 5. 3模塊化 16 5. 4網(wǎng)絡化 16 5. 5 微型化 17 5. 6 綠色化 17 5. 7 人格化 17 第六章結(jié)論 18參考文獻 19 4 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設訃，論文， 第一章前言 1. 1 機械自動化的產(chǎn)生和定義早在 1971年日本的機械設計雜志副刊上刊登了機電一體化這一名詞，后 來隨著機電一體化的發(fā)展而被廣泛的應用。美國機械工程師協(xié)會于 1984 年為現(xiàn)代 機械下了如下定義：“山

5、訃算機信息網(wǎng)絡協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機械力、運 動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。它與詢面提及 的機電一體化是一致的，因此可以說現(xiàn)代機械就是指機電一體化系統(tǒng)。20世紀 90 年代國際機器與機構(gòu)理論聯(lián)合會，給出了這樣的定義，機電一體化是精密機械工 程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設計和制造過程中的協(xié)同結(jié)合。因此乂可以說機電 一體化就是在機械設訃制造及其自動化基礎上的發(fā)展。 1.2 機械自動化的科學技術 機械設訃制造及其自動化是機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲 透、相互結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科，機械自動化 使機械工業(yè)的技術結(jié)構(gòu)、產(chǎn)

6、品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大 變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電器化”邁入了以“機械自動化”為特征的發(fā)展階段。 它的發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著生產(chǎn)和科學技術的 發(fā)展，還將不斷被賦予新的內(nèi)容。但其最基本的特征可概括為:機械自動化的設計 制造是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算 機技術、信息技術、傳感檢測技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及 軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能 LI標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu) LI標，在多功能、高 質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工 程技術。 需要強調(diào)的是，機械

7、自動化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合性技 術，而不是機械技術，以及其他新技術的簡單組合、拼湊，這就是現(xiàn)代機械與機械 電氣化在概念上的根本區(qū)別?，F(xiàn)代機械設計制造出的產(chǎn)品，不僅是人和手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，具有智能化的特征是現(xiàn)代機械自動化和傳統(tǒng)的 機械在功能上的本質(zhì)區(qū)別。 5 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 笫二章機械設訃制造及自動化的符合設計原則 2. 1 滿足對機器的功能要求 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）進行某種處理，

8、輸出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息。因 此，機械自動化系統(tǒng)也必須具有對輸入的物質(zhì)、能量和信息進行某種處理，從而輸 出具有所需特性的物質(zhì)、能量與信息的主功能。如圖 2-1所示： 工業(yè)具有 物質(zhì)物質(zhì)三大要素所需特性系統(tǒng)主功能能量能量，變換、傳遞、存儲，信息信息 控制，人， 圖 2-1機械自動化系統(tǒng)功能示意圖 如上所述，機械自動化系統(tǒng)是一個綜合的概念，包含了機電一體化技術和機電 一體化產(chǎn)品兩個方面的內(nèi)容。作為產(chǎn)品，乂包含著設計、制造和特定的功能以滿足 使用要求，而功能是 III其內(nèi)部有機聯(lián)系的結(jié)構(gòu)所決定的。2. 2 利用先進技術不斷 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)進行分類。 以物料

9、搬運、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。如各種機床、交通運輸機械、食 品加工機械、起重機械、紡織機械、印刷機械、輕工機械等。以能量轉(zhuǎn)換為主，輸入能量和信息，輸出不同能量的系統(tǒng)（或產(chǎn)品）稱為動力 機，其中輸出機械能的為原動機。如電動機、水輪機、內(nèi)燃機等。 以信息處理為主，輸入信息和能量。主要輸出某種信息。如數(shù)據(jù)、圖像、文 字、聲音等的產(chǎn)品稱為信息機。如各種儀器、儀表、計算機、傳真機以及 6 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 各種辦公機械等。 機械自動化系統(tǒng)除了具備上述必須的主功能外，還應具體備其它內(nèi)部功能、即 動力

10、功能、檢測功能、控制功能、構(gòu)造功能。 基于上述的功能構(gòu)成原理，既有利于設計或分析各種機械自動化的產(chǎn)品，乂有 利于開拓思路，便于創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新。例如，根據(jù) 3種不同的主功能及其不同的輸 入，組合起來可形成 9大類型的系統(tǒng)產(chǎn)品。如表 2-1所示： 表 2-1不同主功能及輸入的組合 類型主功能輸入輸出組合實例 1 變換物質(zhì)材料加工或處理機 物質(zhì) 2傳遞交通運輸機 物質(zhì) 3儲存自動化倉庫、包裝機 動力機械變換 4能量機械或流體傳動傳遞 5能量 6儲存機械或流體儲能器能量 7 電子計算機、儀表變換信息 8 通信系統(tǒng)、傳真機傳遞信息 9 儲存器、錄像機信息儲存 此外，對于不同主功能的加工機構(gòu)，其運動方式不

11、同，也構(gòu)成不同用途的機 械。例如，金屬切削機床是根據(jù)工件與刀具相對運動產(chǎn)生切削作用的原理進行工作 的。因此，工件與刀具的運動方式不同，便產(chǎn)生不同用途的機床。所以說機械自動 化的發(fā)展空間非常廣闊，具有極大的想向空間，需要我們利用先進技術符合科學原 理來不斷創(chuàng)新，設計制造出一流的自動化產(chǎn)品。 7 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 笫三章機械自動化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中的應用 生產(chǎn)過程中，對各個工藝過程的物理量（或工藝變量）有著一定的控制要求。有 些工藝變量直接表現(xiàn)生產(chǎn)過程，對產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量起著決定性的作用。例如，精 鐳塔的塔頂或塔釜溫度，一般在操作壓力不變的情況下必須保持一定，才能得到合

12、格的產(chǎn)品;加熱爐出口溫度的波動不能超過允許范圍，否則將影響后一工段的效果; 化學反應器的反應溫度必須保持平穩(wěn)，才能使效率達到指標。有些工藝變量雖不直 接地影響產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，然而保持其平穩(wěn)卻是使生產(chǎn)獲得良好控制的前提。 3.1鍋爐汽包水位控制方面的研究 鍋爐汽包是生產(chǎn)蒸汽的設備，兒乎是工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設備，保持鍋爐汽包 的液位高度在規(guī)定范圍內(nèi)是非常重要的，若水位過低，則會影響產(chǎn)氣量，且鍋爐易 燒干而發(fā)生事故;若水位過高，生產(chǎn)蒸汽含水量高，會影響蒸汽質(zhì)量。這些都是危 險的，因此對汽包的液位嚴加控制是保證鍋爐正常生產(chǎn)必不可少的措施， 3. 1. 1 單沖量控制系統(tǒng) 汽包水位控制手段是控制給水，

13、基于這一原理，可構(gòu)成如圖 3-1所示的單沖量 控制系統(tǒng)。 蒸汽 汽包 LTLC 省煤器給水 圖 3-1汽包單沖量控制系統(tǒng) 這里的“沖量” 一詞是指變量，單沖量即汽包水位。這種控制系統(tǒng) 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 典行的簡單控制系統(tǒng)。當蒸汽負荷突然大幅度增加時，山于假水位現(xiàn)象，控制 器不但不能開大給水閥來增加給水量，以維持鍋爐的物料平衡，而是關小控制閥的 開度，減小給水量。等到假水位消失后，III于蒸汽量增加，送水量反而減小，將使 水位嚴重下降，波動很歷害，嚴重時氣包水位降到危險程度以至發(fā)生事故。因此對 于停留時間短、負荷變動較大的情況，這樣的系統(tǒng)不能適應，水位不能保證。然而

14、對于小型鍋爐，由于水在汽包中的停留時間較長，在蒸汽負荷變化時，假水位的現(xiàn) 象并不顯著，配上一些聯(lián)鎖報警裝置，也可以保證安全操作，故采用這種單沖量控 制系統(tǒng)尚能滿足生產(chǎn)要求。 3. 1. 2 雙沖量控制系統(tǒng) 在汽包水位的控制中，最主要的擾動是蒸汽負荷的變化。如果根據(jù)蒸汽流量來 進行校正，不僅可以補償“虛假水位”所引起的誤動作，而且使給水位控制閥的動 作十分及時，從而減少水位波動，改善控制品質(zhì)。將蒸汽流量信號引入，就購入了 雙沖量控制系統(tǒng)，如圖 3-2 所示。從本質(zhì)上看，雙沖量控制系統(tǒng)是一個前饋（蒸汽 流量）控制加單回路反饋控制的復合控制系統(tǒng)。這里的前饋僅為靜態(tài)前饋，若需要 考慮兩條通道在動態(tài)上的

15、差異，需引入動態(tài)補償環(huán)節(jié)。 D GmDIF 蒸汽 FTC2fG IFICXW 汽包 LLT7LCGC1CGGPV+-ICI0I 省煤器 給水 GmL （雙沖量控制原理圖）（雙沖量控制方框圖） 圖 3-2汽包雙沖量原理圖及方框圖 圖 3-2所示的連接方式中，加法器的輸出 I是 I,CI?CI?I 1C2F0 9 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 式中 I液位控制器的輸出；C I蒸汽流量變送器（一般經(jīng)開方器）的輸出；F I初始偏置值 0 CC加法器系數(shù)。C 的設置一般取 1, C 的值應考慮到靜態(tài)前饋、12 12 補償，可現(xiàn)場湊試，也可經(jīng)理論推導得出。 設置 I的目的是使其在正常負荷下

16、，控制器和加法器的的輸岀都有一個 0 比較適中的數(shù)值。最好在正常負荷下，I和 CI項接近而相互抵消。0 2F 3. 1. 3 三沖量控制系統(tǒng) 雙沖量控制系統(tǒng)還有兩個弱點:控制閥的工作特性不一定能成為線性特性，這 樣要做到靜態(tài)補償就比較困難；同時，對于給水系統(tǒng)的擾動仍不能克服。為此可再 將給水流量信號引入，構(gòu)成三沖量控制系統(tǒng)。 三沖量控制系統(tǒng)的實施方案較多，如圖 3-3 所示為其中的典型控制方案之一。 蒸汽 FT ddt IC 汽包 LT?LC FC 省煤器 TF 給水 圖 3-3汽包三沖量控制系統(tǒng)從該圖可以看出，這是前饋控制與串級控制組成的復合控制系統(tǒng)。其中，汽包 水位是主沖量(主變量)，蒸汽

17、，給水流量為輔助沖量。在汽包停留時間較短、“虛 假水位”嚴重時，需引入蒸汽流量信號的微分作用。這種微分信號應是負微分作 用，以避免 III于負荷突然增加和減少時，水位偏離設定值過高或過低而造成鍋爐停 車。 如圖 3-4 所示，為三沖量控制系統(tǒng)的方框圖，加法器的運算關系與雙沖量控制 時相同，各系數(shù)設置如下： a 系數(shù) C 通?？扇?1或稍小于 1 的數(shù)值；1 b 若采用氣開閥;C取正值，C的值可按物料平衡關系進行計算；22 10 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， cI的設置和取值仍與雙沖量控制系統(tǒng)相同。0 D GmDGflf LIWXCGLCGGFCGP1?GP2V+-+- Io G

18、mw GmL 圖 3-4汽包三沖量系統(tǒng)方框圖 在三沖量的控制系統(tǒng)中，水位控制器和流量控制器的參數(shù)整定方法與一般串級 控制系統(tǒng)相同。在有些裝置中，采用了比較簡單的三沖量控制系統(tǒng)，只用一臺控制 器及一臺加法器，加法器可接在控制器之前，如圖 3-5(a)所示:也可接在控制器之 后，如圖 3-5 (b)所示： 水位給水水位給水蒸汽蒸汽 LTFTFTLTFTFT LcCC22正作用 CCC3C311 ?-+-+ LC 正作用 氣關閥氣關閥 (a) (b) 圖 3-5汽包三沖量控制系統(tǒng)的簡化接法 圖中加法器的正負號是針對采用氣關閥及正作用控制器的情況。圖 3-5(a)接法 的優(yōu)點是使用儀表最少，只要一臺多

19、通道的控制器即可實現(xiàn)。但如果系數(shù)設置不能 確保物料平衡，則當負荷變化時，水位將有余差，圖 3-5 (b)的接法，水位無余 差，但使用儀表較前者多，在投運及系數(shù)設置等方面較前 11 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 者麻煩一些。 3.2 冷卻器控制方案的研究 冷卻器的熱載體是冷卻劑，常采用液態(tài)氨等介質(zhì)作為冷卻劑，利用它們在冷卻 器內(nèi)蒸發(fā)進吸收工藝物料的大量熱量，使用工藝物料的出口溫度下降來達到生產(chǎn)工 藝要求，工業(yè)用冷卻器的一般控制方案有以下兒種。3.2.1控制冷卻劑的流量 如圖 3-6 所示： 氣氨 物料 TT 液氨物料 TC 圖 3-6氨冷卻器控制冷卻劑流量的控制方案為氨冷卻器控制

20、冷卻劑流量的控制方案，其機理也是通過改變傳熱速率方程中 的傳熱面積 F 來實現(xiàn)的。該方案控制平穩(wěn)，冷量（冷卻劑量）利用充分，且對壓縮機 入口壓力無影響。但這種方案控制不夠靈活，另外蒸發(fā)空間不能得到保證，易引起 氣氨帶液而損壞壓縮機。為此，可采用圖 3-7所示的物料出口溫度與液位的吊級控 制方案，使用這種方案時，可以限制液位的上限，保證有足夠的蒸發(fā)空間。也可以 釆用圖 3-8所示的選擇性控制方案。 氣氨氣氨物料物料 LTLT TTTT液氨液氨物料物料 TCTCLS TCTC 圖 3-7溫度與液位串級控制方案圖 3-8溫度與液位選擇性控制方案 3. 2. 2 控制氣氨排量 12 北華航天工業(yè)學院成

21、人高等教育畢業(yè)設計，論文， 如圖 3-9 所示，為氨冷卻器控制氣氨排量的控制方案，其機理是通過改變傳熱 速率方程中的平均溫度來控制工藝物料的出口溫度的，這種方案控制靈墩迅速，但 制冷系統(tǒng)必須許可壓縮機入口壓力的波動。另外，冷量的利用不充分。為確保系統(tǒng) 的安全運行，還需要設置一個液位控制系統(tǒng)，防止液氨進入氨管路而導致壓縮機損 壞。 氣氨 TC 物料 LT TT 液氨 TC 物料 圖 3-9控制氣氨排量的控制方案 根據(jù)以上分析研究可知：自動控制裝置和被控的工藝設備組成了一個沒有人直 接參與的自動化控制系統(tǒng)。操作工坐在操作室里，就能觀察到整個裝置的變化。因 此，保證生產(chǎn)過程的安全，降低了勞動強度。

22、近二十年來，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的迅速發(fā)展，加劇了對人類生存環(huán)境的污 染，因此減小工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染的影響也納入了過程控制的 LI標范 圍。 綜上所述，過程自動化控制的主要 LI標包括以下兒個方面： 1、保證生產(chǎn)過程的安全和平穩(wěn)； 、達到預期的產(chǎn)量和質(zhì)量；2 3、 盡可能地減少原材料和能源損耗； 4、 把生產(chǎn)對環(huán)境的危害降到最小限度。 13 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 第四章機械自動化系統(tǒng)的優(yōu)點與效益 隨著機械自動化技術的快速發(fā)展，機械自動化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的 趨勢，與傳統(tǒng)機電產(chǎn)品相比，機械自動化產(chǎn)品具有高的功能水平和附加值，它將給 開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來社會、經(jīng)濟效益。4

23、. 1 生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高 機械自動化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敬 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)可精確地保證機械的 執(zhí)行機構(gòu)按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響， 從而實現(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，III于機械自 動化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作自動化，所以生產(chǎn)力大大提高。例如:數(shù)控機床對工件的加工 穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高 5, 6 倍。柔性制造系統(tǒng)的生產(chǎn)設備利用 率可提高 1.5, 3.5 倍，機床數(shù)量可減少約 50%,節(jié)省操作人員約 50%,縮短生產(chǎn)周 期 40%,使加工成本

24、降低 30%左右。此外，山于機械自動化工作方式具有可通過調(diào) 整軟件來適應需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)、是縮短產(chǎn) 品開發(fā)周期、加速更新?lián)Q代的重要途徑。 4. 2 使用安全性和可幕性提高 機械自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在 工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動釆取保護措施， 避免和減少人身與設備事故，顯著提高設備的使用安全性， 機械自動化產(chǎn)品由于采 用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈 敬度和可靠性。故障率降低，壽命得到了延長。 4. 3 調(diào)整和維修方便，使用性能改善 機械自動化產(chǎn)品在

25、安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)匸作方式的改變， 以適應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械自動化主品，可以事先存入若 14 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 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 可按指定的預定程序進行自動工作。機械自動化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動 監(jiān)視功 能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復正常。由于機械自動化產(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

26、且方便、簡單。機械自動化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預設的程序逐步 III 電子控制系統(tǒng)指揮，系統(tǒng)可重復實現(xiàn)全部動作。高級的機械自動化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù) 學模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動化最優(yōu)化操作。 4. 4 具有復合功能，適用面廣 機械自動化產(chǎn)品跳出機電產(chǎn)品單技術、單功能限制，具有復合技術和復合功 能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機械自動化產(chǎn)品一般具有自動化控 制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不 同的場合和不同領域，滿足用戶需求，應變能力較強。 4. 5 改善勞動條件，有利于自動化生產(chǎn) 機械自動化產(chǎn)品自動化程度高，是知識密集型

27、和技術密集型產(chǎn)品，是將人們從 繁重的體力勞動中解放岀來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農(nóng)業(yè) 自動化、交通自動化其至是家庭自動化，從而可促進我國四個現(xiàn)代化的實現(xiàn)。 4. 6 節(jié)約能源，減少耗材 節(jié)約一次和二次能源是國家的戰(zhàn)略 LI標，也是用戶十分關心的問題，機械自動 化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動機構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設備的能源利用率，可 達到明顯的節(jié)能效果。同時，由于多種學科的交義融合，機械自動化系統(tǒng)的許多功 能一方面從機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計算機系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件 系統(tǒng)，從而使得機械自動化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。 所以，無論是生產(chǎn)部門還是使用單

28、位，機械自動化技術和產(chǎn)品的應用，都會帶 來顯著的社會和經(jīng)濟效益。正因為如此，世界各國，首先是日本、美國、歐洲各國 都在大力發(fā)展和推動機械自動化技術。 15 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設訃，論文， 笫五章 機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向我國從 20世紀 80年代初才開始這方面的工作研究和應用，研究機構(gòu)及一些大 中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，并取得了一定的成果。但與日 本等先進國家相比，仍有相當差距。任何一門科學都是 III基礎理論、技術和工程系 統(tǒng)組成的完善體系。機械自動化在技術和工程系統(tǒng)方面已有很大的發(fā)展，但基礎理 論方面尚在發(fā)展中，還很不完備，所以今后的發(fā)展方向是：

29、5. 1 機電一體化 機電一體化就是機械自動化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品只有向機電一體化 方向發(fā)展，才是機械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。 5. 2 智能化 智能化是 21世紀機械自動化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智 能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計 算機科學、模糊數(shù)學、心里學、生理學和混飩動力學等新思想、新方法、模擬人類 智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得更高的控制 U標。 誠然，使機械自動化產(chǎn)品具有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而乂必要 的。 5. 3 模塊化 模塊化是一項重要而乂艱巨的工程。由于機械自動化產(chǎn)品種類和生

30、產(chǎn)廠家繁 多。研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機械自動化 產(chǎn)品單元是一項十分復雜但乂是非常重要的事。如研制集減速、智能減速、電動機 于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元以及各種 能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，同時也 可擴大生產(chǎn)規(guī)模。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系例化帶來的好處可以肯定，無論 是對生產(chǎn)標準機械自動化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機械自動化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將 給機械自動化企業(yè)帶美好的前程。 5. 4 網(wǎng)絡化 16 北華航天工業(yè)學院成人高等教育畢業(yè)設計，論文， 20 世紀 90 年代，計算機技術的突出成就

31、是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速 發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ顜砹司薮蟮淖?革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一體，企業(yè)間的競爭也趨于全球化。機械自動 化的新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨道，質(zhì)量可靠，很快會暢銷全球。由于網(wǎng) 絡化的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)測技術方興未艾、而遠程控制的終端設 備本身就是機械自動化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢。 利用家庭網(wǎng)絡將各種家用電器連接成以訃算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人 們在家里充分享受各種高技術帶來的便利和快樂。因此，機械自動化產(chǎn)品無疑朝著 網(wǎng)絡化方向發(fā)展。5. 5 微型化 微型化興起于

32、20 世紀 80 年代末，指的是機械自動化向微觀領域發(fā)展的趨勢。 國外將其稱為微電子機械系統(tǒng)，或微機械自動化系統(tǒng)，泛指兒何尺寸 3 不超過 lcm 的機械自動化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機械自動化產(chǎn)品 體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息、等方面具有不可比擬的優(yōu) 勢。微機械自動化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機械自動化產(chǎn)品的加工釆用精細 加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。5. 6 綠色化 工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大的變化。 一方面， 物質(zhì)豐富， 生活舒適:另 一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸 自然。綠色產(chǎn)品概念在這種