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機電一體化前景分析范文1
Abstract: Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background, as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology, and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關鍵詞: 機電一體化;應用現狀;發展趨勢
Key words: mechanical and electrical integration;application situation;development trend
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)08-0110-02
0 引言
眾所周知,現代科學技術極大地推動機械工業領域的技術改造和革命。迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來,我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上,這些技術被廣泛應用到了機械工業領域,形成了機電一體化,不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響,而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化,使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用,不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢,而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展,并以蓬勃的生機向前發展[1,2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出,是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科,機電一體化已經建立起了一套自身的體系,并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在:它從系統的視角出發,成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術,機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置,使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現,實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是,機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊,而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點,使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看,盡管從純技術發展到機械電氣化,但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后,其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能,而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說,機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動,實現人手和肢體的延伸,而且還擁有了智能化特征,實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器(dsp),它存儲和處理信息、通訊和互聯網,這發送信息,以及各種計算機輔助設計(CAD)軟件[4]。
2 國內機電一體化技術應用現狀
當前我國正處于市場經濟的發展階段,盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰,思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能,對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整,推動完整的機電一體產業形成的角度看,我們的機電一體化面臨以下兩點任務:其一,要進一步推動傳統工業技術升級,實現節能高效,這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二,大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代[5,6]。
首先,在技術政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制,加快對落后產品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。
其次,我國機電一體化產業覆蓋面廣,發展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產業的規劃和發展不可能面面俱到,所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構,并賦予其職能,既有利于深入的行業調查,指導行業布點布局的調整,發展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃,以避免開發上重復、生產上撞車。
再次,通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業信息平臺,及時分享更多的行業內部信息,二來可以增加產業在社會上的認知,使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展,既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調配資源。同時,盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口,但對技術貿易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關產業的先進技術,反哺自身加工業,提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家,大力發展機電一體化技術,用微電子技術改造傳統產業,開發數字化、智能化機電產品,既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7,8]。
3 機電一體化技術發展趨勢
Microelectro-mechanical系統(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業,它們的大小已經超過100億美元,數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施,表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變,ASME報告中,“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年,世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老?!叭缓?,報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME,這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展,如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會(ASME)最近發表了一份報告,題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》,其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢:技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步,以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑:信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9,10]。
4 結論
在經濟全球化趨勢逐漸增強,市場競爭日趨激烈的當今社會,機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展前景也將越來越光明??偠灾瑱C電一體化技術作為機械技術,信息技術,電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸,在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向,妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙,推動機電一體化時代的全面發展。
參考文獻:
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[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程,2012,(14):52-53.
機電一體化前景分析范文2
關鍵詞:現代煤礦企業;生產;機電一體化技術;應用策略
機電一體化技術的應用為現代煤礦生產自動化的實現奠定了堅實的技術基礎。作為新時期背景下的煤礦企業,要想在競爭日益激烈的市場環境中謀得生存和發展,就必須注重機電一體化技術的應用,著力提高自身的核心競爭力,實現企業的可持續發展?;诖?,以下筆者就結合自身工作實踐,就現代煤礦生產中機電一體化技術的應用作出以下幾點僅供同行參考與交流的淺顯之見。
一、綜述煤礦生產中機電一體化技術
最初的機電一體化技術的應用,起源于上世紀七十年代初,山西大同礦務局自行設計和制作與裝備的綜合型機械化采煤工作面,標志著機電一體化技術在我國問世,并從隨后的八十年末期、九十年代的中期,機電一體化技術得到了迅速拓展,在煤礦生產中的應用也變得日益廣泛。近些年來,隨著科技信息時代的到來,微電子技術中的微型計算機的問世,信息技術迅猛地滲透到各行各業,尤其向機械工業領域的滲透最為強烈,且在與機械電子技術進行高效廣泛地結合,現代煤礦生產中的機電一體化技術正是在這樣的背景下,將機械、微電子、自控、傳感測試、電力電子、軟件編程、接口等現代先進電子信息技術進行綜合運用的系統技術。雖然該技術為煤礦生產自動化奠定了堅實的基礎,但我們必須清醒的意識到,當前我國對于這一技術的發展與西方發達國家存在較大的差距,加之我們煤炭工業興起相對于其他行業要慢的多,作為新時期背景下的煤礦企業必須不斷加大研發力度,引進先進技術,對現代煤礦生產機電一體化技術進行不斷創新和升級,才能促進我國煤礦生產自動化的完全實現,助推我國煤礦事業迅速走向可持續發展的道路。
二、探討現代煤礦生產中應用機電一體化技術的重要意義
通過上述對機電一體化技術的分析和我們工作中的實際應用不難發現,在現代煤礦生產中應用機電一體化技術具有十分重要的意義,但具體主要表現在以下幾個方面:
(一)應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升工作效率
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術,是對傳統手工工作方式的重大變革,越來越多的新型機電設備的廣泛應用,對傳統的煤礦生產模式進行了完美的轉型和升級,不僅能降低礦工朋友的勞動強度,還能大幅度的提升勞動生產效率。
(二)應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升生產安全系數
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術,不僅能讓礦工朋友擺脫繁重勞累的體力活動,還能避免在粉塵滿天飛、潮濕陰暗的環境中高負荷、長時間的生產,從而在提高煤礦生產安全系數的同時保障廣大礦工朋友的生命安全,而利用機電設備替代傳統的煤炭資源挖掘、運輸和提升等危險大、任務重的工作,極大的確保了煤礦企業的安全高效生產和運作。
(三)應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升勞動效益
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術,在提高企業生產效率的同時也提高了生產的勞動效益,煤礦企業獲得更多的經濟效益的同時,廣大礦工朋友的薪資待遇也大幅度的提升,極大的改善了生活質量,并隨著礦工培養收入的提高,極大的促進了當地經濟的飛速發展。
三、現代煤礦生產中機電一體化技術的應用策略分析
機電一體化技術在現代煤礦生產中的采煤、提升和運輸三個方面的應用最為廣泛也是最為關鍵?;诖?,以下筆者從這三個方面對機電一體化技術的應用策略作出以下幾點分析。
(一)采煤機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦采煤機械設備方面,電牽引采煤機是機電一體化技術應用的典范。由于該機械設備應用了機電一體化技術,其具備了傳統液壓型牽引采煤機無法具備的特點和優勢,例如其牽引特性極佳,采煤機在前進的同時為其提供強大的牽引力,在下滑的同時能自行發電制動,在大傾角煤層中也是應用自如。傳統的液壓型牽引采煤機必須配備防滑裝置,而電牽引采煤機則是采用的制動器,技術在傾角高達40到50度的煤層也能應用自如。尤其是其具有的可靠運行和使用年限長的特點,被現代煤礦生產企業所親睞。而這就是由于其只有電刷、整流子會出現磨損,其余元件幾乎沒有磨損,所以不僅能高效的運行,還有較長的使用壽命,維修和保養也相對簡便,具有較靈敏的反應和較好的動態特性,尤其是其結構極為簡單和輕便,在運行時只需要進行一次電能到機械能的轉換,且轉換效率幾乎接近100%,而傳統的液壓型牽引采煤機的轉換效率最多能高達70%。而這一切的優勢,歸根結底源于機電一體化技術的有效應用。
(二)提升機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦提升機械設備方面,對機電一體化技術的應用效果最佳的就屬礦井提升機,該提升機已經實現全數字化的交直流,其中內裝式的提升機應用效果最佳,不僅把驅動和滾筒進行了有機整合,對機械設備的結構進行了有效的簡化,還成為集計算機信息、自控、電力電子等電子信息技術為一體的煤礦提升機電設備。尤其是其全數字化的特點極大的提高了提升機械設備的安全性和可靠性,以總線的方式對電器的安裝進行了升級和優化,加上所需要配置的硬件簡單且互有較強的兼容性。因而機電一體化技術在提升機械設備方面也得到了極為廣泛的應用。
(三)輸送機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦生產中,輸送機械設備主要為帶式輸送機。這是由于其能長距離、連續、大量、穩定、高效的輸送煤炭資源,特別是其實現自動化較為容易的優點,在煤礦生產輸送中得到了廣泛的應用。因而近些年來,各大煤礦生產企業都將其作為研究機電一體化技術的重點,具有代表性的是一種集機、電、液為一體的CST可控軟啟動裝置在輸送機械設備的應用,但由于目前相關技術壁壘還沒有攻破,我國的帶式傳輸機驅動方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅動方式,而且監控輸送機的設備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對于西方發達國家要低得多,具有較大的差距,還需要不斷努力攻克技術壁壘,才能進一步提升機電一體化技術的應用水平,從而更好的服務我國煤礦事業的發展。
四、結束語
總之,在現代煤礦生產中應用機電一體化技術具有十分重要的意義。作為現代煤礦企業,只有致力于機電一體化技術的應用,著力實現生產的自動化、智能化,不斷提高企業自身的核心競爭力,才能提升企業經濟效益,助推企業實現完美的轉型和升級。(作者單位:天津科技大學)
參考文獻:
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[2] 李愛芝.機電一體化在煤礦中的應用前景分析[J].企業導報.2011(08).
機電一體化前景分析范文3
Abstract: Intelligent manufacturing is the main direction of the reform of the manufacturing industry during the "13th Five-Year". It is the mission of vocational and technical education to serve the needs of regional economic development. Construction and curriculum reform of the Mechatronic Engineering oriented to "China made 2025" must follow the pace of development of industrial structure in Suzhou, to expand the field of intelligent manufacturing. Prior to the preparation of talent training programs, it needs to make the knowledge and ability structure according to the existing and potential position and ability requirement of the enterprise, scientific and reasonable set up its study field, reform the Mechatronic Engineering professional personnel training mode and personnel training programs. The research group proposes to embed knowledge module of robot application technology in the existing Mechatronic Engineering course, and arrange the learning content, to ensure the source of enrollment and meet the needs of the robot industry for talents.
關鍵詞:機器人產業;機電一體化;專業人才;培養研究
Key words: robot industry;mechatronic engineering;professional talents;training research
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)03-0249-03
0 引言
為應對德國的工業4.0,我國工信部提出了“中國制造2025”,國務院在《中國制造2025》的通知中強調“制造業是國民經濟的主體,是立國之本、興國之器、強國之基”(國發〔2015〕28號[1]?!吨袊圃?025》的主攻方向是推進智能制造,是基于信息物理系統的智能改造升級,以打造具有國際競爭力的制造業。面對已經悄然來臨的第四次工業革命,高職院校的專業建設應該快速響應,為社會企業培養適應工業變化所需要的人才,這是高職教育的使命,也是高職教育立足取勝的基礎。
1 中國制造2025的主要內涵分析
智能系統包括“人本系統”和“人機系統”,“人體系統”是人類以其智能直接參與活動的系統,如金融系統、保險系統、體育系統等經濟系統和社會系統; “人機系統”是指人與機器共同工作系統,實際上智能系統就是基于知識處理的信息系統。在《中國制造2025》引領下,中國正在大力推進智能制造,主要是基于信息物理系統的智能改造升級,即以智能裝備、智能制造為主題,是基于數字信息以處理知識為己任的制造技術。
智能制造的核心是建立智能工廠和數字車間,發展智能裝備,實現智能生產,走以機器換人的路。人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術應用于整個工業生產過程,通過互聯網實現工廠與用戶、工廠與企業、工廠與零售等各相關節點的無縫互聯,使得大規模的個性化定制成為可能。這是我國為迎接世界科技的第四次革命提出的科技改革綱領。科技革命的成功是以創新驅動為先導,在發展過程中始終堅持綠色的發展理念,發展循環經濟,減少浪費,提高資源的回收利用率,在技術、工藝、裝備及其推廣應用方面注意環保,減少污染和浪費,還需要大家增強質量意識,2016年5月19日國務院印發了“國家創新驅動發展戰略綱要”強調科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐。
創新的主導著是人,因此,中國制造2025還提出了“人才為本”,人才是中國制造2025成功實現的重要保障。職業院校的使命是為社會培養具有一定技能的高素質的技能型人才。
2 智能制造業企業崗位要求分析
在“十三五”期間中國為推進智能制造大力發展機器人產業,主要是推進企業向智能裝備、智能工廠以及無人化工廠發展,未來的5~10年是機器人產業的大好發展時機,用機器代替人工來降低用工成本,提高和穩定產品質量,進行產品的個性化定制。機器人的大量推廣勢必需要會維修和使用機器人的人,這些人才是高職院校培養的。目前雖然機器人很熱,機器人人才也很好就業,但似乎家長和學生對機器人專業認可度并不高,倒是大家對機電一體化專業的認可程度非常高。其實,中國企業也還是處在“2.0補課、3.0普及、4.0示范”階段[3],有不少企業還處在工業2.0或2.5階段,因此很多企業為解決招工難以及勞動力成本高的問題,迫切地進行生產線的自動化改造,建造無人化的生產工廠的企業還是少數。自動化的生產線的建成也是需要大量的懂得機電一體化技術的使用及維修人員。而且具有機電一體化技術基礎的技術人員向機器人領域轉型也容易得多。機器人的組裝、調試和維修人員是需要懂專業技術的人才能勝任,目前工業機器人應用技術人才缺口就達到20萬,并且還以每年20%的速度增長[3]。
機電一體化技術專業可以面對的崗位很多,主要面向的崗位如圖1所示。
3 機電一體化專業人才學習領域分析
人才崗位需求分析主要從制造廠商及產品的應用企業需要來進行分析,主要包括機器的組裝、銷售、售后的安裝調試、技術支持等專業人才,對于應用企業需要懂得智能產品的調試維護、操作編程等綜合素質較強的技術人才。特別是工業機器人現場編程調試人員更是缺口巨大。隨著企業數字化改造的深入,對一些工具軟件如CAD、CAM、CAE、CAPP、MES、ERP的應用將成為基本能力要求,精益專員、逆向造型、3D打印、精密測量與檢驗崗位越來越重要。
3.1 知識架構分析
職業技術教育能得生存的基礎是培養出的人一定要能接地氣,要能符合企業和社會的需要,因此,在課程設計方面還是要緊跟形勢發展需要,更緊密地分析新形勢下的崗位需求和知識架構。
崗位結構的變化對人的職業能力提出了新要求,職業院校機電一體化專業培養的學生大多數是從事機電一體化產品的生產、管理、銷售、組裝、安裝調試等技術技能工作,能夠操作和組裝及調試機器人等智能設備的人才已經算是比較優秀的人才了。隨著流水生產線無人化的改造,重復性質的操作崗位會被機械手或機械人代替,需要懂工藝的技術人員更多地關注工藝布局、工藝實施、工藝優化,對技術人員能用軟件進行編程的能力要求也越來越普遍,同時要求具備管理信息數據的能力,因此職業院校的相關專業在課程設置上既要兼顧到大部分學生的實際情況,還要估計少數優秀學生要掌握的知識點及應具備的職業能力,要盡可能與實際要求接軌。圖2為蘇州經貿職業技術學院的機電一體化技術專業的知識架構,主要職業素質類、職業知識類、職業能力類和職業拓展類。
3.2 學習領域分析
機電一體化是機械、電子、自動控制及信息處理相結合的交叉學科,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、數據通訊、工業控制機、數據顯示裝置、傳感原件等有機地結合在一起的具有一定智能的系統[4]。因此,機電一體化技術專業的學習領域自然是要涉及機械及電器方面,機械方面的基礎性內容包括機械制圖、機械基礎及制造基礎方面自然需要掌握,在制造業對產品的檢測是質量控制的基礎,因此精度檢測與公差配合的內容也是必不可少;“十三五”期間大力發展機器人,機器人的結構設計主要是與機構學相關,因此“機構學”也是必需的內容,通過計算機進行輔助設計及制造是智能制造業的具體應用形式之一,因此說CAD、CAM課程也是要設置的;電工電子技術、液壓與氣動技術應用等在自動化生產領域司空見慣,應用越來越普遍,因此關于這些電工電子的內容及液壓氣動技術的內容也是要讓學生學習的;PLC、伺服電機、步進電機、傳感器、C語言等在工業自動化領域的核心技術及機器人領域所有崗位必備技能,工業網絡控制、組態技術也成為普遍性要求。圖3是蘇州經貿職業技術學院的機電一體化專業(機器人方向)的課程設置狀況,在原機電一體化課程的基礎上新增了“機器視覺系統”和“工程測試技術”及“CAD/CAM”課程。
3.3 關于課程建設
機電一體化技術本身就是多門學科的綜合,基于“中國制造2025”的機電一體化技術還要顧及智能化系統所涉及的技術,因此其涉及的知識面廣,學科式的課程設置是對于職業院校三年制的學生來說不僅時間上不合適,而且要在這么短的時間內(其實學生在校的學習時間也就兩年多半個學期)要使學生的技能發展起來,只有通過項目把這些知識串起來進行教學,因此,在課程建設上一定要基于項目進行知識的構建,在現有的機電一體化課程建設上嵌入機器人應用技術所需的知識模塊,安排學習的內容。
例如可以以一臺學生耳熟能詳的全自動洗衣機為項目,通過介紹其結構、工作原理、控制等內容編排機械、電器控制、PLC、變頻控制技術、電磁閥等內容。
4 教學模式探討
在“中國制造2025”時代,把創新能力、質量效益、兩化融合、綠色發展作為主攻方向,將帶來產業的全面升級,這對技術技能人才的培養也提出了新的要求,要培養學生勇于探索未知領域的精神,具備探索未知領域的沖動和學習未知知識的能力,更要注重培養學生的行為習慣和思維方式,勇于探索未知領域的勇氣和團隊合作精神,現代社會與人合作講究“人品第一、態度第二、能力第三”。職業技術教育如何能使培養的人才更切合社會和企業的要求,在培養模式上要改革,既要培養學生的實際動手能力,也需要給學生普及基本的理論基礎。其實目前國內的職業教育大搞“以賽促學”,各個學校為了能在國家級競賽中獲獎不惜一切的支持,以提高學校的知名度,本人認為這種“以賽促學”其實惠及的學生只是極少數同學,每個競賽項目每個學校也就送三至四個學生參加而已。我們需要的是大部分的學生能得到優質的教育和投入,可以以建立興趣小組,以項目化來進行引導多數學生的學習。
項目化的教學給老師提出了更高的要求,需要老師們首先提高自身的水平,老師既要懂機還得懂電,對編程及繪圖軟件要能應用,這需要老師們不斷地學習新知識,拓廣自身的知識面。因此如果可以應該建設師資,提高老師的水平,以往所說的校企合作主要是共同培養學生,其實首先要通過校企合作先把老師的水平提高,然后通過學校、企業二元主體共同培養出“中國制造2025”的機電一體化技術人才。
參考文獻:
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機電一體化前景分析范文4
畢業論文
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥?,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、cad/cam系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中,有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造;且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統cad應用還有較大差距。目前,北京工業品設計,cad應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內先進地區也超過了30%);cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應用工程領導小組指出,“八五”期間大中型企業要達到35%,中小型骨干企業要達到15%—20%;到“九五”時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務,占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業化國家高近9倍。因此,北京工業系統節能降耗的任務非常重,而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種,每年約開發試制新產品3000種,更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年,北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種,在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中:機械局系統主要產品約1200種,機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統主要產品350種,機電一體化產品210種,機電一體化產品所占比例為60%;輕工系統主要產品總數為649種,機電一體化、智能化產品15種,機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%;汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在北京工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重,且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術,工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明,應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和pid技術好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術,到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢,其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術,機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術,風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍;采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用cad/cam技術,工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業系統cad的應用率為17%,cad的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
·機床數控化率:1995年,產量數控化率達5%,產值數控化率達16%;2000年,分別達12%和40%。
·汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
·plc的開發生產能力:“八五”期間,開發能力要穩居全國首位;“九五”北京要成為全國主要的plc生產基地之一。
·“電力電子”開發生產能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術?!熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面,“八五”期間,開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品;交流變頻調速裝置要達到批量生產程度;高頻電子鎮流器要能出口創匯;“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。
·模糊控制器的開發生產能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地,開發出用于工業爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來;交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年,空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末,北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產品的開發生產能力:微機控制多色印刷機要穩居全國第一;電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產量上全國領先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力,打出規模效益來;數字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標,那么,到本世紀末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中,數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元;“電力電子”的銷售額可超過20億元;plc模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍,也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。
五、北京發展“機電一體化”的對策
(一)加強統籌安排,協調發展計劃
目前,北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時,市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
(二)強化行業管理,發揮“協會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。
“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上,要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規?;ㄔO項目上傾斜;成立“機電一體化”發展基金,支持機電一體化生產發展等。
(四)突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為,北京“機電一體化”發展,當務之急,重中之重是:
抓緊開發生產gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等,用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造;
抓緊推廣應用經濟型數控系統,改造機床設備;開發生產低、中檔數控系統;
機電一體化前景分析范文5
關鍵詞:LED技術;工業控制;應用
中圖分類號: C35 文獻標識碼: A
引言
PLC 是適用于工業控制環境下的一種電子操作設備, 主要是通過采集信息, 將信息轉變為控制信號, 進行分析處理, 然后以模擬信號或者數字信號的形式輸出, 以達到控制機械設備的目的。而LED技術可以更好的對其信號進行顯示和采集從而對工業生產起到良好的控制作用。
一、LED技術和PLC技術的關系
隨著微電子技術和計算機技術的快速發展, PLC 得到了廣泛的應用。近年來, PLC 技術得到了長足的進步, 為了適應工業化控制, 小型PLC 的造價成本不斷降低, 大型PLC功能卻越來越強大。網絡技術是當前 PLC 技術的控制系統中最關鍵的技術, 結合計算機技術的發展, 使 PLC 及網絡技術在工業化控制實現了更加智能, 效率更加高的自動化控制。傳統PLC顯示屏/PLC連接顯示屏采用電腦總控LED顯示屏的邏輯拓撲結構來實現:也就是PLC與電腦相連接(采用OPC接口),電腦再與LED顯示屏相連接,把所需要的信息發送到LED顯示屏上顯示。
二、LED控制系統
1、異步控制
LED顯示屏異步控制系統又稱LED顯示屏脫機控制系統或脫機卡。主要用來顯示各種文字、符號和圖形或動畫為主。畫面顯示信息由計算機編輯,經RS232/485串行口預先置入LED顯示屏的幀存儲器,然后逐屏顯示播放,循環往復,顯示方式豐富多彩,變化多樣。其主要特點是:操作簡單、價格低廉、使用范圍較廣。LED顯示屏簡易異步控制系統只可以顯示數字時鐘、文字、特殊字符。LED顯示屏圖文異步控制系統除具有簡易控制系統的功能外,最大的特點是可以分區域控制顯示屏幕內容。支持模擬時鐘顯示、倒計時、圖片、表格及動畫顯示。具有定時開關機、溫度控制、濕度控制等功能。不適于工業實時控制。
2、同步控制
LED顯示屏同步控制系統,主要用來實時顯示視頻、圖文、通知等。主要用于室內或戶外全彩大屏幕顯示屏。 LED顯示屏同步控制系統控制LED顯示屏的工作方式基本等同于電腦的監視器,它以至少60幀/秒更新速率點點對應地實時映射電腦監視器上的圖像,通常具有多灰度的顏色顯示能力,可達到多媒體的宣傳廣告效果。其主要特點是:實時性、表現力豐富、操作較為復雜、價格高。一套LED顯示屏同步控制系統一般由發送卡、接收卡、和DVI顯卡組成。在工廠EAM系統中作為超大型的顯示器使用。
三、在工業控制中的應用
PLC技術是LED技術在工業上應用的基礎,只有PLC技術得到了廣泛的應用,才能促進LED技術的發展應用。下文就詳細的介紹了PLC技術和LED技術在工業控制中的應用情況。
1、使工業控制更加便捷
PLC 技術的廣泛應用,使工業化控制技術得到了迅速的發展。PLC 控制技術在工業化控制中的應用主要體現在 PLC 具有操作敏捷、 編程簡單、 維修更換方便的特點。PLC 的具體操作包括編程, 將程序輸入, 按程序運行。 一般來說關鍵的技術就是編程, 當實現一個簡單的功能時, 編寫的程序也會很簡單。 當實現一個復雜的功能時,編寫的程序就會很復雜, 所以現在各主流PLC如西門子,三菱編程都采用了結構化編程,方便多人同時編程。為了實現工業的自動控制, PLC 系統必須滿足小的機械設備或大型流水線所需要邏輯控制,然后通過指令的發出, 實現自動化。如果出現故障, PLC 能夠控制實現緊急停機或者緊急處理故障處理。而通過 PLC 軟件和LED顯示的相互配合, 實現了自診斷功能。各PLC的輸入輸出模塊都有LED指示燈作為狀態和報警指示。 在工業控制中, 使用 LED 指示燈簡單編碼技術能夠很快找到故障出現的位置, 這樣節約了工業生產過程中故障的排除和修復的時間。
2、 可以在惡劣的運行環境中正常工作
在現代化的工業化生產中, 有的工作車間環境惡劣, 或者機械設備需要在那種環境中運行, 因此就要求機械零件或者電子控制設備能適應惡劣的工作環境, 在惡劣環境中能夠保持正常工作, 元件不會受損等。這就對 PLC 提出了更高的要求, 但是 PLC 系統具有高強度的抗干擾能力,在工業環境中能遠遠滿足惡劣環境的要求。PLC 可以在高溫、 高壓、 高強度電磁、 高濕度等環境中正常運行, 這樣就保證了工業生產運行的可靠性。LED顯示技術也同樣可以在工業的惡劣環境中使用,從而為二者緊密結合提供了技術基礎。
3、實現機電人一體化
PLC 專門為工業化控制服務, 它具有體積小的特點, 而且功能強大。 在機電一體化的進程中, PLC技術得到了廣泛的發展, 起到了關鍵的作用。PLC技術將電氣和機械部件相結合, 通過計算機控制機械設備的運行。PLC將電子元件和機械部件和儀表儀器有機的結合在一起, 實現了機電一體化。這種巧妙地結合, 大大省去了人力,提高了機械設備的工作效率。而通過和LED顯示技術結合提供了更好的人機界面,從而將操作者有機的結合起來,做到機電和操作者一體化。
4、實現靈活控制
PLC 技術在工業控制中應用中, 具有編程靈活性、 操作靈活性及擴展靈活性的優點。 PLC技術的應用大大提高了機械設備的運行的靈活性。其模塊可以利用多種編程語言, 因此掌握其中一種語言就可以實現編程。 PLC 在工業控制中可以利用增加卡件來增加點數, 根據設計應用的規模, 設計師可以自己選擇適應生產。 操作靈活性是指, 在 PLC 的編程設計過程中, 設計的工作量大大減少, 安裝過程中只需將編寫好的程序利用計算機下載到 PLC 中, 同樣也具有操作的靈活性。而LED技術的發展,使大功率LED照明成為可能,在工業控制中可以作為檢測光源,靈活的作為各種開關量輸入信號和CCD相機的模擬量信號,提供更加綠色和穩定的檢測信號。
5、PLC 的遠程控制
隨著計算機網絡技術的發展, PLC 技術和網絡控制技術不斷融合, 實現了 PLC 的遠程控制。PLC 可以通過觸點的狀態實現遠程的控制, 同時 PLC 還能精確的遠程控制機械設備的運行效果, 自動優化解決方案, 實現最小誤差的控制。
而隨著網絡技術的發展,工業控制流水線的LED顯示屏直接集成了以太網總線或PROFIBUS總線作為PLC控制的分站顯示控制數據和報警信息。
四、網絡技術在工業控制中的應用
隨著電子技術的發展, 網絡技術在工業控制中的應用也越來越普遍。 網絡控制技術在工業中的應用大大提高了機械設備運行的準確性, 這是未來工業控制領域中關鍵的技術。網絡技術主要是針對計算機網絡來講。 近些年來計算機網絡技術得到了迅速的發展, 網絡控制技術也隨著計算機網絡技術的發展迅速發展起來, 但是目前我國計算機網絡技術起步比較晚, 發展水平有限, 因此也限制了工業自動化控制的進程。我國的自動控制進程與發達國家相比還具有很大的差距, 因此對我國來說網絡技術的革新很重要。我國要不斷引進國外先進的網絡技術, 在此基礎上不斷消化吸收再創新。近幾年工業發展的網絡控制技術具有數字通訊和數字計算能力的現場設備節點, 直接以以太網總線傳播, 因此也就實現了數字通信。在工業控制的實際應用中, 網絡控制技術可以將企業的協調能力得到統一,如安徽佳通輪胎公司的EAM系統,使得企業的經營管理成為一個集合的有機整理,實現了設備信息、 原料的供應、 車間的生產加工、 市場信息的一體化管理。
結束語
在現代化的工業化控制進程中,PLC和LED 技術及其網絡控制技術的結合使得工業化控制更加智能,實現了工業控制的機械化向自動化和機電一體化的轉型, 這種轉型有助于提高企業的經營管理能力和機械設備的工作效率。
參考文獻
[1]韋一文.LED-UV在膠印中的應用[J]. 《廣東印刷》,2013,(6).
機電一體化前景分析范文6
關鍵詞:數控技術;機械加工;應用;發展前景
我國機械工業的發展和進步使得我國在機械加工方面的技術和工藝也日益的提升,數控技術是一種比較新的控制技術,它在機械加工方面也充當著不可小視的角色,數控技術在機械加工方面可以完成復雜的施工環節,同時對很多其他技術無法完成的任務也有著非常顯著的作用,還可以實現計算機遠程控制,因此這也是對機械加工行業的一次重大的改進和創新。
1 數控技術在機械加工中的應用情況
工業是當今社會發展中一個非常重要的產業,它是衡量各國綜合實力的一個關鍵因素。而一個國家想要發展工業,就必須要以先進的技術為重要的支撐,只有這樣才能更好的保證其發展水平。
1.1 數控技術在機床中的應用
在機床生產的過程中,數控技術的應用使得機電一體化成為了一個重要的發展趨勢,在原有技術的基礎上,機電一體化技術的應用可以有效的提高生產的質量和生產的效率,同時它也可以很好的為機械加工創造更加有利的條件,所以從這個角度上來看,數控技術是機械加工技術發展的一個關鍵的推動力,這種機床具備很好的性能,因此其生產質量也是十分令人令人滿意的。
1.2 數控技術在工業機器人方面的應用
工業機器人通常就是指在工業生產中使用的一種能夠模擬人的動作,按照一定的流程盡心吧操作的自動化設備,這些自動化設備使用的最終目的就是為了提高生產的質量和效率,同時在生產的過程中也能保證生產的安全性和穩定性,工業機器人實際上屬于工業設備的一種,工業機器人的使用可以很好的改進生產條件,節省了生產時間的同時,也節約了勞動力成本,而如果從工業機器人的基本功能上來看,其可以完成基本的人力生產工作,同時還可以完成噴漆、焊接等一些復雜性和生產要求相對較高的工作,另外其還可以在一些人類無法觸及的極端環境下保證良好的工作狀態。
2 數控技術及數控設備的研究和應用熱點
在生產過程中效率和質量一直都是人們十分關注的一個因素,精度高的加工技術可以很好的提高生產的效率,同時還可以保證生產的質量,從最近幾年的生產情況上來看,在加工精度方面有了明顯的改進和提升,這也成為了人們十分關注的重點。
2.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
這種技術的應用可以提高整個機械加工的水平,同時在很多其他的方面也可以很好的體現出其他技術所不具備的優勢,使用該技術可以有效的縮短產品的生產周期,同時還可以在生產精度方面有更好的保證,在生產中最高的精度已經可以精確到納米的級別。
2.2 軸聯動加工和復合加工機床快速發展
采用這種加工形式進行生產和加工可以很好的保證零件的光潔度,同時在工作的效率方面也有了更好的保證,它可以是普通聯動機械生產效率的2到3倍。所以其在生產過程中也可以體現出更好的性能和優勢,但是因為這種系統在編程技術上難度較大,同時價格也比較高,所以在過去的機械加工中一直沒有得到良好的發展,阻礙了機械加工的進步。
當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床的發展。
2.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
3.1 戰略考慮
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題,首先,從社會安全看,因為制造業是我國就業人口最多的行業,制造業發展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩定;其次,從國防安全看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限制。
3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發,以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標,用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容,實現制造裝備業的跨躍式發展。
數控技術是隨著數字時代的來臨廣泛應用于機械加工和制造領域的一種新型技術手段,標志著新的生產力的發展方向,具有劃時代的意義。目前我國的數控機床已經取得了相當大的成就。在產品種類、技術水平和質量上都較大的發展。據了解,目前我國的數控機床在市場推廣的就多達一千五百種以上,在整個金屬切削和鍛壓機械中都具有有舉足輕重的地位。
首先,數控機床的應用范圍不斷擴大。近年來,我國的機床行業在國家重點工程,以及國防軍工建設中得到了廣泛的應用,并且在航天航空事業中也不斷提高數字控制的精確度。SSCKZ80-5型五軸車銑復合加工中心在對航空、船舶、鐵路運輸行業具有高技術、高精度的技術運用,對飛機發動機主軸和起落架的加工等關鍵性的機械加工都有較重要的作用。在其他生產工業方面,數控技術同樣具有較大的影響作用,通過超精密球面車床的基礎設備提供,促進了照相機塑料鏡片、激光加工光路系統以及條形碼閱讀設備等高科技的技術加工的精細化和科學化。
其次,數字技術不斷提升。“國產XNZD2415型數控龍門混聯機床充分吸取并聯機床的配置靈活與多樣性和傳統機床加工范圍大的優點,通過兩自由度平行四邊形并聯機構形成基礎龍門,在并聯平臺上附加兩自由度串聯結構的A、C軸擺角銑頭,配以工作臺的縱向移動,可完成五自由度的運動?!蓖瑫r,網絡化和集成化的數控機床創新是數字技術提高的表現之一,提高數控機床的速度和精密程度,當前我國已經研制成功出一批速度在8000~10000r/min以上的數控機床,并且搭理推廣了CAD技術的應用。
最后,企業的數控機械化程度大大提高。據了解,當前企業經過不斷的研發和創新,已經開發并生產了“8大類、13個系列、160多種電主軸及主軸單元”,高度的數字機械化大大減少了公司的產品生產成本,提高其市場競爭力;目前我國企業在數控技術的應用上達到了一個較大的,是數字技術在機械加工領域應用的重要表現形式。
結束語
工業是國家實力的衡量基準,以發展工業為主要手段來維持我國的經濟增長,鞏固國家實力是可行之策。隨著數控技術在機械加工制造領域的應用越來越廣泛,機械加工制造行業內所配備的數控設備越來越多,我國機械行業的發展必將越來快速,數控技術在機械工業以及其他行業中的應用前景也必定會越來良好。
參考文獻
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