1、1中央广播电视大学毕业设计论文题目机械设计制造及其自动化发展方向的研究姓名学号专业机械设计制造及其自动化层次本科年级学校完成时间2机械设计制造及其自动化方向机械设计制造及其自动化发展方向的研究【摘要】随着机械制造及其自动化的发展，其内容不断被丰富和充实。机械设计制造及其自动化是综合利用了多种技术，从而系统的在多功能、高质量、高可靠性和低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。这些技术既包含机械技术、微电子技术、自动控制技术等系统上的技术，也包含一些辅助支持技术，比如转换技术、软件编程技术等。本文对机械设计制造自动化技术的技术特点和发展方向进行了分析和讨论。【关键词】设计制
2、造；自动化；发展；方向；产品；3目录第一章前言61机械自动化的产生和定义62机械制造自动化的内涵73机械自动化在我国的特点及作用8第二章分析机械设计制造及自动化的设计理念91根据机器的功能要求开发92利用先进技术不断创新9第三章机械自动化在化工生产中的应用101锅炉汽包水位控制方面的研究1111单冲量控制系统1112双冲量控制系统1213三冲量控制系统132冷却器控制方案的研究1621控制冷却剂的流量1622控制气氨的排量17第四章现代机械自动化系统的优点与效益191工作效率和产品质量的双重提高192使用安全性和可靠性提高203调整和维修方便，使用性能改善204多功能，便于使用215解放人力劳
3、动，有利于现代化生产2146节约能源，减少耗材22第五章现代机械制造技术221自动化技术发展趋势222性能发展方向2321高速高精度高效化23212柔性化23213工艺复合性和多轴化23214实时智能化2422功能发展方向24221用户界面图形化24222科学计算可视化25223插补和补偿方式多样化25224内装高性能PLC25225多媒体技术应用2623体系结构的发展26231集成化26232模块化26233网络化2724环保方向的发展273我国机械自动化发展之路探索2731结合生产实际发展机械自动化技术2732发展投资少、见效快的低成本自动化技术28533注重配套发展机械自动化技术29第六
4、章结论30参考文献316第一章前言1、机械自动化的产生和定义机械自动化早在1971年在长期机电一体化机械设计杂志的增刊出版，后来随着机电一体化技术的发展和广泛的应用。美国机械工程师学会于1984年在现代机械定义为“协调和控制，在计算机信息网络中完成的机械，包括机械力，运动和能量流的动态任务和（或）机电元件之间的相互作用。这与机电一体化系统极为相似，都属于现代机械操作系统的范畴。通过对国际上先机制造技术的认识，机械制造技术已经发展为一个对精密度要求极高的一项任务，已经开始由电子操控和计算机系统代替了人力劳动和系统掌控，在产品生产的整个过程中，机器慢慢取代了人的位置，并占有越来越大的比例，只需要少
5、量的人对开关和必要措施加以监控即可。机械设计制造及其自动化是机械行业未来的发展趋势，结合机器设备与电子技术，产品的开发正在逐步的得到完善，新兴的交叉学科技术在机械自动化的机械行业中包括产品结构，功能结构和成分，生产方法和管理系统，工业生产等等多个方面，机械设备和机械技术的开发已经成为机械制造技术的重点。机械制造与其自动化技术在早年间已经成为了我国新兴的学科，在近年来也得到了明显的发展，每一个设计人员都希望通过自己的设计，拥有一套属于自己本身的系统，结合生产实际，融入适当的新技术，从而达到提升生产效率的目的，从我们了解到角度来看，一个优7良的系统工程融入了很多种先进技术，然而技术的使用并不是越多
6、越好，通过从系统分析，适当结合科技技术，实现机械制造技术的应用价值。需要强调的是，机械自动化技术的基础上全面的有机结合以上的团体，而不是简单的机械技术相结合，以及其他新技术的技术，放在一起，这是一个根本的区别，现代机械和机械电气化的理念。现代机械设计与制造的产品，不仅是延伸和手部及四肢，或人的感官和心灵的延伸，与现代机械自动化的智能功能和机械功能本质上的区别。2、机械制造自动化的内涵目前，我们所谈的“自动化”一词已经从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度的自动化。自动化技术在机械制造业领域中的应用，使得机械制造自动化的内涵又有了新的发展
7、，主要体现在以下几个方面第一、从形式方面来讲，机械制造自动化主要表现在代替人的体力劳动，繁重的体力劳动不再有人去付出，二是通过自动化的机械去完成；采用智能技术实行自动化处理，可以根据指令或者模拟人工智能等来完成简单的自行操作和处理，工作人员、机械以及自动化仪器之间成为一个系统，这个系统能够实现协调的运作和控制，并不断地得以优化。8第二、从涉及面来讲，机械制造自动化技术不但涉及到具体加工制造过程，还涉及到产品的整个生命周期。机械制造自动化技术贯穿于整个机械制造过程的始终，能够最大限度地降低人力、物力和财力的消耗，并能最大限度地提高生产效率，能够为企业创造更高的经济效益。第三、从功能方面讲，机械制
8、造自动化不仅仅表现在代替人的体力劳动和脑力劳动，此外，机械制造自动化技术还表现出诸多的优点第一，机械制造自动化技术能够极大地提高生产效率，缩短产品生产周期，为产品抢占市场提供了时间保证；第二，机械制造自动化技术能够确保产品质量达标和规格统一，符合现代社会标准化生产模式，具有良好的发展前景；第三，机械制造自动化技术能够提高生产效率，减少劳动力的消耗和使用，从而帮助企业降低生产成本，提高企业的经济效益；第四，机械制造自动化技术采用的是标准化生产，能够减少和降低生产过程中由于人的不确定性因数所导致的原料消耗，减少废弃物的产生，有利于国家倡导节能减排目标的实现。3、机械自动化在我国的特点及作用机械自动
9、化的特点很多第一机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域；第二机械自动化技术是面向工业应用的技术，可以提高制造业的综合经济效益和社会效益；第三机械自动化技术是面向全球竞争的技术，同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。9在工业生产中，机械自动化的作用很大第一机械自动化的应用，可以提高生产过程的安全性；第二机械自动化可以提高生产效率；第三机械自动化可以提高产品的质量；第四机械自动化可以减少生产过程的原材料和能源损耗。很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成，在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期，需要循序渐进，不断努力，创造条件
10、，向自动化的高级理想阶段迈进。第二章、分析机械设计制造及自动化的设计理念1、根据机器的功能要求开发不同产品对机械设备的要求也不一样，如今倡导小批量的生产就是根据客户的不同需要生产不同规模的产品，产品之间的功能差异，造成了对机器功能更大的考验。对于机械制造与自动化的设计中，必须根据机器本身的功能，通过计算机操作使用，使机器可以灵活的被使用。机械自动化系统是一个综合概念，包括机电一体化技术和机电一体化产品的各个方面。作为一个产品，也包含了设计，制造和特定的功能，以满足要求，和其内部结构的有机联系的。2、利用先进技术不断创新不同产品的功能和系统都不一样，据此可以将产品分类，投入市场以后，对每一类产品
11、的销售使用情况作市场调差，分析出据呗什么功能的产品被大多数人接受，然后分析原因，利用先进的科学技术着10力成产开发，通过对产品原料的处理，加工，保证产品的质量和外形。先进科技的投入，大大增加了机械设备的功能，可以对数据，图像，文字，声音等进行识别分析，并作出相应的处理措施。除了这些主要功能的机械自动化系统中，应该还可以指定其他设备的内部功能，那就是，幂函数，检测，控制功能，结构功能。综述以上的原理，上述的功能不仅有利于各种机械自动化产品的设计和分析，它有助于开拓新的思路，促进发明和创新。另外，不同的机械设备有着不一样的用途，造成了加工机构、运作方式的不统一，不协调。例如，金属切削机床，以产生相
12、对运动的工件和刀具工作的原则的切割作用。因此，在机械生产过程中存在着很多有联系的变化，只要加之以灵活运用，就会起到事半功倍的效果，通过大胆的想象创新，每个人都可以设计出一流的操作工艺。第三章机械自动化系统在化工生产中的应用生产过程中，对各个工艺过程的物理量（或工艺变量）有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程，对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品；加热炉出口温度的波动不能超过允许范围，否则将影响后一工段的效果；化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量
13、和数量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。111锅炉汽包水位控制方面的研究锅炉汽包是生产蒸汽的设备，几乎是工业生产不可缺少的设备，保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的，若水位过低，则会影响产气量，且锅炉易烧干而发生事故；若水位过高，生产蒸汽含水量高，会影响蒸汽质量。这些都是危险的，因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施，11单冲量控制系统汽包水位控制手段是控制给水，基于这一原理，可构成如图31所示的单冲量控制系统。LTLC蒸汽给水省煤器汽包图31汽包单冲量控制系统这里的“冲量”一词是指变量，单冲量即汽包水位。这种控制系统典行的简单控制系统。当蒸汽负荷突然大
14、幅度增加时，由于假水位现象，控制器不但不能开大给水阀来增加给水量，以维持锅炉的物12料平衡，而是关小控制阀的开度，减小给水量。等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减小，将使水位严重下降，波动很历害，严重时气包水位降到危险程度以至发生事故。因此对于停留时间短、负荷变动较大的情况，这样的系统不能适应，水位不能保证。然而对于小型锅炉，由于水在汽包中的停留时间较长，在蒸汽负荷变化时，假水位的现象并不显著，配上一些联锁报警装置，也可以保证安全操作，故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。12双冲量控制系统在汽包水位的控制中，最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校正，不仅可以补偿
15、“虚假水位”所引起的误动作，而且使给水位控制阀的动作十分及时，从而减少水位波动，改善控制品质。将蒸汽流量信号引入，就购入了双冲量控制系统，如图32所示。从本质上看，双冲量控制系统是一个前馈（蒸汽流量）控制加单回路反馈控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈，若需要考虑两条通道在动态上的差异，需引入动态补偿环节。13双冲量控制原理图LTLC汽包给水蒸汽ICIFI省煤器FT双冲量控制方框图GMDIFC2C1GCGVGPGMLXICIOWLGFD图32汽包双冲量原理图及方框图图32所示的连接方式中，加法器的输出I是IC1ICC2IFI0式中IC液位控制器的输出；IF蒸汽流量变送器（一般经开方器）的
16、输出；I0初始偏置值C1、C2加法器系数。C1的设置一般取1，C2的值应考虑到静态前馈补偿，可现场凑试，也可经理论推导得出。设置I0的目的是使其在正常负荷下，控制器和加法器的的输出都有一个比较适中的数值。最好在正常负荷下，I0和C2IF项接近而相互抵消。13三冲量控制系统14双冲量控制系统还有两个弱点控制阀的工作特性不一定能成为线性特性，这样要做到静态补偿就比较困难；同时，对于给水系统的扰动仍不能克服。为此可再将给水流量信号引入，构成三冲量控制系统。三冲量控制系统的实施方案较多，如图33所示为其中的典型控制方案之一。LTLC汽包蒸汽ICFTDDTFCFT给水省煤器图33汽包三冲量控制系统从该图
17、可以看出，这是前馈控制与串级控制组成的复合控制系统。其中，汽包水位是主冲量（主变量），蒸汽，给水流量为辅助冲量。在汽包停留时间较短、“虚假水位”严重时，需引入蒸汽流量信号的微分作用。这种微分信号应是负微分作用，以避免由于负荷突然增加和减少时，水位偏离设定值过高或过低而造成锅炉停车。如图34所示，为三冲量控制系统的方框图，加法器的运算关系与双冲量控制时相同，各系数设置如下A系数C1通常可取1或稍小于1的数值；15B若采用气开阀；C2取正值，C2的值可按物料平衡关系进行计算；CI0的设置和取值仍与双冲量控制系统相同。WIOICGP1GP2GFCGVGLCGFGMDLXIFGMWDGML图34汽包三
18、冲量系统方框图在三冲量的控制系统中，水位控制器和流量控制器的参数整定方法与一般串级控制系统相同。在有些装置中，采用了比较简单的三冲量控制系统，只用一台控制器及一台加法器，加法器可接在控制器之前，如图35（A）所示也可接在控制器之后，如图35B所示16LTFTFTC2给水蒸汽水位C3C1LC正作用气关阀LCLTFTFTC2给水蒸汽水位气关阀正作用C3C1（A）B图35汽包三冲量控制系统的简化接法图中加法器的正负号是针对采用气关阀及正作用控制器的情况。图35（A）接法的优点是使用仪表最少，只要一台多通道的控制器即可实现。但如果系数设置不能确保物料平衡，则当负荷变化时，水位将有余差，图35B的接法，
19、水位无余差，但使用仪表较前者多，在投运及系数设置等方面较前者麻烦一些。2冷却器控制方案的研究冷却器的热载体是冷却剂，常采用液态氨等介质作为冷却剂，利用它们在冷却器内蒸发进吸收工艺物料的大量热量，使用工艺物料的出口温度下降来达到生产工艺要求，工业用冷却器的一般控制方案有以下几种。21控制冷却剂的流量17如图36所示气氨物料物料液氨TTTC图36氨冷却器控制冷却剂流量的控制方案为氨冷却器控制冷却剂流量的控制方案，其机理也是通过改变传热速率方程中的传热面积F来实现的。该方案控制平稳，冷量（冷却剂量）利用充分，且对压缩机入口压力无影响。但这种方案控制不够灵活，另外蒸发空间不能得到保证，易引起气氨带液而
20、损坏压缩机。为此，可采用图37所示的物料出口温度与液位的串级控制方案，使用这种方案时，可以限制液位的上限，保证有足够的蒸发空间。也可以采用图38所示的选择性控制方案。气氨物料物料液氨TTLTTCTC气氨物料物料液氨TTLTTCTCLS图37温度与液位串级控制方案图38温度与液位选择性控制方案22控制气氨排量18如图39所示，为氨冷却器控制气氨排量的控制方案，其机理是通过改变传热速率方程中的平均温度来控制工艺物料的出口温度的，这种方案控制灵敏迅速，但制冷系统必须许可压缩机入口压力的波动。另外，冷量的利用不充分。为确保系统的安全运行，还需要设置一个液位控制系统，防止液氨进入氨管路而导致压缩机损坏。
21、液氨TTLTTC气氨TC物料物料图39控制气氨排量的控制方案根据以上分析研究可知自动控制装置和被控的工艺设备组成了一个没有人直接参与的自动化控制系统。操作工坐在操作室里，就能观察到整个装置的变化。因此，保证生产过程的安全，降低了劳动强度。近二十年来，工业生产规模的迅速发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此减小工业生产对环境的污染的影响也纳入了过程控制的目标范围。综上所述，过程自动化控制的主要目标包括以下几个方面191、保证生产过程的安全和平稳；2、达到预期的产量和质量；3、尽可能地减少原材料和能源损耗；4、把生产对环境的危害降到最小限度。第四章、现代机械自动化系统的优点与效益高新技术行业的快速
22、发展，带动了机械自动化技术的革新，传统的机械产品已经很难满足人们的需求，如今的产品正向着体积小，功能多的方向发展，越来越要求产品的集成水平，新的机械产品取代传统的机械产品是机械制造技术发展的必然趋势，哪种产品可以更好的满足人们需求就可以在强大的市场竞争中存留下来。现在很多企业针对产品的生产开发都很注重产品的拥有高水平的功能性和附加值，这样可以使产品在市场中更加具有竞争力。产品的推新除旧不仅给机械制造业带来了新的动力，也推动了全球经济的快速发展。下面我们简单分析一下现代机械自动化系统的优势1、工作效率和产品质量的双重提高现代机械自动化技术具备自动控制和自动修复能力，对生产产品的控制要求更加精确，
23、检测更加灵敏，在生产过程中对产品的精确度要求更加仔细，保证了产品的质量。机械自动化技术同时也大大提高了工作的效率，有机器代替人力劳动，对操作的控制更加简单，通过计算机技术可以实现机械统一操作，只需要在操作室对每个机器的正20常运作进行监控，调整，保证机器的正常运作。现代机械自动化技术的使用大大提高了产品的合格率和机械设备的稳定性。例如数控机床加工工件的稳定性大大提高，产量相对于普通机床增加了5到6倍以上的效率。柔性制造系统，生产设备的利用率可以增加15至35倍，并节省约50的操作人员和40的操作人员，缩短生产周期的40，减少约50的处理成本。此外，由于机械自动化工作可以通过调整软件，以适应良好
24、的柔韧性，特别适合于小批量多品种的生产要求，缩短产品的开发周期，加快更换。2、使用安全性和可靠性提高机械自动化产品通常都具有自动监测，报警，自动诊断，自动保护功能。在工作过程中遇到过载，过压，过流，短路电源故障时，应及时采取防护措施，避免和减少人员和设备事故，大大提高设备使用的安全性，机械自动化产品使用电子装置，机械产品在可动部件和零件的磨损减少，因此，它具有高度的灵敏度和可靠性。故障率降低，寿命延长。3、调整和维修方便，使用性能改善机械自动化产品的安装和调试，通过变更控制程序，实现工作方式的改变，以适应不同用户的需求的目标以及不断变化的现场参数。这些控制程序可以通过各种方式输入到控制系统中的
25、机械自动化产品，而不需要改变任何产品中的元件和零件。对于机械自动化的存储功能的主要产物，可以预先存储在一些不同配套的程序执行，并针对不同的对象，然后根据给定的代码信号输入到指定的程序中工作。机21械自动化产品的自动检测和自动监测功能可以在出现故障后自动采取措施，保证在其稳定工作过程并解决故障使工作恢复正常。由于机械自动化产品，通常使用程序来控制和数字显示，操作按钮的数目和处理显著减少，使得操作大大简化和方便。机械自动化产品的工作过程中，根据预先设定的程序逐步由电子控制系统，该系统可以重复，以实现所有的行动命令。高级机械自动化产品，通过数学模型，以及外界对被控对象的参数变化随机找到自己的最佳工作
26、程序，自动优化操作。4、多功能，便于使用机械自动化产品融合了机械制造和电气生产的技术，同时具备两项功能，避免了产品功能的单一性，双效合一的先进产品不仅自动化程度高，而且便于使用。机械自动化产品的使用简单是因为大多数自动化产品都具有自动调整能力，可以根据外围环境的不同将设备自动调整为最佳使用状态，起到自我保护和最优工作状态。并且很多产品可以在不同的位置，不同的环境因素下使用，产品的适用性大大提高。5、解放人力劳动，有利于现代化生产机械自动化产品的生产是通过知识的汇集，技术的研发不断完善形成的，以人为中心，首先解决了人力劳动的投入，是人力劳动更具有价值。机械自动化建设是实现我国四个现代化生产的依据
27、，只有保证了先进的机械设备，优良的工作效率，才能稳步实施中国的四个现代化建设。226、节约能源，减少耗材一次能源和二次能源的节约是国家指定的战略目标，也是所有企业和用户十分关心的问题，通过使用低功耗驱动机构的机械自动化产品，优化调整控制，设备，提高能源利用效率，可以实现显着的节能效果。同时，机械自动化系统融入了多种学科的知识，许多功能已经由机电转变为计算机系统，软件系统，另一方面，从硬件系统转移到软件系统，使机械自动化产品，降低材料消耗并促进了向小型设备的发展。因此，机械自动化技术和产品的应用，将会给生产部分和使用单位带来双赢的机会，并带来了显著的社会和经济效益。正因如此，世界各国，无论是德国
28、、美国、英国等这些发达的国家还是在亚洲等发展中国家都在大力发展和推动机械自动化技术。第五章、现代机械制造技术1自动化技术发展趋势在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技23术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可
29、以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CADCAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。2性能发展方向21高速高精度高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。212柔性化包含两方面数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性。同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息
30、流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。213工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。24214实时智能化。早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产
31、生了实时智能控制这一新的领域。未来的机械自动化更加注重产品与人的关系，机械自动化的人格化有两层含义。一层是机械自动化产品的最终使用对象是人，如何赋予机械自动化的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化，另一层是模仿生物机理、研制各种机械自动化产品，事实上，许多机械自动化产品都是受动物的启发研制出来的。22功能发展方向221用户界面图形化。用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前HTCRNCT、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出
32、了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图25形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。222科学计算可视化。科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，对机械制造企业来说，包括图形、数据、知识和技能等各种信息都是以数字的形式通过网络技术在企业内部实现快速传递，并在虚拟传递、数据库，多媒体以及还原程序等数字化技术的支持下，对产品信息、工艺流程和资源信息进行科学的分析、综合与处理，实现对产品设计工作，产品功能、生产活动以及销售活动等进
33、行仿真，为机械制造企业提供全面的、快速的信息支持，便于机械制造企业根据市场的变化以及自身所遇到的各种问题作出及时的调整。223插补和补偿方式多样化。多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补非均匀有理B样条插补、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。224内装高性能PLC。数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包
34、含用于26车床、铣床的标准PLC用户程序实测，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。225多媒体技术应用。多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。23体系结构的发展231集成化。采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高
35、显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。232模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。27233网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、
36、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。241环保方向的发展自从第二次工业革命以来，人类社会经济发展步入了快速发展时期。特别是从20世纪60年代以来，世界上大多数国家都实现了经济的快速增长。但是，人类在享受经济增长所带来的优越生活条件的同时，也面临着资源消耗和环境污染等重大社会问题。人类社会已经意识到不可再生性资源的宝贵性和环境对人类的巨大影响，“废水、废气、废渣”等“三废”已经给环境带来了巨大的污染，表现在全球气候变暖、水资源污染、各种自然灾害频发等现象。机械制造自动化水平的提高能够减少资源的消耗、降低“三废”的排放，从而实现“节能减排的目标”。因此说，机械制造自动化朝着环
37、保方向发展是必然的趋势。3我国机械自动化发展之路探索31结合生产实际发展机械自动化技术先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和技术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。那种盲目搞自动化、搞自动28线的做法，全年生产任务只需12个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差，开工率一般仅在5
38、060。而能在生产中长期服役的主力生产线很少，像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部，而是带有普遍性。据调查，我国引进的弧焊机器人，完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3；另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态；还有1/3不能正常使用，直接影响了用户使用更多机器人的信心。32发展投资少、见效快的低成本自动化技术发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现
39、。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式，使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOADATA机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线，它并不完全由自动化设备组成，中间穿插着借助计算机指导的人工参与，将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起，从而使这种生产线的造价较低，同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出29发，借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，若以原有的
40、设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备，引入CADCAM技术，就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。33注重配套发展机械自动化技术现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下，对生产的物流和人的作用进行综合的研究，涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术，必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化，广泛采用程序数控机床，以及研制高效的
41、和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机，也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等，这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。30第六章、结论近年来，我国政府加大了对机械自动化建设的投入，培养了一批又一批的专业化人才，这将对我国现代化建设带来巨大的财富，对我国机械制造技术的提升，管理模式的提升有着巨大的促进作用，发展机械自动化就是发展机械制造技术，让广大设计者明白机械制造自动化技术是机械设计
42、和制造的主要发展方向，只有明确这个思路，才能确保我国机械工业的飞跃。在寻求突破的过程中，设计人员不能把所有的重点和希望都放在高新技术引进上，应该大胆创造，所有的新技术都是从长期的经验中总结出来的，要努力成为一个技术创造者而不是传播者，为我国机械制造自动化技术开辟新的天地。31参考文献1刘武发，刘德平机电一体化设计基础北京化学工业出版社，200752杨世明腾献银赵镇宏段巍机械设计电子工业出版社出版，200733张建民等机电一体化系统设计北京高等教育出版社，20014赵松年，张奇鹏机电一体化机械系统设计北京机械工业出版社，19965温希东自动控制原理及其应用西安西安电子科技大学出版社，20046陆德民石油化工自动化控制设计手册北京化学工业出版社，20007孙虎章自动化控制原理北京中央广播电视大学出版社，1994
