關于機電工程機械自動化若干問題的研究與分析

張贊云　譚利波

摘要：本文首先討論了檢驗工藝CAIP的設計，接著分析了機電一體化技術用于改造機床，最后做了總結。因此本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應用。

關鍵詞：機電工程 機械自動化 CAIP 機電一體化 檢驗工藝

機電一體化是當今自動化技術發(fā)展的最高階段。也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發(fā)展的必然產(chǎn)物，是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統(tǒng)處理的對象是運動、力、物質和能量，電子系統(tǒng)處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質的功能，而且還有處理信息和知識的能力。

1. 檢驗工藝CAIP的設計

CAIP采用派生式計算機輔助檢驗工藝設計方法，其基本原理是利用零件的檢驗工藝相似性來設計檢驗工藝規(guī)程。它以成組技術為基礎，對制造系統(tǒng)已生成過或擬生產(chǎn)的零件作出適當?shù)姆诸惡途幋a，形成檢驗工藝相似的零件族的標準檢驗工藝，將其儲存于計算機數(shù)據(jù)庫中。當要為新零件編制檢驗工藝時，首先為新零件編碼，然后在計算機數(shù)據(jù)庫中檢索。若新零件屬于某一零件族時，即調出該族零件的標準檢驗工藝，經(jīng)編輯或修改而派生出新零件的檢驗工藝規(guī)程。

就公司的機電工程來看。盡管這些產(chǎn)品的形狀和結構各不相同，但是一旦將它們拆成各個零部件之后，可以找出其檢驗工序的一些相似性。無論是儲罐，還是換熱器，或是塔器，除換熱器有換熱管，塔器有塔盤外，都可以分成簡體、封頭、接管、法蘭、補強圈、主螺栓、主螺母等共同的零部件。CAIP將成組技術用于檢驗工藝的設計中，對產(chǎn)品中的零部件在檢驗方法相似的部分進行歸納總結，分類制定檢驗方案。派生式計算機輔助檢驗工藝CAIP的實質是檢索標準工藝，其檢索方法和邏輯基礎是將各類產(chǎn)品的共性抽取出來，劃分檢驗特征族，并對每一個檢驗特征族設計一個主樣件(檢驗方法)。例如：一般情況下，機電工程要經(jīng)過材料檢驗、焊接檢驗、幾何形狀檢驗、組對形式與無損探傷檢驗、過程檢驗 壓力試驗等幾個典型檢驗項目的檢驗。這些典型項目就是尋找的檢驗特征族，每個檢驗特征族中都有其一套標準的檢驗方法。對產(chǎn)品的材料如何檢驗，具體做在材料模板中。對產(chǎn)品的壓力試驗如何檢驗，具體做在壓力試驗模板中。總之每個檢驗特征族中都有一塊做好的標準模板。對于一些特殊產(chǎn)品的檢驗，不必去修改標準檢驗工藝，而是先通過人機交互，然后按照派生法自動生成產(chǎn)品的檢驗工藝。

2. 機電一體化技術用于改造機床

由于數(shù)控機床要求工作臺或刀具沿坐標軸的運動有精確的運動關系，因此考慮采用具有插補功能的連續(xù)控制方式，而開環(huán)系統(tǒng)結構簡單、調整維修容易、價格較低廉，故常采用開環(huán)伺服系統(tǒng)。滾珠絲杠副傳動效率高、摩擦損失小，運動平穩(wěn)、無爬行現(xiàn)象，給予適當預緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時可以消除空間死區(qū)、定位精度高、剛度好。因此執(zhí)行機構傳動方式采用滾珠絲杠副傳動；采用氟塑貼面導軌，它具有摩擦系數(shù)小、耐磨性好，抗撕傷能力強、可消除低速運動的爬行現(xiàn)象，成本低等優(yōu)點。

Z80一CPU在我國機床數(shù)控方面應用比較普遍，各種應用軟件較多，系統(tǒng)開發(fā)較容易，而且Z80—CPU及其配套的芯片廉價、普遍、可靠、通用性強、維修方便。Z80有獨特的I／O指令，而且指令格式較短、執(zhí)行時間也較短，這樣有利于縮短掃描現(xiàn)場機床工作狀況的周期，而且L／O接口譯碼硬件也較簡單。

因此常采用經(jīng)濟型的Z80一CPU微機及L／O接口電路、光電隔離電路、功率放大電路等。

采用微機對數(shù)控進行計算處理，由I／O接口輸出步進脈沖，經(jīng)一級齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉動，從而實現(xiàn)縱向、橫向進給運動，其示意圖如圖1所示。

由于是對簡易經(jīng)濟數(shù)控車床改造，因此在滿足需求的前提下，對原機床的改動要盡可能少，保留原操作機構，以便數(shù)控部分發(fā)生故障時仍能手工半自動操作，同時又降低了改造成本，提高了經(jīng)濟效益。以最少的改造和最低的成本來獲得較好的加工精度和較多的功能。

3. 總結

CAD技術在我國已經(jīng)走過了艱難的歷程， 目前正在發(fā)揮著巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。面對2l世紀的經(jīng)濟全球化趨勢，隨著信息技術的日新月異，CAD技術作為企業(yè)信息化的基礎，一要穩(wěn)固，二要提高。為了有效解決CAD技術應用所存在的問題，領導重視，認清趨勢，選好軟件，培養(yǎng)人才是很有效的途徑。筆者相信，我們有高瞻遠矚的領導，有勤于奉獻、敢于創(chuàng)新的人才隊伍，我們同發(fā)達國家產(chǎn)品設計水平的差距會越來越小。

機電一體化是當今世界機械工業(yè)發(fā)展的主要趨向，它的應用與發(fā)展已引起工農(nóng)業(yè)、科技、經(jīng)濟、軍事、社會乃至生活的巨大變革。我國的機械工業(yè)，迫切需要機電一體化技術改造和振興。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造和武裝傳統(tǒng)機械老設備的一條新路，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路?！?/p>

參考文獻：

[1] 張列貴. 簡述現(xiàn)代機械自動化技術[J]. 黑龍江科技信息, 2007, (20) .

[2] 馮衡濱. 試論我國機械自動化技術的發(fā)展[J]. 民營科技, 2008, (02) .

[3] 韓松巖. 機械自動化發(fā)展技術的探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技, 2007, (12) .

[4] 李金楓. 機械自動化工程的發(fā)展研究[J]. 民營科技, 2008, (03) .

[5] 王德祥,宋春華,許超,劉江濤,黃林雄. 柔性控制技術在包裝機械自動化中的應用[J]. 石油化工應用, 2007, (04) .

[6] 楊建平,劉艷玲. 自動化技術在機械應用中的發(fā)展研究[J]. 中小企業(yè)管理與科技, 2008, (01) .

[7] 潘著民. 食品包裝機械的自動化革命[J]. 包裝世界, 2007, (04) .

[8] 張鴻春. 對柔性制造系統(tǒng)研究[J]. 消費導刊, 2008, (01) .

[9] 周立東. 試論我國先進機械制造技術的特點及發(fā)展趨勢[J]. 中國科技信息, 2007, (23) .

[10] 劉玉霞,王勇. 柔性制造系統(tǒng)及其應用[J]. 制造技術與機床, 2008, (01) .