機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展

湯繼成

摘 要：從對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的特點(diǎn)著手，分析了機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，并指出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì) 制造 自動(dòng)化 發(fā)展方向

本文從對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的特點(diǎn)著手，分析機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，并指出了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展方向。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著十分顯著的差異性，即實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與智能化。這一方面的發(fā)展，不但極大地減小了相關(guān)工作人員的工作壓力，同時(shí)也在很大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的精準(zhǔn)性與效率水平的全面提升，機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和性能水平有了大幅度的提高。機(jī)械設(shè)備制造與自動(dòng)化是基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展所新產(chǎn)生出的一種時(shí)代產(chǎn)物，是通過(guò)將多種現(xiàn)代化高新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合所產(chǎn)生出的一種具有更加典型性系統(tǒng)化、智能化及高度精細(xì)化的技術(shù)手段?；趯?duì)此項(xiàng)技術(shù)手段的充分運(yùn)用，能夠促使傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造所面臨著的產(chǎn)能不足、效率低下問(wèn)題得以迎刃而解，并由此使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造能夠更加有效地滿足于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)生產(chǎn)力提升所提出的新要求。

二、機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

伴隨著科學(xué)技術(shù)手段的快速化發(fā)展以及有關(guān)工業(yè)技術(shù)的持續(xù)促進(jìn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化取得了較大的發(fā)展成就，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，本文舉例說(shuō)明。

2.1鍋爐汽包水位控制

2.1.1單沖量控制系統(tǒng)。做汽包水位控制方式即針對(duì)給水途徑采取有效控制。單沖量即為汽包水位，在此方面的控制系統(tǒng)主要是在蒸汽負(fù)荷明顯增大之時(shí)，因假水位的存在控制器應(yīng)避免擴(kuò)大給水量，而應(yīng)關(guān)小控制閥開(kāi)度，降低給水量。在假水位消失后，蒸汽量擴(kuò)大，送水量便會(huì)下降，水位劇烈波動(dòng)，較易出現(xiàn)事故危險(xiǎn)。因而針對(duì)停留時(shí)間短、負(fù)荷波動(dòng)大的狀況，系統(tǒng)較難有效適應(yīng)，水位難以得到有效保障。但是在小型鍋爐中，因水分在汽包內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，蒸汽負(fù)荷發(fā)生改變之時(shí)，假水位情況并不突出，安裝一定的聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)，便可有效確保操作過(guò)程的安全性。如果所控制的對(duì)象汽包液位出現(xiàn)了下降情況，檢測(cè)變送器采用的是的壓差式，此時(shí)檢測(cè)的壓力也會(huì)變小，從而影響到檢測(cè)信號(hào)，使其變小。給定量與檢測(cè)量會(huì)存在偏差，并且檢測(cè)量會(huì)小于給定量，通過(guò)對(duì)二者進(jìn)行比較從而將其傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)氣閥由于壓力降低，開(kāi)度打開(kāi)從而使水量增加，水量增加則導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部汽包液位上升，回到原有的平衡位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如果汽包液位上升，檢測(cè)變送器的類(lèi)型依然是壓差式的，此時(shí)檢測(cè)到的會(huì)增大并且檢測(cè)信號(hào)造成影響，使信號(hào)增大。給定量與檢測(cè)量之間會(huì)存在差異，并且是前者要大于后者，通過(guò)對(duì)二者進(jìn)行比較后將其傳輸?shù)秸{(diào)節(jié)器。膜頭輸入壓力會(huì)減小，水量此時(shí)就會(huì)相應(yīng)的減少，從而使鍋爐內(nèi)部汽液位降低，回到原有的平衡位置從而達(dá)成自動(dòng)控制目標(biāo)。此種調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，汽包容量較大，水位受擾動(dòng)反應(yīng)較慢，適用于虛假水位不嚴(yán)重的場(chǎng)合。此動(dòng)作對(duì)于鍋爐流量平衡而言是不正確的，在過(guò)程開(kāi)始的時(shí)候就擴(kuò)大了蒸氣流量與給水流動(dòng)波動(dòng)幅度，使進(jìn)出流量不平衡增大。

2.1.2冷卻器控制方案。以氨冷卻器控制冷卻劑流量控制方案為例，其原理即為借助于對(duì)傳熱面積的改變，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳熱速度的控制。采取這一種控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)冷量的充分應(yīng)用，且有助于保持良好的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)于壓縮機(jī)入口壓力也不會(huì)造成不當(dāng)影響。然而這一種控制方案在靈活性上相對(duì)較差，蒸發(fā)空間無(wú)法得到有效保障，較易導(dǎo)致氣氨帶液并致使壓縮機(jī)受損。對(duì)此，可選用對(duì)物料出口溫度及液位實(shí)施串級(jí)控制的方案，應(yīng)用這一種方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液位上限值的有限限制，確保蒸發(fā)空間充足。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展方向

3.1機(jī)電一體化

機(jī)電一體化發(fā)展方向是目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)，可被視作是對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的升級(jí)。目前，在部分工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛性的應(yīng)用，且效果十分顯著。機(jī)電一體化是基于原本的機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)上，利用機(jī)電一體化理論，來(lái)促使各種類(lèi)型的機(jī)械與電子設(shè)備可被組合起來(lái)，并產(chǎn)生出一項(xiàng)通過(guò)電子控制的機(jī)械系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化的運(yùn)行。甚至可以說(shuō)機(jī)電一體化便是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，因而，機(jī)電一體化發(fā)展必將是未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)方向。

3.2微型化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化系統(tǒng)也越來(lái)越朝向微型化的趨勢(shì)所發(fā)展。以微電子機(jī)械系統(tǒng)為代表，其尺寸通常在1cm3以下，甚至還不斷向著微米、納米等更加微型化的級(jí)別所發(fā)展。微型機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品具有能耗低、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活等眾多優(yōu)勢(shì)特性，目前多被用于信息、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域當(dāng)中。微型機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題即為技術(shù)不夠成熟，產(chǎn)品加工需用到精細(xì)加工技術(shù)，主要包括了蝕刻與光刻兩種技術(shù)手段。

3.3智能化

智能化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化技術(shù)所具備的一項(xiàng)關(guān)鍵性特征，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化與智能化和傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的根本差異所在。目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，智能化的特征表現(xiàn)的越來(lái)越明顯，但仍未能夠滿足于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，距離對(duì)人力資源的解放還有很長(zhǎng)的一段路要走。然而，能夠基本確定的一點(diǎn)是，智能化即為機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化發(fā)展的一項(xiàng)主流趨勢(shì)，在未來(lái)必將會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的完全智能化，將人力資源徹底解放出來(lái)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化發(fā)展是提高工業(yè)生產(chǎn)能力與效率的重要措施方法，隨著當(dāng)前相關(guān)科學(xué)技術(shù)手段的快速化發(fā)展以及有關(guān)工業(yè)技術(shù)的持續(xù)促進(jìn)影響，機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化取得了較大的發(fā)展成就，被廣泛的應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，與此同時(shí)也呈現(xiàn)出了機(jī)電一體化、微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì)。