基于自動(dòng)化專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的分析

李坤模

摘 要： 自動(dòng)化專業(yè)作為一門交叉性較強(qiáng)的綜合性專業(yè)，包含著多個(gè)學(xué)科的知識(shí)理論，理論與實(shí)踐并行。本文以自動(dòng)化專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)為例介紹自動(dòng)化專業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，并淺要分析自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)特色與學(xué)習(xí)方向。

關(guān)鍵詞： 自動(dòng)化;生產(chǎn)實(shí)習(xí);專業(yè)特色;學(xué)習(xí)方向

【中圖分類號(hào)】TP391 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）11-0200-01

前言：生產(chǎn)實(shí)習(xí)是自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)過程中不可或缺的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)不僅加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的理論學(xué)習(xí)，而且有助于學(xué)生深入實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)了解生產(chǎn)流程從而增強(qiáng)實(shí)踐能力。生產(chǎn)實(shí)習(xí)能夠提高專業(yè)能力，在專業(yè)領(lǐng)域更進(jìn)一步。

1 工業(yè)機(jī)器人

工業(yè)機(jī)器人的概念在上個(gè)世紀(jì)四五十年代就由美國(guó)等西方國(guó)家提出，隨著數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的不斷延伸與發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的種類與功能越來越豐富?？梢苑譃榇?lián)機(jī)器人（水平與垂直兩類）、并聯(lián)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家用機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、特種機(jī)器人等等。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，主要考察的參數(shù)有最大負(fù)載、工作范圍、運(yùn)行速度、重復(fù)運(yùn)行精度、自由度等，主要由這五大參數(shù)選擇要采用的機(jī)器人種類及功能。

常見的工業(yè)機(jī)器人有碼垛機(jī)器人、沖床工作站、焊接工作站、搬運(yùn)機(jī)器人等。碼垛機(jī)器人類似于人體結(jié)構(gòu)，臂桿高且長(zhǎng)，工作空間大，每個(gè)零件都比較粗，是一種大功率的機(jī)器人，能夠抓取的物體重量高達(dá)100公斤。碼垛機(jī)器人針對(duì)碼垛任務(wù)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，本身具有四個(gè)自由度便能完成任務(wù)，依據(jù)物體實(shí)際重量決定其精確度。沖床會(huì)產(chǎn)生很多次聲波，不僅會(huì)產(chǎn)生噪音，還可能會(huì)對(duì)人體有所傷害。沖床上下料工作站機(jī)器人負(fù)責(zé)抓取工件送往沖床然后復(fù)位，配有氣缸等完成氣動(dòng)作業(yè)，需要確保抓取實(shí)物（不能為空），否則會(huì)造成沖床空沖而損壞，傳感器、檢測(cè)變送等環(huán)節(jié)使得沖床上下游工作站平穩(wěn)準(zhǔn)確運(yùn)行。焊接工作站由機(jī)器人加整套焊接裝備組成，控制柜主要是按照工作人員輸入的程序進(jìn)行調(diào)度機(jī)器人執(zhí)行焊接設(shè)備，避免了人工焊接而造成的潛在危險(xiǎn)，焊接角度、強(qiáng)度、能耗、精度等成為焊接工作站的重要性能指標(biāo)。搬運(yùn)機(jī)器人以系統(tǒng)編程為核心，利用建立好的三維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行搬運(yùn)動(dòng)作，其精度取決于系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與機(jī)器人自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

工業(yè)機(jī)器人在設(shè)計(jì)以及改良的過程中綜合利用了自動(dòng)化專業(yè)中的控制技術(shù)，重點(diǎn)在于對(duì)于專業(yè)中的控制理論進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，同時(shí)還要結(jié)合生產(chǎn)要求進(jìn)行實(shí)踐。

2 電氣設(shè)備

電氣設(shè)備作為生產(chǎn)生活中至關(guān)重要的設(shè)備，其設(shè)計(jì)及運(yùn)行關(guān)聯(lián)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與實(shí)際生產(chǎn)生活。主要體現(xiàn)在電氣設(shè)備運(yùn)行、電氣主接線形式及設(shè)計(jì)兩大方面。主要電氣設(shè)備有一次設(shè)備如變壓器：電壓升高或者降低，主要是負(fù)責(zé)滿足實(shí)際輸配電需要。斷路器：切斷電流;隔離開關(guān)：隔斷電壓;熔斷器：保護(hù)電源和負(fù)責(zé)過流熔斷等。勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)根據(jù)發(fā)電機(jī)實(shí)際工作負(fù)荷調(diào)整相對(duì)應(yīng)的電流，保持電機(jī)端電壓恒定，此外在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性（包括動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性）和減少故障損壞程度等方面也有功效。繼電保護(hù)裝置的主要工作范圍有定子繞組系統(tǒng)故障、定子繞組匝間系統(tǒng)故障（此時(shí)要求裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的短路保護(hù)）等等。在某些大容量機(jī)組的電廠內(nèi)部需要設(shè)置專門的供電電源，通常由蓄電池來?yè)?dān)任，是很重要的一部分。隨著機(jī)組容量的增加直流系統(tǒng)也逐漸趨于龐大和復(fù)雜，要求也更高。如交流不停電電源（簡(jiǎn)稱UPS）具有高質(zhì)量的供電能力，在非線性負(fù)荷及各種干擾作用下其供電的可靠性、連續(xù)性仍能滿足要求。

電氣主接線的要求主要為三個(gè)方面，分別為可靠性（可根據(jù)斷路器檢修、母線故障或檢修等方面評(píng)價(jià)）;靈活性（操作、調(diào)度、擴(kuò)建的便利性）;經(jīng)濟(jì)型（一次投資少、占地面積小、電能損耗少）。主要的特點(diǎn)為分為單母線方式接線（出路回路少、無(wú)重要負(fù)荷）、單母線方式分段接線（適用于發(fā)電廠、變電站的6～10KV接線中）、雙母線方式接線（調(diào)度方便、可靠性較好）、雙母線方式分段接線（出線和電源較多、配電裝置中）等等。應(yīng)用場(chǎng)所主要為中小型火電廠、大型凝汽式火電廠、大容量水電廠、變電站、樞紐變電站等，堅(jiān)持可靠、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。

電氣設(shè)備的組成、運(yùn)行、接線及其設(shè)計(jì)無(wú)不體現(xiàn)自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)創(chuàng)新和突破的前提是熟練掌握專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，加上充足的實(shí)踐鍛煉，進(jìn)而學(xué)會(huì)創(chuàng)新。

3 工業(yè)4.0

工業(yè)的發(fā)展分為四個(gè)典型階段，即工業(yè)1.0：機(jī)器制造、機(jī)械化生產(chǎn);工業(yè)2.0：批量出產(chǎn)、規(guī)范化;工業(yè)3.0：高度化、無(wú)人/少人化出產(chǎn);工業(yè)4.0：網(wǎng)絡(luò)形式生產(chǎn)、虛實(shí)交融。這四個(gè)階段伴隨著四次工業(yè)革命而演變，具有鮮明的跨時(shí)代意義。在工業(yè)4.0的建設(shè)過程中人們的活動(dòng)領(lǐng)域、合作形式、創(chuàng)新價(jià)值的過程等會(huì)發(fā)生改變，分工將會(huì)被重組。其實(shí)現(xiàn)的前提是工業(yè)的自動(dòng)化，主要體現(xiàn)在機(jī)械制造、電氣工程兩大方面。工業(yè)4.0的三大趨勢(shì)為智能物流、智能生產(chǎn)、智能工廠。

工業(yè)4.0的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：生產(chǎn)生活的靈活性更高（可以實(shí)現(xiàn)低端到高端的一次性生產(chǎn)）;動(dòng)態(tài)生產(chǎn)線（構(gòu)成動(dòng)態(tài)出產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)車輛的混裝并確保合適）;遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)（類似社交網(wǎng)絡(luò)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，形成專家平臺(tái)更有效地進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)）。世界上各個(gè)國(guó)家也相應(yīng)提出適應(yīng)于本國(guó)發(fā)展的工業(yè)4.0戰(zhàn)略，例如德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略為通過互聯(lián)、數(shù)字以及智能化的融合來提高制備裝備工業(yè)能力，使其工業(yè)生產(chǎn)處于世界領(lǐng)先地位。美國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略為要發(fā)展包括先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)平臺(tái)、先進(jìn)制造工藝及設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等先進(jìn)數(shù)字化平臺(tái)、先進(jìn)制造工藝等，并通過信息技術(shù)來重塑工業(yè)格局，激活傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等。

中國(guó)制造2025是中國(guó)提出的一種工業(yè)戰(zhàn)略。面臨自主創(chuàng)新能力不強(qiáng);產(chǎn)品質(zhì)量問題較突出;資源利用率較低，能耗高、污染嚴(yán)重;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高端產(chǎn)品能力差等突出問題。核心要點(diǎn)是在新一代信息技術(shù)與制造業(yè)領(lǐng)域形成融合，要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)設(shè)備等的要求，強(qiáng)化工廠的基礎(chǔ)能力等。會(huì)利用互聯(lián)網(wǎng)緩解信息不對(duì)稱問題，提高效率等，且應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可提高企業(yè)的效率，整體提高國(guó)家的GDP。

工業(yè)4.0這一時(shí)代浪潮啟示著我們需要緊跟時(shí)代的發(fā)展，善于利用新興科技解決生產(chǎn)生活的種種問題。從工業(yè)4.0的發(fā)展中需要思考如何創(chuàng)新發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維尤為重要。

4 總結(jié)

基礎(chǔ)知識(shí)理論的學(xué)習(xí)是學(xué)好自動(dòng)化專業(yè)的前提，同時(shí)實(shí)踐能夠有助于理解和加強(qiáng)掌握理論知識(shí)。在實(shí)際的生產(chǎn)生活實(shí)踐中，不僅需要總結(jié)寶貴的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，還需要發(fā)現(xiàn)其中存在的問題并提出創(chuàng)新思路。自動(dòng)化專業(yè)作為一門綜合性且交叉性較強(qiáng)的專業(yè)，其在國(guó)家發(fā)展以及社會(huì)生活生產(chǎn)中扮演著不可或缺的角色，理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作都十分重要。唯有不斷學(xué)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新，不斷“充電”才能不被社會(huì)淘汰。

參考文獻(xiàn)

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