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K002-CA6140车床拨叉831002工艺及铣16槽夹具[版本5]大批量生产

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版本5 K002 CA6140 车床 831002 工艺 16 夹具 版本 大批量 生产
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K002-CA6140车床拨叉831002工艺及铣16槽夹具[版本5]大批量生产,版本5,K002,CA6140,车床,831002,工艺,16,夹具,版本,大批量,生产
内容简介:
课程设计(论文)机械加工工艺规程课程设计指导书(本科) 专业: 班级: 机电工程系数控教研室2020年3月 机械加工工艺规程设计指导书课程设计是提高学生实践工作能力、贴近生产实际的有效方法,学生通过课程设计应能更加熟悉机械加工在技术要求上的多种知识,是一次不可或缺的综合训练。课程设计应完成如下主要内容:分析、抄画零件工作图样或计算机绘图设计;确定毛坯种类、余量、形状,并绘制毛坯图;编制机械加工工艺规程卡一套;4.设计相关工装夹具一套;5.机械加工工艺规程编制说明书一份。1、分析、抄画零件工作图样或计算机绘图设计;1)零件的结构分析分析零件图和装配图,熟悉零件图,了解零件的用途及工作条件;分析零件图上各项技术条件,确定主要加工表面。2)结构工艺性分析(1)机械加工对零件结构的要求。(2) 装配、维修对零件结构的要求。3)零件的技术要求分析(1)加工表面的尺寸精度和形状精度。(2)主要加工表面之间的相互位置精度。(3)加工表面的粗糙度及其它方面的表面质量要求。(4)热处理及其它要求。4)抄画零件工作图样或计算机绘图设计应用计算机绘图软件抄画零件图。2、确定毛坯、画毛坯图1)根据零件用途确定毛坯类型。2)根据批量(生产纲领)确定毛坯制造方法。3)根据手册查定表面加工余量及余量公差。4)绘毛坯图。如图l、图2所示,步骤如下:(1)先用粗实线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图,将已确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上,即得到毛坯轮廓,用双点划线表示,比例1:l。(2)和一般零件图一样,为表达清楚某些内部结构,可画出必要的剖视、剖面。对于由实体上加工出来的槽和孔,可不必这样表达。(3)在图上标出毛坯主要尺寸及公差,标出加工余量的名义尺寸。(4) 标明毛坯技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、圆角尺寸、拔模斜度、表面质量要求(气孔、缩孔、夹砂)等。图l 轴类零件自由锻件毛坯图图2 轴套零件的毛坯一零件综合图3、工艺规程设计1)定位基准的选择定位基准的选择对保证加工面的位置精度,确定零件加工顺序具有决定性影响,同时也影响到工序数量、夹具结构等问题,因此,必须根据基准选择原则,认真分析思考。粗、精基准选择以后,还应确定各工序加工时工件的夹紧方法,夹紧装置和夹紧力作用方向。2)制定工艺路线确定加工方法和划分加工阶段 (1)选择加工方法应以零件加工表面的技术条件为依据,主要是加工面的尺寸精度,形状精度,表面粗糙度,综合考虑各方面工艺因素的影响。一般是根据主要表面的技术条件先确定终加工方法,接着再确定一系列准备工序的加工方法,然后再确定其它次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法选定以后,就需进一步考虑这些加工方法在工艺路线中的大致顺序,以定位基准面的加工为主线,妥善安排热处理工序及其它辅助工序。(3)排加工路线图表。 3)选择加工设备及工艺装备1)根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素,合理确定机床种类及规格。2)根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。3)根据工件材料和切削用量以及生产率的要求,选择刀具,应注意尽量选择标准刀具。4)根据批量及加工精度选择量具。4)加工工序设计、工序尺寸计算1)用查表法确定各工序余量。2)当基准重合时,工序尺寸及其公差的确定应首先明确工序的加工精度,有高精度向毛坯方向逐级反向推算出粗加工、半精加工、精加工精度等级。3)当有基准不重合时的工序尺寸及其公差应由解算工艺尺寸链获得。5)选择切削用量、确定时间定额1)切削用量的选择单件小批生产时,一般可由操作工人自定,大批生产条件下,工艺规程必须给定切削用量的详细数值,选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性,具体选用可参见各类工艺人员手册。2)时间定额的确定(省略)6)填写工艺文件掌握应用caxa工艺图表软件辅助工艺设计和编制1)工艺过程卡片简要写明各道工序,作为生产管理使用。2)工艺卡片详细说明整个工艺过程,作为指导工人生产和帮助干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件,除写明工序内容外,还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。3)工序卡片用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件,在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。工序简图画法(1)简图可按比例缩小,用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图,除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面,其余线条可省略,以必需、明了为度。(2)被加工表面用粗实线(或红线)表示,其余均用细实线。(3)应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。(4)定位、夹紧表面应以规定的符号标明。见机械加工工艺手册.4.设计相关工装夹具一套;根据工序的要求,设计夹具一套,保证夹具定位,夹紧合理,结构简单适用。设计出经济合理又能保证加工质量的夹具。绘制夹具装配图一套,包括装配图及主要零部件数张。5、设计说明书的编写说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书,进一步培养学生分析、总结和表达的能力,巩固、深化在设计过程中所获得的知识,是本次设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍设计全过程,对设计中各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好,条理清楚,图文并茂,充分表达自己独特的见解,力求避免抄书。文内公式图表、数据等出处,应以“”注明参考文献的序号。学生从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源,以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后,随即可整理、编写有关部分的说明书,待全部设计结束后,只要稍加整理,便可装订成册。说明书包括的内容有: 目录 设计任务书 总论或前言 对零件的工艺分析(零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求分析等) 工艺设计确定生产类型。毛坯选择与毛坯图说明。工艺线路的确定(粗、精基准的选择依据,各表面加工方法的确定,工序集中与工序分散的运用,工序前后顺序的安排,选用的加工设备与工装,列出不同工艺方案,进行分析比较等)。加工余量、切削用量、工时定额(时间定额)的确定(说明数据来源,计算教师指定工序的时间定额)。工序尺寸与公差确定(进行教师指定的工序尺寸的计算,其余简要说明之。 总结与体会参考文献书目 附录: 绘制的零件图 工艺过程卡 工序卡课程设计所用到的表格格式均按照辽源职业技术学院课程设计(论文)管理办法之规定。必须统一执行。下面的附件一至七均参照了该办法。附录一 课程设计(论文)格式要求(一级标题)1.1 结构组成(二级标题)(1) 封皮( 统一格式见 附录二 )(2) 目录(3) 摘要(4) 正文(5) 附录(6) 致谢(7) 参考文献1.2 论文格式1.2.1 封皮格式(三级标题)见附录二,字体大小均按照标准执行。1.2.2 正文格式一级标题字体大小:小三,黑体,加黑,段前30磅,段后30磅。二级标题字体大小:四号,黑体,加黑,段前18磅,段后12磅。三级标题字体大小:小四,黑体,加黑,段前12磅,段后12磅。正文字体大小:小四,宋体,固定行距20磅;如果正文中有插图,插图下标注释字体为五号,黑体。1.2.3 纸张要求纸张大小一律选用A4纸。页眉页脚:页眉标注“辽源职业技术学院课程设计(论文)” ,字体大小五号,居中,页脚标注页码,居中。页面设置:页边距,上3.2 cm ,下2.8 cm ,左3 cm ,右2.5 cm。装订线在左边。 课程设计论文附录二:(论 文 题 目)Xxxx 加工工艺规程的设计专 业 班 级 组 号 学生姓名 指导教师 完成日期 年 月 日附录三:课程设计(论文)任务书课程设计(论文)题目: (联接轴加工工艺规程的设计)专业: 班级: 组号: 课程设计(论文)起止时间: 毕业设计(论文)的内容要求: (分析、抄画零件工作图样或计算机绘图设计;确定毛坯种类、余量、形状,并绘制毛坯图;编制机械加工工艺规程卡一套;机械加工工艺规程编制说明书一份。)指导教师: 年 月 日附录四:课程设计(论文)评语及成绩学生姓名专 业班 级学 号课程设计(论文)题目指导教师姓名指导教师评语:指导教师:答辩成绩:附录五:工艺过程卡片模板(略)工序卡片模板 (略)工艺文件的模板见caxa工艺图表软件附件六:课程设计(论文)成绩评分标准序号 评定标准主要内容优秀(90分以上)良好(80分以上)中等(70-79分)及格(60-69分)不及格(59分以下)1课题任务量大,全部完成较好完成完成基本完成未完成2工作态度认真、努力努力较努力尚努力马虎3运用本专业知识灵活、正确、综合运用能综合运用尚能综合运用基本掌握知识模糊4分析与解决问题能力独立分析,有一定见解独创,解决实际问题强较强有一定的能力具有基本的能力不具备5设计(论文说明书)文字精练、通顺、工整文理通顺文理通顺文理尚通顺词不答意论据充分较充分较为充分基本具备欠缺结论正确正确尚正确基本正确有错误图纸整洁、符合国家标准质量较好尚好及格有严重错误6计算与实验方案正确正确尚正确基本正确有错误数据充分、精确、可靠比较可靠基本可靠数据接近误差大、乱凑数据技能动手能力强较好尚好有一定能力差7答辩正确论述和回答与课题有关的问题回答问题较正确回答主要问题正确基本上回答主要问题,无重大错误主要问题回答错误,经启发仍未能回答,达不到最低要求课程设计(论文)评分细则(供参考)优秀1、按时出色地完成毕业设计(论文)任务,方案正确,能达到预期目标。2、图表正确,数据可靠,文本整洁清晰,文理通顺,分析严谨。3、综合运用已学知识,分析解决问题能力强,有一定的创见。4、工作积极,勇于承担任务,工作量大。5、答辩中思维清晰,语言表达能力较强,重点突出,能准确回答问题。良好1、按时较好地完成毕业设计(论文)任务,方案正确,能达到预期目标。2、图表正确,分析较严谨,文本较整洁清晰,文理通顺。3、综合运用已学知识,分析解决问题的能力较强,在理论或实际问题的分析上有一定深度。4、工作积极,态度认真。5、答辩中条例清楚,能抓住重点较正确地回答问题。中等1、能完成毕业设计(论文)任务,方案尚可,基本达到原定课题要求。2、图表基本正确,文理基本通顺。3、有一定综合运用已学知识分析、解决问题的能力。4、工作比较认真。5、答辩中条理基本清楚,回答主要问题基本正确。及格1、能完成毕业设计(论文)中的主要任务,基本达到原定课题的最低要求。2、图表基本合理,文理欠通顺。3、经启发、引导后,尚能分析、解决问题。4、工作态度一般。5、答辩中有些问题经启发、引导后方能回答。不及格1、未能达到原定课题的最低要求,存在原则性错误。2、图表不完整,文字不通顺。3、缺乏分析问题、解决问题的能力。4、工作不认真。5、答辩中不能解释毕业设计(论文)中的基本论点。附件七:课程设计答辩指南2.1.1 答辩需要准备的资料1提纲每位同学需要对自己的设计说明书写出一个提纲。 2分析设计的薄弱环节所做的设计(论文)必然存在着弊端和一些缺点,自己在答辩前需要对自己所做的成果进行客观的分析总结,清楚的掌握自己设计的缺点所在,以及在设计过程中遇到的一些问题,可以在答辩的过程中和指导老师进行交流。3重新整理资料在整个设计的过程中,会参考许多资料,需要对这些资料进行系统的整理,这样才能把握主体,答辩老师针对自己的设计提出的有建设性的意见或建议,需要详细的记录。2.1.2 答辩过程 1、学生自述。自述设计过程要点 2、解答答辩教师的提问。 3、抽题、回答问题。2.1.2 毕业答辩的评定课程设计答辩一般会安排在学期的后几周,每组学生需要及时的和指导老师联系,并且定时的汇报自己设计的进度,及时反馈自己在设计的实际操作过程中遇到的疑难问题及建设性意见,这要作为平时成绩的主要参考依据。论文的质量是基础,成绩占总成绩的50。答辩占到总成绩的3040。平时成绩总成绩的102017外文资料翻译论机电一体化的发展现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造,在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容,但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、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,由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面,只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别,机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力,但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等,即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。二、机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为3个阶段,20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段,在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用,那时研制和开发从总体上看还处于自发状态,由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广,20世纪7080年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。三、机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:3.1智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。3.2模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。3.3网络化20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。3.4微型化微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。3.5绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。3.6系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、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,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CADCAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。(一)我国“机电一体化”工作面临的形势1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。(二) 我国“机电一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。六、我国发展“机电一体化”的对策(一)加强统筹安排,协调发展计划目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!(二)强化行业管理,发挥“协会”作用目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作(三)优化发展环境、增大支持力度优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。(四)突出发展重点,兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。七、结语综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。8论机电一体化的发展By integration of machinery development现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造,在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。The modern science and technology unceasing development, impelled different discipline intersecting enormously with the seepage, has caused the project domain technological revolution and the transformation, in mechanical engineering domain, because the microelectronic technology and the computer technology rapid development and forms to the mechanical industry seepage the integration of machinery, caused the mechanical industry the technical structure, the product organization, the function and the constitution, the production method and the management system has had the huge change, caused the industrial production to enter into “the integration of machinery” by “the machinery electrification” for the characteristic development phase.一、 机电一体化概要First, the integration of machinery outline机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。Integration of machinery is refers in the organization new owner function, the power function, in the information processing function and the control function introduces the electronic technology, unifies the system the mechanism and the computerization design and the software which constitutes always to call.机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容,但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、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,由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。The integration of machinery development also has become one to have until now own system new discipline, not only develops along with the science and technology, but also entrusts with the new content, but its basic characteristic may summarize is: The integration of machinery is embarks from the system viewpoint, synthesis community technologies and so on utilization mechanical technology, microelectronic technology, automatic control technology, computer technology, information technology, sensing observation and control technology, electric power electronic technology, connection technology, information conversion technology as well as software programming technology, according to the system function goal and the optimized organization goal, reasonable disposition and the layout various functions unit, in multi-purpose, high grade, redundant reliable, in the low energy consumption significance realize the specific function value, and causes the overall system optimization the systems engineering technology, from this produces function system, then becomes an integration of machinery systematic or the integration of machinery product.因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面,只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别,机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力,但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等,即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。Therefore, “the integration of machinery” covering “the technology” and “the product” two aspects, only are, the integration of machinery technology is based on the above community technology organic fusion one kind of comprehensive technology, but is not mechanical technical, the microelectronic technology as well as other new technical simple combination, pieces together, this is the integration of machinery and the machinery adds the machinery electrification which the electricity forms in the concept basic difference, the mechanical engineering technology has the merely technical to develop the machinery electrification, still was the traditional machinery, its main function still was replaces with the enlargement physical strength, after but developed the integration of machinery, micro electron installment eliminated may substitute for certain mechanical parts original Outside function, but also can entrust with many new functions, like the automatic detection, the automatic reduction information, demonstrate the record, the automatic control and the control automatic diagnosis and the protection automatically and so on, not only namely the integration of machinery product is humans hand and body extending, humans sense organ and the brains look, has the intellectualized characteristic is the integration of machinery and the machinery electrification distinguishes in the function essence.二、机电一体化的发展状况Second, the integration of machinery development condition机电一体化的发展大体可以分为3个阶段,20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段,在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用,那时研制和开发从总体上看还处于自发状态,由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。Integration of machinery development may divide into 3 stages roughly, 20th century 60s before for the first stage, this stage is called the initial stage, in this time, the people determination not on own initiative uses the electronic technology the preliminary achievement to consummate the mechanical product the performance, specially in Second World War period, the war has stimulated the mechanical product and the electronic technology union, these mechanical and electrical union military technology, postwar transfers civilly, to the postwar economical restoration positive function, has developed and the development at that time generally speaking also is at the spontaneous condition, because at that time the electronic technology development not yet achieved certainly Level. Mechanical technical and electronic technology union also not impossible widespread and thorough development, already developed the product was also unable to promote massively.20世纪7080年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:Mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。The 20th century 7080 ages for the second stage, may be called the vigorous development stage, this time, the computer technology, the control technology, the communication development, has laid the technology base for the integration of machinery development, large-scale, ultra large scale integrated circuit and microcomputer swift and violent development, has provided the full material base for the integration of machinery development, this time characteristic is:A mechatronics word first generally is accepted in Japan, probably obtains the quite widespread acknowledgment to 1980s last stages in the worldwide scale;The integration of machinery technology and the product obtained the enormous development;The various countries start to the integration of machinery technology and the product give the very big attention and the support.20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。1990s later periods, started the integration of machinery technology the new stage which makes great strides forward to the intellectualized direction, the integration of machinery enters the thorough development time, on the one hand, optics, the communication and so on entered the integration of machinery, processes the technology also zhan to appear tiny in the integration of machinery the foot, appeared the light integration of machinery and the micro integration of machinery and so on the new branch; On the other hand to the integration of machinery system modelling design, the analysis and the integrated method, the integration of machinery discipline system and the trend of development has all conducted the thorough research, simultaneously, because domains and so on artificial intelligence technology, neural network technology and optical fiber technology obtain the huge progress, opened the development vast world for the integration of machinery technology, these research, will urge the integration of machinery further to establish the integrity the foundation and forms the integrity gradually the scientific system.三、机电一体化的发展趋势Third, the integration of machinery trend of development机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:Integration of machinery is the collection machinery, the electron, optics, the control, the computer, the information and so on the multi-disciplinary overlapping syntheses, its development and the progress rely on and promote the correlation technology development and the progress, therefore, the integration of machinery main development direction is as follows:3.1智能化3.1Intellectualized智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。Intellectualization is a 21st century integration of machinery technological development important development direction, the artificial intelligence obtains day by day in the integration of machinery constructors research takes, the robot and the numerical control engine bed intellectualization is the important application, here said “the intellectualization” is to the machine behavior description, is in the control theory foundation, the absorption artificial intelligence, the operations research, the computer science, the fuzzy mathematics, the psychology, the physiology and the chaos dynamics and so on the new thought, the new method, simulate the human intelligence, enable it to have abilities and so on judgment inference, logical thinking, independent decision-making, obtains the higher control goal in order to, indeed, enable the integration of machinery product to have With the human identical intelligence, is not impossible, also is nonessential, but, the high performance, the high speed microprocessor enable the integration of machinery product to have preliminary intelligent or humans partial intelligences, then is completely possible and essential.3.2模块化3.2 Modular模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。Modulations are one item important and the arduous project, because the integration of machinery product type and the manufacturer are many, but the development and the development have standard mechanical connection, electrical connection, power connection, the environment connection integration of machinery product unit are an item extremely complex also are the extremely important matters, like the development collection deceleration, the intelligent velocity modulation, the electrical machinery in a body power unit, have function and so on vision, imagery processing, recognition and range finder control units, as well as each kind can complete the model operation the mechanism, like this, may use the standard unit to develop the new product rapidly, simultaneously also may expand the scale of production, this need formulation Each standard, in order to various parts, the unit match and the connection, as a result of the conflicts of interest, very will be difficult to formulate international or the domestic this aspect standard in the near future, but might through set up some big enterprises to form gradually, obviously, the advantage which from the electrical product standardization, the seriation will bring may affirm, regardless of will be to produces the standard integration of machinery unit the enterprise to produce the integration of machinery product the enterprise, the formalization will give the integration of machinery enterprise to bring the happy future.3.3网络化3.3 Network20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。1990s, the computer technology and so on the prominent achievement was the networking, networking starting with the rapid development for the science and technology, the industrial production, political, the military, the education magnanimous act person daily life has all brought the huge transformation, each kind of network the global economy, the production linked up into a single stretch, enterprises competition will also globalize, once the integration of machinery new product developed, so long as its function were original, the quality was reliable, very quick could the best-selling whole world, as a result of the network popularization, was on the rise based on network each kind of long-distance control and the surveillance technology, but long-distance control terminal device itself will be the integration of machinery product, the field busWas the domestic electric appliances network has become the situation with the local area network technology, connected using the family network each kind of domestic electric appliances take the computer as the central computer integration electrical appliances system, caused the people at home to share the inconvenience and the joy which each kind of high-tech brought, therefore, the integration of machinery product faced the network direction to develop without doubt.3.4微型化3.4 Microminiaturized微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。Microminiaturization emerge in the end of 1980s, refers is the integration of machinery to the miniature machine and the microscopic domain development tendency, overseas name it micro electron mechanical system (MEMS), makes a general reference the geometry size not to surpass 1cm3 the integration of machinery product, and to micron, the nanometer level development, the micro integration of machinery product volume small, consumes energy few, the movement is nimble, in aspects and so on biological medical service, military, information has the incomparable superiority, the micro integration of machinery development bottleneck lies in the micro mechanical technology, the micro integration of machinery product processing uses the fine processing technology, namely ultra precise technology, it including photoetching technology and etching technology two kinds.3.5绿色化3.5 Green工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。Industries lived developed for the people have brought the huge change, on the one hand, the material was rich, the life was comfortable; On the other hand, the resources reduce, the ecological environment receives the serious pollution, therefore, the people appealed the protection environment resources, the return nature, the green product concept arises at the historic moment under this kind of call, the green is the time tendency, the green product in its design, the manufacture, the use and in the destruction life process, conforms to the specific environmental protection and the human health request, harmless or the harm are extremely few to the ecological environment, the resources use factor is extremely high, the design green integration of machinery product, has the broad development future, the integration of machinery product green mainly is refers, when use does not pollute the ecological environment, after the abandonment can recycle the use.3.6系统化3.6 systematizations系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、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,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的One of systematized performance characteristics is the system architecture further uses open style and the patternizing main line structure. the system may the nimble configuration, carries on tailors and the combination willfully, simultaneously seeks realizes the multi-subsystem coordination control and the synthesis management, second performance is the correspondence function big enhancement, generally besides RS232, but also will have RS485, the DCS personif
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