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關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 機(jī)械自動化 開放化

中圖分類號：TS664 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0079-01

1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的應(yīng)用現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的應(yīng)用呈現(xiàn)集成化和柔性化發(fā)展，這種發(fā)展趨勢大大提高了機(jī)械自動化綜合發(fā)展水平，成為機(jī)械自動化發(fā)展的基礎(chǔ)，也成為機(jī)械自動化發(fā)展水平的核心標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)關(guān)系到機(jī)械自動化的發(fā)展前景，而機(jī)械自動化的發(fā)展又關(guān)系到我國制造業(yè)的發(fā)展方向?，F(xiàn)國內(nèi)數(shù)控技術(shù)長期依賴國外，不僅使得制造業(yè)成本增加，而且使的機(jī)械發(fā)展技術(shù)上顯得極為脆弱，整個機(jī)械自動化發(fā)展水平處于發(fā)達(dá)國家之后。近幾年來我國快速發(fā)展機(jī)械自動化領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)，針對機(jī)械自動化技術(shù)有針對性的對數(shù)控技術(shù)進(jìn)行發(fā)展和研究，在一定程度上取得了長足的進(jìn)步。

2 機(jī)械自動化中數(shù)控技術(shù)的理論基礎(chǔ)

2.1 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動化應(yīng)用的智能化和多維化

計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及以及軟件技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的智能化成為機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢，智能化的內(nèi)容包含數(shù)控系統(tǒng)的各個方面：機(jī)械自動化的精度控制、自適應(yīng)控制、安全控制，以及提高編程水平等，在反應(yīng)控制、機(jī)械參數(shù)的識別和運(yùn)算，以及數(shù)控的模糊控制等方面都具有發(fā)展的空間。多維化是指機(jī)械自動化發(fā)展層次的多維，通過數(shù)控技術(shù)拓展機(jī)械自動化功能，采用多維的數(shù)控技術(shù)提高自動化水平，多維聯(lián)動發(fā)揮更高的效益。但是多維數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中編程應(yīng)用開發(fā)難度大，限數(shù)制控技術(shù)在機(jī)械自動化領(lǐng)域的發(fā)展。

2.2 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動化應(yīng)用的精度化和高速化

在機(jī)械自動化的發(fā)展中其自動化水平通過速度和精度衡量，亦是其機(jī)械自動化發(fā)展追求的目標(biāo)，在數(shù)控技術(shù)中采用高速CPU和多核CPU提高數(shù)控技術(shù)的處理速度，能夠提高機(jī)械自動化中伺服系統(tǒng)的效率，改善機(jī)械靜態(tài)和動態(tài)狀況。隨著計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的發(fā)展，充分應(yīng)用到數(shù)據(jù)技術(shù)，使得機(jī)械自動化的控制精度達(dá)到微米級，可見機(jī)械自動化在高精度化和高速化上已經(jīng)大大提高。

2.3 數(shù)控技術(shù)機(jī)械自動化應(yīng)用的可靠性和網(wǎng)絡(luò)性

機(jī)械自動化控制指標(biāo)中數(shù)控技術(shù)的可靠性是重要內(nèi)容，機(jī)械自動化要在控制中取得高性能、高效率和高精度的效果，取得很好的效益，就需要提高數(shù)控技術(shù)的可靠性。對現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)進(jìn)行性能分析，尋求阻礙性能可靠性的原因，從而提高機(jī)械自動化控制水平。在此過程中要依靠可靠的管理和有效的組織，經(jīng)過數(shù)控技術(shù)中數(shù)據(jù)的長期積累，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)建立優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫提高數(shù)控技術(shù)水平。

網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械自動化數(shù)控技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。數(shù)控系統(tǒng)本身采用模塊設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，能夠滿足機(jī)械自動化功能的需求，數(shù)控技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化能夠依據(jù)不同的機(jī)械自動化控制要求，使用相應(yīng)的信息進(jìn)行數(shù)控流程進(jìn)行調(diào)整從而很大限度的發(fā)揮數(shù)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的效能。

3 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)展

3.1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的結(jié)構(gòu)發(fā)展

首先機(jī)械自動化中數(shù)控技術(shù)的集成化，采用高度集成的芯片和大規(guī)?？删幊炭刂破鳎≒LC）集成各種專用電路芯片，可以提高數(shù)控技術(shù)的軟件和硬件的匹配效能，提高機(jī)械運(yùn)行的速度和機(jī)械自動化的集成度，應(yīng)用平面顯示技術(shù)可以提高機(jī)械自動化控制顯示功能；其次是體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化，通過機(jī)械設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，可以將不同的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效組合，對機(jī)械進(jìn)行編程、運(yùn)行、設(shè)定和操作，而且不同的機(jī)械設(shè)備可以顯示在數(shù)控顯示屏幕上，每個機(jī)械的自動控制設(shè)備可以高度的集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和無人操作。

3.2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的功能發(fā)展

首先是數(shù)控技術(shù)的可視化。將計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)緊密聯(lián)系，高效的處理機(jī)械自動控制中各種數(shù)據(jù)，是機(jī)械自動控制中的信息交流不僅僅在語言表達(dá)上，還可以通過圖像、動作、圖形進(jìn)行可視化。其次在機(jī)械自動控制中，由于工藝的要求存在很多補(bǔ)償和插補(bǔ)，補(bǔ)償中如控制測距的補(bǔ)償，間隙補(bǔ)償。插補(bǔ)包含對象插補(bǔ)、垂直插補(bǔ)等。

4 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化的綜合發(fā)展

隨著電子技術(shù)、精密制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動控制優(yōu)化、監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械自動化中數(shù)控技術(shù)性能日臻完善，數(shù)控的自動化應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。

數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)是機(jī)械自動控制的基礎(chǔ)，是先到機(jī)械控制和制造成為規(guī)?；凸I(yè)化的象征，同時給傳統(tǒng)的機(jī)械控制帶來翻天覆地的變化，對汽車加工、國防工業(yè)發(fā)展起到越來越重要的作用。機(jī)械自動化中的數(shù)控技術(shù)不斷采用新的成果，朝著可靠化、智能化、高精度、高速度方向發(fā)展。智能化是新世紀(jì)機(jī)械控制技術(shù)的大的發(fā)展方向。作為機(jī)械自動化的控制部分，數(shù)控技術(shù)中的數(shù)控系統(tǒng)，引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制、自適應(yīng)控制等機(jī)制，數(shù)控技術(shù)能在機(jī)械控制中具備學(xué)習(xí)功能，不斷的儲備控制數(shù)據(jù)，具有自適應(yīng)、自補(bǔ)償、自編程等功能。對于機(jī)械自動化運(yùn)行故障可有進(jìn)行伺服驅(qū)動的智能化識別、故障診斷的專家系統(tǒng)，通過這些數(shù)控手段可以優(yōu)化調(diào)解參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了其柔性的發(fā)展。這主要是指機(jī)械控制中通過數(shù)控系統(tǒng)與外部其他控制系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制和網(wǎng)絡(luò)連接，能夠在企業(yè)內(nèi)部建立機(jī)械自動控制的局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部控制或者遠(yuǎn)程控制。

4.2 數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化中的開放化發(fā)展

數(shù)控系統(tǒng)的開放化是建立機(jī)械控制智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。在機(jī)械控制中數(shù)控技術(shù)的全軟型的控制系統(tǒng)開放性最好，但是在開發(fā)中涉及的項(xiàng)目太多，存在一定的困難，適合大型機(jī)械自動控制；專用的有PC及其和計(jì)算機(jī)綜合數(shù)控技術(shù)（CNC）的開放性比較差；基于總線的數(shù)控系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化的性能比較好，但是總線性能并不能在智能數(shù)控是發(fā)揮很好的效用，還需要進(jìn)一步開發(fā)研究。工業(yè)PC和機(jī)械運(yùn)行控制卡的形式使得數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)械控制中發(fā)揮很好的性能，具有很好的開放性，該類型的數(shù)控技術(shù)在機(jī)械自動化領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒俊華.機(jī)械自動化發(fā)展分析[J].科技博覽，2009（6）.

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關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；自動化；機(jī)械制造；工業(yè)生產(chǎn)；汽車制造；煤礦機(jī)械 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TG659 文章編號：1009-2374（2016）14-0049-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.14.025

1 數(shù)控技術(shù)的含義及特點(diǎn)

1.1 數(shù)控技術(shù)的含義

數(shù)控技術(shù)即是結(jié)合數(shù)字、符號及文字等相關(guān)信息于一體的特殊信息符號，其是能對機(jī)械的運(yùn)動及在產(chǎn)品制造過程中具有控制性的一種科學(xué)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)能將計(jì)算機(jī)與機(jī)械制造、傳感檢測等各方面科學(xué)有效地結(jié)合，使其為我國大規(guī)模大范圍的自動化機(jī)械制造提供有力的技術(shù)支持，從而促進(jìn)自動化機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1.2 數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 數(shù)控技術(shù)具有高效性。數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中最顯著的特點(diǎn)就是高效率、高時效。自動化操作模式與普通的人工操作相比，其實(shí)現(xiàn)了高難度的復(fù)雜零部件的加工與組裝，能實(shí)現(xiàn)長時間的多層次、多工序的加工操作。不僅節(jié)約了大量的人力操作，還極大地縮短了生產(chǎn)時間，降低了生產(chǎn)成本。從人工方面來說，機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)自動化使工廠制造業(yè)的安全性提高，降低了許多人為事故和人身傷害事故的發(fā)生率。

1.2.2 數(shù)控技術(shù)具有便捷性。現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)運(yùn)用數(shù)控自動化技術(shù)是其發(fā)展的必然趨勢及生存之道。數(shù)控自動化機(jī)械制造與傳統(tǒng)的機(jī)械制造相比，自動化機(jī)械制造的便捷化的特點(diǎn)表現(xiàn)得更加明顯，其主要由計(jì)算機(jī)掌控加工程序和機(jī)械操作流程，大大減少了制造工藝的程序，如產(chǎn)品從加工到產(chǎn)成品再到封袋出售等整個操作過程都能經(jīng)流水線一次性完成，使得加工過程中出現(xiàn)錯誤的現(xiàn)象極少，為生產(chǎn)加工帶來了極大的方便。

2 自動化機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 自動化機(jī)械制造技術(shù)總體偏低

雖然自動化機(jī)械制造在近幾年來得到普遍發(fā)展，并且運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，受到許多制造企業(yè)的青睞，但與國外先進(jìn)的自動化機(jī)械制造技術(shù)相比較，其運(yùn)用技術(shù)和機(jī)械的自動化程度仍比較落后。以刮板輸送機(jī)為例，以國外先進(jìn)的自動化技術(shù)制造加工重型刮板輸送機(jī)的水平比我國自動化制造水平提前10年以上。我國目前刮板輸送機(jī)出現(xiàn)的問題主要有事故出現(xiàn)頻率高、加工工藝粗糙、機(jī)械使用壽命短、電機(jī)功率有限、輸送機(jī)運(yùn)量不抵國外一半的水平等，以上問題足以證明我國的自動化整體水平較發(fā)達(dá)國家而言落后程度較大，加之對自動化機(jī)械制造出現(xiàn)問題的后續(xù)處理技術(shù)不到位等原因?qū)е挛覈淖詣踊揭恢碧幱诘退綘顟B(tài)。

2.2 機(jī)械制造行業(yè)自動化趨勢明顯

目前，在工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展時期，機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)自動化是時代所趨。生產(chǎn)工藝成熟，傳統(tǒng)的機(jī)械制造已不能滿足大批量的市場需求，自動化機(jī)械制造技術(shù)能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的大批量的流水線作業(yè)，是符合我國國情發(fā)展的一種技術(shù)和發(fā)展模式。自動化機(jī)械制造主要注重產(chǎn)品的制造和技術(shù)的運(yùn)用，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量、豐富產(chǎn)品的制造體系具有重要作用。自從自動化機(jī)械制造代替了傳統(tǒng)的機(jī)械制造以后，產(chǎn)品系列日益豐富，如產(chǎn)品的包裝多樣化、色彩豐富化、樣式多彩化、設(shè)計(jì)多元化等，能夠更好地滿足市場消費(fèi)的各種需求，并且大批量、流水線生產(chǎn)是自動機(jī)械制造的最大優(yōu)勢，數(shù)控自動化技術(shù)滿足了機(jī)械制造業(yè)的廣泛需求，同時還使得機(jī)械制造整體水平得到了提高，故而被廣大生產(chǎn)商或消費(fèi)者接受與認(rèn)可。

3 數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中的運(yùn)用

3.1 數(shù)控技術(shù)自動化運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)

在現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn)中，確保生產(chǎn)安全是首要考慮因素。工業(yè)生產(chǎn)中的自動化操作是以計(jì)算機(jī)為主要控制源，再結(jié)合控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同作用形成一個自動化體系，其主要運(yùn)用于機(jī)器生產(chǎn)的流水線上和人類勞動難以承受的惡劣環(huán)境下（金屬冶煉、造紙印刷、食品加工等）的作業(yè)，完成人類無法完成的復(fù)雜度較高的工作。它不僅能達(dá)到信息技能和規(guī)范操作的要求，而且最主要的是能確保安全生產(chǎn)，提高工作效率，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最終生產(chǎn)的目的。

控制單元與數(shù)控自動化制造技術(shù)能實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，通過編制的有效程序和操作流程的要求能幫助人類實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)效果，甚至達(dá)到預(yù)料之外的生產(chǎn)效益。數(shù)控自動化機(jī)械制造一旦發(fā)生事故或者短路的現(xiàn)象，系統(tǒng)就自動通過傳感系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)傳到控制單元，控制單元將立馬采取保護(hù)預(yù)警措施，發(fā)出警報信號，使工業(yè)生產(chǎn)的危險性和損失降到最低?？傊?，數(shù)控技術(shù)自動化機(jī)械制造運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)不僅節(jié)約了大量人財物力的支出，還在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中確保了加工人員的安全。

3.2 數(shù)控技術(shù)自動化運(yùn)用于汽車制造

近幾年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，汽車的需求市場變大，汽車生產(chǎn)的空間提升到了新的高度，數(shù)控技術(shù)在汽車生產(chǎn)中也得到了廣泛運(yùn)用，發(fā)展極其迅速，數(shù)控技術(shù)自動化在汽車零部件的加工與組裝過程中的表現(xiàn)最為明顯。數(shù)控自動化技術(shù)的出現(xiàn)使原先發(fā)展比較迅猛的汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)獲得了更快的發(fā)展速度，數(shù)控自動化控制機(jī)床生產(chǎn)的汽車零部件使先進(jìn)的制造工藝得到了大力的推廣，這不僅使汽車零部件生產(chǎn)量加大，滿足了汽車制造的需要，還使零部件的生產(chǎn)質(zhì)量得到了進(jìn)一步提高。為滿足當(dāng)今激烈的汽車市場的需求，獲得更高的有效利益，汽車的機(jī)械制造業(yè)必須將數(shù)控技術(shù)更多地運(yùn)用于自動化機(jī)械制造中，以期實(shí)現(xiàn)短期投資、長期收益的良好發(fā)展目標(biāo)。傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)主要注重生產(chǎn)的規(guī)模與效益，隨著數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造業(yè)中的廣泛運(yùn)用，徹底打破傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)理念，許多生產(chǎn)企業(yè)傾向于小規(guī)模、高效率、多元化的發(fā)展模式，獲得了可觀成效。除此之外，數(shù)控技術(shù)自動化機(jī)械制造還帶動了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)控制技術(shù)的發(fā)展，為汽車行業(yè)的快速發(fā)展帶來了巨大動力。

3.3 數(shù)控技術(shù)自動化運(yùn)用于煤礦機(jī)械

傳統(tǒng)煤礦機(jī)械中使用的采煤機(jī)種類繁多，機(jī)械的更新?lián)Q代快，并且在煤礦采掘過程中機(jī)械所承擔(dān)的煤礦批量小，不能滿足煤礦采掘業(yè)的需求，導(dǎo)致煤礦采掘成本高、效益低。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，自動化與信息化相結(jié)合使煤礦開采的地下作業(yè)變得既方便又快捷，而且安全系數(shù)也得到了提高。對此，不僅降低了煤礦開采成本，還使煤礦生產(chǎn)體系得到了極大的完善，使經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益得到同步增長。

隨著數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中的廣泛運(yùn)用，使得數(shù)控自動化系統(tǒng)中的氣割機(jī)械能更好地補(bǔ)償切割工作，準(zhǔn)確度也得到了大大提高，實(shí)現(xiàn)了高效益、低成本的發(fā)展目標(biāo)。使用數(shù)控自動化機(jī)械，在地下作業(yè)時系統(tǒng)能自動地對某些破口進(jìn)行切割工作，減少了因人工無法意識到的問題產(chǎn)生的不良影響。

4 如何讓數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中更好地運(yùn)用

4.1 引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，提高數(shù)控自動化水平

我國數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造業(yè)中存在諸多不足之處，與國外先進(jìn)技術(shù)理念相比較，我國數(shù)控技術(shù)水平落后近一半的水平。因此，我們必須端正態(tài)度，意識到我國自動化機(jī)械制造業(yè)不足的事實(shí)，才能從根本上解決技術(shù)落后的困境。國內(nèi)必須加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)成本的資金投入力度，同時引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，將其與我國企業(yè)的實(shí)際制造業(yè)和我國實(shí)際國情相結(jié)合，研制出更加先進(jìn)的、對我國制造業(yè)有實(shí)效的數(shù)控自動化技術(shù)。

要實(shí)現(xiàn)數(shù)控自動化總體水平的提高，離不開其在機(jī)械制造的實(shí)際運(yùn)用。如果一味地遵循本國發(fā)展理念和技術(shù)水平，將他國先進(jìn)技術(shù)視而不見，沒有超越意識，那么我國數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造時代就不能取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，將始終處于落后的成長階段或者起步階段，向成熟階段發(fā)展將變得遙遙無期。所以，我們要不斷加深對數(shù)控技術(shù)和自動化機(jī)械制造的認(rèn)識，結(jié)合他國先進(jìn)知識理念和先進(jìn)的技術(shù)水平將數(shù)控自動化水平發(fā)展到最優(yōu)化，在提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率的同時也要在其中展現(xiàn)中國特色、中國元素，以更好地將數(shù)控自動化技術(shù)運(yùn)用到我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展中。

4.2 擴(kuò)大數(shù)控實(shí)用范圍，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營效益

數(shù)控技術(shù)運(yùn)用到自動化機(jī)械制造已經(jīng)擴(kuò)展到了一些制造企業(yè)中，但仍有許多企業(yè)安于現(xiàn)狀，對自動化機(jī)械制造沒有足夠信心，其主要原因是我國目前自動化機(jī)械制造業(yè)還沒有發(fā)展到成熟階段，產(chǎn)業(yè)化水平低。對此我們應(yīng)急切地解決現(xiàn)存問題，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化改革，調(diào)整數(shù)控自動化技術(shù)的運(yùn)用策略，將其擴(kuò)展到各個生產(chǎn)領(lǐng)域，發(fā)揮其最大的作用：首先，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造業(yè)中的運(yùn)用效率，不管從人力、物力、財力，還是在產(chǎn)業(yè)成效上，數(shù)控自動化技術(shù)都不應(yīng)該只是一個幌子，而是應(yīng)該將其用到實(shí)處，發(fā)揮真正作用，提高產(chǎn)業(yè)效能；其次，應(yīng)減少自動化技術(shù)水平被某個行業(yè)壟斷的局面，將局部領(lǐng)域擴(kuò)張到全部生產(chǎn)領(lǐng)域，使各個機(jī)械制造領(lǐng)域都能感受到先進(jìn)科學(xué)技術(shù)給制造業(yè)帶來的真正推動作用；最后，機(jī)械制造企業(yè)也應(yīng)該積極主動接受先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的意識，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，將數(shù)控自動化技術(shù)運(yùn)用到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中，提高產(chǎn)業(yè)整體化水平，為我國整體經(jīng)濟(jì)的提高做出重要貢獻(xiàn)。

4.3 培育數(shù)控技術(shù)人才，加快自動化更新?lián)Q代

培育專業(yè)的高級數(shù)控自動化人才是推動數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中得到有效運(yùn)用的主要因素。在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展的同時，數(shù)控自動化水平的提高已是刻不容緩的事情。為了適應(yīng)科技發(fā)展需要：首先，應(yīng)提高機(jī)械制造企業(yè)對數(shù)控技術(shù)的認(rèn)識，培養(yǎng)符合科技發(fā)展需要的人才，定期進(jìn)行培訓(xùn)、考核，使數(shù)控技術(shù)人員能達(dá)到高級數(shù)控技術(shù)水平；其次，加快數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中更新?lián)Q代的步伐，一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)只有不斷更新，不斷改變，才能使其發(fā)揮最大作用，適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的需要；最后，不管是人才培育，還是自動化水平的更新?lián)Q代都需要加大資金投入，利用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)使我國生產(chǎn)力進(jìn)入自動化模式，提高生產(chǎn)效率，降低成本，增強(qiáng)市場占有率，使我國制造產(chǎn)業(yè)真正具有競爭力，推動我國機(jī)械制造業(yè)整體水平的提高。

綜上所述，我國數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中的運(yùn)用具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景，只有充分認(rèn)識到數(shù)控自動化技術(shù)目前存在的問題，徹底解決這些問題，將數(shù)控自動化技術(shù)真正為我國機(jī)械制造業(yè)所用，一定能促進(jìn)數(shù)控技術(shù)在自動化機(jī)械制造中快速發(fā)展，取得可觀成效。

參考文獻(xiàn)

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[2] 張亮.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用及發(fā)展分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（26）.

篇3

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化儀表；自動化控制；技術(shù)

中圖分類號： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

隨著科技的發(fā)展，工業(yè)技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，并且生產(chǎn)的過程智能化程度也在不斷的提高，特別是在信息技術(shù)出現(xiàn)之后，自動化控制的理論以及各種自動化控制的辦法也不斷的出現(xiàn)，并且市場對其也愈加的認(rèn)可。自動化控制技術(shù)以及工業(yè)自動化儀表也慢慢的成為了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的標(biāo)志。企業(yè)在生產(chǎn)的過程中，也更加重視效率的提高、產(chǎn)能的提高、安全系數(shù)的提高以及能耗的降低。

1、簡述自動化儀表

1.1．自動化儀表測試分類

自動化儀表在電氣工程的應(yīng)用過程中，具有不同的類型。不同的自動化儀表具有不同的特點(diǎn)，可以發(fā)揮不同的作用。其中，自動化儀表主要包括壓力儀表、溫度儀表、流量速儀表和物位儀表等。

1.1.1、溫度儀表

電氣工程的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生不同的溫度變化，需要監(jiān)控生產(chǎn)過程中的溫度。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)控，主要是通過熱點(diǎn)偶或者是熱電阻實(shí)現(xiàn)的。隨著我國電子科技技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前電氣生產(chǎn)過程中實(shí)施溫度監(jiān)控，應(yīng)用的主要是具有較高智能化特點(diǎn)的溫度控制系統(tǒng)。在微電腦控制芯片中，可以利用總線技術(shù)輸入采集到的設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行信息數(shù)據(jù)，并且對收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

1.1.2、物位儀表

在電氣工程中，對物位儀表的應(yīng)用，主要是通過記錄位置，以測量產(chǎn)品。例如，在化工生產(chǎn)過程中，可以測量試樣高度；在輸油管道中，可以測量油面的位置；在鐵道電氣化工程中，可應(yīng)用激光測試距離等。這些都屬于對物位儀表的應(yīng)用范圍。

1.1.3、壓力儀表

一些生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)需要，需要應(yīng)用壓力控制。壓力測量的時候，傳統(tǒng)的應(yīng)用方法是利用壓力計(jì)實(shí)現(xiàn)。連接壓力計(jì)的時候，一般都是應(yīng)用導(dǎo)壓管道，可以觀察生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的壓力變化。全面了解生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的壓力變化，才能及時采取相應(yīng)的措施對一些問題進(jìn)行處理，避免對生產(chǎn)設(shè)備造成損壞，危及人們的生命安全。

1.2、基本工作規(guī)律

工業(yè)自動化儀表的功能是基于生產(chǎn)場地?zé)o人操控的前提下實(shí)現(xiàn)自主檢測、自主記載與自主管控的目的，且達(dá)成獲得信息并將信息傳遞至長距離終端，最終完成終端信息處理。它的基本工作規(guī)律是以平衡原理為條件，涵括力平衡、力矩平衡與電平衡等方面的內(nèi)容。工業(yè)自動化儀表的感知元件將現(xiàn)場所測得的溫度、壓力以及流量等指標(biāo)，借助變送器轉(zhuǎn)化，獲取易于擴(kuò)大的測量數(shù)量值，比方電壓量值、電流量值以及機(jī)械量值等，之后再借助更深入的擴(kuò)展。通過擴(kuò)展的量值可以借助變送器傳遞至展示器件，歷經(jīng)反饋器件和測量量值的進(jìn)一步比較，以實(shí)現(xiàn)平衡。

2、工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)的技術(shù)

2.1、自動化控制系統(tǒng)簡介

工業(yè)的自動化設(shè)備是由自動化控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制的，自動化控制儀表就是這一總體調(diào)度系統(tǒng)的核心。自動化控制儀表是由自動化控制功能原件構(gòu)成的，可以為控制系統(tǒng)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，具有較為完善的自動化功能。經(jīng)典的自動化控制儀表是由控制、自動報警、記錄、顯示等功能模塊構(gòu)成的，可用于電力、石化、冶金、科研、國防等領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中以數(shù)控儀表、溫度控制儀表、壓力控制儀表、流量控制儀表等形式出現(xiàn)，自動化控制系統(tǒng)圍繞這些儀器構(gòu)建而成，可對信號的時間和頻率進(jìn)行表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換與調(diào)試。

自動化生產(chǎn)自動化生產(chǎn)的目的就是將自動控制系統(tǒng)、電氣以及機(jī)械設(shè)備節(jié)能型有效的結(jié)合，這就是自動化控制主要的目的。在早期工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備還是比較傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，自動化設(shè)備就是比較單一的自動生產(chǎn)線路，所使用的電氣也只是比較單一的自動化，隨著網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，電腦的普及，數(shù)控機(jī)床等設(shè)計(jì)也不斷的出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)自動化技術(shù)也處于不斷完善的狀態(tài)，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。

2.2、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)核心軟件與微處理核心硬件系統(tǒng)在測控儀器中使用的較為廣泛，它們能夠使儀器儀表與計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸與控制更加緊密，儀表設(shè)備上的局域網(wǎng)絡(luò)接口、打印機(jī)接口、USB接口等更加增強(qiáng)了測控儀器的通用性。通過與計(jì)算機(jī)的連接，設(shè)備在操作時更加簡便，與計(jì)算機(jī)的操作類似，這樣能夠使智能化設(shè)備與控制設(shè)備的操作具有更強(qiáng)的開放性與實(shí)用性。

2.3、分布式控制系統(tǒng)

繼集中式控制系統(tǒng)后，分布式控制系統(tǒng)逐漸引領(lǐng)了設(shè)備智能化測控的控制方式，以集中式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)等，做到了對設(shè)備參數(shù)的靈活配置和分級管理，充分發(fā)揮了其優(yōu)越性。

2.4、自動化控制的運(yùn)用

2.4.1、過程智能化

借助智能化管控完成流體、粉體的整體化學(xué)處理，其全面的過程等管控系統(tǒng)通常包含三大構(gòu)成部分，即測量儀表、調(diào)節(jié)裝置與電腦，借此完成加熱爐、精餾塔乃至全套工業(yè)生產(chǎn)程序的最佳管控。同時，其管控方式大致包含三類，即反饋管控、前饋管控與最佳管控。

2.4.2、機(jī)械制造智能化

機(jī)械、電氣和智能管控有機(jī)融合就形成了機(jī)械制造智能化，主要運(yùn)用于處理離散元件。在一開始，機(jī)械制造智能化是極其粗略的智能生產(chǎn)線，僅是借助機(jī)械或者電氣元件的單機(jī)智能化。自從跨入上個世紀(jì)六十年代之后，由于信息化技術(shù)的普遍運(yùn)用，使得數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、加工單位等等智能化裝置一一產(chǎn)生。同時有利于多類品種以及小規(guī)模生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)制作體系應(yīng)運(yùn)而生。所以，智能化車間就是借助電腦與生產(chǎn)制作體系有機(jī)聯(lián)系在一起所形成的工業(yè)生產(chǎn)智能化管控體系，其前提條件是柔性制作生產(chǎn)體系，此外又于信息管控與生產(chǎn)管控中同時達(dá)到了智能化。

2.4.3、管理智能化

對公司機(jī)構(gòu)的各類管理，比如人力資源管理、財務(wù)管理、物料管理、生產(chǎn)管理乃至辦公管理，完成智能化管控，即是管理智能化。它是一種全面性技術(shù)，其核心是信息處理，且借助了電子計(jì)算機(jī)、通信體系和管控等理論。一般而言，它必須借助多臺具備高速運(yùn)轉(zhuǎn)速率、而且可以處理許多數(shù)據(jù)性能的電腦與多種終端設(shè)備一起構(gòu)成局域性網(wǎng)絡(luò)。就現(xiàn)代管理智能化而言，已經(jīng)依據(jù)管理信息體系這一前提研發(fā)出了決策支撐體系，能夠給決策的下達(dá)供應(yīng)多種方案，對于高層管理領(lǐng)導(dǎo)而言是極佳幫手。

2.5、工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

工業(yè)的自動化技術(shù)包含了三層結(jié)構(gòu)：PCS、MES、ERP。PCS層，主要負(fù)責(zé)控制過程，對生產(chǎn)工藝的水平和精確度進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保產(chǎn)出產(chǎn)品的質(zhì)量，以保持和擴(kuò)大市場占有率。在這一層中，可以實(shí)現(xiàn)對工藝參數(shù)的更新與優(yōu)化，通過此途徑來實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)工藝過程的控制。MES層，主要任務(wù)是優(yōu)化管理與控制，對控制過程與管理過程進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保障資源配置的最優(yōu)化，是自動化控制系統(tǒng)的中樞。ERP層，是企業(yè)的資源管理系統(tǒng)，主要是以信息技術(shù)為通信基礎(chǔ)，以其提供的參考信息為根據(jù)進(jìn)行決策分析，并將其運(yùn)用到企業(yè)運(yùn)作中。管理是ERP層的核心內(nèi)容，在財務(wù)管理中其對管理效率的提高作用體現(xiàn)的尤為明顯。這三個層次體系的集成綜合，實(shí)現(xiàn)了自動化體系結(jié)構(gòu)的完善。工業(yè)儀表主要使用的是工業(yè)生產(chǎn)過程的參數(shù)，通過對生產(chǎn)過程的控制與監(jiān)測，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的保障。智能化工業(yè)儀表，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)大、軟件豐富、對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

3、結(jié)語

綜上所述，在具體生產(chǎn)實(shí)踐中，采用智能化管控技術(shù)能夠大大增強(qiáng)勞動生產(chǎn)率。盡管前期投入的設(shè)備體系成本較高，不過后期進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，便能夠高效地節(jié)約各類資源與成本，并且所獲效益也將遠(yuǎn)大于之前的成本投入?，F(xiàn)在工業(yè)化智能管控體系廣泛運(yùn)用于我國多個領(lǐng)域，并且技術(shù)亦日臻完善。由于市場競爭日益激烈，導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)所需性能與質(zhì)量越來越高，生產(chǎn)工藝亦日益繁復(fù)，工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)的效用將越來越突出。

參考文獻(xiàn)

[1]秦海珊.淺析工業(yè)自動化儀表與自動化控制技術(shù)[J].輕工科技,2013,05:99-100.

[2]于杰.工業(yè)自動化儀表與自動化的控制技術(shù)[J].科技資訊,2013,26:88.

篇4

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化控制；計(jì)算機(jī)控制技術(shù)；應(yīng)用路徑；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X(2015)10(a)-0132-02

作者簡介：吳高杰（1991,4—）,男，江蘇江陰人，本科，學(xué)員，研究方向：計(jì)算機(jī)控制其他機(jī)器工作

在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，工業(yè)企業(yè)面臨著巨大的市場競爭，因此，對于工業(yè)制造企業(yè)而言，如何在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度提高企業(yè)生產(chǎn)效率，已經(jīng)逐漸成為了工業(yè)制造企業(yè)所普遍面臨的難題。工業(yè)自化已經(jīng)成為了行業(yè)發(fā)展的趨勢，而計(jì)算機(jī)控制技術(shù)則在其中發(fā)揮著重要的作用，NC、PLC等先進(jìn)技術(shù)的使用成為了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中應(yīng)用的鍵，其自身的發(fā)展也逐漸向著精密化、靈活化、開放化的方向發(fā)展。

1工業(yè)自動化技術(shù)概述

石油、石化、建材、冶金等都屬于工業(yè)生產(chǎn)，它所涵蓋的范圍廣泛，可以是指一臺生產(chǎn)的設(shè)備或是一條生產(chǎn)線，也可以指一間廠或是一家企業(yè)。在工業(yè)制造行業(yè)中，工業(yè)自動化技術(shù)指的是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，它強(qiáng)調(diào)的是在綜合利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子設(shè)備、控制理論以及相關(guān)的儀器儀表的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)制造全過程的動態(tài)化、智能化監(jiān)測和控制。在這個過程中，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、生產(chǎn)資料的合理配置，并為決策者的決策行動提供參考，其最終目的是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗和成本，減少對環(huán)境的污染?？傮w而言，工業(yè)自動化技術(shù)包含了三個部分，分別是硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)和系統(tǒng)技術(shù)。硬件系統(tǒng)中包含了各項(xiàng)控制設(shè)備和儀器，以及執(zhí)行命令的執(zhí)行器等。系統(tǒng)技術(shù)則包含了各項(xiàng)集成技術(shù)，具體包括硬件集成技術(shù)、軟件集成技術(shù)、軟件和硬件集成技術(shù)等。而各類軟件則屬于軟件系統(tǒng)，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，包括了管理軟件、控制軟件和測量軟件等。這三個部分的內(nèi)司其職，又相互配合，共同實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的自動化生產(chǎn)和控制。將自動化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)，對提高企業(yè)員工素質(zhì)、提高企業(yè)生產(chǎn)制造能力具有重要意義，同時，這也是優(yōu)化工業(yè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，避免“三高”的重要舉措。

2計(jì)算機(jī)控制技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)質(zhì)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的一項(xiàng)技術(shù)，其主要的目標(biāo)是采集和控制生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)參數(shù)，并以計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)為依托，利用相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的自動化控制。換而言之，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由軟件控制算法、硬件系統(tǒng)和上位機(jī)操控軟件三個部分構(gòu)成。在這個系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)擁有高速的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理能力，因此被運(yùn)用于各項(xiàng)命令的執(zhí)行，通過對被控對象的控制，達(dá)到工業(yè)自動化控制的目的。事實(shí)上，從很大程度上來說，對計(jì)算機(jī)的控制也需要借助一些輔助部件。上位機(jī)操控軟件的主要作用是現(xiàn)人機(jī)的交互，其最大的作用在于實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的輸入和輸出，同時承擔(dān)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的任務(wù)，以便于實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的控制，在發(fā)現(xiàn)異常狀況時能夠發(fā)出警報。在輔助工業(yè)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行經(jīng)常性的信息交互，通常情況下，信息交互能夠采用有線通訊和無線通訊兩種方式?？偠灾?，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的要目的一方面在于實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動過程的控制；另一方面是實(shí)現(xiàn)控對象的優(yōu)化。

3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個重要組成部分，要想實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制功能，需要采取專門的數(shù)字、模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備。在實(shí)際工業(yè)自動化控制過程中，通常會采用實(shí)時控制方式，大多數(shù)控制過程計(jì)算機(jī)運(yùn)行的可靠性要求較高，但是對其運(yùn)算速度并無硬性要求，只強(qiáng)調(diào)其必須能夠響應(yīng)及時。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化控制的工作原理主要分為三個步驟：第一，數(shù)據(jù)采集。通過對被控制目標(biāo)的瞬時值進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，隨后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至工業(yè)自動化控制計(jì)算機(jī)中。第二，實(shí)時決策。通過計(jì)算機(jī)中的特定軟件，對所采集到的數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和分析，根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)則，執(zhí)行下一步控制計(jì)劃。第三，完成控制任務(wù)。計(jì)算機(jī)所做出的決策會發(fā)送給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)以控制信號為依據(jù)，對相關(guān)任務(wù)進(jìn)行分配，并執(zhí)行相關(guān)的控制動作，完成自動化控制的任務(wù)。在實(shí)際控制工作中，三個控制過程不斷重復(fù)循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠按照相應(yīng)的要求進(jìn)行工作，且能夠處理一些設(shè)備自身和控制對象的異常情況。

4工業(yè)自動化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用

工業(yè)生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用路徑可從數(shù)字控制、可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)傳感器等五個方面進(jìn)行分析。

4.1數(shù)字控制

數(shù)字控制（NC）是自動化方法的一種，指的是借助符號和數(shù)字等對工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行編程控制，因此，也簡稱為“數(shù)控”。要實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，需借助專門的計(jì)算機(jī)設(shè)備，將操作命令以數(shù)字的狀態(tài)發(fā)送給設(shè)備，使得設(shè)備能夠依據(jù)原先設(shè)計(jì)好的程序運(yùn)行。在數(shù)字控制系統(tǒng)中軟件技術(shù)是核心和關(guān)鍵所在，對設(shè)備的自動化控制具有重要影響，良好的數(shù)字控制技術(shù)是提高設(shè)備自動化運(yùn)行能力的重點(diǎn)。在診斷設(shè)備故障和設(shè)備維修的過程中，數(shù)字控制能夠診斷出AI故障，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外，通過已建立的數(shù)據(jù)庫功能，還可對系統(tǒng)進(jìn)行檢修和維護(hù)，修復(fù)相關(guān)故障，并在漏洞擴(kuò)大之前實(shí)現(xiàn)零件的更換，最大限度提高數(shù)控系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

4.2可編程邏輯控制器

可編程邏輯控制器（PLC）從本質(zhì)上而言是一臺計(jì)算機(jī)，其主要是為工業(yè)生產(chǎn)而專門研發(fā)的。數(shù)字運(yùn)算操作是其基礎(chǔ)性工作，而編程存儲器則是其核心，模型和數(shù)字是其輸入或輸出的主要方式，通過這種數(shù)字或模型的輸入和輸出實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程和機(jī)械設(shè)備的自動化控制?？删幊踢壿嬁刂破髟诒贿\(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)制造后，其工作內(nèi)容也被分為個部分，主要是數(shù)據(jù)采集和輸入、命令程序的執(zhí)行、結(jié)果的輸出和刷新，這三部分的工作內(nèi)容共同形成了一個掃描周期?？删幊踢壿嬁刂破鞴I(yè)自動化控制中的使用較為廣泛，歸根結(jié)底是因?yàn)槠渥陨碓谛阅芊矫鎿碛兄T多優(yōu)勢。首先，它具有使用便捷、操作簡單的特點(diǎn)。其次，它的功能較為強(qiáng)大，設(shè)施設(shè)備齊全，表現(xiàn)出良好的性價比。再次，它的運(yùn)行可靠性高，能夠適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)制造環(huán)境，且抗干擾能力強(qiáng)。最后，它具有維護(hù)和檢修方便的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)程序的在線修改。

4.3分布式控制系統(tǒng)

工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中分布式控制系統(tǒng)從本質(zhì)和功能上來講，就是一個中型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這個分布式的控制系統(tǒng)，能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。這種多級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)用是以計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的提高和微型計(jì)算機(jī)的使用為基礎(chǔ)的，它的出現(xiàn)使得自動化技術(shù)中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的使用更加科學(xué)可靠，其出現(xiàn)和發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要工作則是實(shí)現(xiàn)對自動化生產(chǎn)工程中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，并將分析所得信息反饋給計(jì)算機(jī)，在這個分析和反饋的過程中，中央計(jì)算機(jī)只負(fù)責(zé)系統(tǒng)的集中管理和分散控制工作，使得工業(yè)自動化控制系統(tǒng)工作的可靠性大大增強(qiáng)。場控器是分布式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常情況下場控器中包含了I/0部件，通過該部件分布式控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和控制、執(zhí)行，再經(jīng)由人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行命令的，再通過網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的傳遞。在現(xiàn)場控制器中，又包含了控制回路等，回路控制中的相關(guān)算法預(yù)先存儲于運(yùn)行內(nèi)存中，在實(shí)際操作中，能夠依據(jù)自動控制需求，進(jìn)行組態(tài)。

4.4計(jì)算機(jī)傳感器

在工業(yè)自動化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)需要依賴于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、軟件技術(shù)和傳感設(shè)備的支持，在這其中傳感設(shè)備發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化控制中自動化監(jiān)測的重要條件。傳感設(shè)備具有數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和精密化的特點(diǎn)，其相關(guān)性能從某種程度上來說決定著工業(yè)企業(yè)自動化生產(chǎn)的產(chǎn)品的品質(zhì)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過傳感器的使用，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的收集和整理，進(jìn)而獲取設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)的動態(tài)化監(jiān)測和控制，確保自動化控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)安全，最終達(dá)到提高工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的目的?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)傳感器的使用正處于發(fā)展階段，在未來的發(fā)展過程中，其運(yùn)行的可靠性和精確性都將得到有效的提高，最終向著更高級的智能化和更低的能源消耗方向發(fā)展，其綜合性能將得到大大提升。

4.5自動化生產(chǎn)中的現(xiàn)場總線應(yīng)用

現(xiàn)場總線指的是數(shù)字化通信的檢測和控制系統(tǒng)，其被廣泛運(yùn)用于工業(yè)自動化制造行業(yè)中?，F(xiàn)場總線擁有專門的處理器，將這個處理器與測量控制器連接后，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算和通信的能力。它使用雙絞線作為通信的媒介，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與測量控制器的多個對等連接，自動化生產(chǎn)的現(xiàn)場總線能夠?qū)⒎稚⒌臏y量控制器變成網(wǎng)絡(luò)探測的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)式的自動控制?，F(xiàn)場總線的使用為自動控制設(shè)備和系統(tǒng)之間的信息交互和數(shù)據(jù)分析提供了保障，再通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用，能夠第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的異常狀況，并實(shí)現(xiàn)異常狀況的及時排除，使得工業(yè)企業(yè)的自動化生產(chǎn)過程中信息溝通更加便捷。現(xiàn)場總線在信息交互、數(shù)據(jù)更新和信息顯示等方面都表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢，因此，在自動化技術(shù)未來的發(fā)展中，現(xiàn)場總線技術(shù)的使用是其必然的發(fā)展趨勢。

5計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用廣泛，其運(yùn)用涉及到網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制軟件、自動控制技術(shù)等。近些年來，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用水平越來越高，其科技含量也越來越高，有效加快了企業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，其應(yīng)用的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）開放性特點(diǎn)。相對而言計(jì)算機(jī)自動化控制系統(tǒng)具有公開性和開放性的特點(diǎn)，其開放性特點(diǎn)主要表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)所有設(shè)備和系統(tǒng)的連接，確保各項(xiàng)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際操作中，工業(yè)企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際需求，選擇接入的系統(tǒng)和設(shè)備，表現(xiàn)出極大的靈活性和便捷性。

（2）交互性和可操作性特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備能夠相互連接，共同構(gòu)成一個數(shù)據(jù)傳遞的系統(tǒng)，因此，在這個系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)備是可以相互替換和代替的。

（3）智能化特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制下的自動化系統(tǒng)的總線具有智能化的特點(diǎn)，現(xiàn)場總線通過傳感設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場各設(shè)備的分析和監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的自動化控制，確保其能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時處理系統(tǒng)故障。

（4）精確性高。相對于一般調(diào)節(jié)器而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)具有超強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算能力，能夠最大限度縮小和控制偏差，確保其控制精度不會受到元件老化、噪音等因素的影響。

6結(jié)語

總之，工業(yè)企業(yè)的自動化生產(chǎn)是一個復(fù)雜的過程，尤其是在這其中還摻雜了許多大型設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)的使用，大大增加了自動控制的難度。計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的使用，為其提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為其進(jìn)步和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也為企業(yè)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率提供了可能。在未來的發(fā)展過程中，必須加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研究，除了不斷完善現(xiàn)有的技術(shù)之外，還應(yīng)該加強(qiáng)對新技術(shù)的研發(fā)，使計(jì)算機(jī)控制技術(shù)能夠更好地服務(wù)于工業(yè)自動化控制技術(shù)，促使我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

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篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備;機(jī)械制造;自動化控制技術(shù);應(yīng)用

前言：

自動化控制技術(shù)是指通過自動控制系統(tǒng)來進(jìn)行某種任務(wù)的控制工作，它在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用和推廣極大的提高了機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)效率，因此我們應(yīng)該對自動化控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備制造中的應(yīng)用加以重視，并在實(shí)際操作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為自動化控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備方面的應(yīng)用營造良好氛圍。

1.機(jī)械設(shè)備制造自動化

計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造是自動化控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的首要應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡稱CAD，包括優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真、輔助繪圖及過程管理等多方面內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)輔助制造即CAM中，狹義的概念是指由計(jì)算機(jī)根據(jù)設(shè)定程序輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，并在設(shè)備的制造過程中進(jìn)行自動化控制。隨著當(dāng)今制造業(yè)的快速發(fā)展，CAM可以縮略為一種數(shù)控編程，CAPP為其專門獨(dú)立的一個系統(tǒng)。

自動化控制技術(shù)除了輔助機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造之外，還可以輔助設(shè)計(jì)工藝并進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工藝是自動化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備制造中的重要內(nèi)容，也是連接CAD和CAM的橋梁。CAPP在機(jī)械設(shè)備工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不僅可以優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝，同時還能使編程效率增強(qiáng)，規(guī)范手工工藝，從而保證機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)制造過程中的精準(zhǔn)度。從數(shù)據(jù)管理方面來看，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)械設(shè)備在制造過程中可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要分析設(shè)備設(shè)計(jì)制造時需要的數(shù)據(jù)，并能對設(shè)計(jì)制造時產(chǎn)出的信息進(jìn)行系統(tǒng)管理?？傊詣踊刂萍夹g(shù)的應(yīng)用保證了設(shè)備制造流程的規(guī)范化，使生產(chǎn)效益得到優(yōu)化，成為了未來機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的主要發(fā)展手段。

2.機(jī)械設(shè)備加工系統(tǒng)自動化

自動化在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用可以有效保證機(jī)械的精準(zhǔn)，在機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工過程中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。首先，機(jī)械設(shè)備的加工工作任務(wù)量巨大，而且存在著不少重復(fù)性的勞動，這些勞動如果由人力來完成，耗費(fèi)時間，影響生產(chǎn)效率。其次，部分機(jī)械設(shè)備的加工工作難度系數(shù)較高，人力加工容易造成設(shè)備誤差，而且有些機(jī)械加工工作存在著一定危險性，人力操作很容易造成工人生命財產(chǎn)安全的損失。

在這種情況下，自動化控制機(jī)械設(shè)備的加工流程成為了最好的選擇，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)建立起一個自動化控制的加工系統(tǒng)，保證機(jī)械生產(chǎn)加工程序?qū)崿F(xiàn)全自動化控制，整個過程只留技術(shù)人員進(jìn)行自動化控制操作，這樣大大減少了機(jī)械生產(chǎn)加工作人類活動的參與量，既能節(jié)省勞動時間又能增加機(jī)械制造的精度。不僅有利于提高產(chǎn)品加工的工作效率和產(chǎn)品合格率，同時還可以降低生產(chǎn)過程中由于人為操作失誤等原因而出現(xiàn)安全事故的幾率。自動化控制機(jī)械加工系統(tǒng)使人類得以擺脫繁重的機(jī)械生產(chǎn)工作，從根本上提高了機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的社會經(jīng)濟(jì)效益。

3.物流供輸系統(tǒng)自動化

機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)和制造需要消耗大量的原材料及其它相關(guān)產(chǎn)品，因此想要保證生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的工作效率就要注意做好材料的供給和運(yùn)輸工作。物流供輸作為機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造的重要組成部分，負(fù)責(zé)將用于機(jī)械制造工作的各種物料運(yùn)輸?shù)郊庸さ攸c(diǎn)，同時還要負(fù)責(zé)好成品的運(yùn)出工作。因此只有保證生產(chǎn)材料可以源源不斷的運(yùn)進(jìn)生產(chǎn)場地、保證產(chǎn)出設(shè)備及時從生產(chǎn)場地運(yùn)走，才能確保機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)工作合理有序的進(jìn)行。

物流的供輸系統(tǒng)主要包括自動輸送、FMS物料傳輸以及單機(jī)自動系統(tǒng)，單機(jī)裝置由輸料設(shè)施、上料設(shè)施、隔料設(shè)施、儲料器和定位設(shè)施等構(gòu)成，負(fù)責(zé)完成機(jī)械制造的上下料工作。這一系統(tǒng)采用自動化控制技術(shù)，整個物流供輸過程從材料進(jìn)場到設(shè)備運(yùn)出都由計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作命令來進(jìn)行自動化控制，這可以有效保證運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸效率，確保上下料工作可以及時、準(zhǔn)確的進(jìn)行，也就保證機(jī)械在加工與制造過程的整體連續(xù)性。

4.機(jī)械設(shè)備裝配過程自動化

機(jī)械設(shè)備通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，需要若干零部件按照一定的順序采用一定的技術(shù)手段進(jìn)行組合，大型機(jī)械設(shè)備的裝配工作人力很難完成，而人力可操作的裝配工作又存在人工裝配的問題和弊端，如部件咬合不到位或丟裝、落裝螺絲等。而自動化控制機(jī)械設(shè)備的裝配環(huán)節(jié)可以很好的避免這些問題，它是在相關(guān)技術(shù)操作的基礎(chǔ)之上，通過調(diào)整、連接、伴送等規(guī)程將機(jī)械的各個零件按照程序設(shè)定進(jìn)行組建和配套，從而合成一個全新的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這也是機(jī)械生產(chǎn)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和制造工藝的核心。

為了保證機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，在裝配過程中必須嚴(yán)格根據(jù)安裝規(guī)定來進(jìn)行整合。自動化控制下的機(jī)械裝配取代傳統(tǒng)人工操作可以避免重復(fù)操作和操作失誤現(xiàn)象的發(fā)生，同時它可以執(zhí)行人工很難做到的復(fù)雜裝配操作，因此對于保證機(jī)械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量具有重要意義。

5.機(jī)械設(shè)備檢測過程自動化

在投入市場之前，對已經(jīng)出場的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測工作對于強(qiáng)化設(shè)備質(zhì)量具有重要作用。也是保證機(jī)械設(shè)備質(zhì)量和使用安全的最后一道關(guān)卡。高新技術(shù)的發(fā)展推動機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的發(fā)展，同時也加大了對機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)精度的要求，特別是高精密度的機(jī)械部件的發(fā)明和使用，更是加大了機(jī)械設(shè)備檢測工作的難度。

傳統(tǒng)的檢測方式多為人工檢測，這種檢測方式簡單、直觀，已經(jīng)無法滿足高精密度機(jī)械部件的檢測需要，這種情況之下保證并提高機(jī)械加工精準(zhǔn)度、確保檢測工作的準(zhǔn)確性便成為了至關(guān)重要的問題。借助自動化控制技術(shù)，自動檢測系統(tǒng)很好的解決了這一問題。同時現(xiàn)代化制造業(yè)的發(fā)展、各種新型材料、工具及加工設(shè)施的使用也有利于檢測工作的加強(qiáng)。此外根據(jù)不同設(shè)備的不同需求，越來越多的識別技術(shù)和檢測技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。如基于電源信號的磨損檢測、神經(jīng)系統(tǒng)診斷和智能檢測等。

6.小結(jié)

綜上所述，自動化控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域的各個環(huán)節(jié)。隨著未來機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新和研制，我們要努力將目光放在機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域的發(fā)展前景中去，加大自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，帶動機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域向更好的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓忠山.機(jī)械自動化發(fā)展的探析[J].China’s Foreign Trade，2010（12）

篇6

計(jì)算機(jī)與微電子技術(shù)的快速發(fā)展，帶動了工業(yè)運(yùn)動控制技術(shù)的提高，出現(xiàn)了直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)、全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、運(yùn)動控制卡等控制新技術(shù)。這些技術(shù)為我國工業(yè)水平的提高與機(jī)電一體化水平的進(jìn)步發(fā)揮了比較大的作用。本文就機(jī)械工業(yè)自動化中的運(yùn)動控制新技術(shù)進(jìn)行淺顯的分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；自動化；運(yùn)動控制新技術(shù)

一、引言

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展沖擊下，不斷革新，這也為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)會。機(jī)械工業(yè)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一。新技術(shù)的革新使其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都發(fā)生了重大變化。微電子技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)自動化的進(jìn)程。機(jī)電一體化不斷的技術(shù)改革，使得機(jī)電一體化的產(chǎn)品比如汽車、家用電器、冶金機(jī)械、工業(yè)機(jī)器人、包裝機(jī)械等，每隔一段時間都會有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)中發(fā)揮著比較重要的作用，提高了人民的生活水平與工作效率，降低了材料的消耗，增強(qiáng)了企業(yè)發(fā)展當(dāng)中的競爭力。機(jī)電一體化迅速發(fā)展的同時，運(yùn)動控制技術(shù)也得到不斷發(fā)展。機(jī)械工業(yè)自動化中的運(yùn)動控制新技術(shù)得到大大發(fā)展，出現(xiàn)了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)(Full ClosedAC Servo)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)(Linear Motor Driving)、可編程序計(jì)算機(jī)控制器(Programmable Computer Controller,PCC)和運(yùn)動控制卡(Motion Con-trolling Board)等新技術(shù)。

二、機(jī)械工業(yè)自動化當(dāng)中的幾種運(yùn)動控制新技術(shù)

（一）全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的定位精度與動態(tài)響應(yīng)若要求比較高，通常會用到交流伺服系統(tǒng)，其中的數(shù)字交流伺服系統(tǒng)更合適數(shù)電控制。數(shù)字交流伺服系統(tǒng)采用了數(shù)字信號處理器的驅(qū)動器，可以對機(jī)械電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣，電機(jī)與驅(qū)動器之間就構(gòu)成了位置與速度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種閉環(huán)交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有高速的運(yùn)算控制能力，能夠自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié)，對于機(jī)械中負(fù)載的變化也可以跟蹤到，能夠根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的增益，甚至有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換的功能，能把機(jī)械共振點(diǎn)測算出來，還通過陷波濾波方式能消除機(jī)械共振。通常情況下，此類數(shù)字交流伺服系統(tǒng)一般工作在半閉環(huán)的控制方式中，這種控制方式在傳動鏈上會有間隙，誤差得不到補(bǔ)償。如果想得到更高精度的控制，需要在最終的運(yùn)動部分安裝比較高精度的電子檢測元器件比如光電編碼器等，這樣就實(shí)現(xiàn)了全閉環(huán)的控制。這種運(yùn)動控制新技術(shù)與傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制的方法相比而言，伺服系統(tǒng)只能接受速度指令，對速度環(huán)進(jìn)行控制，對位置環(huán)的控制則由上位控制器來工作實(shí)現(xiàn)。這樣導(dǎo)致在很大程度上增加了上位控制器的難度，抑制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前，國外已經(jīng)出現(xiàn)了一種更加完善、可實(shí)現(xiàn)更加高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)，讓機(jī)械實(shí)現(xiàn)更高精度的自動化水平越來越容易。這種國外的全閉環(huán)數(shù)字式控制伺服系統(tǒng)就避免了上述的半畢環(huán)控制系統(tǒng)的不足，伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝載最后一級機(jī)械運(yùn)動部件上的位置反饋元件，來作為置環(huán)，而電機(jī)上的編碼器反饋此時只當(dāng)做速度環(huán)，此伺服系統(tǒng)可以消除機(jī)械傳動上出現(xiàn)的齒輪間隙等，同時補(bǔ)償了機(jī)械傳動件的制造誤差，獲得真正的全閉環(huán)位置控制功能，得到的定位精度也非常高。這種機(jī)械工業(yè)自動化中的全閉環(huán)控制都由驅(qū)動器來實(shí)現(xiàn)，不需要增加上位控制器的負(fù)擔(dān)，使得它的應(yīng)該越來越普遍。

(二)直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)

直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)也是機(jī)械工業(yè)自動化中的運(yùn)動控制新技術(shù)。直線電機(jī)在機(jī)床行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用越來越被受到重視，尤其在西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國家對直線電機(jī)應(yīng)用非常看好。在機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)當(dāng)中，使用直線電動機(jī)代替原旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的驅(qū)動的最大的區(qū)別是取消了電機(jī)到工作臺之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)，使得機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的長度被縮減為零，此種傳動也被稱為“零傳動”。領(lǐng)傳動方式的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了原來的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動。直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)。直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)當(dāng)中取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)比較大的機(jī)械傳動零器件比如絲杠等，這樣讓整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)效應(yīng)得到了很大程度的提高，機(jī)器反應(yīng)也非常的靈敏；同時機(jī)械產(chǎn)生的傳動間隙與誤差也大大地降低，通過直線檢測反饋控制，在很大程度上提高了機(jī)床的定位精度。直線電機(jī)驅(qū)動因驅(qū)動是“直接驅(qū)動”，免去了啟動、換向時中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、反向間隙所出現(xiàn)的運(yùn)動滯后現(xiàn)象，從很多程度提高了傳動的剛度。直線電動機(jī)還具有速度比較快、速度加與減的過程比較短、行程長度不受限制、機(jī)械運(yùn)動比較安靜、機(jī)械工作的噪音偏低等特點(diǎn)。此外，直線電動機(jī)省掉了一些中間環(huán)節(jié)，機(jī)械摩擦損耗就少了許多，這樣傳動效率就大大地得到提高。直線電動機(jī)的應(yīng)用越來越多，尤其在機(jī)械的運(yùn)動控制行業(yè)當(dāng)中受到很大的重視。國外發(fā)達(dá)工業(yè)運(yùn)動控制的企業(yè)的推廣已經(jīng)達(dá)到比較火爆的程度，比如日本三井精機(jī)公司、美國科爾摩根公司等應(yīng)用了直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)。

(三) 可編程序計(jì)算機(jī)控制器

可編程控制器的發(fā)展已經(jīng)有相當(dāng)長的時間，到目前經(jīng)過了三十多年的發(fā)展，技術(shù)趨于成熟，尤其加上這些年來微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器結(jié)合了這些先進(jìn)技術(shù)的特點(diǎn)，形成了新一代的可編程控制器即可編程序計(jì)算機(jī)控制器。可編程計(jì)算機(jī)控制器和傳統(tǒng)的控制器相比，它有一個比較大的優(yōu)點(diǎn)，那就是它有著大型計(jì)算機(jī)分時多任務(wù)操作系統(tǒng)與多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的可編程控制器比較多地運(yùn)用了單任務(wù)的時鐘掃描或者監(jiān)控程序來處理程序自身的邏輯運(yùn)算指令與外部的進(jìn)出通道信號狀態(tài)的采集和刷新，采用這種方式就限制了可編程控制器的速度控制大小，與進(jìn)出通道當(dāng)中的高實(shí)時性控制相違背?？删幊逃?jì)算機(jī)控制器就比較完美地解決了傳統(tǒng)可編程控制器的這一缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制器采用了分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑了應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺，那么應(yīng)用程序的運(yùn)行周期就與程序的長度沒有關(guān)系，只與循環(huán)周期有大的關(guān)系，這樣達(dá)到了實(shí)時控制的要求。計(jì)算機(jī)可編程控制技術(shù)的操作系統(tǒng)幫助了工程應(yīng)用軟件的開發(fā)。計(jì)算機(jī)控制器的各個模塊比如數(shù)據(jù)采集、通信控制等可以進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行，各個數(shù)據(jù)之間又保持著相互聯(lián)系。各個模塊經(jīng)過獨(dú)立編制與測試之后，可以同時下載到其中央處理器當(dāng)中，能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)操作下的并行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對項(xiàng)目共同的控制。計(jì)算機(jī)可編程控制器在機(jī)械工業(yè)控制中體現(xiàn)了比較強(qiáng)大的功能優(yōu)勢。它的應(yīng)用將越來越得到全面開發(fā)。

(四)運(yùn)動控制卡

運(yùn)動控制卡就是一種工業(yè)的PC機(jī)，它主要用作各種運(yùn)動控制當(dāng)中的上位控制單元。它作為機(jī)械工業(yè)自動化中的運(yùn)動控制新技術(shù)，完全符合新型數(shù)控系統(tǒng)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與要求，滿足了包裝機(jī)械、國防裝備、印刷機(jī)械等改造的硬件平臺，達(dá)到了PC機(jī)借助運(yùn)動控制卡強(qiáng)大的功能特點(diǎn)。運(yùn)動控制卡一般都會采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片來作為運(yùn)動控制的核心部分，通常情況下，運(yùn)動控制卡和PC機(jī)會構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)。運(yùn)動控制卡會有比較開放的DOS或Windows系統(tǒng)等來作為控制系統(tǒng)，PC機(jī)則管控著運(yùn)動軌跡規(guī)劃、鍵盤管理、鼠標(biāo)管理等。運(yùn)動控制卡正因有結(jié)構(gòu)開放的特點(diǎn)，它能應(yīng)用于制造機(jī)械工業(yè)自動化中比較多的領(lǐng)域。運(yùn)動控制卡在國外的機(jī)械工業(yè)自動化設(shè)備的控制中比較流行。它也形成了一個獨(dú)立的專門行業(yè)。在國內(nèi)，運(yùn)動控制卡應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)自動化中也相繼已經(jīng)有出現(xiàn)。

三、結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械工業(yè)自動化中的運(yùn)動控制新技術(shù)的出現(xiàn)與現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷發(fā)展有著密切的關(guān)系，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，加速了運(yùn)動控制技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程。運(yùn)動控制新技術(shù)的出現(xiàn)也加速了機(jī)電一體化新的進(jìn)程，為機(jī)電一體化的在制造業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來福音。所以，全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)、可編程計(jì)算機(jī)控制器、運(yùn)動控制卡等為代表的運(yùn)動新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會越來越突出，為提高工業(yè)工作效率，降低損耗，得到更高的精度，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能操作等方面發(fā)揮重要的作用。這些運(yùn)動控制新技術(shù)在國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有相當(dāng)程度的應(yīng)用，取得了一些成績，相信，在國內(nèi)也會加大速度發(fā)展與推廣這些運(yùn)動控制新技術(shù)，為我國的機(jī)電一體化技術(shù)水平的提高做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞：電子系統(tǒng)；自動化控制；技術(shù)；應(yīng)用；開發(fā)

1 電子系統(tǒng)的概述及自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

1.1 電子系統(tǒng)與自動化控制技術(shù)

電子系統(tǒng)是利用電子信號來控制電子裝置的系統(tǒng)，例如：收音機(jī)、計(jì)算機(jī)、電子游戲機(jī)、移動電話、掌上型電腦等。電子信號是電子系統(tǒng)的輸入，它經(jīng)處理后可以產(chǎn)生輸出信號，從而控制多種輸出裝置的操作，例如：揚(yáng)聲器、液晶體顯示器等。電子系統(tǒng)具有很多功能，例如：產(chǎn)生聲音、傳遞信息、顯示畫面、測量、記憶、計(jì)算等。電子裝置有許多種類，常用的包括半導(dǎo)體二極管、晶體管、電容器等，它們通常會被焊接在一塊電子線路板上。自動化是現(xiàn)今工業(yè)快速發(fā)展下必要的競爭利器，而自動化的過程中，具備高度穩(wěn)定性及一致性，且開發(fā)成本低廉的可程序控制器扮演著極為重要的角色，常被用來作為制造業(yè)自動化的主要工具。隨著更可靠的感應(yīng)器、處理器和驅(qū)動器發(fā)展，自動化技術(shù)逐漸取代人手操作員。當(dāng)工序非常清晰、經(jīng)常重復(fù)和可以由可靠的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)來操作時，采用自動控制技術(shù)便會較為合適。當(dāng)微處理器和新的感應(yīng)器出現(xiàn)后，人手控制系統(tǒng)也就更容易地被電腦控制系統(tǒng)所取代。

1.2 自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)是整合電機(jī)、電子、感測、信息、控制等各項(xiàng)專業(yè)領(lǐng)域的知識與技術(shù)所構(gòu)建組成的技術(shù)系統(tǒng)。由于信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及個人電腦具有的軟硬件開放架構(gòu)與開放環(huán)境，加上高市場普及性和各種應(yīng)用蓬勃熱絡(luò)的優(yōu)勢，使得以電腦逐步成為為控制中心，附著于電子系統(tǒng)或技術(shù)上，運(yùn)用其數(shù)值計(jì)算能力，進(jìn)行一般或特殊自動化系統(tǒng)（或技術(shù)）的監(jiān)測及控制，以確保電子系統(tǒng)完全機(jī)能的發(fā)揮。國內(nèi)的技術(shù)狀況，也在近十年間快速的進(jìn)行著自動化控制技術(shù)的發(fā)展。其中，在控制核心組件技術(shù)發(fā)展方面，目前先后完成了ASIC-Based及DSP-Based的控制相關(guān)軟硬件、軸向及主軸用伺服電機(jī)與驅(qū)動器、線型電機(jī)與驅(qū)動器的開發(fā)。為了追求小型、穩(wěn)定、低成本的控制器，目前也完成了兩袋高密度運(yùn)動與輸出入控制專用晶片。其中，應(yīng)用第二代運(yùn)動與輸出入控制專用晶片EPCIO及EDIO所研發(fā)完成的多軸運(yùn)動控制技術(shù)是各式各樣技術(shù)控制器的共同性基礎(chǔ)技術(shù)，也是控制各式各樣技術(shù)的性能與精密度的核心元件。在多軸運(yùn)動控制技術(shù)的基礎(chǔ)上再加上不同技術(shù)類別在應(yīng)用面的專業(yè)領(lǐng)域知識以及整合多項(xiàng)軟硬件技術(shù)，便可構(gòu)建出各式各樣的技術(shù)控制器，如CNC工具機(jī)控制器、射出機(jī)控制器、線切割放電加工機(jī)控制器、雕刻機(jī)控制器、點(diǎn)膠機(jī)控制器、機(jī)器手臂控制器、繞線機(jī)控制器等。

2 應(yīng)用于電子系統(tǒng)中的自動化控制技術(shù)開發(fā)

2.1 軟件規(guī)劃

系統(tǒng)規(guī)劃是所有程序開發(fā)的必要前置動作，主要內(nèi)容為確定系統(tǒng)整體動作順序流程以及功能，再經(jīng)由程序的開發(fā)予以實(shí)現(xiàn)。因此，在系統(tǒng)規(guī)劃階段，應(yīng)按照硬件的配線設(shè)計(jì)圖規(guī)劃PLC 程序元件之間的相互連結(jié)，并根據(jù)系統(tǒng)動作的流程規(guī)劃PLC 程序的動作順序。在系統(tǒng)規(guī)劃階段，除了PLC 階梯圖程序以外，使用者界面的構(gòu)思也是該階段的一大重點(diǎn)，使用者界面的好壞，直接影響到使用者對于系統(tǒng)的操作便利性，因此，開發(fā)時應(yīng)針對使用者所需求，配合PLC 程序的構(gòu)造，進(jìn)行使用者界面的相關(guān)設(shè)計(jì)。自動化控制系統(tǒng)對使用者而言，應(yīng)具備全自動執(zhí)行及手動執(zhí)行的功能，并能按照使用者的需求輸入不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)控制機(jī)構(gòu)。因此，以上功能及其相關(guān)細(xì)節(jié)設(shè)定均需納入使用者界面開發(fā)的考量中，并以簡潔、實(shí)用、易懂為操作界面的設(shè)計(jì)原則，開發(fā)出人性化的使用者界面。而在內(nèi)部PLC 程序的部分須使系統(tǒng)中的各裝置相互配合，按照設(shè)定順序及需求完成相應(yīng)動作，并連結(jié)使用者界面，將機(jī)構(gòu)動作相關(guān)信息回傳至圖控軟件，使系統(tǒng)軟硬件之間同步且流暢。

2.2 PLC 程序設(shè)計(jì)

可使用WinProLadder 階梯圖語言撰寫PLC程序，程序構(gòu)思主要分為兩個部分：一是系統(tǒng)動作順序部分。二是系統(tǒng)功能部分。其中，系統(tǒng)開發(fā)時，除了機(jī)器的動作外，尚需具備使用者在操作上可自行設(shè)定的功能，這些功能均須要通過參數(shù)的設(shè)定而完成，舉例而言，使用者若將報警器的反應(yīng)時間由實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的5秒縮減為2 秒，則時間即為設(shè)定的參數(shù)，而階梯圖程序則必須配置記憶置儲存這些參數(shù)，再將這些參數(shù)輸出至周邊機(jī)器。因此，暫存器的配置以及暫存器編號，都須和使用者界面設(shè)計(jì)加以配合，才能正確的讀取輸出參數(shù)，達(dá)到使用者的需求。

2.3 （三）使用者界面設(shè)計(jì)

使用者界面（Human Machine Interface HMI），是一種智能型的觸碰式圖形顯示屏幕，其主要功能是讓使用者在開發(fā)后的界面上以圖形式對話視窗的操作取代直接面對程序原始碼修改各項(xiàng)參數(shù)以控制機(jī)器HMI 的開發(fā)，除了畫片的編輯外，還需配合PLC階梯圖程序中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)動序規(guī)劃、運(yùn)算元、變數(shù)相關(guān)設(shè)定，將PLC 程序中的各個元件以圖形式按鈕取代，才能順利與PLC 進(jìn)行通訊，完成監(jiān)控的功能，因此使用者界面的開發(fā)大致上可分為三個步驟：系統(tǒng)規(guī)劃；操作界面開發(fā)；系統(tǒng)通訊。

參考文獻(xiàn)

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[關(guān)鍵詞]自動控制；機(jī)電一體化技術(shù)；生產(chǎn)

中圖分類號：TP273；TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）16-0332-01

中國屬于世界上的制造大國之一，具有較高的生產(chǎn)水平，但高水平的生產(chǎn)力就要求機(jī)電應(yīng)符合生產(chǎn)力的要求，制造業(yè)需要依靠自動化控制技術(shù)提高生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效率。擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，在制造行業(yè)中占據(jù)著較為主要的地位。有效的自動控制系統(tǒng)及技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)過程中顯得尤為重要。

1.什么是自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)？

1.1 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)顧名思義就是在不需要用人來進(jìn)行控制的情況下，使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)及機(jī)械設(shè)備讓機(jī)器自身構(gòu)成一個較為完整的系統(tǒng)進(jìn)行正常工作及運(yùn)轉(zhuǎn)的一項(xiàng)技術(shù)，是機(jī)械設(shè)備或機(jī)器根據(jù)控制技術(shù)設(shè)置好的程序及預(yù)期的各項(xiàng)步驟進(jìn)行生產(chǎn)的過程。自動控制技術(shù)的應(yīng)用很大程度減少了不必要的勞動力消耗，減少大量勞動力的干預(yù)情況；自動控制技術(shù)的應(yīng)用還能在生產(chǎn)過程中減少失誤操作的發(fā)生，員工根據(jù)設(shè)定好的程序進(jìn)行進(jìn)行操作，生產(chǎn)的出錯率有所降低，提高了生產(chǎn)效率[1]。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)屬于一種較為全面及綜合性的技術(shù)，機(jī)電一體化涵蓋的方面主要包括信息傳感器、電子工業(yè)、微電子及信號變換等，主要核心為硬件及軟件技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)很好的順應(yīng)了時代的發(fā)展，屬于時展的產(chǎn)物，具有一定的智能化特點(diǎn)。機(jī)電一體化的構(gòu)成中關(guān)鍵點(diǎn)在于信息處理技術(shù)，信息處理技術(shù)的應(yīng)用效率促進(jìn)了機(jī)電一體化，機(jī)械本體技術(shù)的應(yīng)用效果與機(jī)械自身的材料存在著較為密切的關(guān)系，要想提升機(jī)械本體技術(shù)應(yīng)嚴(yán)格把控機(jī)械原材料，將耗能降至最低。

2.自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)象最為常見，數(shù)控機(jī)床一定程度上反映了機(jī)電一體化發(fā)展的主要進(jìn)程及形態(tài)，隨著科學(xué)技術(shù)及職能化、自動化的不斷發(fā)展與進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)技術(shù)不斷隨之變化，目前的數(shù)控機(jī)床存在著知識擴(kuò)展功能、感知環(huán)境功能、智能化模擬功能、智能編程功能及網(wǎng)絡(luò)通訊功能等，在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)不能建模的現(xiàn)象，可以立即采用模糊系統(tǒng)進(jìn)行加工，對加工過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷及調(diào)節(jié)，在最短的時間內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)，減少因機(jī)器故障出現(xiàn)的生產(chǎn)力下降情況[2]。（見圖1）

2.2 自動控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)制造業(yè)中運(yùn)用較為常見，特別是機(jī)械的制造方面，在制造機(jī)械的生產(chǎn)過程中，采用自動控制的智能化技術(shù)能將生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的一系列影響生產(chǎn)的問題進(jìn)行避免及排除，自動控制技術(shù)主要通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行制造建模，采用自動控制技術(shù)中的反饋技術(shù)科學(xué)、有效及將生產(chǎn)進(jìn)度把控好，自動控制技術(shù)能將突發(fā)的生產(chǎn)問題發(fā)生可能降至最低且及時處理突發(fā)問題。其主要采用機(jī)械故障智能診斷技術(shù)及智能傳感器技術(shù)進(jìn)行智能化的監(jiān)控及處理，有效的減少了生產(chǎn)問題的出現(xiàn)，為生產(chǎn)提供了有力及堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)在科技生產(chǎn)中的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)應(yīng)用在機(jī)電微型計(jì)算機(jī)中主要是利用控制裝備建立一個完善的數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)輔助功能的幫助下將生產(chǎn)程序進(jìn)行相關(guān)控制。自動化控制技術(shù)有效的將自動控制及機(jī)電規(guī)律之間的關(guān)系進(jìn)行了協(xié)調(diào)，有效促進(jìn)了單元技術(shù)的融合效果，具有較大的生產(chǎn)價值，將產(chǎn)品的技術(shù)含量提升至一定高度，將產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大幅度縮短，延長了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，將企業(yè)的投入降至最低，提高了生產(chǎn)力。還一定程度上的激勵了工程師不斷開發(fā)研制新型便利的基點(diǎn)模型，將工作能力提高至一定程度。自動控制技術(shù)還一定程度上提高了微型計(jì)算機(jī)發(fā)現(xiàn)漏洞的功能，微型計(jì)算機(jī)能快速對危險進(jìn)行預(yù)知，利用自動控制技術(shù)將機(jī)器進(jìn)行控制后，避免危險的發(fā)生，為企業(yè)發(fā)展減少風(fēng)險及損失。

2.4 自動控制技術(shù)在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用

將自動控制技術(shù)融入進(jìn)機(jī)器人的制造中，通過利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對機(jī)器人進(jìn)行智能化的控制，在合理應(yīng)用自動控制技術(shù)后，機(jī)器人在原本具有的模仿及學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上能更加智能化的自我判斷外界的事物，對外界發(fā)生的事物作出最正確的選擇及反應(yīng)處理。急切人主要通過模擬人生的思維模式及行為進(jìn)行相關(guān)活動，急切人需要有機(jī)向外界接收信息及控制參數(shù)等任務(wù)，若將自動控制技術(shù)與機(jī)器人進(jìn)行結(jié)合將實(shí)現(xiàn)設(shè)備無人自主操作的境界[3]。

3.結(jié)語

隨著我國生產(chǎn)力水平的不斷發(fā)展及提高，其對機(jī)電制造行業(yè)的要求亦越來越高，C電等制造業(yè)的高要求不僅需要滿足人們?nèi)找嬖鲩L的機(jī)械需求，還應(yīng)利用自動控制技術(shù)為企業(yè)提高生產(chǎn)效率。自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)能有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率，將智能化進(jìn)程推進(jìn)到一定層面，大力開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，將自動化、信息化融入進(jìn)去，帶動企業(yè)經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)型及發(fā)展，努力培養(yǎng)自動控制技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)的人才。將生產(chǎn)系統(tǒng)與機(jī)電控制裝備聯(lián)合起來，及時對生產(chǎn)過程中存在的、潛在的問題進(jìn)行解決及預(yù)防，以精密的計(jì)算程序代替人腦，以快速的生產(chǎn)效率代替人手，減少失誤的出現(xiàn)，提高生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)；自動控制技術(shù)；一體化設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.147

隨著我國生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和科學(xué)水平的提高，自動化控制技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為人類社會發(fā)展不可缺少的重要部分。利用自動化生產(chǎn)控制技術(shù)，不僅有利于擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，而且體現(xiàn)了技術(shù)上的先進(jìn)性，對其進(jìn)行深入研究和分析意義重大。機(jī)電一體化在我國制造業(yè)地位顯著，具有卓越的創(chuàng)新思維，在產(chǎn)品上的應(yīng)用也越來越完善。當(dāng)然，不同類型的產(chǎn)品在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中需要采取不同的方法，根據(jù)實(shí)際情況選擇最合理的方法才能確保產(chǎn)品制作過程的順利。

1 機(jī)電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)的介紹

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

機(jī)電控制系統(tǒng)的核心元素是控制，它是指在無人參與和指導(dǎo)下，利用控制裝置的作用使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)的過程能夠自動按照設(shè)計(jì)好的方式運(yùn)行，共同完成指定任務(wù)。機(jī)電控制通過一套完整的系統(tǒng)把控制器、控制對象和其他部件組合在一起，需要多種技術(shù)的共同配合來完成，例如微電子、信息處理、通信、自動控制等技術(shù)。所以，機(jī)電控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，主要包括檢測傳感、自動控制、信息處理、伺服傳送這四種技術(shù)方式。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和開發(fā)，機(jī)電控制系統(tǒng)出現(xiàn)之后便得到大力推廣，現(xiàn)已經(jīng)在生產(chǎn)制造、航空航天等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用著，占據(jù)較為穩(wěn)定的地位。

機(jī)電控制系統(tǒng)主要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，管理人員可以通過異地?fù)芴柣蛘呔W(wǎng)絡(luò)連接來遠(yuǎn)程控制異地的計(jì)算機(jī)，來完成相應(yīng)的任務(wù)或指令。這種控制技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)平臺，可以對系統(tǒng)的每一個過程實(shí)時監(jiān)督，保證人機(jī)之間可以隨時建立聯(lián)系。

1.2 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是指通過控制器使被控制的對象或過程能夠自動按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行的一種技術(shù)方式。這一技術(shù)的理論基礎(chǔ)是自動控制原理，通過協(xié)調(diào)機(jī)械、電器的各部件共同工作來有效完成動作過程，在機(jī)電控制系統(tǒng)中扮演著重要的角色。自動控制原理分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論，統(tǒng)稱為傳統(tǒng)控制理論。第一種理論的研究對象是針對單變量的線性時不變系統(tǒng)，這種理論要借助數(shù)學(xué)工具拉普拉斯變換，利用函數(shù)傳遞的方法在頻率域進(jìn)行系統(tǒng)分析。經(jīng)典控制理論也叫自動調(diào)節(jié)原理，在負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)中，通過自動調(diào)節(jié)器的反饋?zhàn)饔脕砜刂葡到y(tǒng)的中心環(huán)境。第二種理論的研究對象則是多變量、非線性和時變系統(tǒng)，借助的數(shù)學(xué)工具為矩陣論、線性代數(shù)和集合論等。它的研究內(nèi)容主要是“四種控制”，分別是最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、隨機(jī)控制和魯棒控制，利用狀態(tài)空間的方法在時間域內(nèi)作系統(tǒng)分析，根據(jù)所處的狀態(tài)或條件來分析下一步會出現(xiàn)的狀態(tài)，然后用狀態(tài)方程來描述整個系統(tǒng)過程。這兩種理論存在的共同之處就是把被控制對象的精確數(shù)學(xué)模型作為基礎(chǔ)，把控制對象和其他干擾因素都用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方程和函數(shù)來表示。但是隨著時代的發(fā)展，21世紀(jì)的智能化進(jìn)程更進(jìn)一步，傳統(tǒng)控制理論越來越顯得有氣無力，而新興的智能控制系統(tǒng)則完全得心應(yīng)手，表現(xiàn)出強(qiáng)大的功能和優(yōu)勢。智能控制是多個領(lǐng)域相互交叉的學(xué)科，目前發(fā)展也只是初步階段，還需要根據(jù)實(shí)際情況不斷補(bǔ)充和完善才能發(fā)揮出更加重要的作用和優(yōu)勢。

在機(jī)電控制技術(shù)中，自動控制技術(shù)非常重要，主要負(fù)責(zé)提高產(chǎn)品精度、加工效率、設(shè)備利用率等問題，技術(shù)的關(guān)鍵就是依據(jù)現(xiàn)代控制理論，表現(xiàn)出工程化和實(shí)用化的特點(diǎn)，優(yōu)化控制模型，精確邊界條件等。不過，任何技術(shù)要想在社會快速發(fā)展的今天不被淘汰或取代，就必須不斷地進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，全面適應(yīng)發(fā)展需求。所以，自動控制技術(shù)也應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況努力實(shí)現(xiàn)突破和創(chuàng)新。

2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想

根據(jù)調(diào)查，最早機(jī)電一體化是由日本的一家機(jī)械整形協(xié)會經(jīng)濟(jì)研究所提出的，他們設(shè)想將電子技術(shù)加入機(jī)構(gòu)中的動力功能、主功能等加以控制和管理，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和接卸裝置三者融合成一個統(tǒng)一的整體，非常具有創(chuàng)造性。后來隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，機(jī)電一體化的思想越來越成熟，也逐步發(fā)展成一個較為完善的學(xué)科。在對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時，機(jī)電一體化要求系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)產(chǎn)品，反復(fù)審核，綜合結(jié)果，不斷進(jìn)行修改和完善，從而達(dá)到最理想的效果。作為世界制造業(yè)的大國，我國出現(xiàn)并推廣機(jī)電一體化思想是非常必要的，使產(chǎn)品表現(xiàn)出智能化、人性化、綠色化、微型化等先進(jìn)理念，具有一定優(yōu)越性。另外，機(jī)電一體化的產(chǎn)品有機(jī)融合了微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)等，系統(tǒng)的質(zhì)量和性能都得到了進(jìn)一步的提高，在特殊功能和任務(wù)的完成度上也有了良好的改善。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法

3.1 整體法

這種方法就是將機(jī)械部分與電子部分進(jìn)行有機(jī)整合，也就是

將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，從整體上開展設(shè)計(jì)。機(jī)電

（下轉(zhuǎn)第228頁）

（上接第167頁）

一體化的設(shè)計(jì)，最關(guān)鍵的就是表現(xiàn)出創(chuàng)新性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論，打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，全面提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。整體法通過把電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)整合成為一個不可分割的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的新穎和獨(dú)特，也體現(xiàn)了一種創(chuàng)新的思維方式，具有一定的影響和價值。

3.2 取代法

這一設(shè)計(jì)方法就是用電子線路代替機(jī)械控制結(jié)構(gòu)，一般用于電子化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。機(jī)械控制結(jié)構(gòu)在完成指定任務(wù)的運(yùn)行過程中形式過于單一，這種情況在機(jī)電設(shè)計(jì)一體化中就得到了改變，也就是利用電子線路來控制機(jī)構(gòu)。我們往往將電子線路控制分步驟進(jìn)行，首先在控制器或微型計(jì)算機(jī)上編出相應(yīng)的程序，用于把電子線路和機(jī)械控制結(jié)構(gòu)有機(jī)地相結(jié)合；然后，開始取代工作，即用電子線路代替原有機(jī)械結(jié)構(gòu)，用變速機(jī)構(gòu)、凸輪等代替那些接觸式控制器。這樣一來，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到簡化，體現(xiàn)出機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想，而且產(chǎn)品的質(zhì)量和性能也能得到相應(yīng)的提高。

3.3 組合法

組合法是功能模塊的整合，就是把各種標(biāo)準(zhǔn)功能的模塊組合成各個機(jī)電一體化系統(tǒng)。當(dāng)簡單的機(jī)械與電子的有機(jī)整合并不能完成指定任務(wù)時，我們往往采取組合法，將各個功能模塊進(jìn)行整合，形成一個一體化的多功能模塊的綜合系統(tǒng)，然后對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)來達(dá)到預(yù)期效果。現(xiàn)在組合法在數(shù)控機(jī)床上面的應(yīng)用效果顯著、優(yōu)勢明顯，拓展了多種使用功能，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量。另外，這一設(shè)計(jì)方法周期短、質(zhì)量高，還可以節(jié)約設(shè)備成本，在生產(chǎn)管理、使用和維修上都非常方便，今后也一定會得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。

4 總結(jié)

機(jī)電控制系統(tǒng)融合多種技術(shù)，在人類社會生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。而機(jī)電一體化是新時代下的產(chǎn)物，在帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的同時，為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展注入新的生命力。關(guān)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法，雖然目前主要總結(jié)出三種，但今后肯定會出現(xiàn)更多的具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)理念，在產(chǎn)品的人性化服務(wù)和自身質(zhì)量性能上作出更大的提高和進(jìn)步。隨著未來科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的不斷提高，各種技術(shù)呈現(xiàn)相互融合的發(fā)展趨勢，不同學(xué)科相互滲透，因此，機(jī)電一體化發(fā)展前景一片光明，必將得到更優(yōu)質(zhì)的完善并發(fā)揮出更大的價值。

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篇10

[關(guān)鍵詞]航空發(fā)動機(jī)； 裝配 ； 工藝 ； 數(shù)字化

中圖分類號： V263.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

0 概述

國內(nèi)許多航空發(fā)動機(jī)企業(yè)至今仍然沿用傳統(tǒng)的裝配方式，即采用手工的、紙制的和人工的模式來進(jìn)行發(fā)動機(jī)部件和整機(jī)的安裝。這里手工的是指裝配檢驗(yàn)部門對裝配過程進(jìn)行檢驗(yàn)還是通過手工確認(rèn)的方式進(jìn)行；紙制的是指裝配工人在裝配過程中必須查閱大量的紙制的信息以指導(dǎo)其進(jìn)行正確的裝配；而人工的是指整個裝配的計(jì)劃和任務(wù)是通過人工的方式以書面的形式進(jìn)行下達(dá)和分發(fā)。此外，傳統(tǒng)的裝配方式不利于對裝配信息的統(tǒng)一管理，裝配過程中的經(jīng)驗(yàn)得不到很好的積累.其它相關(guān)部門查看裝配相關(guān)信息也比較困難。

通過分析，發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)裝配作業(yè)中存在以下問題：①由于航空發(fā)動機(jī)的裝配主要是由手工完成的，因此制造工廠中的錯裝漏裝現(xiàn)象時有發(fā)生；②在發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)所有裝配零件均為合格品（在指定的公差范圍內(nèi)），但裝配性能卻差異較大的情況，造成這種情況的原因是零件之間、結(jié)構(gòu)之間的相對位置和運(yùn)動件之間的配合關(guān)系雖然處于認(rèn)可的范圍內(nèi)，但并不是處于最優(yōu)的情況；③對于不同熟練程度的裝配工人，裝配同一臺發(fā)動機(jī)，其性能也可能存在很大差異；④裝配中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)，缺乏警示提醒，沒有充分利用已有的裝配經(jīng)驗(yàn)，造成質(zhì)量問題可能重復(fù)出現(xiàn)。

本文針對目前裝配過程中存在的不足和新的需求，提出了一套帶有裝配向?qū)c管理的裝配數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，對其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)裝配作業(yè)的數(shù)字化。

1 系統(tǒng)構(gòu)建

由于裝配系統(tǒng)涉及產(chǎn)品的許多關(guān)鍵性數(shù)據(jù)信息，如零件三維模型信息、裝配工藝信息、零件測量信息和實(shí)際裝配中的操作信息等，并且主要應(yīng)用在企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)中，因此，本系統(tǒng)采用了c/s模式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

為了解決企業(yè)中存在的問題，對裝配過程進(jìn)行實(shí)時管理和控制，并實(shí)現(xiàn)整個裝配過程的數(shù)字化，系統(tǒng)主要通過下面幾個模塊來實(shí)現(xiàn)，其模塊之間的數(shù)據(jù)流向如圖1所示。

（1）裝配任務(wù)管理模塊。由裝配車間的調(diào)度員使用，其作用是根據(jù)計(jì)劃部門生成的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)計(jì)劃，將發(fā)動機(jī)的各種不同部件的裝配任務(wù)分配到各班組。

（2）裝配工藝可視化模塊。由工藝員根據(jù)裝配工藝規(guī)程指定零件的裝配順序、裝配路徑，形成三維可視化的裝配過程演示仿真，并輸入一些關(guān)鍵的提示信息和警告信息。

（3）裝配過程可視化與流程控制。由裝配車間里裝配班組長、操作員和檢驗(yàn)員使用，裝配班組長將裝配任務(wù)包分解給各作業(yè)組，操作員就可以看到本作業(yè)組的任務(wù)和相關(guān)裝配信息。操作員在工序/工步的提示下完成裝配任務(wù)。完成工序后，在系統(tǒng)支持下提交檢驗(yàn)。該模塊的一個很重要的作用就是規(guī)范裝配作業(yè)和檢驗(yàn)流程。

（4）裝配履歷表管理模塊。由質(zhì)檢部門進(jìn)行履歷表模板的定制和存儲工作，同時可以為履歷表進(jìn)行固定信息的編輯、修改等操作和關(guān)鍵選配件的配料單管理。

（5）零件優(yōu)選裝配模塊。由工藝員、配料員和系統(tǒng)管理員來調(diào)用，主要功能是根據(jù)關(guān)鍵尺寸對倉庫中需要裝配的零件進(jìn)行優(yōu)化分組，使得選配單元在滿足裝配配合尺寸的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小實(shí)際配合尺寸與理論最佳配合尺寸之間的誤差。

（6）通用查詢模塊。由有管理權(quán)限的人員來使用，提供了零件批次號查詢、發(fā)動機(jī)號查詢、裝配進(jìn)度查詢和履歷表信息查詢的功能。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 優(yōu)配模塊

在裝配車間對零件進(jìn)行實(shí)際裝配時可能發(fā)生如下情況：各個裝配尺寸鏈的封閉環(huán)尺寸位于公差帶的不同范圍，不能達(dá)到最高的整體裝配精度，即整批產(chǎn)品質(zhì)量未達(dá)到最佳。因此，需要開發(fā)一個優(yōu)配模塊，在各零件按經(jīng)濟(jì)加工精度制造的情況下，通過計(jì)算機(jī)選擇合適的零件進(jìn)行匹配，找出一組最佳組合方式，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高裝配精度。為了達(dá)到上述要求，根據(jù)關(guān)鍵尺寸對庫房中需要裝配的零件進(jìn)行分組，使零件的裝配尺寸滿足公差要求，并滿足裝配間隙離公差帶中值距離最小的原則。

2.2裝配工藝可視化

裝配工人按照裝配工藝卡上的要求進(jìn)行裝配，目前所用的紙質(zhì)工藝卡片只是以文字和裝配簡圖來說明裝配過程和裝配要求，這些靜態(tài)的文字和簡圖雖然方便查看，但是無法實(shí)時地指導(dǎo)實(shí)際的裝配生產(chǎn)過程。因此，本模塊的目的是展示零部件裝配順序和對應(yīng)的裝配操作提示或警告信息，實(shí)時地指導(dǎo)裝配工人的操作，另外本模塊還可以用于新裝配工人的培訓(xùn)。

要實(shí)現(xiàn)裝配工藝的可視化，需要處理以下幾種信息：①工藝規(guī)程信息，來自于CAPP的裝配工藝信息，包括文字信息和二維的裝配簡圖；②裝配過程動畫，以部件裝配體模型為基礎(chǔ)制作的裝配過程動畫；③提示信息和警告信息，對裝配經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與提煉。

2.3裝配履歷表管理

在裝配過程中，每道工序都由一個裝配小組完成，每道工序完成后由檢驗(yàn)員確認(rèn)簽字后傳送到下一工序，裝配過程中形成的有關(guān)該臺發(fā)動機(jī)信息的各種表格，統(tǒng)稱為裝配履歷表。目前工廠中的裝配履歷表大多是手工填寫的方式，不便于對填寫的內(nèi)容進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，不利于裝配過程中的生產(chǎn)管理。為了解決上述問題，系統(tǒng)采用了電子化的履歷表進(jìn)行存儲和管理。

對履歷表結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其具有明顯的層次結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其中每個樣式由多個格網(wǎng)組成，每個格網(wǎng)又由多個列數(shù)組成。為樣式添加模板數(shù)據(jù)，并為格網(wǎng)定制行數(shù)，形成表單模板，再在模板中添加實(shí)際數(shù)據(jù)就得到了實(shí)際表單。針對裝配履歷表的結(jié)構(gòu)特征，系統(tǒng)建立了通用電子表格管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，把裝配履歷表的信息轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以方便地進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了裝配履歷表的電子化管理。其中結(jié)構(gòu)對象及其之間的關(guān)系是用面向?qū)ο笾蓄惖慕M合L41來描述的。

（1）Column類。提供對Column的基本操作，其中包括了定制Column的屬性，如名號、序號、數(shù)據(jù)類型（普通字符、特殊字符）等。

圖2 表單結(jié)構(gòu)圖

（2）Grid類。提供于Grid的基本操作，其中包括了定制Grid的屬性，如名字、序號、數(shù)據(jù)類型（普通字符、特殊字符）等。

（3）Sheet類。提供對Sheet的基本操作，中，Sheet是包含多個Grid的表單容器。

（4）Template類。提供對Templa操作，是有部分表單數(shù)據(jù)的Sheet類的擴(kuò)展類。

（5）Document類。提供對Docume操作，是具有完整數(shù)據(jù)表單數(shù)據(jù)的Template類的擴(kuò)展類。

（6）管理類。對前面的Column類、Grid類Sheet類、Template類、Document類分對于Grid類就需要一個Colmn管理類來管理行數(shù)的生成、銷毀、刪除、查找等操作。

（7）EngineResume類。是Docu航空發(fā)動機(jī)履歷表上的具體應(yīng)用，包括了一些具體約束和屬性，如將某個Column類實(shí)例中的內(nèi)容映射為發(fā)動機(jī)號，或者是裝配圖號等。

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，針對航空發(fā)動機(jī)的裝配特點(diǎn)，開發(fā)了一個裝配數(shù)字化系統(tǒng)。調(diào)度員將任務(wù)下達(dá)后，首先，由工藝員通過系統(tǒng)平臺輸入選配信息，并將選配信息保存在選配模塊數(shù)據(jù)庫中，配料時只需要將選配信息和零件信息調(diào)出進(jìn)行計(jì)算就可以得到零件分組信息表。然后，裝配工藝員在系統(tǒng)平臺上建立工藝信息，并在CAD平臺上完成裝配設(shè)計(jì)后將相關(guān)文件上傳至服務(wù)器，裝配工人在客戶端選擇某一工序后，將該工序相關(guān)的格式文件下載到客戶端顯示。最后，檢驗(yàn)員實(shí)時地將裝配過程中的檢驗(yàn)信息提交給服務(wù)器，車間管理員通過局域網(wǎng)就可以了解裝配進(jìn)度和裝配狀況。并且，這些檢驗(yàn)信息在完成裝配后可自動生成裝配履歷表。

4 結(jié)論

本文開發(fā)的裝配數(shù)字化系統(tǒng)，由于采用了可視化環(huán)境，工人在裝配中更易于正確地理解裝配過程，正確地按照裝配順序選擇零件進(jìn)行裝配，并及時發(fā)現(xiàn)裝配中的錯誤，反饋給工藝部門。另外，電子化履歷表代替手工填寫的履歷表，不僅便于生產(chǎn)管理和查詢統(tǒng)計(jì)，而且所采用的動態(tài)生成方式，使其應(yīng)用更為廣泛。

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