机械设计制造及其自动化发展方向的研究毕业论文

机械和传统机械在功能上的木质区别。根据机械&动化在各行业的成用和发展,显现出了机械自动化产品的优点和效益。即智能化、多功能化、高效率、高可翁性、省能源,不断满足生产多元化需求。正文从系统的观念出发,综合运用机械技术、微电子技术,机电一体化技术,及过程控制技在汽车生产屮的应川。着重例举Y前处理锅炉汽包水位的控制和涂装车间废气排放的最徉控制方案。提出了动化控制今后的主要FI标,指明了机械设计制造及其ft动化的发展方向。11机械自动化的产生和定义12机械)动化的科学技术机械设计制造及K自动化符合设汁原则21机器的功能要求22利用先进技术不断创新31前处理锅炉汽包水位控制方而的研究311单冲撒控制系统312双冲量控制系统313三冲量控制系统32涂装车间空调冷却器控制方案的研究321控制冷却剂的流量322控制气氨的排量41生产能力、工作质量、使用安全性和可靠性提高42调整和维修方便,使用性能改善43具奋复合功能,适川面广,节约能源,减少耗材44改善劳动条件,有利于自动化生产机械设计制造及艽自动化的发展方向1051机电一体化、M络化1052科能化、人格化1053模块化、微型化1054绿色化10结论1112前言11机械自动化的产生和定义1984年美国机械工程师I办会为现代机械不了如下定义:“山计算机信怠网络I办调与控制的,于完成包拈机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相S联系的系统”。代机械就是指机电一体化系统。2世纪90年代国际机器与机构理论联合会,给出了这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电了控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其B动化基础上的发展。12机械自动化的科学技术机械设计制造及其自动化是机械技术和微电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘宁科,机械自动化使机械二业的技术、产品结构、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“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。它的发展至今已经成为一门冇着自身体系的新型学科,随着生产和科学技术的发展,还将不赋予新的内界。佴其最基本的特征可概拈力:机械1动化的没计制造足从系统的观点出技术、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H标和优化组织结构11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。机械没计制造及)动化的符合没计原则21机器的功能要求同的主要功能。即,都能对输入的物质、能景和信息(工业三人要素)进行某种处理,输出具有所需特性的物质、能量与信怠。因此,机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理,从而输山具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。如上所述,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术和机电一体化产品两容。作为产品,乂包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求,而功能足由其内部有机联系的结构所决定的。22利川先进技术不断创新根据产品或系统的主功能不同,可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主。输入物质、能没和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形物质系统(或产品)称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。转换为主,输入能S和信息,输出不同能fi的系统(或产品)称为动力机,其中输出械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。以倍息处理为主,输入信怠和能M。主要输出某种信息。如数裾、阁像、文字、声音等的产称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。机械1动化系统除了具各上述必须的主功能外,还成具体备M:它内部功能、即动力功能、检功能、控制功能、构造功能。基于上述的功能构成原理,既奋利于设计或分析各种机械1动化的产品,乂奋利于幵拓思路,于创造发明和创新。例如,根裾3种不同的主功能及其不同的输入,组合起來可形成9大类型的系统产品。此外,对于不同主功能的加工机构,运动方式不同,也构成不同用途的机械。例如,金属切削机床是根据工件与刀具相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因此,工件与刀具的运动方式不M,便产生不M用途的机床。所以说机械自动化的发展空间非常广阔,具有极大的想向空间,需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造出一流的自动化产ill。机械&动化系统在汽车生产屮的应用汽车生产过程屮,对各个工艺过程的物理置(或工艺变:ft)柯着一定的控制要求。有些工艺起着决定性的作用。例如,前处理各个工艺的温度,一般在工艺范M内的情况下,才能得到合格的产品。有些工艺变量里不直接地影响产品的质量和数量,然而保持其下•稳却是使生产获得良好控制的前提。31前处理锅炉汽包水位控制方而的研究锅炉汽包是生产蒸汽的设备,几乎是汽车生产不可缺少的设备,保持锅炉汽包的液位高度在证锅炉正常生产必不可少的措施,311单冲量控制系统汽包水位控制手段是控制给水,基于单冲:ft控制系统原理,这甩的“冲:ft”制阀的开度,减小给水虽。等到假水位消失后,由于蒸汽fi蹭加,送水呈反而减小,将使水位严重卜降,波动很历害,严重时气包水位降到危险程度以至发生事故。因此对于停留负荷变动较大的情况,这样的系统不能适应,水位不能保证。然而对于小型锅炉,由于水在汽包中的停衍时间较长,在蒸汽负荷变化时,假水位的现象并不显著,配上一些联锁报警装置,也可以保•证安全操作,故采用这种单冲景控制系统尚能满足生产要求。312双冲量控制系统在汽包水位的控制中,最主耍的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校U•:,不可以补偿“虚假水位”所引起的误动作,而且使给水位控制阀的动作十分及时,从而减少水位波动,改善控制品质。将蒸汽流a信号引入,就购入了双冲s控制系统,双冲s控制系需要考虑两条通道在动态上的差兄,需引入动态补偿环节。313三冲量控制系统双冲量控制系统还有两个弱点:控制阀的工作特性不一定能成为线性特性,这样要做到静态偿就比较W难;同吋,对于给水系统的扰动仍不能克服。为此可再将给水流量信号引入,构成三冲量拧制系统。三冲量控制系统的实施方案较多,这主要描述前馈控制勾屯级控制组成的fi合控制系统。其中,汽包水位是主冲虽(主变虽),蒸汽,给水流S为辅助冲呈。在汽包停留吋间较短、“虚假水位”严重吋,需引入蒸汽流暈信号的微分作川。这种微分信号应是负微分作用,以避免山于负荷突然增加和减少吋,水位偏离设定值过高或过低而造成锅炉停车。在三冲景的控制系统十,水位控制器和流景控制器的参数整定方法与一般串级控制系统相同。有些装置中,采用了比较简单的三冲量控制系统,只川一台控制器及一台加法器,加法器可接在控制器之前,也付接在控制器之后,加法器的正负号足针对采川气关阀及正作川控制 接法的优点是使用仪表最少,只要一台多通道的控制器即可实现。但如果系数设置不能确保物料 平衡,则当负荷变化时,水位将冇余差。 32 涂装车问空调冷却器控制方案的研究 冷却器的热载体是冷却剂,常采用液态氨等介质作为冷却剂,利用它们在冷却器内蒸发进吸 工艺物料的大量热量,使用丄艺物料的岀口温度下降来达到生产丄艺耍。

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