自动化生产线设计要点分析论文
在学习、工作中,大家总免不了要接触或使用论文吧,论文可以推广经验,交流认识。你知道论文怎样才能写的好吗?下面是我为大家收集的自动化生产线设计要点分析论文,希望能够帮助到大家。
摘 要:
经济的快速发展促进了各类物资需求的不断增加,尤其是以汽车、电子、家电等工业制品为代表的工业品的需求在不断的增加,传统的粗放型的生产模式正在逐步被自动化生产线所取代,在提高产品生产效率、产品生产质量的同时也极大的节约了人力成本,提高了企业的经济效益。现代自动化生产线依托于不断发展的工业机器人以及电子控制技术的发展,在总结分析工业品生产流程的基础上采用细分化的设计从而实现自动化的生产。文章在分析自动化生产线设计流程的基础上对自动化生产线设计过程中可能出现的问题进行举例分析,并对如何做好相关问题的解决进行探讨。
关键词:
自动化生产线;设计;装配线
前言
自动化生产线是现今在工业生产领域中应用较多的生产设备。自动化生产线现今多采用的是全自动、半自动的形式加以实现,其中半自动化生产线主要是通过将生产线中的一部分不经济的人工操作转变为机器替代,从而更好的提高企业的经济效益和产品成产效率。做好自动化生产线的设计需要在熟悉工业产品生产工艺的基础上做好对于自动化生产线的设计。
1 自动化生产线设计流程
自动化生产线的设计需要在熟悉产品生产工艺的基础上得以实现,首先只有在熟悉产品生产工艺的及产品特点的基础上来对自动化生产线进行设计,同时产品生产工艺也是一个产品装配过程的完整体现,产品生产过程中的每一道工序都会对产品的每一步生产进行详细的要求与说明,并对相应的规格标准进行说明。因此,在对自动化生产线进行设计之前首先要对产品的生产工艺进行分析、熟悉。
2 做好自动化生产线的节拍分析
做好自动化生产线的生产节拍的分析对于自动化生产线的设计有着十分重要的意义。自动化生产线的产品生产节拍决定着自动化生产线所产生的产品的质量。自动化生产线的生产效率主要指的是自动化生产线在单位时间内所生产出半成品所需要的时间,其是评价一个自动化生产线是否合格的重要指标之一,在自动化生产线的设计过程中需要对各个工位进行节拍分析并整合小节拍工位对自动化生产线中的瓶颈工位予以消除减少自动化生产线设计中的冗余工序环节,提高生产效率。
自动化生产线中的生产节拍主要由工艺操作时间和辅助作业时间所组成,在自动化生产线的生产节拍的设计时要首先对生产线的平衡率进行一定的设计计算。在完成了对于生产线平衡率计算的基础上再对生产线节拍进行计算,这是由于自动化生产线中的节拍最长的工位将会对其他工位的运行产生较为严重的限制,因此,自动化生产线中的生产节拍主要是由自动化生产线运行过程中运行时间最长的工位节拍所决定的。在对自动化生产线进行设计的过程中需要对最长工位进行分析以确定是否能缩短其运行时间从而有效的减少节拍瓶颈,从而使得自动化生产线中的各工位的运行节拍保持一定的均衡。
3 确定自动化生产线的设计方案
在完成了对于自动化生产线设计的前期准备工作后需要对自动化生产线的设计方案进行确定,在自动化生产线设计方案的确定过程中需要对自动化生产线进行多套方案设计并在上述方案中选择最优的设计方案。最优自动化生产线设计方案的评价标准:简单实用、可靠性并尽可能的`降低人工操作并在满足所有功能的前提条件下从自动化生产线的生产成本、生产效率等方面来进行确定。在完成了对于自动化生产线的设计方案确定后需要对自动化生产线进行三维模型设计,并绘制相关的二维工程图。
自动化生产线的传动系统及结构设计
自动化生产线在对于传统系统及结构的设计需要根据产品的结构形式来进行确定。现今在自动化生产线中使用较多的输送方式主要有:链传输、皮带传输以及转盘输送和振动盘供料等的多种方式,而后需要对产品自动生成中的产品分隔和环向等进行考虑,如需要在工位上对零件进行检测或是定位时需要对产品的分隔且脱离传送进行精确的定位。从而确保在没有其他外力参与的情况下对产品进行装配、加工和检测。在自动化生产线中对于产品的转换向主要由X/Y/Z三个自由度所组成,在进行换向时可以通过使用换向汽缸、分度盘或是凸轮分度器及特定的机械工装来实现自动化生产线生产过程中的旋转功能,在自动化生产线中的分隔过程中由于各工位的节拍存在着差异将会存在着一定的等待现象,如这一等待时间稍长则需要在自动化生产线中设计暂存料的料垛。
做好自动化生产线中的气动原理图的绘制
在对自动化生产线产品工艺进行分析的基础上需要对各工位的举升、夹紧、直线运动、转动等功能的实现进行确定,在对其进行设计的过程中需要依靠工作站的运行方式来对自动化生产线中的气动系统的原理图进行确定与绘制。对于依靠气动来实现举升等受重力因素影响或是在紧急情况下禁止动作的环节需要在气动控制环节的设计中增加气动控制单向阀,并在阀片的选择设计中选用三位五通中空阀的设计,从而在断气或是紧急情况下气动单元因重力动作而产生的危险。
做好现场工艺布局图的绘制
在自动化生产线现场工艺布局图的绘制过程中需要根据产品的生产工艺来对自动化生产线中的各工位进行确定,在工位的确定过程中需要依照现场的实际情况来对各工位的位置进行合理的布局并绘制成图,从而实现将各工位有序的串联或并联成一个有机的整体。在自动化生产线的设计过程中还需要充分考虑到客户现场中的气源气路、电源、线控走线的方式以及中间转接环节等,做到细致分类。在走线方式上主要分为空中和地面两种走线方式,对于自动化生产线走线中所需要使用的气管、电源线、控制线、线槽等进行充分的考虑并在确定所需要的长度时乘以一定的系数,以确保实际走线管过程中的损耗。
自动化生产线的设计原则
在自动化生产线的设计过程中需要在满足使用功能的前提下尽可能的对工艺步骤进行优化、设计过程最简化、设计成本最小化。在自动化生产线的设计过程中对于自动化生产线所使用的各个零件如传感器、PLC等的部件应当尽量选择统一的标准,从而在降低自动化生产线成本的同时能够方便的对其进行管理、互换。
做好自动化生产线中的机器人形式的确定
在自动化生产线中的机器人形式的确定中需要在综合分析产品零件的加工节拍、自动化生产线所在平面形式的区别以及产品上、下料的时间、产品加工过程中处理中间件物流所需要使用的时间自己设备加工工位等的基础上来对生产机器人的形式进行确定看是采用关节式还是其他的形式。
做好基于现场总线的自动化生产线组网
控制系统是自动化生产线的核心中枢,现场总线是现今工业自动化生产中进行现场通讯的主要通讯手段,同时使用现场总线来将自动化生产线中各个独立的控制单元模块进行链接以实现对于自动化生产线的控制。自动化生产线的控制管理主要由上位机和主、从站构建起整个控制系统,从站主要将本站功能完成信号和本站功能准备好信号传输至主站,主站通过与上位机进行信息交换来按照工艺流程对整个自动化生产线进行启停控制。在主、从站控制设备的选择上主要采用PLC来作为现场工作站的主控制器,并通过现场总线将各控制器构建起一个控制网络以实现对于自动化生产线的控制。
4 结束语
自动化生产线是现今工业化生产中发展的重要方向。文章在分析自动化生产线设计流程的基础上对自动化生产线设计中的要点进行了分析介绍。
参考文献
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进入二十一世纪以来,中国汽车工业一直保持着持续发展的势头。上世纪九十年代以前,国内汽车工业的主导产品是货车,经过近十年的发展,出现了以轿车为领头羊的可喜格局。汽车工业重点发展轿车的战略转移,给装备制造业带来前所未有的发展机遇。各行各业中,与装备制造业关联最大的就是汽车工业。有关资料表明,美国机床的50%以上、工业机器人的60%以上用于汽车工业,因此美国成为汽车王国的同时,也成为机床生产大国。发达国家汽车工业的发展史无不证明这一点,汽车工业的发展提升了装备制造业特别是机床制造业,机床制造业的提升在技术与工艺上,支撑和保证汽车工业的繁荣。锻压机械作为机床制造业的重要部分与汽车工业的发展更是息息相关。本文仅以轿车典型金属板材冲压件和典型锻件为例,浅谈汽车工业对锻压机械的应用。 典型金属板材冲压件的工艺装备 在轿车的整车生产中,冲压、焊装、涂装和总装统称轿车生产四大工艺。据统计,在轿车的2000馀个零件中,按件数计算金属板材冲压件占40%以上,冲压工艺装备在汽车工业的地位可见一斑。当今轿车生产凸现车型个性化特点,令换型周期越来越短。轿车换型主要表现在车身形状和结构的变化,而与之相适应的是金属板材冲压件的千变万化。金属板材冲压件大致可分为三大类,即车身覆盖件、车身结构件和中小型冲压件。车身覆盖件和车身结构件是具有保持车身形状功能的零件,如车门、顶盖、侧围、行李箱盖等,是金属板材冲压件的主体。中小型冲压件在轿车中的分布较分散,如车轮、离合器、车用空调、微特电机等部件,都有大量的冲压件。研究轿车典型金属板材冲压件的工艺装备,毫无疑问地要将车身覆盖件的工艺装备作为龙头对待。 金属覆盖件的工艺装备 自车身覆盖件工业化生产以来,机械压力机始终是其装备主体,典型的组合是一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成的冲压生产线。冲压生产线的形式虽然一直被普遍采用,但其内涵却不断变化。首先是随着单机自动化水平的提高,自动快速调整技术及自动快速换模技术的应用,增强了冲压生产线的柔性化程度;其次是冲压生产线的结构形式不断改进,由人工上下料的流水生产线发展为半自动冲压线和自动冲压线;其三,更具技术进步意义的是,多工位压力机进入冲压生产线,以及激光加工与冲压加工相集成,组成广义的冲压自动线。 图1 多工位压力机中国锻压机械行业在车身覆盖件工艺装备方面的进步是有目共睹的。通过“八五”以来的科技攻关,锻压机械行业的自主开发能力明显提高了。在此基础上,有关企业通过引进德国舒勒、美国维尔森、日本小松等着名公司的设计制造技术,或采取与国外厂商合作生产的方式,为中国轿车生产企业提供了几十条冲压生产线,并在国际市场中占有一席之地。 当前,车身覆盖件冲压技术的快速发展令人瞩目,主要表现在液压机的加盟、多工位压力机的使用和柔性化技术趋于成熟这三方面。 如前所述,机械压力机是冲压生产线的主体,长时间里没有其他装备能动摇其霸主地位。然而,随着液压机某些关键技术的突破,液压机在冲压方面的优势和潜能得到充分发挥,生产率明显提高,以及行程同步、与传送装置连锁等问题的圆满解决,产生液压机作为冲压生产线主机的趋势。当然,这并不意味着液压机将取代机械压力机,虽然冲压生产线可以全部采用液压机,也可以液压机与机械压力机混排使用,但机械压力机作为主机组成的冲压生产线毕竟仍是主流。 早期较广泛使用的冲压生产线,由一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成,两者之间设置一个工件翻转装置。多工位板料自动压力机的出现,以其一次行程进行多工序加工、结构紧凑、生产效率高等特点,倍受汽车工业的青睐。多工位压力机作为主机用于冲压生产线,比单机使用的难度大得多,必须解决驱动系统、传送系统以及检测系统等一系列技术问题。近年来,随着以上技术难题的逐一解决,多工位压力机作为主机进入冲压生产线才成为可能。 图2 串联压力机生产线柔性化技术趋于成熟,是轿车车身覆盖件生产最重要的技术进步。首先,组成冲压生产线的设备的数控化,奠定了冲压生产线自动化的基础。而柔性传送技术、机外仿真技术、脱机编程技术的日臻完善,特别是包括模具自动仓库、模具自动识别与提取、模具工作参数自动调整等功能的模具系统实用化,标志着车身覆盖件柔性化技术已趋成熟,使大型覆盖件的“个性化”生产、按定单生产和“准时生产”成为可能。 柔性冲压自动线问世,表示柔性化技术发展逐渐完备。柔性冲压自动线的基本结构,仍是一台双动压力机与数台单动压力机串联布置。在双动压力机之前有拆垛装置,由上料车、液压顶升器、磁力分层器、真空吸盘提升器、双料检测器、磁力辊道、双料排除器、清洗涂油装置和送料装置组成;双动压力机与单动压力机之间有上下料装置,包括下料器、翻转装置、传送装置和上料器;单动压力机之间的上下料装置,由下料器、传送装置和上料器组成;最后一台单动压力机之后是码垛装置,由下料器,传送装置和码垛车组成。此外,自动快速换模系统、自动快速调整系统、故障检测系统以及废料排除与运输系统都是必不可少的。由于对机器人技术、微电子技术和液压技术的充分应用,不仅实现了冲压过程的自动化,而且带来生产组织的柔性化。 大型多工位压力机自动冲压生产线代表了先进的组合方式,应当特别关注。大型多工位压力机的不断完善和轿车大型覆盖件生产的需求,促进了大型多工位压力机自动冲压生产线的发展。较原始的组合是,由一台双动拉伸压力机与一台单动大型多工位压力机组成,二者之间配备一套翻转装置和同步装置,在一定程度上提高了生产节拍,并减少占地面积。第二代生产线的配置大为简化,一台带双动拉伸工位的多工位压力机在其前后分别配备了拆垛装置和码垛装置,便组成了一条自动冲压生产线。此类多工位压力机多为四柱三滑块结构,第一滑块下的第一工位是双动拉伸工位,其馀工位为单动冲压工位。由于拉伸工位采取了反向拉伸的方式,从而避免了工件的翻转,因此不需要翻转装置,使生产率进一步提高、占地面积也减少了。带数控液压气垫的大型多工位压力机的出现,摒弃了传统的双动拉伸工艺理念,真正将拉伸与其他冲压工艺组合到一台压力机上完成。自动冲压生产线的硬件组成仍是一台主机配备拆垛装置和码垛装置,主机是带数控液压气垫的多工位压力机,而数控液压气垫是其技术核心。数控液压气垫通过四角控制,可调节拉伸工作的压边力,从而实现单动深拉伸。采用数控液压气垫使单动压力机代替传统的双动压力机,不仅简化了压力机的结构、取消了翻转装置,且实现了压边力的优化控制、提高拉伸件的质量、降低工件的废品率。 中国汽车工业对设备需求呈现长期多样性的局面,因此大型覆盖件的生产工艺也是多种多样的。随着技术发展的进程,众多企业已经或将要把人工上下料的流水线改造为半自动冲压线和自动冲压线,但使用柔性冲压自动线的企业仍为数不多。大型多工位压力机自动冲压生产线由于造价昂贵及技术方面的问题,在国内推广使用尚待时日。目前,中国锻压机械行业不仅能够自主提供传统配置的冲压生产线、半自动冲压线和自动冲压线,而且具有提供柔性冲压自动线和大型多工位压力机自动冲压线的能力。 钢板成型车轮的工艺装备 在结构上,轿车车轮主要分为组合式车轮和整体式车轮,从材质上分则有钢板成型车轮和铝合金车轮。当前,组合式钢板成型车轮占有相当重要的位置,短期内不会出现整体式铝合金车轮一统天下的局面。组合式钢板成型车轮主要由轮辋和轮辐组成,轮辋与轮辐的生产工艺一直备受关注。现时,生产轮辋的工艺方法大致有两种,一是滚压生产工艺,二是旋压生产工艺;生产轮辐的工艺方法主要有两种,即冲压成形工艺和旋压成形工艺。 滚压工艺生产轿车轮辋的自动生产线的典型配置,按工艺性质可分为三部分:第一部分包括自动开卷机组、校平剪切机组,将卷料制备成加工轮辋的定长板料;第二部分包括卷圆机组、焊接及焊缝清理机组、倒角及扩口机组,将前工序的板料卷成轮辋所需的环形毛坯;第三部分包括滚压成形机组(通常由三台滚压成形机组成)、精整扩径机组,将环形坯料滚压成成型轮辋。滚压工艺的优点是生产率高,国外此类自动生产线的生产率一般为800-1200件/小时。 旋压工艺生产轿车轮辋的优点是,通过有效控制金属的塑性流动,可加工出变截面等强度轮辋,以提高轮辋质量。可是,旋压工艺存在生产率低的缺点,国外典型生产线的生产率通常为200-250件/小时,因此不适于大批量生产轮辋的企业。比较常见的做法是,利用旋压工艺具有的柔性化特点,用于新产品开发和小批量轮番生产。旋压工艺轿车轮辋自动生产线的配置,第一、第二两部分与滚压工艺相类似,第三部分旋压成形机代替了滚压成形机。 冲压成形生产轮辐的工艺比较间单,早期采用多台单工位压力机分序成型的方法,后来采用多工位压力机在一台设备上连续完成。冲压成形的轮辐等厚壁、重量大,不能满足轿车高速行驶的需要,而且材料利用率和车轮寿命都较低。旋压工艺可获得变厚壁等强度结构轮辐,不仅提高了材料利用率和车轮寿命,而且增加轿车高速行驶的安全性和可靠性。旋压成形生产线的典型工艺包括落料、强力旋压、修边、冲孔等工序。旋压成形生产线的主机是数控旋压成形机,第一滚轮对坯料预旋压完成布料,第二滚轮将壁厚旋压至预定值。 中国轿车车轮的生产工艺装备比较落后,滚压工艺与旋压工艺均有极大的发展空间。从国外的发展趋势看,旋压工艺虽然有生产效率低的缺点,但其加工精度高、可生产变截面等强度轮辋和轮辐、制件刚度大回弹小等优点仍不容忽视,特别适合新产品开发和中小批量生产。随着旋压工艺生产率的不断提高和控制技术的日臻完善,在车型变化周期越来越短的今天,人们可能将重新审视对旋压成形工艺的评价。 典型锻件的工艺装备 汽车工业是锻件生产企业最重要的用户,因为大约60%以上的锻件为汽车工业应用。与机械工业相比,汽车工业更注重锻件的精度、锻件细微结构和中空部位的成型以及最大程度的减轻重量。由于锻件的高强度和高可靠性,轿车的重要零件一直采用锻件作毛坯,典型锻件有发动机的曲轴、连杆,变速箱的齿轮、轴类零件,操纵系统中的轮架、拉杆、转向节零件等。轿车典型锻件的锻造可分两大类,即普通模锻和特种模锻。普通模锻采用小飞边、无飞边工艺在锻锤和热模锻压力机上进行,特种模锻采用楔横轧工艺、摆动辗压工艺和径向锻造工艺。 发动机连杆锻造工艺装备 轿车发动机连杆锻造工艺主要有两种,一是采用热模锻压力机生产线,二是采用电液模锻锤生产线。前者适用于大批量生产,后者则适应中小批量、多品种生产方式。热模锻压力机生产线的基本组成是,棒料库、棒料自动排列和送进装置、感应加热炉、出料装置、棒料剪切机构和热模锻压力机等。热模锻压力机生产线采用一模两件的锻造工艺,生产率可高达800-1200件/小时,材料利用率为95%以上。热模锻压力机生产线虽然有经济技术方面的优势,但受投资大、专业化程度高、模具制造和维修费用高、必须有70%以上的开动率等因素的制约,使许多生产厂家望而生畏。电液模锻锤生产线生产轿车发动机连杆锻件,采用一模一件的锻造工艺,将棒料剪切成坯料后加热再进行锻造。电液模锻锤生产线的基本组成是,棒料剪切机、感应加热炉、送料装置、楔横轧机或辊锻机、电液模锻锤、切边校正机等。随着控制技术的发展,电液模椴锤可控制和调整打击能量、打击次数、打击间隔时间等工艺参数,以最佳打击力满足锻件成形的能量要求,不仅能提高锻件的质量,而且延长了模具的寿命。虽然电液模锻锤生产线的生产率通常只有热模锻压力机生产线的二分之一左右,但其投资只相当于后者的三分之一,组织生产十分灵活,故深受中小批量生产规模厂家的青睐。 轿车发动机连杆锻造的技术发展趋势是,提高锻造生产线的机械化、自动化水平和采用新的锻造工艺方法。显而易见,提高锻造生产线的机械化和自动化水平是业内人士的共识。采用机械化上下料装置、机械化传送装置、机械手和自动控制技术对流水生产线进行技术改造,减少人工操作环节、实现自动化或半自动化生产,是目前发达国家的普遍做法。新锻造工艺方法的尝试有两种,一是粉末锻造工艺,即将金属粉末烧结的坯料加热后进行模锻成形;二是在多工位自动热镦机上高速锻造成形。前者的优点有锻件重量偏差小和能生产形状复杂锻件等,特别适合于动平衡要求高的高级发动机,为诸多生产厂家所采用;后者因经济批量的门槛值过高和设备过于昂贵而难以被厂家接受。 圆盘齿坯锻造工艺装备 圆盘齿坯是轿车盘类锻件的典型代表,由于数量大,要求采用高精度、高效率、低成本的工艺方法生产。早期的生产工艺采用锻锤、机械压力机、螺旋压力机或热模锻压力机为主机,将棒料剪切成坯料后加热,分几个工序完成,生产效率低、锻件精度底、加工馀量大、材料利用率低。自从出现毛坯精化的理念后,高速热镦机自动生产线成为生产圆盘齿坯最理想的选择。高速热镦机自动生产线的典型配置为料架、自动上料装置、感应加热炉、滚轮式送料机构和多工位高速热镦机。加热的棒料进入高速热镦机后,依次完成毛坯切断、整形、预锻、终锻、冲孔等全部工序,锻件在各工位之间的转送由机械手自动完成。高速热镦机自动生产线可实现真正的毛坯精化,锻件的尺寸、形状接近机加工零件,提高材料利用率并节省机加工工时,锻件具有更理想的金相组织和机械性能,生产率是普通锻造方法的数倍甚至十倍,其综合经济效益是十分显着的。 齿轮轴锻造工艺装备 轿车齿轮轴是变速箱的重要零件,是典型的轿车轴类件,具有细长和多台阶的特点。生产轴类件的传统工艺是在模锻锤或热模锻压力机上模锻,但这种工艺生产出的锻件精度低、材料利用率低、加工馀量大,楔横轧工艺的出现有效解决这一难题。楔横轧工艺是高效、节能、节材的新技术,加热的棒料进入楔横轧机,楔横轧模在一个工作循环中对金属连续挤压分布,形成满足形状和尺寸要求的阶梯轴锻件,而且可以用管材作坯料生产空心轴锻件。由于楔横轧工艺适合加工对称零件,因而往往将一对零件对称布置设计模具,使工艺性和生产率双受益。楔横轧工艺的特点是,一次行程可获得一个或一对零件,生产效率高;金属连续变形、变形力小、模具寿命高;锻件尺寸精度、高加工馀量小、材料利用率高。楔横轧自动生产线的构成比较简单,通常由自动上料装置、感应加热炉和楔横轧机组成。楔横轧机有两辊式和平板式的结构形式,平板式楔横轧机利用机械或液压驱动,两块平板式模板作直线往复运动搓轧坯料;两辊式楔横轧机的模具是一对轧制辊轮,毛坯在旋转的轧辊中成形。前者的优点是结构简单、调整方便、模具造价低廉、锻件精度高;缺点却是行程受限、变形程度小、有空程、生产效率低;后者的结构紧凑、可实现连续生产、生产效率高,缺点是模具制造困难、锻件精度较低。 纵观中国汽车工业的锻压机械应用情况,冲压工艺装备的水平高于锻造,表现在工艺及装备的先进性、生产线的自动化及柔性化程度、集约化生产水平等诸多方面。虽然国内锻压机械行业可以为汽车工业提供几乎所有的冲压与锻造装备,但毋庸讳言,中国锻压机械行业的水平和实力在国际市场上还不算是强者。锻压机械行业在汽车工业中的地位,既取决于锻压机械行业的技术进步和结构调整,也取决于汽车工业的发展战略与市场前景。
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机械制造行业是我国经济的支柱性产业,机械制造行业对经济的发展具有巨大的推动作用,随着现代科技的不断发展,机械制造自动化技术也在不断的进步,并且逐渐的向自动化和精密化方向发展。下文是我为大家搜集整理的关于机械制造与自动化论文参考范文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析机械制造与自动化技术
摘 要:机械制造是我国国民生产经济中的基础产业,该行业的发展对于其他行业的发展具有十分重要的影响。随着自动化技术的不断普及,机械制造与自动化技术的结合也将成为必然发展趋势。机械制造行业将在自动化技术的推动下,逐渐实现虚拟化、智能化的转变,从而帮助企业实现节能减排的生产目标,提高企业经济效益。
关键词:机械制造;自动化技术;虚拟化;智能化
1 概述
机械制造技术是我国国民生产经济中的重要基础产业之一,主要致力于机械产品的设计、加工制造、生产、维修等一系列流程的工程学科。随着经济的不断发展,社会各行业对机械制造技术的需求量不断增加,其规模及速度得到前所未有的发展,同时也给环境带来了极大的危害。为保障机械制造业的可持续发展,利用先进的自动化技术提高机械制造的生产效率,降低成本,减少排放成为各企业竞相追求的目标。
2 自动化技术
自动化技术是人类为解放劳动力而采用机械或者其他工具代替人类劳动的一项发明,通过机械或者工具能自主完成既定的工作任务,以达到减轻人类劳动负担的目的。随着科学技术的不断发展,尤其是计算机与互联网技术的大力发展及广泛普及,现代自动化的概念已经扩展至利用任何机械或者工具来取代人类劳动的范畴。现代自动化技术的涵义相对于传统自动化技术而言,已经有了更多的内容。从自动化技术的功能方面来看,自动化技术代替人类工作只是功能的一小部分,其最终目的是构建一个有机的体系,通过该体系的建立可以协调和优化人类与机器的关系,实现人类生活与工作智能化的目标;从表现形式上看,现代自动化技术可代替人类劳动,代替或者辅助人类的各项工作,协调或者管理生产系统中的部分工作或整个工作系统;从应用范围来看,现代自动化技术不仅应用于具体的生产行业,还可广泛应用于众多的中间产业,甚至是人类的生活。
3 机械制造与自动化技术的结合
机械制造业的发展需要自动化技术
①机械制造企业管理落后。
计算机及互联网技术的发展,使得发达国家的机械制造企业在管理方面也优于我国。发达国家企业将计算机运用到企业管理当中,改变了企业的生产模式和组织管理方式,为实现精益生产、准时生产、高效生产的全新的管理思想的实现提供了有力的制度保障;我国进入信息化时代较晚,计算机普及速度虽然较快,但利用计算机管理企业生产的应用情况并不理想。
②机械制造技术落后。
发达国家经历了蒸汽时代和电气时代的两次改革浪潮后,传统的机械制造工艺已经发展至较为成熟的阶段,且机械制造业的高速发展期也高于我国;目前,发达国家已经将纳米技术、复合型加工技术和微激光加工技术普及到机械制造技术当中,大大提高了机械制造的效率。相对于西方发达国家的机械制造技术,我国的制造工艺处于落后阶段,大部分制造企业仍采用农间作坊的生产模式;现代化水平低且应用范围十分有限,尖端技术尚处于不成熟的研发当中。
③机械制造自动化程度低。
发达国家机械制造企业已经将计算机集成技术、自动化数控技术和柔性制造系统广泛应用于机械制造业当中,实现了机械制造生产的自动化、集成化和智能化;而我国大部分私有企业的机械制造的自动化技术刚处于初步使用阶段,生产过程中仍以人工管理为主;柔性制造系统仅在少数大型企业中采用。
机械制造自动化技术未来发展趋势
①机械制造的虚拟化。
网络制造技术是利用计算机仿真模拟软件,在模拟的操作环境中对虚拟对象进行各项技术操作,通过对虚拟产品设计、制造过程的模拟,预测该产品的性能及生产成本,以实现企业生产系统中设定的高质量、高性能、低成本的目标。首先,网络技术为企业发展提供了强大的技术支持。企业可通过虚拟的网络软件对各种工程或者产品进行虚拟制造,减少不同部门人员之间交流限制,大大方便了后续的交流与合作。其次,网络虚拟软件能模拟销售过程,利用该功能和检验产品的销售状况。若模拟结果不理想,企业可通过修改实验参数数据来改变实验条件,重新对产品进行模拟销售,以完善实验结果。利用网络虚拟软件,不仅可以节约设计时间,还能有效降低实验成本,减少企业的成本支出。
②机械制造智能化。
人工智能是由人和机械组成的复杂性系统,通过人与机器设备的合作实现机械制造过程。人工劳动在一定程度上存在某种缺陷性或局限性,这就限制了机械制造业的发展。而随着科技的进步,机械制造与自动化技术的结合将使制造工作向人工智能方向转变。智能化制造系统在制造过程中,可以通过分析、判断、构思等一系列智能化活动,提高机械制造的适应性和友好性。该系统具有良好的柔性,减少了机械制造过程中对资源的消耗和浪费。随着社会各行业对机械制造需求的提升,仅靠人力劳动已经无法满足社会的需求,而人工劳动与机器制造的组合方式可大力提高生产效率,满足社会对机械制造的需求。人工智能的出现可降低人工的工作强度,从而为拓展人力在机械制造中的应用提供了可能;另外,人工智能的广泛应用有助于人类智能的延伸,使人将更多的精力用于创造性的活动当中,从而产生更多具有价值的成果;最后,人工智能能完成人工无法完成的部分危险性工作,改善了人工的工作环境。
③机械制造环保化。
机械制造业大力发展的同时,由于制造工艺的落后,不仅造成了极大的资源浪费,还给环境带来极为严重的危害,引起了社会的各界关注。机械制造与自动化技术的结合,将有效减少资源的浪费及污染物的排放,从而提高行业的环保程度,为制造业的健康发展提供必要保障。自动化技术在机械制造中的应用,能有效提高生产效率,减少资源浪费,提高企业的经济效益和社会效益。
4 总结
机械制造与自动化技术的结合是必然的发展趋势,利用自动化技术,机械制造企业可实现生产过程的虚拟化、智能化、环保化,从而降低企业的生产成本,提高企业经济效益,推动整个机械制造行业向更加健康的方向发展。
参考文献:
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引言中国科学院陆地生态过程重点实验室主任、中科院沈阳应用生态研究所首席研究员周启星认为,环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理与修复、自然资源可持续再生等方面发挥着日益重要的作用;同时,由于“从根本上体现出了可持续发展的战略思想”,环境生物技术相关产业也正迅速成为全球经济的新增长点。 内容和分析环境生物技术是一个纯生态过程,这使得该技术在解决环境问题中具有独特的功能和显著的优越性,从根本上体现出可持续发展的战略思想。”周启星介绍,环境生物技术可按技术的难易程度,划分为高、中和低三个层次,其中高层次环境生物技术指以分子生物学技术为主体、以基因工程为主导的污染控制与监测技术,中层次环境生物技术是以目前大量应用的、经过工艺改革与技术创新的生物处理技术,低层次环境生物技术则指各类自然净化系统。应用中三个层次的技术互相渗透、协同一致,供决策者和用户根据“经济”、“可持续”原则酌情选用“现代环境生物技术的兴起,确实有其‘不得不发展’的现实需求。”周启星解释说,随着社会经济的不断发展,出现了一大批传统环境处理技术无法解决的环境污染问题,包括高效降解有机有毒污染物的基因工程菌和抗污染、超积累型转基因植物的研究,无害化或无污染生物生产工艺技术研究,废物资源化工程研究等。在这些方面,现代环境生物技术与传统技术相比效率高、速度快,更有利于环境的可持续发展。正因为要“能传统环境技术之不能”,当代环境生物技术的发展热点主要集中在高层次技术,即以分子生物学技术为主体,以基因工程为主导的污染诊断、污染监测、污染控制及污染生态修复技术上。其中,环境生物新技术、新方法的开发和利用,如污染环境的分子诊断技术是污染控制与修复的前提和基础。因为当前环境生物技术研究人员,仍不能很好地用生物芯片、转基因、干细胞、蛋白质组、代谢组、生物发光等技术,发展出有效的污染检测与监测方法。人与环境有着密不可分的关系。无论过去、现在还是未来,人类总是在不断地改造环境,创造不仅使用,而且美观的环境空间。城市所意味的,不仅仅是建筑、街道、商店等人工建构物的堆积,而蕴涵着在诸多功能性设施及硬质景观相伴下的社会文化、经济、政治和城市居民多姿多彩的生活。从外在的视觉影像来看,城市是由其平面结构、天际轮廓、各色建筑、街市设施、区域地标、开放的空间、植栽园林及穿梭不定的交通工具所构成,然而这些都是城市人在选择和被选择的行为方式下形成的物质形态,其间蕴涵着深厚的自然法则、社会心理、人文情感及历史沧桑。城市化在为人们带来许多益处的同时,也产生一系列严重的生态环境问题,对自然生态系统和人民健康产生影响。这些问题主要表现在三个方面:一是城市的气候变化(如热岛效应)和环境污染,包括水、空气、噪声和固体废弃物污染等;二是自然资源的耗竭与短缺,特别是淡水、化石燃料、耕地的过度利用和生物多样性的减少;三是城市人口的增加导致大量的社会问题,如住房紧张、交通拥挤、绿地减少、教育与卫生滞后等。生态城市是指在生态系统承载能力范围内,运用生态经济学原理和系统工程方法建设起来的城市。生态市建设,改变了传统的生产和消费方式、决策和管理方法,充分挖掘市域内外一切可以利用的资源潜力,具有经济发达、生态高效的产业,体制合理、社会和谐的文化以及生态健康、景观适宜的环境,实现了社会主义市场经济条件下,经济腾飞与环境保护、物质文明与精神文明、自然生态与人类生态的高度统一。生态城市实践方法应该是协调经济和社会发展,同时保证长期的生态健康和后代人生存与发展所需的资源。中国的生态城市规划同其他的规划有两点区别。它的规划时间一般超过20年(总体规划的年限),为长期的发展指明方向。另外,生态城市规划比起其他的规划所涵盖的内容更广泛。中国的生态城市方法反映了最需解决的两个方面—经济和生态,目的是为寻求经济和社会利益,长期的生态健康和资源管理之间的协调发展。社会问题会在生态城市的讨论中变得越来越来重要。第一,重视城市生态学理论的探索,特别是不同规模城市的结构与功能的研究;第二,扩大城市科学研究的范围,即从由单一的城市为对象的研究,转变为对城乡复合生态系统的研究,包括半城市化地区的研究和乡村工业化与城市群的研究;第三,发展生态城市建设适用技术体系,促进现有技术的生态化;第四,为生态城市建设提供生态景观规划和生态文化的方法论上的指导;第五,建立相应的政策、法令和奖惩制度,促进生态城市的发展;第六,加强教育、培训和生态城市的能力建设,增强生态意识;第七,加强国际间、城市间和社区间的合作与交流.。 “我们有一个责任,即不仅仅是仔细考虑美的含义,而且开放我们自己去体验美并且遵循美的引导。这种人类特有的适应才能帮助我们同自然界发展一种伦理关系。” ——.奥斯丁 在我国许多城市社区及城乡结合部区域,由于土地利用方式及人口日益增长的压力,使得大面积裸露的土地受到长期的侵蚀和沙化,原由树林植被被轻易伐弃;水资源短缺,垃圾、废水处理系统不完善,环境污染加剧等情形在生态上个社区的健康生存发展带来长久的、潜在的危机。另一方面,社区中旧有的建筑街道、溪水及文化名胜等历史文化景观在社区的改建和新建中被轻易拆除、解体或毁坏。这显然与“可持续发展”的概念不相符合。而在北京市,这样的情况同样存在。我们在北京西郊的实习当中,就见到了很多这样的情况。在环境艺术的生存与推广中,不可避免地面对着人居环境及相关区域的生态平衡和生态维护的需求。1972年6月5日,在瑞典斯德哥尔摩召开的“联合国人类环境会议”上,通过了一个旨在鼓舞和知道世界各国人民保持和改善人类环境的宣言,即《人类环境宣言》。宣言中强调指出,“……人的定居和城市化工作必须加以规划,以避免对环境的不良影响”。它从一个侧面提示我们,对于大地环境经管规划和较大型的公共艺术的推广活动方面应当做到: 1、树立社会文化和经济开发活动中生态环境的保护意识。 2、珍惜和合理使用土地及景观资源。 3、反省和避免艺术规划和创作活动中有碍于人类极其社会健康、幸福和可持续发展的行为状态。 4、明晰公共文化艺术与生态环境之间的互动关系。 5、确立公共艺术推广与城市环境及景观规划间的协调与统合的原则。 客观上,公共艺术在当代城市人居环境、生态环境的改造与维护中,正应该起到它美化环境、催发人气、促进正确的生态观念、协助绿色革命的部分作用。我国城市化、工业化过程中自然环境和绿色生态系统遭到前所未有的毁坏和失衡,森林、绿地、湿地及地表水环境资源大量消失,成为威胁城市生存环境,威胁人类社会健康和可持续发展的严重问题。因此,无论从维护人类社会宏观生态环境的目的着眼,还是从公共艺术及其景观的审美效应出发,都必须强调公共艺术与城市环境中绿色生态建设的密切关系,促使公共艺术在总体上与硬质景观和绿色生态元素之间,达到平衡与和谐,从而达到优化和“软化”城市环境的效果。城市环境艺术,一种在选择之中的进步与慰藉。当前无论是大中城市还是小城镇和乡村,生态化建设实践己在我国蓬勃展开。人们越来越意识到城市生态化发展及建设生态城市的重要性和迫切性。生态城市的提出是基于人类生态文明的觉醒和对传统工业化和工业城市的反思,生态城市已不是纯自然的生态,而是自然、社会、经济复合共生的城市生态,它和卫生城市、园林城市、山水城市、花园城市、森林城市、异曲而同工,既有区别又有联系,都具有提高市民文化素质与生活质量的功效,值得注意的是中国生态环境条件千差万别,不可能单一的发展类型和发展模式,需因地制宜的创造各种生态城市规划类型和各种发展模式。面向新世纪,人类的取向和选择必然是生态化。城市走生态化发展道路、建设生态城市是历史发展的必然趋势。建设生态城市离不开创造性的规划设计,创造性的规划设计需要前瞻性的理论指导。开展对生态城市的研究成为城市(规划)研究的前沿课题。改变传统的城市规划价值观,有必要在新的生态价值观指导下对当前城市规划理论进行根本性变革,系统地研究生态城市理论原理及其规划设计方法、手段、技术等一系列问题,以适应时代发展的需要。要解决环境与发展之间的矛盾,使之自然、经济、社会生态化,根本的途径在于改变传统的工业发展模式和资源利用方式,采取清洁生产→生态工业→循环经济的模式,实现低排放或零排放目标,是城市生态化的必然,是城市可持续发展的必然。生态城市理念所包含的可持续发展思想和城市与自然共存的目标,对国内今后的城市规划工作有着重要指导意义。在当今科学技术相当发达、人类改造自然(即干预自然)的能力远远超出以往的情形,人类必须意识到任何人居环境(包括城市)都是全球生态系统的一部分,人类活动必需在生态极限内进行,并充分地体现在规划之中,这是真正实现可持续发展的前提,也是建立生态城市的根本保证 参考资料来源:1、现代环境艺术 邱长沛 西南师范大学出版社 20002、公共艺术的观念与取向 翁剑青 北京大学出版社20023、、
1)基于哈肯模型的产业生态系统演化机制研究.中国软科学,2005,11:)资源外包网络的形成路径研究.科研管理,2005,06:)环境资源外包:国外的实践与我国的启示.科研管理,2005,05:)竞价制度下股票价格形成机制研究.管理科学,2005,02:)核心业务的识别方法分析及实证研究.大连理工大学学报(社会科学版),2005,)资源外包的形成及演进方式分析.科研管理,2005,03:)秋雨物流公司的物流外包.中国物流与采购,2005,08:)沪市A股反转效应与惯性效应实证研究.当代经济管理,2005,02:)基于Logistic增长模型的工业共生稳定分析.预测,2005,)中国A股市场账面-市价比效应实证研究.中国管理科学,2004,06:)产业生态化发展的路径选择:生态工业园和区域副产品交换.科学学与科学技术管理,2004,08:)中国A股市场规模效应实证研究.管理评论,2004,07:)生态工业园价值链分析及管理研究.大连理工大学学报(社会科学版),2004,02:)生态工业系统研究述评与展望.中国地质大学学报(社会科学版),2004,03:)生态效率:国外的实践与我国的对策.科学学研究,2004,02:)基于比较核心能力的资源外包对象选择—以联想集团为例.科技进步与对策,2003,)关于生态工业园的几点思考.科技管理研究,2003,06:)研究型大学管理体制研究—以美国俄亥俄州立大学为例.大连理工大学学报(社会科学版),2003,04:)论专利保护与鼓励基于人性化设计的技术创新——中日专利制度的比较分析.研究与发展管理,2003,04:83-8720)资源外包理论的国内外研究述评.科研管理,2003,05:)资源外包战略与管理研究述评.研究与发展管理,2002,06:)Markowitz投资组合理论与实证研究.大连理工大学学报(社会科学版),2002,02:)电子商务环境下服装产业发展模式的变革:以大连市为例.软科学,2002,03:)高新技术产业集群化与协同管理研究.科学学与科学技术管理,2002,09:)基于平台观的城市软环境及其构建.科学学与科学技术管理,2002,)基于国家创新体系的创新机制分析.科技管理研究,2001,02:)基于协调发展的城市现代化推进战略——以大连市为研究背景.大连理工大学学报(社会科学版),2001,04:)试析上市公司利润包装的动机、手段及甄别方法.大连理工大学学报(社会科学版),2001,01:)科技型中小企业的协同管理研究.中国软科学,2001,07:)后发国家城市生态经济系统协调发展的突破口.软科学,2001,01:)技术平台及其在企业核心能力理论中的地位.科研管理,2001,06:)期权组合在股票期权风险规避中的应用.科学学与科学技术管理,2001,12:)核心能力及比较核心能力之识别.科学学与科学技术管理,2001,07:)应建立农村市场信息服务体系.中国科技论坛,2000,04:)知识经济与证券市场.科研管理,2000,05:)比较核心能力之形成路径.科技进步与对策,2000,11:)核心业务测度及实证研究.研究与发展管理,)业务外包战略选择模型研究.研究与发展管理,)基于专利计量法的核心业务测度研究,科研管理,)资源外包战略决策模型研究,科学学研究,)企业资源外包程度及其影响因素研究,科研管理,)Evaluation on the Value Selection Model of vendor in Industry Enterprises Outsourcing. International Conference on Innovation and Management IM-2005(in English),WuHan,)The impact of organizational scale, capabilities and investment specificity on outsourcing intensity, 12th International Conference on Management Science and Engineering, JUL 20-21, 2005, PROCEEDINGS OF THE 2005 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MANAGEMENT SCIENCE & ENGINEERING (12TH), VOLS 1- 3 : 969-974, 200544)An empirical study on shanghai stock exchange with rescaled range analysis 12th International Conference on Management Science and Engineering, JUL 20-21, 2005, PROCEEDINGS OF THE 2005 INTERNATIONAL CONFERENCE ON MANAGEMENT SCIENCE & ENGINEERING (12TH), VOLS 1- 3 : 2140-2143, 200545)Eco-Industrial Network: Path Selection of Regional Development, 第五届管理国际会议论文集,,澳门46)Management of Eco-Industrial Parks: the Practice of China, German-Chinese Workshop on Sustainable Management of Industrial Parks, 2004, October 12-14(organized by Endowment Chair of Environmental Technology and Environmental Management, University of Leipzig, Germany in cooperation with Institute fro Eco-Planning and Development, Dalian University of Technology, China)47)Studyon the Selection Model of Cooperative Partners in outsourcing network, 哈尔滨工业大学管理工程国际学术会议论文集,)An Effective Way to Break Through the Path Dependence of Municipal Ecological Management, Proceedings of International Conference of Comparative Management, , 中国台湾49)Scientific-oriented Small and Medium-sized Enterprises Development Mode Based on Synergy Management (2001年管理科学与工程国际研讨会论文集,ISTP检索),2001年8月50)Costume Industry development mode under the environment of E-commerce, 3rd proceedings of international conference on soft science,第三届软科学国际会议,中国软科学杂志社主办,)An integral outsourcing strategy model based on core competency, proceedings of ISMOT’s02 & ICMIT’02(第三届技术创新与技术管理国际研讨会ISMOT’s02 & ICMIT’02),Zhenjiang University,)沿海走廊城市可持续发展战略之制定—以葫芦岛市为例. 海峡两岸第十届环境管理与都会发展研讨会. 2000年53)市政公共事业投融资体制改革探讨. 海峡两岸第十届环境管理与都会发展研讨会论文集. 2000年
生态学的产生和发展经历了漫长的历史过程。下面是我为大家整理的生态学论文 范文 ,供大家参考。
《 教育 生态学视角的高校教师专业发展 》
[摘要]教师专业发展指教师在教育生涯中,通过终身学习,不断融入新知识,提高专业技能和从教素质的发展过程,其过程侧重自主性、持续性、动态性。但教师专业发展的传统培养模式倾向教育理论的灌输,往往与教育实践相脱节。因此突破教师发展集中在教育学领域的局限,构建符合教师专业发展的生态化培养模式成为现实的需要。
[关键词]教育生态学;教师专业发展;制约因素
教育生态学最早于20世纪60—70年代由美国劳伦斯•克雷明在其著名的《公共教育》一书中正式提出,主要指运用生态学的相关理论来研究教育领域的种种现象和成因,探讨教育构成要素,掌握教育发展规律,是一门教育学和生态学的交叉学科。我国教育学者范国睿认为教育生态学的目的是揭示教育生态系统发生、发展的规律,促进教育生态系统的健康发展。该理论的核心在于用系统观、整体观、平衡观来看问题,而高教教师专业发展也是一个兼具整体关联和动态持续的研究课题,与教育生态观彼此契合。教育生态观为高校教师专业发展的生态化培养模式提供了有力的理论支持。因此,可透过教育生态学视角分析制约高校教师专业发展的因素,并提出相应的解决对策。
一、教育生态学视角下阻碍高校教师专业发展的制约因素
(一)知识结构单一, 教学 方法 陈旧
为满足如何教的需求,高校教师的知识结构不仅仅应该包括所从事学科的专业知识,同时应具备一定的教育学和心理学知识。而现实是部分高校教师仅仅具备自己专科领域的单一知识,教育学和心理学的知识严重匮乏。职前培训也只能帮助教师掌握其皮毛,难以全面深刻理解所学知识,在具体教学情境中,无法做到将适宜的教学方法和教学内容相融合。另外,培训教材本身有一定的滞后性,教师难以做到应用最先进的教学理论去灵活指导教学实践,导致理论和实践相脱节。在职后教学过程中,由于高校过分强调科研学术研究而忽视教学,导致教师并不注重教育理论技能的探索,教学水平难以提高。教师生态主体长时间占据课堂的统治地位,过分强调知识点的讲解和考试内容的灌输,忽视学生生态主体的参与性和主动性,严重影响了课堂生态系统中的主体平衡。
(二)教师专业发展意识淡泊
高校教师专业发展的内动力就是其专业发展意识,然而,一些高校教师自我专业发展意识淡薄,主要体现在科研意识缺乏, 反思 能力不足和专业情意枯竭。科研意识缺乏表现在部分教师对科研重视不足,无法正确把握科研和教学相辅相成的关系,科研投入不足;或是受到功利化倾向的引导,为实现晋升评职的短期利益,不惜花钱制造学术垃圾。导致学术研究有数量无质量,学术乱象导致的学术腐败广为诟病。反思能力不足主要表现在反思形式单一,集中在课后反思;反思过程流于形式,基于行政化的命令要求将反思过程机械化,缺少对课堂教学真实问题的认真思索;反思方式封闭化,很多高校教师孤军作战,相互排斥和隔离。教师专业情意指教师在教学过程中所形成的情感倾向,情意越高,越能促进教师专业能力的发展。目前高校教师专业情意枯竭主要体现在:一,职业倦怠感强。由于教学任务繁重,科研压力大,工资收入水平低,发展前景迷失,很多高校教师处于职业发展的休眠期,缺乏工作积极性和事业进取心。二,职业伦理道德感差。少数教师缺少敬业爱岗精神,对于教学敷衍了事,个别的受功利主义刺激,学术上伪造数据,败坏了学术风气。
(三)师资引进和聘任制度的阻隔
导致高校教师专业发展生态失衡的外部因素是制度阻隔。高校引进教师后普遍推行名义上的聘任制,实则是“终身制”,除非教师主动退出,否则被动淘汰的几率很低。尽管有些高校仿制“非升即走”制,尝试推行“有限聘期”和“有限次晋升”制度,但大多流于形式或中途腰斩,很难有实质性的突破。而固若金汤的“终身制”所导致的直接后果就是高校教师不完善的流动机制。教师流动性呈现两种趋势:一是高校教师中高学历、高职称教师的向上流动,导致优秀人才向经济发达地区倾斜,造成高校教师资源分布不平衡。二是近年来我国高校教师的校际互访呈现下降趋势。长期不更换工作环境,调整工作内容,必然导致高校教师缺乏竞争意识和工作激情,导致教学质量的下降和教师创造力的枯萎。(四)教师评价管理体系失衡影响高校教师专业发展的另一个外部因素就是管理失衡,表现在评价体系的内在冲突:一是评价理念偏差,主要表现在工具性价值和人本主义关怀的冲突。高校教师评价体系视教师为提高教学水平和效率的工具,以严格的 规章制度 来控制和管理教师的行为,通过奖励和惩罚的方式来评价教师的好坏,漠视教师专业发展的内动力,忽略教师也是一个有情感、有尊严、有个性的自然人,扼杀教师专业发展的内在需求。二是评价标准缺乏科学性,表现在量化和质化的冲突。高校教师评价体系往往过分依赖量化指标:教学工作过分依赖数量化,简单考虑教学工作量的多少,忽视教学质量的提高,教学方法的改进,教学内容和教学技术的更新,否定教师在教学过程中投入的主动性、创造性等隐性因素,削弱了教师的工作热情。科研工作过分依赖量化标准直接导致教师“重量轻质”,一味用论文的数量来衡量教师、评判教师科研效果,忽视论文的级别,课题的实际应用价值,变相地助长了学术功利化的不正之风。三是评价方式单一。高校教师评价管理大多采取“自上而下”的考核评估方式,根据聘任合同的责任细节对教师进行业绩评定,行政化色彩浓厚。而教师对于评价过程的公开性无法质疑,无法全面把握自己的不足和优势所在,无法明确长远发展的方向。这样一种完全“他评”的考核方式,剥夺了教师的知情权,助长了教师对于评价考核体系的排斥心理。教师评价管理体系的失衡令大部分高校教师失去了专业发展的动力,造成目前教师专业发展停滞不前的困局。
二、教育生态学视角下高校教师专业发展的策略
(一)更新知识结构,理论与实践相结合
教育生态学强调整体观和开放观。整个教学活动被视为是一个有机联系的整体。生态主体、生态客体、生态环境之间存在着和谐共生的关系,任何一个联系的割裂开都会影响教学的整体价值。因此,高校管理层及高校教师需要用动态、平衡和关联的理念去看待教学活动。将教育生态观的整体平衡理念渗透到教学中,就需要高校教师充分考虑各教学要素之间的相互联系和有机结合。针对高校教师知识结构单一的弊端,教师需要通过教学实践主动整合人文社科知识、专业专科知识和教育心理学知识。职前教育要注重课堂实践的重要性,职后教育要注重教育知识的巩固和积累,在教学中把理论和实践相结合。坚持开放、平衡的原则,积极更新教学理念,综合运用多样化教学方法,如讨论式教学、合作式教学、自主学习等教学组织形式,鼓励学生作为课堂生态主体的参与性、能动性和体验性,努力营造和谐共生的课堂生态环境,建立平等的师生 文化 氛围,缩小学生与教师之间的距离感,在彰显课堂整体性的同时尊重学生主体的个性差异,满足学生个性化教学的需求。
(二)建立高校教师学习共同体
针对高校教师自我发展专业意识淡泊,科研动力不强、反思意识不足和专业情意枯竭等问题,最理想的解决方式就是组成高校教师学习共同体。教育生态学认为,生态个体不能脱离系统而单独存在,个体间的竞争和协作才能促进生态系统的发展,生态系统又反过来推动单个教师生态主体的成长。生态系统的整体价值并不是个体价值的简单叠加,而是大于个体价值之和,这符合生态论中共生的思想。而高校教师学习共同体恰恰能满足这一需求。教师学习共同体是指教师在共同愿景的引领下,在学校组织或是教师自发的情况下,通过对话、合作、协商、反思等一系列实践活动,共同分享信息和资源,以开放、平等、合作、互信的方式来促进个体教师专业化成长为目标所建立的一个学习组织。教师共同体打破了教师间的生态地域的限制,以教师专业发展为共同愿景,通过合作对话的方式增加交流,挖掘群体的共同资源,在讨论分享的基础上进行有效的自我反思。科研上共同分享科研最新动态,打破教师间的“花盆效应”,使教师围绕所研究的课题共同探索,唤醒教师学科专业自觉性,激发教师专业发展的愿望,推动了教师专业发展的自主性。
(三)教师聘任打破终身制,引进竞争淘汰机制
一,打破教师聘任终身制的壁垒,进一步完善高校教师流动机制。鉴于我国高校教师助教、讲师人员数量最为庞大,可以首先实施对助教、讲师推行非终身制,给予他们相对长时间的任期考察,并借此机制来遴选青年优秀教师人才。二,引进“有进有出”的竞争淘汰机制,促进教师的合理分流,推动高校教师专业发展的生态平衡。具体就是引进竞争机制,如公开招聘制、末位淘汰制、非升即降制等。在淘汰竞争机制的引导下,形成一种竞争、合作、互助互利的自然生态环境,在“物竞天择,适者生存”理念的指引下,激发高教教师的生存发展能力。正如殷世东所言,“教师专业发展中的生态竞争是教师个体专业发展的最直接动因和最有效工具。”淘汰竞争机制能够极大地增强高校教师的危机意识和竞争意识,不断提高学术科研生产力,有效地促进教师在优胜劣汰中实现互生互利,实现高校教育环境的生态平衡和教师的全面发展。
(四)完善多维评价体系
教育生态系统中制约教师专业发展的很重要的一个生态因子就是学校管理因子,将这些管理因子调试到适合教师专业发展的耐受范围内,这些因子就由限制因子变成促进因子。从教育生态学视角来完善高校教师评价管理因子可以从以下三个层面展开。
第一,建立以人为本,尊重个性和差异的评价理念。教师评价的主要目的是引导教师实现个人专业发展,而不是把教师培养成可操控的工具。学校组织管理部门所实行奖励、惩处手段虽然可以调动教师工作积极性,却是一种外部激励手段,无法促进教师长期的个人专业发展。因此构建教师评价体系首先应该坚持“以人为本”的理念,尊重教师的个体情感,尊严和生命价值,推行教师个体自我价值实现的内部激励手段。另外,针对不同高校定位不同,学科、专业类型不同的特点,摒弃一刀切的统一评价模式,尽可能制定不同学科,不同专业的多元教师评价职称体系,尊重教师个体之间的差异性。根据不同专业、学科的特点,帮助教师制定符合他们个性化需要的长期发展规划,突出其个体专业发展的层次性。
第二,教师职称评价体系应注重量化和质化的结合,对于能够量化的指标尽可能量化清楚,如教师工作量。对于科研成果不仅要结合课题或论文的级别进行量化打分,更应该注重科研或论文的实际应用价值和影响因子,在考核量的同时更注重质的提高。
第三,采用多维评价方式,推行教师自评,教师互评,学生评价和领导评价相结合的多维动态评价方式。强调多层次、多角度全面了解教师的教学质量和效果,为教师专业发展获取全面信息提供保证。同时也更增加了评价体系的真实性、公开性和科学性。教师自评处于核心地位也凸显了教师作为评价主体的重要性,因为只有教师自己最清楚教学中所付出的努力和改进,体现了教师作为生态主体的参与主动性,帮助教师通过认识自我,分析自我从而达到自我的突破。高校教师发展是一个复杂的综合过程,突破制约高校教师专业发展的瓶颈并非是一朝一夕的事情。只有充分了解造成目前高校教师发展的内因和外因,采取合理有效的 措施 使教师专业发展处于良好的生态平衡,才能为教师专业发展的持续性提供现实的保证。
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《 恢复生态学的理论与研究发展 》
摘要:生态是人类历史发展过程中的一个重要课题,恢复生态学是生态研究领域中的一个重要组成部分。 文章 对恢复生态学进行分析和探讨,对一些常用的术语以及当前的研究进展进行阐述。
关键词:恢复生态学;研究进展;理论研究
随着经济的快速发展,自然环境受到的影响越来越大,人口增加、工业产业化急剧发展,使生态环境的压力越来越大,而且人类在经济建设过程中,对资源进行过度利用,使很多资源都受到不同程度的损坏,一系列生态环境问题成为摆在人类面前的重要挑战,实现可持续发展,就必须加强解决各种生态环境问题,协调人类的活动和生态环境,使人类在加强经济建设的过程中也可以逐渐实现对生态的恢复和保护,促进生态环境与人类社会的全面发展。
1恢复生态学的定义和理论基础
恢复生态学的定义
恢复生态学是生态研究领域中的一个新词,主要针对生态问题产生,致力于恢复已经受到破坏的生态环境,由于这个领域涉及的学科很多,因此也叫做综合生态学。简单来讲,恢复生态学是一门有关于生态的修复的学科,指的是通过人们对生态系统的研究,从而不断对那些已经受损的生态环境进行重建和恢复的过程,使生态环境能够发挥出相应的生态功能,而且能够使自然生态环境实现可持续发展的一项科学。在这个研究领域中最关键就是恢复,对已经受到破坏的环境进行恢复,这种恢复可以分为广义上的恢复和狭义上的恢复,狭义来讲,就是一种将其恢复到初始状态的工作,广义的恢复是人类社会需求意义上,要依据生态工程的相关技术,对于一些被损坏的自然系统进行重建。由此可见,恢复生态学在加强生态系统的建设以及优化管理和生物多样性的保护上具有重要的意义。
恢复生态学理论基础
恢复生态学相对应的是已经受到破坏的生态环境,生态的破坏可以理解为生态系统的结构发生变化、功能出现退化、生态自然的关系出现紊乱。所以这个恢复的过程就是要将自然还原到一个协调的关系上。由于自然条件的复杂性以及人类社会对自然资源利用的取向影响,生态恢复并不能做到将被破坏的环境恢复到最原始的状态,只能在现有的基础上进行尽量恢复和还原,使生态自然系统能够维持一定的生态功能。生态恢复是在生态环境受损之后必须要进行的一项活动,通过各种物理、生物、化学等手段,对生态系统的发展方向以及演变的过程进行控制,从而实现重建的过程。
2恢复生态学的发展
国外关于恢复生态学的研究发展概况
人类开始对恢复生态学进行研究已有多年的历史,有学者认为生态恢复只是恢复中的第1步,一个生态系统想要保持整体性和稳定性,就需要进行全局思考。从20世纪50~60年代开始,欧洲以及北美的很多国家都开始注意自己国家内的环境问题,也开始有一些研究,利用一些工程和生物措施对水土流失等环境问题进行整治,从20世纪开始,就已经有很多国家在加强生态修复,比如欧美的一些发达国家在加强对水体以及热带雨林的恢复,日本加强对一些退化植被的恢复。关于生态恢复的研究一直都没有停止,20世纪70年代中期,在美国召开的“受损生态系统的恢复”国际研讨会,就生态系统受损的问题进行深入的研究和探讨,而且同期还出版相应的书籍,科学家从不同的角度对生态恢复问题进行探讨。1984年又召开恢复生态学研讨会,对恢复生态学理论以及实践的统一性进行分析和探讨,并且提出恢复生态学在经济发展以及自然环境保护过程中的作用,生态恢复的首要功能是完成生态环境的恢复,使生态环境能够维持原来的平衡,其次,也能够促进经济社会的发展,因为人们的经济活动与生态环境分不开,经济社会的发展离不开生态环境的支持。1985年,美国成立“恢复地球”组织,使生态恢复工作实现组织化和系统化。1996年,在瑞士召开第一届世界恢复生态学大会,会议强调恢复生态学在生态学领域中的地位,使恢复生态学的研究更进一步。但是每个地区的侧重点不相同,比如欧洲更倾向于对矿地的恢复,北美更倾向于对水体以及林地进行恢复,我国更强调农业资源综合利用。
国内关于恢复生态学的研究概况
我国的生态环境在经济社会的发展过程中受到的损坏也十分严重,加强生态恢复学的研究,也是我国生态环境恢复和保护过程中的一个重要内容。我国在发展过程中也意识到生态恢复的重要意义,因此开始生态恢复已经有较长的历史时间。比较典型的是内蒙古锡林郭勒盟草原在过大牧压下退化后封育恢复退化的过程,这个研究从退化的草原群落的基本特征、恢复的动力等为基础建立退化的数学模型,并且借助该模型对草原恢复的策略进行探讨,从而使当地的草原生态系统得到有效的保护。在我国西南部,也有学者对贵州省茂兰喀斯特退化群落进行恢复,从退化的生态环境着手,对具体的生态环境进行研究和分析,并且结合生态恢复学的理论,使恢复生态学的研究工作得到有效的进展。包维楷等对眠江上游大沟流域人为干扰体类型、干扰强度、频度、时空格局等研究的基础上,对生态系统的群落结构以及物种的组成进行分析和探讨,并且对人为影响进行分析,还有的学者对土壤结构、土壤动物、土壤微生物等进行研究,提出常绿阔叶林生态系统恢复力,对我国的森林生态系统的恢复有很大的帮助。我国的地域十分广阔,森林资源也比较丰富、森林植被的恢复工作是恢复生态学研究的一个重要内容,对植被恢复的理论与实践研究也比较多,而且也都取得很大的进步。比如对黄土高原植被恢复的探讨、矿山废弃的植被恢复与重建、沙漠植被的恢复工作进行探讨等,使我国的多种类型的生态环境系统都得到有效的恢复,而且在恢复工作不断进行的过程中,还出现很多研究文献,这对后代的生态恢复以及生态保护都有很大帮助。自然生态系统自身有一定的修复能力,但对于受损比较严重的生态系统,加强人为修复是一个重要途径,对此,我国也积极加强各种修复技术的研究,利用人为的生态工程可加速生态系统恢复,尤其被极度破坏的生态环境,更需要利用人工修复技术。
3结语
综上所述,生态环境与人类的发展息息相关,在人类加强经济建设的过程中,对自然生态环境的破坏也越来越严重,生态恢复是维持自然界和谐发展的一个重要过程。恢复生态学主要针对生态环境的恢复,这个研究领域涉及的内容比较广泛,国内外关于这个领域的研究正在不断增多,对于生态系统的可持续发展有重大意义。
参考文献
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工业自动化仪表(industrial process measurement and control instrument)是在工业生产过程中,对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表,又称工业仪表或(工业)过程检测控制仪表。 工艺生产过程的检测是了解和控制工业生产的基本手段,只有在任何时刻都能准确地了解工艺过程的全貌,并进行控制,才能保证生产过程顺利,并以高的生产率、小的消耗生产出合格的产品。 工业仪表能在无人操作的情况下自动地完成测量、记录和控制的工作。此外,利用工业仪表还可实现信息远距离传送和数据处理。 工业仪表最早出现在20世纪30年代,最初只用于化工、石油炼制、热能动力和冶金等连续性的热力生产过程,因此当时称为热工仪表。当时的工业仪表的结构形式主要是机械式或液动式,仪表体积较大,只能实现就地检测、记录和简单的控制。 到了30年代末和40年代初,出现了气动仪表,并使用了统一的压力信号,遂有了带远程发送器的仪器。它能在远距离外的二次仪表上重现读数,从而能集中在中心控制室进行检测、记录和控制。50年代又出现电动式的动圈式毫伏计、电子电位差计电气机械式调节器和整套的电子管调节仪表。 80年代出现的组装式电子综合控制装置,将仪表和生产自动控制系统有机地结合在了一起。工业仪表的发展促进工业生产的自动化,已成为工业生产中不可缺少的自动化工具。 工业仪表虽然种类繁多,但都基于平衡原理,包括力平衡、力矩平衡和电平衡等。仪表的感受部分—传感器将被测参数(如温度、压力、流量等),经变送器转换成容易放大的测量量(如电压量、电流量和机械量等),再经过放大。放大后的量值,一部分传入显示部件,一部分经反馈部件与测量量进行比较,以达到平衡的目的。 工业仪表的种类很多,按被测量生产过程的参数区分有温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表、机械量测量仪表、流程分析仪器等;工业仪表按其在工业生产过程的功能可分为检测仪表、显示仪表、调节仪表等。 检测仪表主要用于检测工业生产过程的参数,如温度、压力、流量、物位和机械量等,有时也带有记录和调节功能;显示仪表将检测仪表的输出信号显示出来以供观察的仪表,与检测仪表、变送器和传感器配套使用,按显示方式不同分为模拟式显示仪表、数字式显示仪表和字符图像显示仪等;调节仪表又称调节器,它的作用是将生产过程中的被测参数与设定参数进行比较,然后按一定调节规律发出调节信号给执行器。 调节仪表按调节方式不同分为断续调节器和连续调节器;按结构形式又分为基地式、单元组合式和组装式;按工作能源和介质分为自力式、电动式、气动式和液动式。有的调节仪表也带有检测和显示部分。 执行器又称执行机构,它根据来自调节仪表的调节信号和调节规律,直接调节工业生产过程的输入、输出量。集中控制装置能对分散参数进行集中检测和控制,按预定的程序进行控制或对被测量进行处理。集中控制装置包括巡回检测装置、顺序控制器和数据处理装置等。 随着工业生产向综合自动化、大规模方向发展,生产的工艺流程日趋复杂,用仪表检测和控制的范围也越来越扩大。工业仪表总的趋势是向多功能方向发展。 仪表检测方面的趋势是研制新型的传感器,使传感器集成化、广泛应用新技术,如核磁共振、激光和相关技术等。在仪表调节方面,除一般的比例、积分、微分调节规律外,人们正在研究前馈、大滞后、非线性、相关和计算值调节等技术,以适应多回路自动化系统的需要。 此外数字、字符、图象显示技术的发展,使人与计算机的联系更为方便。以微型计算机为核心的综合控制装置正在进一步发展。 1、 什么是DCS? DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。 DCS集散系统: DCS英文全称 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全称为集散型控制系统。DCS可以解释为在模拟量回路控制较多的行业中广泛使用的,尽量将控制所造成的危险性分散,而将管理和显示功能集中的一种自动化高技术产品。DCS一般由五部份组成:1:控制器2:I/O板3:操作站4:通讯网络5:图形及遍程软件。 2、 DCS有什么特点? DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器(过程站)对一个生产过程中的众多控制点进行控制,各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。操作采用计算机操作站,通过网络与控制器连接,收集生产数据,传达操作指令。因此,DCS的主要特点归结为一句话就是:分散控制集中管理 Dcs 主要处理模拟量/少开关量:DCS是分散控制系统的简称,国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机、通讯、显)和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便 诚然,自动化生产线的发展方向:应用机器人技术,机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流以.技术重点: 1.自动化生产线“数字化制造”技术 2.自动化生产线的控制协调和管理技术 3.自动化生产线的在线检测及监控技术 4.自动化生产线模块化及可重构技术 5.生产线快速整定. 生产实习是一门实践性的技术基础,对基本工艺方法和技术的感性认识的重要环节,自动化专业教学的重要实践环节,进行专业基本训练,培养实践动手能力和向实践学习,理论联系实际的重要课程。 通过实习,不仅让我获得了自动化的基础知识,了解自动生产一般操作过程、生产方式和工艺过程,熟悉了主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、安全操作技术,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了实践能力,培养了向工人及现场技术人员学习的工程素质。在专业方面:巩固已学专业基础课和部分专业课程的有关知识,并为后续专业课的学习作必要的知识准备;通过实习,学习本专业的实际生产操作技能,了解更多的专业技术知识及应用状况,拓宽专业知识面;培养学生理论联系实际的工作作风,树立安全第一的生产观念,提高分析问题、解决问题的独立工作能力;通过实习,加深学生对专业的理解和认识,为进一步开展专业课程的学习创造条件。
电气自动化应用逐渐深入人们日常的工作与生活之中,使人们的生活方式发生了巨大的变化,电气自动化就是电气信息及其自动化工程,常见的家用电器都与电气自动化息息相关。下面是我为大家整理的电气自动化专业 毕业 论文 范文 ,供大家参考。
《 电气自动化技术在电气工程的运用 》
【摘要】所谓电气工程内部自动化应用技术,就是希望透过不同类型自动检测途径,以及专属控制器具,进行远程性电力系统精准调试和监管,进一步确保对周边不同区域企业、居民的电力供应质量,同步处理好内部各项经济、安全类事务。尤其最近阶段,我国不管是经济或是高新技术研发实力,都产生本质性的变化结果,这对于后期一线技术人员专业技能、素质等,更提出较为严格的规范要求。笔者的核心任务,便是依据如今我国电气自动化控制系统设计规范要求和发展态势,进行后期各项全新应用方案筹备,希望能够为相关领域工作人员,提供些许指导性建议。
【关键词】电气工程;自动化;系统功能;应用 措施
电气工程,在当今高新科技领域中的支撑地位毋庸置疑,其主张时刻以计算机网络为主导媒介,透过本质层面上整改基层人员生活、工作模式。而电气自动化涉足行业类型繁多,如电气开关设计和航天科技研究等,毕竟电力才是全方位提升人民生活质量的物质基础,针对电气工程中自动化技术应用细节,加以充分论证解析,绝对是迎合时代发展步伐的必要途径。
1目前我国电气工程内部电气自动化技术设
计规划的核心原则论述(1)其主张利用有限地资源,进行不同产品工艺制备流程电气自动化改造诉求满足。(2)电气自动化应用方案切勿过于复杂,旨在清晰划分处置机械、电气之间的关联特性。截至至今,大多数民用或是高新科技产品,都主张借助电气自动化技术予以改造,不可避免地牵涉到工艺形式创新、制造成本缩减、维护便捷性控制等问题。归根结底,技术人员在进行电气自动化方案布置应用过程中,需要精准地控制不同类型电器部件,确保现场施工的安全可靠状况,以及人工智能操作维护的简单、人性特征。
2电气自动化技术在电气工程中灵活拓展沿
用的措施内容解析在电气工程领域内部改良延展自动化应用技术,其优势特征包括:①大幅度提升电气设备全程运行的安全、稳定水准。②全面深入地克制以往定期故障检修方式下遗留的诸多弊端,同步提升电力系统日常工作绩效,获取更多企业的广泛认知和大力推广沿用成就。尤其是透过技术应用层面观察,全新时代背景下的电气工程,有关内部状态检修技术,具体倾向于在电气工程中应用资产管理系统事务,将其在工程状态监测、故障诊断等方面的功能如数发挥,届时提供状态检修过程所需中的状态数据信息;同时,结合相应的数据,准确预测电气工程中各种电气设备的实际运行状态、存在的安全故障以及故障出现的因素等。有关诸多应用控制细节表现为:
电网调度层面
处理电气工程内部的电网调度自动化改造事务,需要快速集合调度中心内的 显示器 、打印装置、计算机网络、服务终端等,其核心动机在于针对电网运营质量加以经济化调度,使得电网运行细节,都能够得到细致地监控、验证解析,方便在任何时间范围内,快速搜集电力生产期间的数据,使得发电控制、电力系统状态科学评估、合理调度、电力负荷预测等工序,都能够自动交接。如若当中衍生任何事故,电气自动化系统会快速追踪发生源,辅助技术人员在当下制定实施合理对策,尽量防止事故扩散,节省合理数目的成本资金。
发电厂分散测控系统应用层面
此类系统主要包括以太网、工程师工作站等分层分布结构单元,可以直接接受热电阻、电气量、开关量,以及脉冲量等信号,经过自行处理过后,针对既有设备运行参数加以实时显示,稳定内部信号输出效率,并将最终结果予以打印,妥善的处理设备与设备,线路与设备,线路与线路之间的关联,长此以往,对于快速贯彻电气生产中各类细节的实时监、保护指标,辅助功效异常深刻。
变电站、配电工程层面
就是说在变电站透过不同类型自动化设备和计算机系统,替代过往复杂的人工作业,顺势提升变电站整体运作实效。透过此类角度观察验证,变电站内部自动化技术,主要是用以多层次、全方位地监控相关设备安全运行状况。技术人员需要全程利用微机设备,进行电磁式装置替代,顺势衔接自动测量、远程监控、事故信息自动记录等设备,完成操作监视图像、智能化改造指标,使得最终变电站能够顺利朝着综合自动化方向过渡扭转。
3结语
按照以上内容论述,电气自动化在电气工程中的应用结果,是一类国家综合式经济、科研实力的象征产物,特别是经过全球化、现代化科学技术发展过后,我国电气工程内部自动化应用功能获得全面新生,开始朝着不同学科领域内自由扩散。今后,相关工作人员要做的便是,主动联合不同实际状况进行思维创新,争取为我国电气自动化技术全面改造沿用,创设应有的支撑辅助贡献。
作者:张诗淋 赵新亚 单位:沈阳职业技术学院电气工程学院
参考文献
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《 电气自动化技术在供电系统中的运用 》
1供电系统中电气自动化技术应用设计的原则
电气自动化技术在我国供电系统中的应用设计占据有重要的地位,极大的提高了我国供电系统技术的现代化水平,增强了其运行的稳定性和可靠性。因此,在对供电系统中电气自动化技术进行应用设计的过程中,要严格遵循以下原则,以提高供电系统中电气自动化技术应用设计的效果。
应用选型原则
选择恰当的自动化设备是确保电气自动化技术在供电系统中有效应用的重要物质性前提。因此,在供电系统电气自动化技术应用设计的过程中,首先要遵循相应的选型原则,即主要从远程调动及自动化系统监控的角度进行自动化设备功能选型,亦要注重自动化设备选型接线的简便性以及性能的稳定性、价格的合理性,以便于日常运行过程中的维护。
应用设计原则
在将自动化技术应用到供电系统的过程中,要遵循以下方面的应用设计原则:一是开关设计原则,即在供电系统中,对于需要远程操控的计算机监控系统开关,必须选用同时具有远程分闸和合闸功能的智能开关,以便于计算机监控系统远程操作功能的顺利实现;二是继电保护原则,即在供电系统规划设计中,要综合考虑变压保护和综合电气自动化技术在机电保护装置中的应用,以便于实现继电保护装置效用发挥的最大化。
2供电系统中电气自动化技术应用设计的重要性
供电系统中电气自动化技术应用设计的重要性主要体现在以下方面。
有利于供电系统电力管理目标的实现
将电气自动化技术应用到供电系统中,不仅可以有效提高供电系统的信息化技术水平,亦可以实现对供电系统运行的连续性、自动化和智能化监控,从而使得相关工作人员可以随时掌握供电系统的运行状态,使整个电力系统形成一个完整的有机整体,从而更好的实行对供电系统的管理控制工作,实现供电系统的电力管理目标。
有利于实现供电系统中设备运行的高效率、低成本
在供电系统规划设计中应用电气自动化技术,不仅可以将无功补偿技术、节能结束等相关技术与电气自动化技术进行有机结合,亦可通过节能机械设备的选用实现供电系统运行的低损耗,并有效对供电系统中的超负荷运行进行调整,实现供电系统中设备运行的高效率、低成本。
3电气自动化技术在供电系统中的应用设计方向
供电系统综合自动化技术与智能保护的应用设计方向
随着我国电气自动化技术以及供电系统自动化保护理论的不断发展,微机技术、综合自动控制技术以及网络通信技术等相关技术在供电系统中的电气自动化保护装置中得到了广泛的应用,不仅实现了供电系统电气自动化保护装置控制的智能化,亦有效提高了供电系统电气自动化保护装置运行的安全性和效用性,而基于综合自动化技术的综合自动化保护装置则在不同电压等级的变电站中得到了广泛应用。
供电系统自动化实时仿真系统的应用设计方向
供电系统自动化实时仿真系统是电气自动化技术在供电系统中应用的重要方向之一,其是在实时仿真建模以及负荷动态特性监测等相关研究的基础上发展起来的,并随着电气自动化技术在供电系统中应用的逐渐成熟而引入了实时数字模拟仿真系统,为供电系统的暂态试验、稳态实验等营造了良好的实验环境,并经过实验提供了更加接近供电系统真实运行状态的实验数据,为新装置的实验测试提供了安全、稳定以及可靠的实验条件。
供电系统人工智能的应用设计方向
专家系统、模糊逻辑等都是供电系统人工智能的应用设计方向,并随着电气自动化技术的逐步发展和完善,并广泛应用在供电系统及其相关元件中,主要包括供电系统的运行分析以及元件故障诊断等;与此同时,随着供电系统中相关智能控制理论研究的日益成熟和完善,人工智能逐渐与机械智能等结合在一起,不仅有效提高了供电系统的智能化和自动化水平,亦大大提高了供电系统的稳定性。
供电系统配电网电气自动化的应用设计方向
电气自动化技术在供电系统配电网中的应用设计相对而言,比较成熟,且截止到目前,已达到国际的标准规范。电气自动化技术是实现供电系统配电网电气自动化的关键性技术,该技术在配电网电气自动化中应用的最大创新之处在于,其将高级现代化软件、配电网信息一体化技术以及数字化技术等相关技术进行有机融合,克服了传统配电网系统技术路由以及载波消耗等技术的缺点,有效提高了供电系统载波接收的精准度。
4供电系统中电气自动化技术主要的应用设计
就目前我国电气自动化技术在供电系统中的应用设计主要体现在以下方面。
供电系统电气自动化集中监控的应用设计
电气自动化技术在供电系统中应用的最大优势在于其具有操作灵敏性、远程跨界操作方便等方面的特点,且以电气自动化技术为基础的供电系统电气自动化集中监控系统设计相对较为简单。但值得注意的是,电气自动化集中监控系统是由统一处理器对相关数据进行搜集和整理,这就导致处理器的功能处理任务较为繁重,且速度较为缓慢;与此同时,由于要对供电系统运行过程中的电气设备运行状态进行全面的监控,不仅会造成主机冗余下降,亦会导致电缆数量的增加,加大投资成本;此外,长距离电缆亦会影响影响到电气自动化集中监控效用的发挥。因此,在供电系统电气自动化集中监控系统设计的过程中,要考虑到相关因素对系统功能发挥的影响,以便于保障电气自动化集中监控系统运行的稳定性、可靠性以及安全性。基于此,电气自动化集中监控系统被常用在小型电气自动化监控中,并没有在全场供电系统中得到广泛的应用。
外电缆设计和电力监控器的选择
基于电气自动化技术在供电系统应用的逐渐成熟,变配电站中的外部电缆设计越来越简便,不仅能满足变配电站的功能需求,亦降低了设计成本。就目前我国变配电站外部电缆线的设计来讲,一般只有两部分构成:一是额定电源为220V的交流电源线;二是通信电缆,常用的主要有两种类型,即屏蔽电缆和双芯屏蔽双绞线。值得注意的是,在进行选型的过程中,一般每种类型的通信电缆都需要选用两对,其中一对正常使用,而另一对则用于备用,以备不时之需。而在对电力监控器进行选择的过程中,要着重考虑两方面的因素:一是电力监控器的抗干扰性;二是电力监控器运行的稳定性和可靠性;此外,在供电系统电力监控器具体选型的过程中,要根据供电系统的电源类型进行选型,具体表现在:一是当供电系统为220V的直流电源时,一般选择直流屏作为电力监控器,以便于供电系统进行集中供电;二是当供电系统为10kV以下时,在进行电力监控器选型的过程中,既要考虑到供电的集中性,亦要考虑到设备的监控功能。
变压电站综合电气自动化系统的选用
就目前电力市场的生产状况来看,存在众多变压电站综合电气自动化系统设备的生产商,且各生产商所设计和生产出的电气自动化系统设备标准、参数等各有不同,如国外比较好的西门子等。但是值得注意的是,在进行电气自动化系统设备选型的过程中,一定要考虑到我国供电系统的具体情况以及其对电气自动化系统设备的功能性需求以及相关参数要求,以便于所选用的设备能够正常应用在我国供电系统中,满足网络互联、数据库建设等方面的功能需求,以为供电系统中电气自动化技术的进一步应用提供相应的参考和支持。
5电气自动化技术在供电系统中应用设计的发展前景
随着电气自动化技术在我国供电系统中应用设计的逐渐成熟以及领域的不断扩大,其具有广阔的发展前景,体现出以下方面的发展趋势:一是电气自动化技术在我国供电系统中应用设计的国际标准化,如IED在我国供电系统中应用的兼容性和信息共享性等已达到国家标准;二是以太网技术的应用,该技术具有数据传播速度快、数据载量大等方面的特点,其在满足供电系统通信实时性方面具有较大的优势,在供电系统中的应用前景较为广阔;三是电气自动化技术与数字化、信息化等相关技术的有机结合,并在基于大量信息的基础之上,组合成由多维空间信息、动态变化信息以及高分率信息共同构成的电气自动化数字地球,创新了电气自动化技术在供电系统中的应用。
6结语
综合上述可知,电气自动化技术在供电系统中占据着重要地位,极大的提高了供电系统运行的智能化和自动化,推动我国供电系统技术与国际的接轨。因此,在进行供电系统规划设计的过程中,要 种植 电气自动化技术在其中的应用,并在遵循相关应用原则的前提下,将人工智能、仿真设计、实时监控等电气自动化技术应用在供电系统的配电网、变电站等中,提高供电系统运行的稳定性、可靠性和安全性。
《 电气自动化控制在建筑工程中的应用 》
1现代建筑中电气技术的应用特点
电气自动化应用于现代建筑的背景
改革开放以来,随着国民经济的发展,以及人们生活水平的不断提高,生活质量有了很大的飞跃,生活环境的舒适度、信息交流的简便性、服务设备的完善性等等,备受人们的关注和青睐。这就给建筑设施的健全性以及电气设备的功能带来了巨大的挑战。除此之外,随着建筑物高度的不断增加,给照明控制系统,供配电系统,以及消防控制系统等的管理和运行带来了严峻的考验。在这种情况下,以电气自动化技术为支撑的智能建筑设计是我国建筑行业发展的必经途径。
电气自动化控制的特点与技术优势
电气自动化控制系统是由电力、空调、防灾、防盗、运输设备等构成综合系统。智能楼宇自动化是自动化技术应用在现代化楼宇方面的技术,其子系统之间相辅相成,缺一不可,通过子系统之间的相互作用,可以对建筑整体的进行楼宇温度控制、湿度控制、电梯控制、照明电气控制等。随着全球智能化的发展,可以预见,楼宇建筑的自动化性将会越来越高。电气自动化技术主要包括电力电子技术和微机控制技术等高新技术,广泛用于供配电、各种电气设备、电气控制及自动化系统的安装调试、方案设计、设备维护、技术改进、产品的开发及管理中。主要具有以下几方面的优势:首先,联动性较高。电气自动化控制技术采用电子传感技术、计算机与现代通讯技术对包括采暖、通风、电梯、空调监控,给排水监控,配变电与自备电源监控,火灾自动报警与消防联动,安全保卫等系统实行全自动的综合管理,各个子系统之间可以通过信息进行沟通和互动。其次,有很强的安全性。由于电气系统本身就具有危险性,设备出现故障、操作不规范,以及环境突变等都可能是导致系统产生严重安全风险的原因。通过自动化控制可以使系统在发生危险时快速发现并解决,另外,在一定程度上通过远程遥控还可避免故障对维修工作人员产生直接的危害。最后,具有健全的数据以及精准的计算。自动化系统可以根据自身的操作流程、故障处理等数据建立完善健全的数据库以及精准的计算,为后期进行信息优化决策提供条件。
2现代智能建筑中自动化系统的组成及其功能的实现
现代智能建筑中自动化系统的工作原理如下:实时的数据采集;实时的控制决策;实时的控制输出。其系统包括自控给排水系统、照明控制系统、供配电系统以及消防安全系统等。其中,给排水系统包含生活给水系统、生活排水系统、市政给排水管网系统、市政水处理(包括给水处理以及废水处理)建筑给排水、 雨水 系统、消火栓系统、喷淋系统等。照明控制系统能够满足和实现不同的灯光效果,而且还能改善工作环境,提高工作效率,节约能源,延长灯具寿命,减少用户维护费用等等。供配电系统先从发电厂发出经过升压变压器(升压)到线路,中枢变电所这一部分为供电系统从中枢变电所经线路到用户变压器,开关柜这一部分完成大的配电系统从用户变电所到各个厂区或用电负荷,最后完成全部的配电。消防控制系统是指接到火警后,发出信号,相关设备自动转到到消防状态。例如电梯,在接到火警信号后,电梯自动关门转为下行至首层,由进入轿厢的消防员控制运行。除了以上所说的控制系统之外,为了满足不同人群对不同功能的需求,可以相应的根据建筑环境设置一些特定的子系统,如停车场管理系统、智能家居服务系统、物业管理应用系统等,实现个性化的自动管理。在现实生活中,为了实现现代智能建筑电气自动化系统功能的丰富性,必须建立一套完善健全的数字化控制体系,这是实现控制技术应用的基本条件,与此同时,建立远程控制管理中心,这样可以对本地控制台出现的故障及时进行处理,以此提高数字控制体系的安全性与可靠性。
3电气自动化控制在智能楼宇中的应用
随着我国综合国力以及经济实力的迅猛发展,建筑智能化在我国得到了全面的推广,它的出现为人们的生活和工作带来了极大的便利,这就加快了智能楼宇进程的日新月异。智能楼宇主要包括安防系统、计算机网络、通讯系统、楼宇自控系统等等,在很大程度上满足了人们的需求,电气自动化控制是智能楼宇功能发挥的技术保障,在智能楼宇中有着不可替代的地位。
建筑电气设备自动化系统安装前,制定科学的计划
建筑电气设备自动化系统质量的好坏直接不仅影响建筑物功能是否正常运行,而且还影响该建筑的环境效益与经济效益。因此,在施工前,相关工作人员不能盲目地按照图纸进行施工,全面了解设计方案,及时对设计图纸中的不足提出改进建议,避免工程返工的情况。此外,还要依照业主的需求及利益,制定出科学合理的安装计划,严格按照操作程序进行施工,以此满足建筑本身以及业主的相关需求。
电气设备的安装
电气设备的正常运行是保证建筑电气设备自动化系统功能充分发挥的前提。电气设备的安装调试是保证其正常运行的基本条件,需进行以下步骤:首先,一定要理解整个设备的工艺流程、控制流程,熟练掌握电气设备要用到的各种仪表。其次,仔细研究设计方案及施工图纸。最后,根据设计图纸对电气设备内部的接线了解清晰,接着就可以对设备进行实际的接线。在所有设备调试完毕后,再对其进行安装施工。在设备安装时,必须严格根据设备的安装要求与规范进行安装。这里需要注意的是,在接线前一定要先进行校线,在确定设备外观完好、接线正确、外来信号正常的基础上,方可让使用方开始带电调试,在送电之前,要将所有断路器保持断电状态。
4结束语
众所周知,世界经济一体化、全球化是当今世界经济发展的主流,要想增强我国的综合国力,就要大力发展作为支柱性产业之一的建筑行业。然而,由于人们对建筑设计的要求逐渐增加,以往的传统性建筑已经满足不了人们的需求,于是智能楼宇出现在人们的视野之中,其带来的高品质生活享受,令人们向往不已。而智能建筑的建立又离不开电气自动化控制技术的支持。换句话说,智能建筑的出现,给电气自动化工程的发展带来了很好的平台,被广泛应用于很多领域及专业,其技术具有更新速度快,复杂程度高等特点,因此,需要相关工作人员不断地学习及积累 经验 ,与时俱进。
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进入二十一世纪以来,中国汽车工业一直保持着持续发展的势头。上世纪九十年代以前,国内汽车工业的主导产品是货车,经过近十年的发展,出现了以轿车为领头羊的可喜格局。汽车工业重点发展轿车的战略转移,给装备制造业带来前所未有的发展机遇。各行各业中,与装备制造业关联最大的就是汽车工业。有关资料表明,美国机床的50%以上、工业机器人的60%以上用于汽车工业,因此美国成为汽车王国的同时,也成为机床生产大国。发达国家汽车工业的发展史无不证明这一点,汽车工业的发展提升了装备制造业特别是机床制造业,机床制造业的提升在技术与工艺上,支撑和保证汽车工业的繁荣。锻压机械作为机床制造业的重要部分与汽车工业的发展更是息息相关。本文仅以轿车典型金属板材冲压件和典型锻件为例,浅谈汽车工业对锻压机械的应用。 典型金属板材冲压件的工艺装备 在轿车的整车生产中,冲压、焊装、涂装和总装统称轿车生产四大工艺。据统计,在轿车的2000馀个零件中,按件数计算金属板材冲压件占40%以上,冲压工艺装备在汽车工业的地位可见一斑。当今轿车生产凸现车型个性化特点,令换型周期越来越短。轿车换型主要表现在车身形状和结构的变化,而与之相适应的是金属板材冲压件的千变万化。金属板材冲压件大致可分为三大类,即车身覆盖件、车身结构件和中小型冲压件。车身覆盖件和车身结构件是具有保持车身形状功能的零件,如车门、顶盖、侧围、行李箱盖等,是金属板材冲压件的主体。中小型冲压件在轿车中的分布较分散,如车轮、离合器、车用空调、微特电机等部件,都有大量的冲压件。研究轿车典型金属板材冲压件的工艺装备,毫无疑问地要将车身覆盖件的工艺装备作为龙头对待。 金属覆盖件的工艺装备 自车身覆盖件工业化生产以来,机械压力机始终是其装备主体,典型的组合是一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成的冲压生产线。冲压生产线的形式虽然一直被普遍采用,但其内涵却不断变化。首先是随着单机自动化水平的提高,自动快速调整技术及自动快速换模技术的应用,增强了冲压生产线的柔性化程度;其次是冲压生产线的结构形式不断改进,由人工上下料的流水生产线发展为半自动冲压线和自动冲压线;其三,更具技术进步意义的是,多工位压力机进入冲压生产线,以及激光加工与冲压加工相集成,组成广义的冲压自动线。 图1 多工位压力机中国锻压机械行业在车身覆盖件工艺装备方面的进步是有目共睹的。通过“八五”以来的科技攻关,锻压机械行业的自主开发能力明显提高了。在此基础上,有关企业通过引进德国舒勒、美国维尔森、日本小松等着名公司的设计制造技术,或采取与国外厂商合作生产的方式,为中国轿车生产企业提供了几十条冲压生产线,并在国际市场中占有一席之地。 当前,车身覆盖件冲压技术的快速发展令人瞩目,主要表现在液压机的加盟、多工位压力机的使用和柔性化技术趋于成熟这三方面。 如前所述,机械压力机是冲压生产线的主体,长时间里没有其他装备能动摇其霸主地位。然而,随着液压机某些关键技术的突破,液压机在冲压方面的优势和潜能得到充分发挥,生产率明显提高,以及行程同步、与传送装置连锁等问题的圆满解决,产生液压机作为冲压生产线主机的趋势。当然,这并不意味着液压机将取代机械压力机,虽然冲压生产线可以全部采用液压机,也可以液压机与机械压力机混排使用,但机械压力机作为主机组成的冲压生产线毕竟仍是主流。 早期较广泛使用的冲压生产线,由一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成,两者之间设置一个工件翻转装置。多工位板料自动压力机的出现,以其一次行程进行多工序加工、结构紧凑、生产效率高等特点,倍受汽车工业的青睐。多工位压力机作为主机用于冲压生产线,比单机使用的难度大得多,必须解决驱动系统、传送系统以及检测系统等一系列技术问题。近年来,随着以上技术难题的逐一解决,多工位压力机作为主机进入冲压生产线才成为可能。 图2 串联压力机生产线柔性化技术趋于成熟,是轿车车身覆盖件生产最重要的技术进步。首先,组成冲压生产线的设备的数控化,奠定了冲压生产线自动化的基础。而柔性传送技术、机外仿真技术、脱机编程技术的日臻完善,特别是包括模具自动仓库、模具自动识别与提取、模具工作参数自动调整等功能的模具系统实用化,标志着车身覆盖件柔性化技术已趋成熟,使大型覆盖件的“个性化”生产、按定单生产和“准时生产”成为可能。 柔性冲压自动线问世,表示柔性化技术发展逐渐完备。柔性冲压自动线的基本结构,仍是一台双动压力机与数台单动压力机串联布置。在双动压力机之前有拆垛装置,由上料车、液压顶升器、磁力分层器、真空吸盘提升器、双料检测器、磁力辊道、双料排除器、清洗涂油装置和送料装置组成;双动压力机与单动压力机之间有上下料装置,包括下料器、翻转装置、传送装置和上料器;单动压力机之间的上下料装置,由下料器、传送装置和上料器组成;最后一台单动压力机之后是码垛装置,由下料器,传送装置和码垛车组成。此外,自动快速换模系统、自动快速调整系统、故障检测系统以及废料排除与运输系统都是必不可少的。由于对机器人技术、微电子技术和液压技术的充分应用,不仅实现了冲压过程的自动化,而且带来生产组织的柔性化。 大型多工位压力机自动冲压生产线代表了先进的组合方式,应当特别关注。大型多工位压力机的不断完善和轿车大型覆盖件生产的需求,促进了大型多工位压力机自动冲压生产线的发展。较原始的组合是,由一台双动拉伸压力机与一台单动大型多工位压力机组成,二者之间配备一套翻转装置和同步装置,在一定程度上提高了生产节拍,并减少占地面积。第二代生产线的配置大为简化,一台带双动拉伸工位的多工位压力机在其前后分别配备了拆垛装置和码垛装置,便组成了一条自动冲压生产线。此类多工位压力机多为四柱三滑块结构,第一滑块下的第一工位是双动拉伸工位,其馀工位为单动冲压工位。由于拉伸工位采取了反向拉伸的方式,从而避免了工件的翻转,因此不需要翻转装置,使生产率进一步提高、占地面积也减少了。带数控液压气垫的大型多工位压力机的出现,摒弃了传统的双动拉伸工艺理念,真正将拉伸与其他冲压工艺组合到一台压力机上完成。自动冲压生产线的硬件组成仍是一台主机配备拆垛装置和码垛装置,主机是带数控液压气垫的多工位压力机,而数控液压气垫是其技术核心。数控液压气垫通过四角控制,可调节拉伸工作的压边力,从而实现单动深拉伸。采用数控液压气垫使单动压力机代替传统的双动压力机,不仅简化了压力机的结构、取消了翻转装置,且实现了压边力的优化控制、提高拉伸件的质量、降低工件的废品率。 中国汽车工业对设备需求呈现长期多样性的局面,因此大型覆盖件的生产工艺也是多种多样的。随着技术发展的进程,众多企业已经或将要把人工上下料的流水线改造为半自动冲压线和自动冲压线,但使用柔性冲压自动线的企业仍为数不多。大型多工位压力机自动冲压生产线由于造价昂贵及技术方面的问题,在国内推广使用尚待时日。目前,中国锻压机械行业不仅能够自主提供传统配置的冲压生产线、半自动冲压线和自动冲压线,而且具有提供柔性冲压自动线和大型多工位压力机自动冲压线的能力。 钢板成型车轮的工艺装备 在结构上,轿车车轮主要分为组合式车轮和整体式车轮,从材质上分则有钢板成型车轮和铝合金车轮。当前,组合式钢板成型车轮占有相当重要的位置,短期内不会出现整体式铝合金车轮一统天下的局面。组合式钢板成型车轮主要由轮辋和轮辐组成,轮辋与轮辐的生产工艺一直备受关注。现时,生产轮辋的工艺方法大致有两种,一是滚压生产工艺,二是旋压生产工艺;生产轮辐的工艺方法主要有两种,即冲压成形工艺和旋压成形工艺。 滚压工艺生产轿车轮辋的自动生产线的典型配置,按工艺性质可分为三部分:第一部分包括自动开卷机组、校平剪切机组,将卷料制备成加工轮辋的定长板料;第二部分包括卷圆机组、焊接及焊缝清理机组、倒角及扩口机组,将前工序的板料卷成轮辋所需的环形毛坯;第三部分包括滚压成形机组(通常由三台滚压成形机组成)、精整扩径机组,将环形坯料滚压成成型轮辋。滚压工艺的优点是生产率高,国外此类自动生产线的生产率一般为800-1200件/小时。 旋压工艺生产轿车轮辋的优点是,通过有效控制金属的塑性流动,可加工出变截面等强度轮辋,以提高轮辋质量。可是,旋压工艺存在生产率低的缺点,国外典型生产线的生产率通常为200-250件/小时,因此不适于大批量生产轮辋的企业。比较常见的做法是,利用旋压工艺具有的柔性化特点,用于新产品开发和小批量轮番生产。旋压工艺轿车轮辋自动生产线的配置,第一、第二两部分与滚压工艺相类似,第三部分旋压成形机代替了滚压成形机。 冲压成形生产轮辐的工艺比较间单,早期采用多台单工位压力机分序成型的方法,后来采用多工位压力机在一台设备上连续完成。冲压成形的轮辐等厚壁、重量大,不能满足轿车高速行驶的需要,而且材料利用率和车轮寿命都较低。旋压工艺可获得变厚壁等强度结构轮辐,不仅提高了材料利用率和车轮寿命,而且增加轿车高速行驶的安全性和可靠性。旋压成形生产线的典型工艺包括落料、强力旋压、修边、冲孔等工序。旋压成形生产线的主机是数控旋压成形机,第一滚轮对坯料预旋压完成布料,第二滚轮将壁厚旋压至预定值。 中国轿车车轮的生产工艺装备比较落后,滚压工艺与旋压工艺均有极大的发展空间。从国外的发展趋势看,旋压工艺虽然有生产效率低的缺点,但其加工精度高、可生产变截面等强度轮辋和轮辐、制件刚度大回弹小等优点仍不容忽视,特别适合新产品开发和中小批量生产。随着旋压工艺生产率的不断提高和控制技术的日臻完善,在车型变化周期越来越短的今天,人们可能将重新审视对旋压成形工艺的评价。 典型锻件的工艺装备 汽车工业是锻件生产企业最重要的用户,因为大约60%以上的锻件为汽车工业应用。与机械工业相比,汽车工业更注重锻件的精度、锻件细微结构和中空部位的成型以及最大程度的减轻重量。由于锻件的高强度和高可靠性,轿车的重要零件一直采用锻件作毛坯,典型锻件有发动机的曲轴、连杆,变速箱的齿轮、轴类零件,操纵系统中的轮架、拉杆、转向节零件等。轿车典型锻件的锻造可分两大类,即普通模锻和特种模锻。普通模锻采用小飞边、无飞边工艺在锻锤和热模锻压力机上进行,特种模锻采用楔横轧工艺、摆动辗压工艺和径向锻造工艺。 发动机连杆锻造工艺装备 轿车发动机连杆锻造工艺主要有两种,一是采用热模锻压力机生产线,二是采用电液模锻锤生产线。前者适用于大批量生产,后者则适应中小批量、多品种生产方式。热模锻压力机生产线的基本组成是,棒料库、棒料自动排列和送进装置、感应加热炉、出料装置、棒料剪切机构和热模锻压力机等。热模锻压力机生产线采用一模两件的锻造工艺,生产率可高达800-1200件/小时,材料利用率为95%以上。热模锻压力机生产线虽然有经济技术方面的优势,但受投资大、专业化程度高、模具制造和维修费用高、必须有70%以上的开动率等因素的制约,使许多生产厂家望而生畏。电液模锻锤生产线生产轿车发动机连杆锻件,采用一模一件的锻造工艺,将棒料剪切成坯料后加热再进行锻造。电液模锻锤生产线的基本组成是,棒料剪切机、感应加热炉、送料装置、楔横轧机或辊锻机、电液模锻锤、切边校正机等。随着控制技术的发展,电液模椴锤可控制和调整打击能量、打击次数、打击间隔时间等工艺参数,以最佳打击力满足锻件成形的能量要求,不仅能提高锻件的质量,而且延长了模具的寿命。虽然电液模锻锤生产线的生产率通常只有热模锻压力机生产线的二分之一左右,但其投资只相当于后者的三分之一,组织生产十分灵活,故深受中小批量生产规模厂家的青睐。 轿车发动机连杆锻造的技术发展趋势是,提高锻造生产线的机械化、自动化水平和采用新的锻造工艺方法。显而易见,提高锻造生产线的机械化和自动化水平是业内人士的共识。采用机械化上下料装置、机械化传送装置、机械手和自动控制技术对流水生产线进行技术改造,减少人工操作环节、实现自动化或半自动化生产,是目前发达国家的普遍做法。新锻造工艺方法的尝试有两种,一是粉末锻造工艺,即将金属粉末烧结的坯料加热后进行模锻成形;二是在多工位自动热镦机上高速锻造成形。前者的优点有锻件重量偏差小和能生产形状复杂锻件等,特别适合于动平衡要求高的高级发动机,为诸多生产厂家所采用;后者因经济批量的门槛值过高和设备过于昂贵而难以被厂家接受。 圆盘齿坯锻造工艺装备 圆盘齿坯是轿车盘类锻件的典型代表,由于数量大,要求采用高精度、高效率、低成本的工艺方法生产。早期的生产工艺采用锻锤、机械压力机、螺旋压力机或热模锻压力机为主机,将棒料剪切成坯料后加热,分几个工序完成,生产效率低、锻件精度底、加工馀量大、材料利用率低。自从出现毛坯精化的理念后,高速热镦机自动生产线成为生产圆盘齿坯最理想的选择。高速热镦机自动生产线的典型配置为料架、自动上料装置、感应加热炉、滚轮式送料机构和多工位高速热镦机。加热的棒料进入高速热镦机后,依次完成毛坯切断、整形、预锻、终锻、冲孔等全部工序,锻件在各工位之间的转送由机械手自动完成。高速热镦机自动生产线可实现真正的毛坯精化,锻件的尺寸、形状接近机加工零件,提高材料利用率并节省机加工工时,锻件具有更理想的金相组织和机械性能,生产率是普通锻造方法的数倍甚至十倍,其综合经济效益是十分显着的。 齿轮轴锻造工艺装备 轿车齿轮轴是变速箱的重要零件,是典型的轿车轴类件,具有细长和多台阶的特点。生产轴类件的传统工艺是在模锻锤或热模锻压力机上模锻,但这种工艺生产出的锻件精度低、材料利用率低、加工馀量大,楔横轧工艺的出现有效解决这一难题。楔横轧工艺是高效、节能、节材的新技术,加热的棒料进入楔横轧机,楔横轧模在一个工作循环中对金属连续挤压分布,形成满足形状和尺寸要求的阶梯轴锻件,而且可以用管材作坯料生产空心轴锻件。由于楔横轧工艺适合加工对称零件,因而往往将一对零件对称布置设计模具,使工艺性和生产率双受益。楔横轧工艺的特点是,一次行程可获得一个或一对零件,生产效率高;金属连续变形、变形力小、模具寿命高;锻件尺寸精度、高加工馀量小、材料利用率高。楔横轧自动生产线的构成比较简单,通常由自动上料装置、感应加热炉和楔横轧机组成。楔横轧机有两辊式和平板式的结构形式,平板式楔横轧机利用机械或液压驱动,两块平板式模板作直线往复运动搓轧坯料;两辊式楔横轧机的模具是一对轧制辊轮,毛坯在旋转的轧辊中成形。前者的优点是结构简单、调整方便、模具造价低廉、锻件精度高;缺点却是行程受限、变形程度小、有空程、生产效率低;后者的结构紧凑、可实现连续生产、生产效率高,缺点是模具制造困难、锻件精度较低。 纵观中国汽车工业的锻压机械应用情况,冲压工艺装备的水平高于锻造,表现在工艺及装备的先进性、生产线的自动化及柔性化程度、集约化生产水平等诸多方面。虽然国内锻压机械行业可以为汽车工业提供几乎所有的冲压与锻造装备,但毋庸讳言,中国锻压机械行业的水平和实力在国际市场上还不算是强者。锻压机械行业在汽车工业中的地位,既取决于锻压机械行业的技术进步和结构调整,也取决于汽车工业的发展战略与市场前景。
浅谈自动化机械制造\x0d\x0a摘 要:自动化制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。\x0d\x0a关键词:制造规模;关键技术;发展趋势\x0d\x0a\x0d\x0a随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展。\x0d\x0a一、自动化机械制造规模\x0d\x0a按规模大小FMS可分为如下4类\x0d\x0a(一)自动化制造单元\x0d\x0aFMC:的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实{目单机自动化化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。\x0d\x0a(二)自动化制造系统\x0d\x0a通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。\x0d\x0a(三)自动化制造线\x0d\x0a它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f:MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床,亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统自动化的要求低于FMS,但生产率更高。\x0d\x0a(四)自动化制造工厂\x0d\x0aFMt是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(C1MS)投入实际,实现生产系统自动化化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统IMS)为代表,其特点是实现工厂自动化化及自动化。\x0d\x0a二、自动化关键技术\x0d\x0a(一)计算机辅助设计\x0d\x0a未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。\x0d\x0a(二)模糊控制技术\x0d\x0a模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。\x0d\x0a(三)工智能、专家系统及智能传感器技术\x0d\x0a迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。\x0d\x0a(四)人工神经网络技术\x0d\x0a人工神经网络fANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。三、启动控制技术发展趋势\x0d\x0a(一)FMC将成为发展和应用的热门技术\x0d\x0a这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。\x0d\x0a(二)朝多功能方向发展\x0d\x0a由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势,是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms)国际性开发项目,属于第二代FMS:完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。\x0d\x0a进入新世纪,FMS获得迅猛发展,几乎成生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展,提供了可供集成一个整体系统的技术基础:另一方面,世界市场发生了重大变化,由过去传统、相对稳定的市场,发展为动态多变的市场,为了从市场中求生存、求发展,提高企业对市场需求的应变能力,人们开始探索新的生产方法和经营模式。
现代化的机械制造技术是一种一体化、综合性、系统的技术手段。下面是我为大家整理的机械制造自动化毕业论文,供大家参考。
摘要:随着现代科技的迅速发展,我国正朝着工业化的方向不断迈进,这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后,为我国机械制造业的发展注入了强大活力,使其自动化水平得以更上一层楼。
关键词:机械制造;自动化
1机械制造和自动化技术应用现状
(1)机械制造技术应用现状。目前,我国机械制造业正处于迅速发展阶段,越来越多的企业开始应用新的生产工艺。然而由于起步较晚,尚无法同西方发达国家的制造业相提并论。发达国家的机械制造工艺比较先进,以高密度加工为代表的一系列先进加工工艺已经广泛应用于生产实践,而我国相当一部分的机械制造业企业仍旧使用一些比较落后的加工工艺,常见的如抛光、铸锻以及水刀等。
(2)机械自动化技术应用现状。随着信息技术水平的不断提高,机械自动化技术也迎来了良好的发展契机。国外工业水平较高的国家已经普遍在机械制造领域引入和应用了现代的计算机集成化技术,在一定程度上实现了机械加工的智能化。受多方面因素影响,我国机械制造自动化水平相对偏低,仍旧以初级操作自动化为主。
2机械制造技术的应用
(1)网络化应用。随着网络技术水平的不断提升,给机械制造企业的运作模式带来了巨大变化。无论是材料采购,还是产品设计和生产,又或者是市场营销,均有了明显提升。机械产品的制造在很大程度上摆脱了地域的束缚,能够从不同国家和地区获取所需材料以及相关技术,与此同时,还可以将产品推销到国际市场。在网络化环境下,机械制造企业之间的交流日渐频繁和深入,不仅表现在产品开发方面,同时还表现在管理经验方面,为企业健康发展注入了新鲜活力。
(2)虚拟化应用。所谓机械制造虚拟化是指,利用计算机系统具有的仿真功能以完成对真实操作的模拟。在虚拟化技术的帮助下,能够对有待开发的目标产品予以模拟式制造,了解其存在的不足,并加以改善,从而提升和保证真实产品的质量。与此同时,虚拟化也能够对产品本身具有的可加工性予以检验。由此可见,虚拟化的应用可以大幅减少产品制造过程中资源的无谓消耗,提升产品质量。
(3)绿色化应用。传统机械制造技术会导致一定的环境污染问题,在环境污染不断加剧的背景下,如果实现机械制造的绿色化成了业界的热点研究之一。对于机械制造而言,其绿色化应用集中反映在下述方面:①产品的绿色生产;②企业绿色管理;③绿色机械;④产品的绿色设计等。在当前背景下,绿色化应用具有相当积极的现实意义,一方面可以减轻对环境的污染,另一方面可以提升对资源的实际利用率。
3机械自动化技术的应用
(1)自动化信息系统。对于机械制造而言,其自动化信息系统主要包括下述内容:①辅助制造;②计算机辅助设计;③工艺辅助设计等。所谓辅助制造指的是,通过计算机以完成对产品的生产控制;所谓计算机辅助设计指的是,设计工作者利用一些配套的计算机软件对机械产品进行相关设计;所谓工艺辅助设计指的是,不断提升和改善产品的制作工艺。
(2)自动化供输系统。该系统指的是,在计算机的帮助下完成对原材料、半成品以及最终产品的传输。其主要包括三大部分:①单机自动组件;②自动输送设备;③自动化软件系统等。在机械机制的整个自动化系统中,自动化物资供输系统属于不可或缺的组成部分,发挥着相当重要的作用。
(3)自动化生产系统。该系统指的是,通过计算机系统以自动化方式持续地将产品的一系列组件正确地拼装到一起。在机械制造中引入自动化生产系统,可以大幅降低人工操作的失误率,提升生产效率,有利于营造理想的作业环境,不仅如此,还能够有效提升和保证产品质量。
4机械制造和自动化应用前景展望
随着现代科技的迅速发展,我国正朝着工业化的方向不断迈进,这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后,为我国机械制造业的发展注入了强大活力,使其自动化水平得以更上一层楼。就机械自动化制造技术现阶段的发展情况来看,我国在该方面应做好以下两点工作:首先,应明确计算机集成技术的重要性,并将其更好地应用于实践,从而不断提升机械制造的集成程度。其次,应明确智能化技术的重要性,在机械制造过程中实现人机之间的有效互动,从而赋予机械制造体系以理想的自适应能力。可以预见,在未来的机械制造领域,智能化技术将发挥出越来越重要的作用,成为机械制造的主流发展趋势之一。
参考文献
1、机电一体化在煤矿机械中的应用研究李荣昌;煤炭技术2013-08-10
2、现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略分析左洁;金田2013-02-15
摘要:自动化技术的应用在机械制造中,有利于经济效益与生产效率的提高,有利于企业在市场竞争力上的提高,自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展,有利于在发展过程中实现可持续的发展理念,和谐共生,相互促进。
关键词:机械制造;自动化
随着科学技术的迅猛发展与日益激烈的国际竞争,机械制造业的关注度与重视度越来越高,并得到了很好的发展。机械制造是与人们的日常生活紧密相关的一个行业,人们在日常的生产生活方式受机械制造技术的影响。由此可见,机械制造业的发展在社会经济中有着举足轻重的地位。如何提高当今机械制造业的科技含量和技术水平,是研究机械制造发展的课题。因此,引入自动化技术是机械制造业在发展中进行升级与转型和提高生产效率的必然要求,也是未来机械制造业的发展方向。
1目前的自动化应用与机械制造业的现状
机械制造在我国开始于20世纪20年代或20世纪30年代左右,机械制造的现代化技术提高了生产率的质量,由此,人们开始对机械制造业越来越重视,使之得到迅速的发展。改革开放后,信息技术的发展,经济的腾飞促进了自动化技术与机械制造的有机结合,效果极好。也因此促进了集成系统的形成,并在机械制造业上起到了非常大的作用。
在管理上
自动化与机械制造在实际的应用中,不管是思想管理还是方法管理,与其他发达国家相比都是比较落后的。自动化的应用与机械制造由于很多原因,在管理方法与思想上都没有采用现代化与数字化。反观自动化的应用与机械制造在西方国家的应用中,不管是管理观念上还是管理方式上都实现了数字化的管理,并且十分的专业与科学,将一系列先进生产中的管理理念,如并行工程与准时生产等应用在管理过程中。
在设计上
发展落后的CAD-CAM计算机技术,在自动化的应用与机械制造方面不能做到很好的设计。自动化应用与机械制造在计算机技术发达的西方国家,其设计理念在不断的进行更新中,计算机技术也被充分的利用,例如:引用了限元分析技术。
制造的工艺上
先机科学的计算机技术如纳米加工、(3D打印技术)快速成型、多轴设备的数控加工、高精密的加工、激光加工等,促使自动化应用在国外的机械制造业中具备了非常明显的特点。落后的制作工艺与科技含量低的机械制造,是我国机械制造的现状,国外的先进技术在我国只有少数单位及企业采用。
自动化的技术上
在科学技术的发展中,自动化的设备已经成为机械制造业的主流,如多轴联动机床与柔韧性的制造系统等,在西方国家已被广泛的应用。自动化系统在我国的机械制造行业的应用中还是比较单一的,数控机床虽然也已普及,但是自动化的技术含量还是不高。
2自动化技术在机械制造业应用中的意义
自动化技术是机械制造业水平提高与发展的表现,也是技术领域中非常重要的一项。对工作效率与机械制造的提高,还有连续化与自动化的生产都有着重要的作用。在节省人力资本投入与优化产品的过程中,有利于机械制造业的科技含量与技术水平得到提高。在一定的程度中,自动化的发展水平决定了机械制造技术的发展水平,是机械制造在未来发展中的必不可少的组成部分。自动化技术在机械制造中的应用,有利于机械化水平的提高,是对机械制造业在进行升级换代时的必要手段。
3我国对于机械自动化技术的应用
生产的自动化
自动化技术在生产过程中的应用有利于生产过程更加的连续与智能化。在生产的过程中,设备可自动的完成大部分的工序,避免了生产过程中人为因素的影响,同时节省了很多的人力资源。在进行加工时,也降低了损失的情况,有利于企业竞争力的提升。
在自动化的机械制造业中与CAM、CAPP技术的融合
CAPP技术随着机械制造业在自动化技术的发展,扮演着非常重要的角色。生产的管理与活动作为机械制造在生产过程中的重要依据,是其不可缺少的一部分。在加工过程中,零件的精确化与智能化则需要CAM技术的应用。
信息的自动化
计算机技术的辅助系统在内容上涉及范围非常广泛,如计算机辅助设计系统与工艺系统等,是自动化与机械制造实现自动化功能的主要依据。在产品的设计部分,计算机的辅助设计系统可以有效地促进设计师的精力集中;在加工的效率上,计算机的工艺辅助系统可有效地提高生产过程中的标准化水平与机械生产。
检测的自动化
原材料的运用在科学技术的不断发展中,逐渐出现很多新型的材料,在机械的加工过程中,机械加工的材料不再为单一的传统材料,而是采用了大量的新型材料。然而,新型材料的运用,使得传统的检测方式与之不匹配,这时就要运用计算机技术。比如说电流信号、激光、人工神经网络等检测技术都有利于检测效率的提高。
4自动化技术在机械制造中的发展策略
自动化技术的发展要因地制宜
机械制造业的发展要结合生产的实际情况与发展现状来确定自动化技术在该领域的发展目标。自动化技术在机械制造业的发展中,要把技术的应用作为重点,还要注意技术的创新与引进。另外,还要结合企业的自身发展情况,技术的应用是为了企业的社会效益与经济效益的提高,一定要符合企业的发展需要。因此,机械自动化的技术发展不仅是要加强技术方面的实用性,更是要实事求是,因地制宜的发展,以此促进企业中经济效益的提高。如果只是过分的去强调智能化与自动化的机械设备,盲目的扩大和引进自动化技术,是不符合实际的发展需要的。在生产的方法与模式上要摆脱低负荷率就要注重在技术的创新与引进上,如何应用自动化技术要根据发展的现状和当前技术的发展水平,在生产效益提高的基础上促进生产速度的提高。
低成本的自动化技术发展,有利于效率的提高
效益高、投资少的自动化技术在推广与引进上有利于自动化技术在层次与水平方面的提高。新型的低成本自动化技术在积极地推广与应用中,有利于资源配置的不断优化,在经济效益上有利于用最小的投资成本换最大的利益,有事半功倍的作用。这种以最小的投资成本换取最大的利益源自于美国的LP生产模式,所以在机械自动化技术的发展中进行设备与技术的引进时,要根据企业的自身条件和实际的发展情况,合理的调整机床的布局与机械设备的改进,这样有利于资金与设备在在投入方面的节省,以此获取经济效益的提高。此外,还要应用与引进自动化的管理技术CAD/CAM,提高技术在机械设备中的含量与技术人员的综合素质和专业水平,在管理人员的创造性发挥中,优化人力与技术资源,使机械自动化技术水平得到系统、全面的提高。如今,结合自身的发展情况,我国食物自动化改装已在很多企业的机械制造方面得以实现,降低了技术方面的投资成本,这一技术的运用,在经济效益上会有很大的提高。
自动化技术要提高其自身的技术含量
自动化技术在创新与发展中不断的进行优化与调整,从简单到复杂,由低到高,逐渐从人工控制发展为数字与机械控制。机械制造业在未来的发展方向与趋势上是自动化工厂,有利于生产效率的提高。目前,这也是理想阶段的机械制造技术的发展,实现这一阶段的目标不是一蹴而就的,需要技术人员在机械制造方面不断的努力。与国外发达国家的技术相比,我国的机械制造业发展水平与世界的先进水准还是差距很大的,因此,要加强对专业技术与理论知识的学习,在应用中总结经验,推陈出新,革故鼎新,促进自动化技术在机械制造领域更好更快的发展。
要发展与之配套的自动化技术
机械自动化技术的发展不仅需要高含量的生产技术,还要注重与之相配套的生产技术,促进自动化技术水平的提高。因此,要结合企业的自身情况,做好每个项目在自动化技术应用上的基础工作,有利于自动化技术在整个系统中提高发展水平。在自动化的控制技术发展中,应注重传感器与编程控制器等设备,促使各种道具与微处理机在自动化技术中符合发展的需要,在自动化技术中运用先进的控制系统与计算机软件进行控制与管理,促使机械制造朝着自动化、数字化、智能化的方向发展。机械设备在未来技术的发展方向为智能化水平高与性能好。不断的优化机械自动化技术的系统结构,不断提高其系统的耐性与刚性,在生产设备中的体积与质量上不断优化,是自动化技术在发展中非常重要的方向。在机械制造中,科技含量与技术水准通过自动控制与微电子技术进行提高,并实现其自动化的检测与控制。计算机技术在机械自动化的应用中有利于生产决策与数据运算在技术上的支持,有利于信息的及时处理与传输。
5自动化技术与机械制造在未来的发展趋势
集成化的发展方向
集成系统是由各分系统形式质量信息、工程技术信息、制造自动化与管理信息所构成的系统模式,在企业的发展与生产中有着很大的作用。工程技术的信息分系统是以计算机基础工程中分析、工装设计、设计及工艺过程为基础的;自动化分系统是由工业机器人、自动装配、计算技术控、加工中心构成的;管理信息分系统是由财务管理、材料、人事、经营所构成的;质量信息分系统由计算基础中的质量、测试、检验共同构成。在机械制造领域计算机集成技术的应用会越来越高,越来越广泛。
智能化的发展方向
在机械的制造与生产过程中,加入一些分析、推理、判断与构思等形式,使友好性、优良性、适应性在机械制造的智能化系统中发挥着重要的作用。并在其生产与设计的环节中,进行模拟化操作方式,以提高其柔弱性。在机械制造的智能化发展中,安全性与友好性有利于降低污染物在生产过程中的产生,节约大部分的资源,有利于资源有效的循环利用。
敏捷化的发展方向
机械制造的敏捷化来源于企业的自身竞争力与企业的信誉度,进行分工合作与虚拟化公司的组件有利于企业自主竞争力与综合竞争力的提高,在运转的过程中,对用户的要求可以以最快的速度进行反应,敏捷化的机械制造可促进企业在应变能力上有效地提高。虚拟制造技术就是敏捷化的机械技术的核心与关键性技术,是其集成化技术的发展目标,发展敏捷化的机械制造技术,在生产过程中可有效地运用现代化技术,并由信息集成化向企业集成化方向发展,所以在很大程度上敏捷化的机械制造影响着其现代化的集成技术,也是近几年自动化技术在我国的技术研讨中的主要攻克目标之一。
6结语
自动化技术的应用在机械制造中,有利于经济效益与生产效率的提高,有利于企业在市场竞争力上的提高,自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展,有利于在发展过程中实现可持续的发展理念,和谐共生,相互促进。在科学技术与社会经济的发展中,自动化技术与机械制造技术的有机结合,促进了生产效益的大幅度提高,保证了产品质量,在生产过程中对工作人员的劳动强度也起到了降低的作用,也促使在激烈的市场竞争中,企业有了长足的发展空间,因此,自动化技术在机械制造业领域中的应用要越来越完善,符合社会实际情况的发展要求,不断地提高社会效益与生产效益。
参考文献
1、关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究芦景英;科技创新导报2012-10-21
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最好去做两个月的操作工
进入二十一世纪以来,中国汽车工业一直保持着持续发展的势头。上世纪九十年代以前,国内汽车工业的主导产品是货车,经过近十年的发展,出现了以轿车为领头羊的可喜格局。汽车工业重点发展轿车的战略转移,给装备制造业带来前所未有的发展机遇。各行各业中,与装备制造业关联最大的就是汽车工业。有关资料表明,美国机床的50%以上、工业机器人的60%以上用于汽车工业,因此美国成为汽车王国的同时,也成为机床生产大国。发达国家汽车工业的发展史无不证明这一点,汽车工业的发展提升了装备制造业特别是机床制造业,机床制造业的提升在技术与工艺上,支撑和保证汽车工业的繁荣。锻压机械作为机床制造业的重要部分与汽车工业的发展更是息息相关。本文仅以轿车典型金属板材冲压件和典型锻件为例,浅谈汽车工业对锻压机械的应用。 典型金属板材冲压件的工艺装备 在轿车的整车生产中,冲压、焊装、涂装和总装统称轿车生产四大工艺。据统计,在轿车的2000馀个零件中,按件数计算金属板材冲压件占40%以上,冲压工艺装备在汽车工业的地位可见一斑。当今轿车生产凸现车型个性化特点,令换型周期越来越短。轿车换型主要表现在车身形状和结构的变化,而与之相适应的是金属板材冲压件的千变万化。金属板材冲压件大致可分为三大类,即车身覆盖件、车身结构件和中小型冲压件。车身覆盖件和车身结构件是具有保持车身形状功能的零件,如车门、顶盖、侧围、行李箱盖等,是金属板材冲压件的主体。中小型冲压件在轿车中的分布较分散,如车轮、离合器、车用空调、微特电机等部件,都有大量的冲压件。研究轿车典型金属板材冲压件的工艺装备,毫无疑问地要将车身覆盖件的工艺装备作为龙头对待。 金属覆盖件的工艺装备 自车身覆盖件工业化生产以来,机械压力机始终是其装备主体,典型的组合是一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成的冲压生产线。冲压生产线的形式虽然一直被普遍采用,但其内涵却不断变化。首先是随着单机自动化水平的提高,自动快速调整技术及自动快速换模技术的应用,增强了冲压生产线的柔性化程度;其次是冲压生产线的结构形式不断改进,由人工上下料的流水生产线发展为半自动冲压线和自动冲压线;其三,更具技术进步意义的是,多工位压力机进入冲压生产线,以及激光加工与冲压加工相集成,组成广义的冲压自动线。 图1 多工位压力机中国锻压机械行业在车身覆盖件工艺装备方面的进步是有目共睹的。通过“八五”以来的科技攻关,锻压机械行业的自主开发能力明显提高了。在此基础上,有关企业通过引进德国舒勒、美国维尔森、日本小松等着名公司的设计制造技术,或采取与国外厂商合作生产的方式,为中国轿车生产企业提供了几十条冲压生产线,并在国际市场中占有一席之地。 当前,车身覆盖件冲压技术的快速发展令人瞩目,主要表现在液压机的加盟、多工位压力机的使用和柔性化技术趋于成熟这三方面。 如前所述,机械压力机是冲压生产线的主体,长时间里没有其他装备能动摇其霸主地位。然而,随着液压机某些关键技术的突破,液压机在冲压方面的优势和潜能得到充分发挥,生产率明显提高,以及行程同步、与传送装置连锁等问题的圆满解决,产生液压机作为冲压生产线主机的趋势。当然,这并不意味着液压机将取代机械压力机,虽然冲压生产线可以全部采用液压机,也可以液压机与机械压力机混排使用,但机械压力机作为主机组成的冲压生产线毕竟仍是主流。 早期较广泛使用的冲压生产线,由一台双动机械压力机与数台单动机械压力机组成,两者之间设置一个工件翻转装置。多工位板料自动压力机的出现,以其一次行程进行多工序加工、结构紧凑、生产效率高等特点,倍受汽车工业的青睐。多工位压力机作为主机用于冲压生产线,比单机使用的难度大得多,必须解决驱动系统、传送系统以及检测系统等一系列技术问题。近年来,随着以上技术难题的逐一解决,多工位压力机作为主机进入冲压生产线才成为可能。 图2 串联压力机生产线柔性化技术趋于成熟,是轿车车身覆盖件生产最重要的技术进步。首先,组成冲压生产线的设备的数控化,奠定了冲压生产线自动化的基础。而柔性传送技术、机外仿真技术、脱机编程技术的日臻完善,特别是包括模具自动仓库、模具自动识别与提取、模具工作参数自动调整等功能的模具系统实用化,标志着车身覆盖件柔性化技术已趋成熟,使大型覆盖件的“个性化”生产、按定单生产和“准时生产”成为可能。 柔性冲压自动线问世,表示柔性化技术发展逐渐完备。柔性冲压自动线的基本结构,仍是一台双动压力机与数台单动压力机串联布置。在双动压力机之前有拆垛装置,由上料车、液压顶升器、磁力分层器、真空吸盘提升器、双料检测器、磁力辊道、双料排除器、清洗涂油装置和送料装置组成;双动压力机与单动压力机之间有上下料装置,包括下料器、翻转装置、传送装置和上料器;单动压力机之间的上下料装置,由下料器、传送装置和上料器组成;最后一台单动压力机之后是码垛装置,由下料器,传送装置和码垛车组成。此外,自动快速换模系统、自动快速调整系统、故障检测系统以及废料排除与运输系统都是必不可少的。由于对机器人技术、微电子技术和液压技术的充分应用,不仅实现了冲压过程的自动化,而且带来生产组织的柔性化。 大型多工位压力机自动冲压生产线代表了先进的组合方式,应当特别关注。大型多工位压力机的不断完善和轿车大型覆盖件生产的需求,促进了大型多工位压力机自动冲压生产线的发展。较原始的组合是,由一台双动拉伸压力机与一台单动大型多工位压力机组成,二者之间配备一套翻转装置和同步装置,在一定程度上提高了生产节拍,并减少占地面积。第二代生产线的配置大为简化,一台带双动拉伸工位的多工位压力机在其前后分别配备了拆垛装置和码垛装置,便组成了一条自动冲压生产线。此类多工位压力机多为四柱三滑块结构,第一滑块下的第一工位是双动拉伸工位,其馀工位为单动冲压工位。由于拉伸工位采取了反向拉伸的方式,从而避免了工件的翻转,因此不需要翻转装置,使生产率进一步提高、占地面积也减少了。带数控液压气垫的大型多工位压力机的出现,摒弃了传统的双动拉伸工艺理念,真正将拉伸与其他冲压工艺组合到一台压力机上完成。自动冲压生产线的硬件组成仍是一台主机配备拆垛装置和码垛装置,主机是带数控液压气垫的多工位压力机,而数控液压气垫是其技术核心。数控液压气垫通过四角控制,可调节拉伸工作的压边力,从而实现单动深拉伸。采用数控液压气垫使单动压力机代替传统的双动压力机,不仅简化了压力机的结构、取消了翻转装置,且实现了压边力的优化控制、提高拉伸件的质量、降低工件的废品率。 中国汽车工业对设备需求呈现长期多样性的局面,因此大型覆盖件的生产工艺也是多种多样的。随着技术发展的进程,众多企业已经或将要把人工上下料的流水线改造为半自动冲压线和自动冲压线,但使用柔性冲压自动线的企业仍为数不多。大型多工位压力机自动冲压生产线由于造价昂贵及技术方面的问题,在国内推广使用尚待时日。目前,中国锻压机械行业不仅能够自主提供传统配置的冲压生产线、半自动冲压线和自动冲压线,而且具有提供柔性冲压自动线和大型多工位压力机自动冲压线的能力。 钢板成型车轮的工艺装备 在结构上,轿车车轮主要分为组合式车轮和整体式车轮,从材质上分则有钢板成型车轮和铝合金车轮。当前,组合式钢板成型车轮占有相当重要的位置,短期内不会出现整体式铝合金车轮一统天下的局面。组合式钢板成型车轮主要由轮辋和轮辐组成,轮辋与轮辐的生产工艺一直备受关注。现时,生产轮辋的工艺方法大致有两种,一是滚压生产工艺,二是旋压生产工艺;生产轮辐的工艺方法主要有两种,即冲压成形工艺和旋压成形工艺。 滚压工艺生产轿车轮辋的自动生产线的典型配置,按工艺性质可分为三部分:第一部分包括自动开卷机组、校平剪切机组,将卷料制备成加工轮辋的定长板料;第二部分包括卷圆机组、焊接及焊缝清理机组、倒角及扩口机组,将前工序的板料卷成轮辋所需的环形毛坯;第三部分包括滚压成形机组(通常由三台滚压成形机组成)、精整扩径机组,将环形坯料滚压成成型轮辋。滚压工艺的优点是生产率高,国外此类自动生产线的生产率一般为800-1200件/小时。 旋压工艺生产轿车轮辋的优点是,通过有效控制金属的塑性流动,可加工出变截面等强度轮辋,以提高轮辋质量。可是,旋压工艺存在生产率低的缺点,国外典型生产线的生产率通常为200-250件/小时,因此不适于大批量生产轮辋的企业。比较常见的做法是,利用旋压工艺具有的柔性化特点,用于新产品开发和小批量轮番生产。旋压工艺轿车轮辋自动生产线的配置,第一、第二两部分与滚压工艺相类似,第三部分旋压成形机代替了滚压成形机。 冲压成形生产轮辐的工艺比较间单,早期采用多台单工位压力机分序成型的方法,后来采用多工位压力机在一台设备上连续完成。冲压成形的轮辐等厚壁、重量大,不能满足轿车高速行驶的需要,而且材料利用率和车轮寿命都较低。旋压工艺可获得变厚壁等强度结构轮辐,不仅提高了材料利用率和车轮寿命,而且增加轿车高速行驶的安全性和可靠性。旋压成形生产线的典型工艺包括落料、强力旋压、修边、冲孔等工序。旋压成形生产线的主机是数控旋压成形机,第一滚轮对坯料预旋压完成布料,第二滚轮将壁厚旋压至预定值。 中国轿车车轮的生产工艺装备比较落后,滚压工艺与旋压工艺均有极大的发展空间。从国外的发展趋势看,旋压工艺虽然有生产效率低的缺点,但其加工精度高、可生产变截面等强度轮辋和轮辐、制件刚度大回弹小等优点仍不容忽视,特别适合新产品开发和中小批量生产。随着旋压工艺生产率的不断提高和控制技术的日臻完善,在车型变化周期越来越短的今天,人们可能将重新审视对旋压成形工艺的评价。 典型锻件的工艺装备 汽车工业是锻件生产企业最重要的用户,因为大约60%以上的锻件为汽车工业应用。与机械工业相比,汽车工业更注重锻件的精度、锻件细微结构和中空部位的成型以及最大程度的减轻重量。由于锻件的高强度和高可靠性,轿车的重要零件一直采用锻件作毛坯,典型锻件有发动机的曲轴、连杆,变速箱的齿轮、轴类零件,操纵系统中的轮架、拉杆、转向节零件等。轿车典型锻件的锻造可分两大类,即普通模锻和特种模锻。普通模锻采用小飞边、无飞边工艺在锻锤和热模锻压力机上进行,特种模锻采用楔横轧工艺、摆动辗压工艺和径向锻造工艺。 发动机连杆锻造工艺装备 轿车发动机连杆锻造工艺主要有两种,一是采用热模锻压力机生产线,二是采用电液模锻锤生产线。前者适用于大批量生产,后者则适应中小批量、多品种生产方式。热模锻压力机生产线的基本组成是,棒料库、棒料自动排列和送进装置、感应加热炉、出料装置、棒料剪切机构和热模锻压力机等。热模锻压力机生产线采用一模两件的锻造工艺,生产率可高达800-1200件/小时,材料利用率为95%以上。热模锻压力机生产线虽然有经济技术方面的优势,但受投资大、专业化程度高、模具制造和维修费用高、必须有70%以上的开动率等因素的制约,使许多生产厂家望而生畏。电液模锻锤生产线生产轿车发动机连杆锻件,采用一模一件的锻造工艺,将棒料剪切成坯料后加热再进行锻造。电液模锻锤生产线的基本组成是,棒料剪切机、感应加热炉、送料装置、楔横轧机或辊锻机、电液模锻锤、切边校正机等。随着控制技术的发展,电液模椴锤可控制和调整打击能量、打击次数、打击间隔时间等工艺参数,以最佳打击力满足锻件成形的能量要求,不仅能提高锻件的质量,而且延长了模具的寿命。虽然电液模锻锤生产线的生产率通常只有热模锻压力机生产线的二分之一左右,但其投资只相当于后者的三分之一,组织生产十分灵活,故深受中小批量生产规模厂家的青睐。 轿车发动机连杆锻造的技术发展趋势是,提高锻造生产线的机械化、自动化水平和采用新的锻造工艺方法。显而易见,提高锻造生产线的机械化和自动化水平是业内人士的共识。采用机械化上下料装置、机械化传送装置、机械手和自动控制技术对流水生产线进行技术改造,减少人工操作环节、实现自动化或半自动化生产,是目前发达国家的普遍做法。新锻造工艺方法的尝试有两种,一是粉末锻造工艺,即将金属粉末烧结的坯料加热后进行模锻成形;二是在多工位自动热镦机上高速锻造成形。前者的优点有锻件重量偏差小和能生产形状复杂锻件等,特别适合于动平衡要求高的高级发动机,为诸多生产厂家所采用;后者因经济批量的门槛值过高和设备过于昂贵而难以被厂家接受。 圆盘齿坯锻造工艺装备 圆盘齿坯是轿车盘类锻件的典型代表,由于数量大,要求采用高精度、高效率、低成本的工艺方法生产。早期的生产工艺采用锻锤、机械压力机、螺旋压力机或热模锻压力机为主机,将棒料剪切成坯料后加热,分几个工序完成,生产效率低、锻件精度底、加工馀量大、材料利用率低。自从出现毛坯精化的理念后,高速热镦机自动生产线成为生产圆盘齿坯最理想的选择。高速热镦机自动生产线的典型配置为料架、自动上料装置、感应加热炉、滚轮式送料机构和多工位高速热镦机。加热的棒料进入高速热镦机后,依次完成毛坯切断、整形、预锻、终锻、冲孔等全部工序,锻件在各工位之间的转送由机械手自动完成。高速热镦机自动生产线可实现真正的毛坯精化,锻件的尺寸、形状接近机加工零件,提高材料利用率并节省机加工工时,锻件具有更理想的金相组织和机械性能,生产率是普通锻造方法的数倍甚至十倍,其综合经济效益是十分显着的。 齿轮轴锻造工艺装备 轿车齿轮轴是变速箱的重要零件,是典型的轿车轴类件,具有细长和多台阶的特点。生产轴类件的传统工艺是在模锻锤或热模锻压力机上模锻,但这种工艺生产出的锻件精度低、材料利用率低、加工馀量大,楔横轧工艺的出现有效解决这一难题。楔横轧工艺是高效、节能、节材的新技术,加热的棒料进入楔横轧机,楔横轧模在一个工作循环中对金属连续挤压分布,形成满足形状和尺寸要求的阶梯轴锻件,而且可以用管材作坯料生产空心轴锻件。由于楔横轧工艺适合加工对称零件,因而往往将一对零件对称布置设计模具,使工艺性和生产率双受益。楔横轧工艺的特点是,一次行程可获得一个或一对零件,生产效率高;金属连续变形、变形力小、模具寿命高;锻件尺寸精度、高加工馀量小、材料利用率高。楔横轧自动生产线的构成比较简单,通常由自动上料装置、感应加热炉和楔横轧机组成。楔横轧机有两辊式和平板式的结构形式,平板式楔横轧机利用机械或液压驱动,两块平板式模板作直线往复运动搓轧坯料;两辊式楔横轧机的模具是一对轧制辊轮,毛坯在旋转的轧辊中成形。前者的优点是结构简单、调整方便、模具造价低廉、锻件精度高;缺点却是行程受限、变形程度小、有空程、生产效率低;后者的结构紧凑、可实现连续生产、生产效率高,缺点是模具制造困难、锻件精度较低。 纵观中国汽车工业的锻压机械应用情况,冲压工艺装备的水平高于锻造,表现在工艺及装备的先进性、生产线的自动化及柔性化程度、集约化生产水平等诸多方面。虽然国内锻压机械行业可以为汽车工业提供几乎所有的冲压与锻造装备,但毋庸讳言,中国锻压机械行业的水平和实力在国际市场上还不算是强者。锻压机械行业在汽车工业中的地位,既取决于锻压机械行业的技术进步和结构调整,也取决于汽车工业的发展战略与市场前景。