針對機(jī)械發(fā)展方向的研究

冀向陽 武勇

摘 要：把以前的自動化和機(jī)設(shè)做對比，可以得出智能化是兩者的本質(zhì)不同。自動化應(yīng)用在各行各業(yè)，它的多功能等優(yōu)點滿足了人們的各種需求。從系統(tǒng)層次上講，可以把機(jī)械技術(shù)等眾多技術(shù)綜合起來為化工生產(chǎn)服務(wù)。并且表明了自動化在以后的奮斗目標(biāo)，同時也提出了機(jī)械的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：設(shè)計機(jī)械；自動化；完善方向

1機(jī)械自動化的起源及發(fā)展

日本的雜志在1971年就提出了把機(jī)電開始一體化的構(gòu)思。之后，它不斷的被完善。在1984年，美國給現(xiàn)代機(jī)械做了定義，它是用于完成眾多動力學(xué)方面的任務(wù)，并由計算機(jī)控制和機(jī)電有一定關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。它跟上面提到的機(jī)電可以一體化的構(gòu)思大致是相同的。由此可以得出，兩者是互通的。上世紀(jì)90年代，有關(guān)國際機(jī)構(gòu)對其做了定義：機(jī)電的一體化是設(shè)計產(chǎn)品和制造產(chǎn)品的過程中，利用機(jī)械、電子等方面的思想?yún)f(xié)調(diào)完成的。由此也可以得出一體化是以機(jī)械為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。

它是以機(jī)械和電子兩方面的技術(shù)做為主體，并且多門其他學(xué)科技術(shù)為輔，不斷結(jié)合完善的產(chǎn)物，也是一門新興的學(xué)科。機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和管理體系都因為自動化發(fā)生了重大變化，同時它也令工業(yè)由‘電氣化進(jìn)去了“自動化”時代。

自動化現(xiàn)在已經(jīng)成了一門擁有完整體系的學(xué)科。隨著時代的進(jìn)步，它也將被賦予不同的任務(wù)。但是不管時代如何進(jìn)步，它的最基本特征是不會變化的，可以將其概括為：從系統(tǒng)層次講，自動化是把機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)等眾多技術(shù)綜合作用，依據(jù)系統(tǒng)和組織目標(biāo)，在質(zhì)量、可靠性、功能以及能耗等方面實現(xiàn)其相對應(yīng)的價值并且優(yōu)化系統(tǒng)的一門技術(shù)。

值得強(qiáng)調(diào)的是，機(jī)械的電氣化和現(xiàn)代機(jī)械最根本的不同之處在于，前者是把機(jī)械技術(shù)和其他的眾多技術(shù)簡單的拼湊在一起，而后者則是把他們有機(jī)的融合在一起并且加以完善?，F(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，不僅僅像是人的雙手和其他的肢體，更加像是人的眼睛等感官和大腦，更加人性化。傳統(tǒng)機(jī)械與現(xiàn)在機(jī)械一脈相承，但是兩者在功能上卻有很大的不同，其最本質(zhì)的不同就是智能化的程度。

2按照設(shè)計原則去制造機(jī)械

當(dāng)談及設(shè)計原則時，首先要按照功能要求生產(chǎn)機(jī)器，畢竟先是有了人們各種各樣的需求，而后才出現(xiàn)相對應(yīng)的產(chǎn)品。因為需求是不同的，所以不同產(chǎn)品的功能也是不盡相同的。綜合眾多產(chǎn)品功能不難得出自動化也一定具備著同其他系統(tǒng)相同的主功能，即把輸入的信息、能量以及物質(zhì)轉(zhuǎn)化成人們所需求的信息、能量以及物質(zhì)。

其次應(yīng)該考慮的是吸取先進(jìn)的經(jīng)驗并進(jìn)行創(chuàng)新，各種產(chǎn)品的主功能不同，所以可以以此為依據(jù)進(jìn)行分類，主要類別如下：第一類，如數(shù)據(jù)、圖像等，它們把信息和能量主要轉(zhuǎn)化成某種信息；第二類，如電動機(jī)等它們把外界輸入其中的能量和信息主要轉(zhuǎn)化成能量；第三類，如各種機(jī)床，它們把能量、信息和物質(zhì)主要轉(zhuǎn)化成某種物質(zhì)的系統(tǒng)，也叫加工機(jī)。

鑒于以上的功能原理，它不僅僅能更方便的生產(chǎn)產(chǎn)品，還能幫助人們開拓思維，創(chuàng)造出更多的新發(fā)明。另外，主功能不同的加工機(jī)構(gòu)，它的運(yùn)動方式也不同，同樣它所構(gòu)成的機(jī)械的用途也就不同了。由此可以看出，自動化未來的發(fā)展空間有多么的廣大，它的未來由我們?nèi)鴮憽?/p>

3在生產(chǎn)的過程中使用自動化

在生產(chǎn)的過程當(dāng)中，每一個工藝過程當(dāng)中的物理量都有著一定程度的限制，有的物理量甚至對該產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量起到了決定性作用。

首先針對控制鍋爐汽包水位的相關(guān)研究，鍋爐汽包不僅僅是生產(chǎn)蒸汽的一件設(shè)備，更是工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)備。把它的液位的高度保持在條例規(guī)定的范圍內(nèi)是十分重要的。無論水位過低還是過高，都是十分危險的。如果要采取相應(yīng)的措施就要對以下系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)識，第一，對汽包水位系統(tǒng)的控制，在這里“沖量”指的就是變量，而單沖量就是汽包水位。這是一種常見的普通的控制系統(tǒng)。但是這種系統(tǒng)并不能適應(yīng)大型鍋爐，然而卻十分適應(yīng)小型鍋爐，并配上一些安全操作，所以用這種系統(tǒng)就能滿足生產(chǎn)要求；第二，對雙沖量系統(tǒng)的控制，蒸汽負(fù)荷變化是在控制汽包水位過程中最主要的擾動。在本質(zhì)上來看，一個前饋控制的系統(tǒng)以及單方面回合的反饋控制系統(tǒng)，二者糅合而成的復(fù)合型的控制系統(tǒng)就是雙沖量控制的系統(tǒng)。第三，對三沖量系統(tǒng)的控制，要使工作更準(zhǔn)確，必須使控制閥的一些工作特性按照線性特性發(fā)現(xiàn)，但由雙沖量的系統(tǒng)很難做到這一點，還有它也不能克服給水系統(tǒng)自身的擾動，這兩點成為了雙沖量系統(tǒng)控制的致命弱點，但是在其基礎(chǔ)上再加上一個引入給水流量的信號的裝置就完美了，這也構(gòu)成了由三個沖量控制的系統(tǒng)。

其次就是研究如何控制冷卻器，在工業(yè)上常常采用液態(tài)氨等物質(zhì)，利用他們蒸發(fā)吸熱這一特性，吸收工藝物料釋放出來的熱量，是工藝物料符合工藝要求，它們被稱為冷卻劑，同時也是以熱載體的身份服務(wù)于冷卻器。對于冷卻器的控制主要包括以下幾種思路：第一，如何調(diào)整冷卻器的流速，控制流速有多種方案，應(yīng)該擇優(yōu)而選；第二，如何對氣態(tài)氨的排量進(jìn)行控制，完全自動控制的裝置以及被人操控進(jìn)行的工藝設(shè)備，二者組成了一個不需要人直接動手的自動化的系統(tǒng)。而人只需要坐在操控室里面監(jiān)視著防止出現(xiàn)故障即可，這能更大程度的保障人的安全。

近年來，工業(yè)污染越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重?fù)p害了人類的生產(chǎn)環(huán)境，減少工業(yè)污染勢在必行。

4自動化的系統(tǒng)有哪些優(yōu)點和效益

時代在不斷的進(jìn)步，傳統(tǒng)模式上的機(jī)電產(chǎn)品越來越無法滿足人類的需求，將逐漸被自動化的產(chǎn)品所取代。而機(jī)器的自動化無可非議的具有多種優(yōu)勢。第一，從節(jié)能環(huán)保方面而言，機(jī)器的自動化對于能源利用率的提升以及對原材料消耗的減少做出了極大貢獻(xiàn)；第二，從改善生產(chǎn)環(huán)境、提高工作質(zhì)量而言，把人們從勞務(wù)中解放出來；第三，從功能范圍廣以及適用面的全面性而言，對于不同的場合和領(lǐng)域都適用且范圍廣；第四，對于機(jī)器的二次維護(hù)和修理變得簡單，大大提高了使用的高性能；第五，隨著機(jī)械的自動化，不僅生產(chǎn)的速度和質(zhì)量還有操作者的工作質(zhì)量都大大提高。這也就導(dǎo)致了，機(jī)器自動化在全球范圍內(nèi)的風(fēng)靡。

5有關(guān)機(jī)器設(shè)計的自動化未來的發(fā)展趨勢

我國由于機(jī)器設(shè)計的自動化開始較晚，大致是起源于上世紀(jì)八十年達(dá)，所以盡管發(fā)展迅速但是同發(fā)達(dá)國家的差距仍然很大。所以，未來我國機(jī)器自動化的發(fā)展要從以下幾個方面出發(fā)。第一點，機(jī)器和人有機(jī)結(jié)合，即為人格化；第二點，機(jī)器生產(chǎn)與環(huán)境有機(jī)結(jié)合，即為綠色化；第三點，機(jī)器的精簡便利發(fā)展；第四點，機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合即為網(wǎng)絡(luò)化；第五點，機(jī)器生產(chǎn)應(yīng)該分批分組規(guī)模生產(chǎn)即為模塊化；第六點，機(jī)器本身的能力的提升最終達(dá)到智能的程度；第七點，機(jī)器和電路有機(jī)統(tǒng)一，完成最終進(jìn)化。

6結(jié)論

現(xiàn)代我國的機(jī)器自動化仍然有很多不足和需要改進(jìn)的地方，所以機(jī)器的設(shè)計發(fā)明都是以機(jī)器自動化為首要目標(biāo)來工作的，廣大工作者必須明白機(jī)器自動化和機(jī)器電路一體化是息息相關(guān)的，更需要有創(chuàng)造精神、創(chuàng)新精神，而不應(yīng)該只作國外技術(shù)的生產(chǎn)者，要成為創(chuàng)造者。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉武發(fā)，劉德平.機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ).北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社2007.

[2]楊世明，騰獻(xiàn)銀，趙鎮(zhèn)宏，等. 機(jī)械設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社2007.

[3]張建民，等. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計.北京：高等教育出版社2001.

[4]趙松年，張奇鵬. 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社1996.

[5]齊衛(wèi)紅，林春麗，王永紅.過程控制系統(tǒng).北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[6]劉巨良.過程控制儀表.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1998.

[7]溫希東.自動控制原理及其應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社2004.

[8]王樹青.工業(yè)過程控制工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003.

[9]孫虎章.自動化控制原理.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社.1994.

[10]蔣慰孫.過程控制工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.

[11]陸德民.石油化工自動化控制設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2000.