导语:如何才能写好一篇简述智能制造技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
1引言
机械工程对于当今的机械工程行业发展来说,可谓是新的科技发展方向。机械工程不仅关系到机械的加工与生产,还关系到机械使用方式和效果[1]。
2.1我国机电一体化智能制造现状
2.2机电工程企业的便捷性
3机电一体化技术的优点
3.1安全可靠,提高工作效率
3.2有利于设备检测和维修
4机电一体化技术在智能制造中的构想
4.1设计构想
4.2关键技术
科技不断向前进步发展,单一的主体技术构建模式已经不能满足人们对机电系统整体控制发展的需要,而把不同的系统控制模式融合在一起慢慢地变成了发展的趋势。在机电信息技术工程的系统控制产品设计上,我们要针对性地借助国外先进的系统知识理论,结合我国机电信息发展行情,切实加强自身机械与信息技术工程的发展。在互联网的背景下,机械工程行业自动控制系统的构建以及产品智能化的生产已成为大势所趋。目前机械智能化产品设计行业,需要切实把握时代特点,融合计算机信息元素,开创性地推动机电自动化信息工程技术发展。机电行业自动控制系统的构建,可以极大缩减人的数据计算、工程产品设计、数据模型构建等繁杂的数据操作。
5机电一体化技术在智能制造中的实践
5.1机电一体化技术的系统优化
5.2自动化监控技术
5.3机械与信息技术工程融合发展
对于机电信息工程技术发展来说,可以通过有效避免一些错误来实现效率提高。科技不断向前发展,单一的主体技术构建模式已经不能满足人们对机电系统整体控制发展的需要,而把不同的系统控制模式融合在一起慢慢地变成了发展的趋势。同时对于现在错综复杂的电子机电信息工程发展环境,大型机械设备不可或缺。我们需要两者兼备,同时并用。在此基础上,还要吸收借鉴更为先进的技术、系统知识。最大限度实现机械系统设备中各组成部分有机结合,提升系统巡行质量与优化设计,推进机电一体化在智能制造中的应用进步[3]。
6结语
关键词:机械制造技术基础;精品课程建设;工程能力培养;教学改革
作者简介:王(1966-),女,河南郑州人,北京信息科技大学机电工程学院,教授;张怀存(1956-),男,陕西延安人,北京信息科技大学机电工程学院,副教授。(北京100192)
基金项目:本文系北京信息科技大学市级精品课程建设项目、北京信息科技大学2010教学改革项目(项目编号:2010JG06)的研究成果。
一、“机械制造技术基础”精品课程建设的背景
随着高等教育改革的不断深入和发展,课程作为高等学校培养计划的基本组成单元,是实现高等学校教育目标的基本保证。课程体系、内容的合适与否影响着培养目标实现。教育部在2003年正式启动国家精品课程建设项目并在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中指出“国家精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。[1]即精品课程应该具有体系的整体性、内容的先进性、资源的开放性和师生之间的互动性并具有强烈的示范作用。要求精品课程以多媒体信息技术为实现手段,基于互联网,包括课程的历史沿革、网上教学资源如大纲、电子教案、多媒体课件、教材和课堂录像、教育理念、师资队伍、教学方法手段与教学改革、学生和专家的评价考核等建设要素。[2]精品课程不单纯是教学方法和教学模式的改革,更是一个包含教师、学生、教材、教学技术手段、教学制度等多种要素的系统工程。精品课程建设一般分为内容建设、队伍建设、教学方法和手段建设、教材建设、实验内容建设及机制建设等六个方面。[3]
北京信息科技大学一直以来非常重视精品课程建设。为了适应当今社会对机械专业人才需求,实现机械设计制造及其自动化专业应用型人才专业核心能力的要求,[5]学生既要具有必备的理论基础,又要具有快速适应工作岗位的工程能力。2006年“机械制造技术基础”被列为北京信息科技大学重点建设课程、2007年被评为校精品建设课程。经过多年的建设和完善,2009年被评为北京市精品课程。在精品课程建设过程中进行了深入思考,特别注重教学内容的与时俱进;注重教学方法和教学模式的改革;构建了公益劳动、金工实习、课程内实验、生产实习、综合实验周、课程设计、制造综合能力学科竞赛的基于工程的实践教学体系,实现对学生工程能力的培养。
二、与时俱进优化课程体系和教学内容,适应学科最新发展
课程的内容围绕产品的加工制造,以机械加工工艺为主线,以优质、高效、低成本、节能减排为宗旨,将涉及到的机床设备、金属切削原理与刀具、工艺装备等有关内容有机结合起来,并根据这条主线的需求作为取舍的原则,强调以产品质量、生产率、经济性、可持续发展为中心融入节约能源和绿色制造的理念。从培养学生的综合工程素质出发,使学生熟悉和掌握基本理论和专业知识,具有能够在理论上进行分析、在实践上具有解决一般技术问题能力。补充新知识,增加现代工业领域采用的新刀具材料、新加工方法、数控机床的基本介绍、数控加工工艺的特点、计算机辅助工艺设计、绿色制造等内容,使教学内容能够充分反映现代制造技术的发展。
目前,“机械制造技术基础”教学内容多课时少,在教学内容的讲授上既要加强基础,又要拓宽知识面;既要保持经典,又要体现先进制造技术的发展;既要掌握基本理论,又要加强工程实践能力和创新思维的培养。在教学内容上以少、精、宽、新为原则,对教学内容进行必要的调整,如减少车床进给和螺纹加工运动传动链的讲授,而将这部分内容放在实验课中,学生在现场对着实物进行感性观察,学得更快、记得更牢。对于机械加工工艺拟定、加工精度部分等重点内容仍进行重点讲解,但是更加注重对实际工程问题的分析和理解,强化学生在实际工程中应用所学知识解决问题的能力。
高水平教材的建设是课程建设的基本,本课程选用韩秋实和王主编《机械制造技术基础(第3版)》作为教材。该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和北京市精品教材立项,该教材还获得中国机械工业科技进步三等奖。编写出版与之配套的《机械制造技术基础习题集》,分为学习指导和习题(包括填空题、选择题、判断题、简答题、分析题、计算题和参考答案)。编写《机械制造技术基础实验指导书》和实验报告,用于实验教学。编写《综合实验周大纲》和《综合实验周指导书》用于指导学生完成综合实验周的学习。建设了“机械制造技术基础”的课程教学网络化平台。制作了网络课件、编写了多媒体教案,网上提供教学大纲、教案、电子讲义等资料,实现教学资源的共享。开设网上答疑和交流通道。学生利用网络资源巩固课本知识的同时,进一步拓宽知识面,增强理论学习的深入性,使课堂教学得到扩展。
三、以工程能力培养为中心,构建层次式的实践教学体系,实现理论教学和创新实践活动的有机融合
深入企业调研,分析整合和提炼典型生产流程所需的知识、技能、核心能力和态度,构建专业认知与实践-金工实习-课程实验教学-生产实习-课程设计-综合实验周-制造综合能力-数控加工学科竞赛“多元结合”的实践教学体系。在实践性教学体系构建的过程中,特别注重学生实践能力的培养,努力实现从模拟型向实战型转变,由限制性向自主性转变,由验证性向综合性转变,由理论性向应用性转变。注重让学生建立起工程的系统概念,了解工艺设计、制造、检验等过程。从机械制造技术基础—先进制造技术—数控编程—实际加工操作,注重层次化、从设计、仿真到实际零件加工的动手能力培养,体现渐进性教学方式。
金工实习使学生了解基本的机械制造知识和方法;生产实习使之了解机械产品加工与装配工艺过程和工艺装备,将所学理论知识与生产实际紧密联系起来;课程实验教学将科研成果引入教学,教师运用现代实验手段开出综合性、设计性实验,让学生亲自动手,提高了学生实验技能和实际动手能力;课程设计选自实际生产课题,要求学生独立完成,同时注意发挥团队作用。重点培养学生制订零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力;综合实验课使学生受到一次接近实际的工程训练,全面实践和了解产品从设计、分析、制造、装配的全过程,提高学生综合分析能力、解决工程实际问题能力、协同工作能力和系统集成能力。制造综合能力-数控加工学科竞赛满足学生进行创新的需求,进一步融合理论与实践,使学生的工程能力得到进一步提升。
在课程建设过程中,本校进一步强化和加强生产实习组织、指导教师队伍的建设,设立长春一汽生产实习基地,使生产实习取得实效。综合实验周通过学生对产品的设计建模,进行工艺设计、数控编程和在机床上加工出产品,使学生综合运用知识解决问题的能力大大提高。
实验指导教师在实验中只讲述实验中的难点、应注意的事项,而实验原理、仪器的工作原理和使用方法由学生自己在实验预习中完成。另外,安排学生生产实习,使学生对机械制造工艺及设备有一个切身的感性认识,每年还鼓励学生参加各种比赛和见习工程师考试,取得了较好的效果。
在专业课程设计中融入现代计算机工程软件的应用,实现与先进制造技术和信息技术的融合。从计算机辅助设计进行产品的建模分析,然后基于计算机辅助制造软件进行零件的数控编程,通过DNC系统将程序传到数控机床上进行加工,得到零件。通过实验为学生建立起制造系统的概念。专业课程设计过程中教师的指导和讨论环节规范化,使学生的课程设计真正取得实效。
四、实施工程意识培养和实践能力提高的基于项目的教学改革
1.以建构主义理论为指导,以工程应用为主线,研究基于项目的教学模式,注重工程能力的培养
针对目前普遍存在的教学与科研相脱节,课堂教学内容缺乏现实感,学生缺乏对先进制造技术的认识和专业学习积极性;课堂教学与企业的实践操作彼此割裂,学生运用学科理论与方法解决工程实际问题的能力得不到培养和锻炼;校园生活与工业实际彼此分离等问题,以建构主义理论为指导,在机械制造及其自动化专业方向实施基于项目的教学模式改革的实践,整个过程贯穿学习—实践—再学习—再实践,以项目引领、任务驱动、教学做一体化课程教学模式设计和组织教学内容。
2.课堂讨论法
在课程讲授过程中常注意提出一些思考问题启发学生积极主动思考。结合课程的重点、难点,设计课堂讨论题目,通过讨论、质疑和总结提高学生学习的兴趣和课堂活力,使学生对知识易于理解和掌握。对于习题中的错误,教师设计题目,供同学们讨论。比如对于机械加工关键工序的工序尺寸的拟订,如何判断封闭环是关键,教师给出一个实例,给同学们讨论,然后通过正确和不正确方法的比较,和同学们一起总结出“尺寸链很重要,基准转换用得着;先看封闭环,再判增和减,极值和概率法帮计算;多尺寸计算,图表法最有效”等朗朗上口的口诀,便于学生记忆。注重结合生产实践,讲课过程中还经常结合科研项目中的问题与学生进行课堂讨论得出解决方案。
3.案例教学法
在“机械制造技术基础”精品课程建设中,基于工程能力培养的精品课程的建设是一个长期的工作,需要不断凝练课程特色、持续完善课程体系和优化教学内容、在教学模式和教学方法的改革等方面不断探索实践改进,才能将“机械制造技术基础”课程建设成真正意义上的精品课程。
参考文献:
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[关键词]信息技术;智能化;监管平台;安全管理
doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2016.18.038
0引言
工业和信息化部在《信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018年)》中明确提出:“建设覆盖各级民爆主管部门、民爆企业的行业综合管理服务平台,实现民爆物品生产经营动态信息全程监测。建立民爆企业生产、流通全过程安全管控体系,实现对关键安全生产要素的闭环信息化管控,提升民爆行业本质安全生产水平”。因此,如何借助物联网、云计算、大数据等新一代信息技术来更好地实现民爆行业的“两化融合”,更好地提升民爆企业安全生产、管理水平,这是摆在民爆企业管理者面前的问题。
1夯实信息基础设施,搭建高效通讯网络
信息技术的应用离不开网络、硬件资源等基础设备、设施。企业根据信息化发展与应用的需要,应当建立企业级标准中心机房、配置专业企业级服务器、部署企业内部的VPN网络或SDH网络及建立数据统一存储管理平台等,夯实网络基础设施。
2加快生产技术改造,提升制造两化水平
为提高民爆产品生产技术水平,确保产品质量,企业需要对传统包装炸药生产线进行全面技术改造,实现生产线连续化、自动化控制,为工业生产实现信息化管理奠定基础。在生产线的技术改造中,应当选用了大量的安全可靠的智能传感器,实时采集生产数据和各工序的反馈信号,经过安全型的PLC集中控制处理,将生产各环节的控制系统组成一个具有自我决策能力的工业互联网络,同时与“四超”信息动态监管、现场巡检和设备综合管理等系统集成,实现生产控制与信息化管理的高度集中。如产品捡装工序,可采用基于视觉系统的抓取机器人,实现对高速运动药卷的动态跟踪、方向定位,以便抓取机器人能够精准定位药卷位置,智能抓取药卷,极大地提高了捡装效率。
3构建智能化监管平台,实现安全管理智能化
3.1构建智能化视频监控系统,实现生产场所安全监管
民爆行业属于高危行业,加强对生产过程的视频监管尤为重要。企业应构建起覆盖全生产厂区的视频监控系统,实现对全部生产线、库房、厂区视频的远程实时监控。为了让海量的视频监控图像变成系统可识别、可跟踪、可管控的数据信息,企业还应加强对图像动态分析技术与现场安全管理的融合应用研究,通过对关键监控区域部署视频智能分析器,运用人体体型、运动位移等特征算法,实现了智能化监管,提高了监管效率。通过智能化视频监控系统的建设,极大地降低了现场作业人员的习惯性违章频率,进一步提升了安全操作水平。
3.2构建集团化参数监控系统,实现生产过程安全监管
民爆企业还应建立生产工艺、设备参数运行实时监控系统,对每条生产线生产工艺参数、核心设备参数运行数据,可以借助二维流程图的方式直观展示。通过阈值设定,实现参数自动报警提示,并与视频监控系统进行匹配。通过参数监控系统的建设,实现了对生产过程工艺运行参数直观的、可视化的监管,有效地控制和降低了生产过程的风险,保障了生产过程的安全,同时采集的生产数据为大数据应用奠定基础。
3.3构建可视化运输监管系统,实现流通过程安全监管
借助物联网技术,即在每件炸药箱上粘贴RFID标签,在产品下线、车间出门、入库门、出库门等处设置FRID读写器,RFID读写器数据实时更新至物流管理系统,实现对民爆物品信息从产品下线到出入库过程的动态监管,改变了传统手动扫描模式。同时在危险品运输车上安装基于GIS、GPS、3G、传感器、视频监控的车载终端,实现对车辆运行视频、行驶路径、责任人、行驶目的及运输货物等信息绑定,实时更新、追踪产品的生产量、库存量、销售量及物流过程。通过可视化运输监管系统的建设,实现从产品下线到产品运输过程的可追溯、可追踪,有效地控制危险源,保障物流过程的安全。
3.4拟建大数据基础分析系统,实现生产经营辅助决策
随着两化融合的不断深入,尤其是互联网、大数据的发展,数据与物质、能源一样,逐步成为企业的基本生产要素。数据的管理能力已成为现代企业的核心竞争力之一,数据日益成为企业生产、经营和决策的重要依据。通过上述3个系统的建立与运行,积累了大量的基础数据,实现了少部分数据的分析,例如:对违章事件的趋势分析,可以较为客观地反映各单位在纠正习惯性违章的力度;对生产工艺参数的报警分析,可以客观地反映出设备的稳定性,对设备管理部门的设备选型起到辅助作用等。
目前,大数据的利用是安全管理信息化的薄弱环节,企业应利用大数据对企业的生产经营管理系统(如ERP)进行集成,使企业的生产控制和产供销、人财物等经营活动有机地结合在一起,推动生产过程自动控制、企业资源计划管理、企业经营分析与决策管理、安全监控管理等信息系统建设稳步推进、协调发展。
4结语
民爆企业通过物联网、大数据等新一代信息技术的应用,实现了安全监管的可视化、智能化,取得了一定的成效,但面对高危生产的管理,信息化建设任务仍然是任重而道远,应充分借力新一代信息技术,保障企业安全、快速、可持续发展。
主要参考文献
【摘要】
ABSTRACT:ObjectiveToinvestigatetheeffectsofirradiationontheosteogenesispotentialofbonemarrowmesenchymalstemcells(BMMSCs)andthenicheofhematopoieticstemcells(HSCs)invivo.MethodsAtthedifferenttimepointsafter4Gyirradiation,BMMSCswereisolatedfrommaleC57BL/6miceandcultured.TheirosteogenesispotentialsinvitrowereevaluatedbyalkalinephosphatasestainingandosteogenesisrelatedgeneexpressionwasexaminedbyrealtimeRTPCR.BonehistomorphometricanalysisandimmunohistochemicalstainingofthespindleshapedNcadherinexpressingosteoblasts(SNOs)wereperformedtodetectthechangesinHSCsnicheinvivo.ResultsSignificantimpairmentofosteogenicdifferentiationofBMMSCsupto28daysafterirradiationwasobservedprecededbytransitoryenhancementattheearlytimeafterirradiation.Meanwhile,thenumberofosteoblastsaswellasSNOsinvivodecreasedgreatly.ConclusionIrradiationresultedindamageinosteogenesispotentialofBMMSCsaccompaniedbynoticeableshrinkingofHSCsnicheinvivo.
KEYWORDS:irradiation;bonemarrowmesenchymalstemcells(BMMSCs);osteogenesispotential;hematopoieticstemcells(HSCs)niche
1材料与方法
1.1实验动物及辐射损伤模型制备
5周龄雄性C57BL/6小鼠购自中国医学科学院实验动物研究所,实验动物随机分为正常对照组和全身照射组,后者经137Cs射线进行一次性全身照射4.0Gy,吸收剂量率为2.4Gy/min。每批动物分别在照射后的0、1、3、7、14、28d取材,所得到的BMMSCs分别命名为D0、D1、D3、D7、D14和D28。
1.2主要试剂和仪器
Flk1抗体(美国SantaCruz公司);CD34、CD45、CD31、GlyA、vWF、CD11a、CD11b抗体(晶美生物工程有限公司);RealtimePCR试剂盒(德国QIAGEN公司);RealtimePCR仪(ABIPRISM7500,美国AppliedBiosystems公司);碱性磷酸酶染色试剂盒(中国医学科学院血液病研究所科技公司);兔多克隆抗NCadherin抗体(英国Abcam公司);即用型过氧化物酶标记的链霉卵白素染色试剂盒(Zymed公司);PCR引物(上海生工生物工程技术服务有限公司)。
1.3小鼠BMMSCs的分离和培养
无菌状态下取雄性C57BL/6小鼠股骨和胫骨,冲出骨髓,经4号针头反复冲洗,制成单细胞悬液。用FicollPaque(1.077g/mL)分离出骨髓单个核细胞(bonemarrowmononuclearcells,BMMNCs),用MACSCD45、GlyA和CD34磁珠去除造血细胞,以107个/mL密度接种在25cm2的培养瓶内。培养液成分为400mL/LMCDB、550mL/LDF12、40mL/L胎牛血清、100u/mL青霉素和1000u/mL链霉素,置于37℃、50mL/LCO2培养箱培养。24h后去掉悬浮细胞,细胞融合达70%时,用1.25g/L胰酶消化并以1∶2比例传代。这些细胞的免疫表型为CD34、CD45、CD31、vWF、GlyA、CD11a、CD11b阴性,Flk1阳性(资料未显示)。
1.4成骨的定向诱导分化
以2×104/cm2的密度将小鼠BMMSCs接种于含有成骨诱导培养体系(100mL/L胎牛血清、1.0×10-8mol/L地塞米松、2.0×10-4mol/L抗坏血酸、7.0×10-3mol/Lβ磷酸甘油的IMDM培养液)的T25cm2培养瓶或35cm2的培养皿中,置于37℃50mL/LCO2、饱和湿度的CO2培养箱内培养,每天观察1次,每3d半量换液1次。
1.5碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)染色
正常及全身照射(totalbodyirradiation,TBI)后1、3、7、14、28d的小鼠BMMSCs体外成骨诱导分化1周时倾出培养皿中的培养液,PBS洗细胞2次;加固定液2mL,室温固定1min,流水漂洗2min;加作用液2mL,置湿盒内于37℃孵育2h,流水冲洗2min;加染色液2mL,复染5min,流水冲洗2min;甘油封固,倒置显微镜下观察,胞质出现蓝紫色沉淀的为阳性细胞。
1.6荧光实时定量RTPCR(realtimeRTPCR)
1.7骨组织标本的制备及苏木素
1.8NCadherin阳性细胞的免疫组织化学检测
上述脱钙的石蜡包埋的骨组织切片常规脱蜡至水,按照试剂盒说明书,采用SP法进行NCadherin的免疫组织化学染色,微波煮沸抗原修复。兔多克隆抗NCadherin抗体的浓度为1∶200稀释。显色采用DAB法并经苏木素复染,参照ZHANG等[8]的方法,计数每张切片的SNOs。每次都做不加一抗的阴性对照片。
1.9统计学分析
实验数据采用均数±标准差表示,应用SPSS12.0软件进行统计学处理,多个样本均数的比较采用方差分析,两两比较采用StudentNewmanKeuls法(SNK法),以α=0.05为显著性检验水准。
2结果
2.1放射损伤后小鼠BMMSCs成骨潜能的改变
2.3放射损伤后体内骨组织形态学和成骨细胞的改变
正常小鼠股骨近端干骺端骨小梁丰富,骨小梁排列以纵向为主,之间互相连接,形态结构完整(图3A、图3F)。而放射损伤后,股骨近端干骺端骨小梁排列逐渐稀疏,间隙增宽,形态结构性差,皮质骨变薄。部分骨小梁断裂及部分区域骨小梁消失出现于放射后第7天(图3C、图3H),以第28天时表现最为显著(图3E、图3J)。
正常小鼠成骨细胞紧密地排列于骨小梁和皮质骨表面(图3A、图3F),而放射后骨小梁和皮质骨表面成骨细胞逐渐减少直至消失(图3B~图3E、图3G~图3J)。计数正常和放射后第28天时每张HE染色切片的成骨细胞数量可见TBI后28d时小鼠体内成骨细胞的数量显著减少(图5A)。
2.4放射损伤后HSCs龛位的改变
近来认为成骨细胞的一个亚群,即SNOs是HSCs龛位中骨龛的关键细胞成分[5,78]。正常小鼠骨髓中骨小梁表面含有较多的NCadherin+细胞,包括SNOs和NCadherin+、卵园形的成骨细胞(图4A)。而放射后28d,皮质骨及骨小梁表面成骨细胞数量显著减少(图3B~图3E、图3G~图3J),仅在骨骺和皮质骨交界处骨小梁相对较丰富的地方可见到少量的SNOs(图4B),其数量较正常减少近70%(图5B)。
3讨论
HSCs和其龛位是一个功能整体,任何一方的改变均会导致造血系统功能损伤。虽然以往认为HSCs本身自我更新能力减低、HSCs池的缩小以及HSCs细胞衰老[14]是放射损伤后远期造血功能损伤的机制,然而本实验结果提示放射损伤后BMMSCs成骨潜能的改变及其所导致的HSCs龛位的显著缩小可能也是导致放射后远期造血功能障碍的潜在机制之一。
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随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,己不适应日益复杂的制造过程,因此,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看,主要有如下几个方面:
2.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势,但是科学技术的发展是没有止境的,高精度、高速度的内涵也在不断变化,目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。
3.结束语
随着人们对数控技术重视,它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势,另外数控技术的正不断走向集成化,并行化,仍有广阔的发展空间。
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
[3]张亚力.简述数控发展的新趋势[J].国土资源高等职业教育研究.2005.
[4]陈芳.数控技术的发展和途径[J].科技资讯.2008.
关键词:农业机械;数字化技术;制造技术;应用
在信息时代背景下,传统农业逐渐向数字农业发展,数字农业主要指将工业技术和数字信息技术进行有机结合,使农业各对象可视化表达的目标得以实现,能够为农业机械制造过程提供可靠的依据和支持,对提高农业生产水平有较大的积极作用。下文首先对数字化设计与制造技术进行概述,其次对两者在农业机械上的应用进行阐述,以期为农业机械制造企业提供一定参考。
1数字化设计与制造技术简述
2农业机械数字化设计与制造技术应用分析
2.1智能CAD技术应用分析
2.2数字化制造技术在高科技农业机械开发中的应用
3结束语
引用:
[1]陈英姿.农业机械数字化设计与制造技术的应用[J].农家科技(下旬刊),2015(10):305-305.
[2]吴发辉.农机数字化设计与制造技术的研究与应用[J].南方农机,2016,47(7):50,71.
[3]任晓光,刘佳.农业机械数字化设计技术研究与展望[J].河北农机,2014(2):33-33,34.
【关键词】数控技术发展现状发展趋势自动化
随着科学技术的突飞猛进的发展,工业上传统的加工方法和加工工艺由于存在效率低下、质量不均的缺陷已经不能满足需求。为了在日益激烈的市场竞争中取得优势,企业急需采取一种灵活的、高效的、智能的柔性自动化技术,数控技术应运而生。数控技术的发展和应用给工业发展打开了一个新的发展局面,能适应市场多品种、大小批量、快速高质量生产的需求。同时,面对劳动力精力有限和工资上涨的现状,企业也力求通过提高设备的自动化程度来降低生产成本、提高生产效率和提高企业收益。但是,目前我国的数控技术和自动化水平与世界先进水平还存在一定差距。对数控技术和自动化进行研究,讨论其发展趋势,对于把握现代工业的未来发展方向和促进我国经济的发展具有重要的理论和现实意义。
1数控技术概述
数控技术是综合了计算机技术、电子技术、自动控制技术和制造技术等的柔性制造自动化技术[1]。计算机预先设定好控制程序,数控系统按照给定的程序对设备实施控制。
数控技术具有很多显著的特点,简要概括为为以下三个方面:(1)功能集成化和工艺复合化(2)数控加工的应用范围广(3)良好的经济效益。
我国在数控系统、数控主机、伺服驱动等技术的基础上,对其中大部分技术,我国充分进行了商品化开发,同时建立了一批生产能力强的生产厂,如华中数控、航天数控等,建立了一支数控研究和应用的人才队伍。但是,对于高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面,我国的技术水平发展现状还远不能满足实际需求,相对国外仍有较大差距。
2数控技术的发展趋势
随着计算机、控制理论等领域技术的成熟,为数控技术向高速、高精度、复合化、智能化及网络化奠定了基础。
2.1高速高精度
高速高精加工技术可显著地提高生产效率,改善产品的质量,缩短生产周期和提高企业竞争力,是企业争相发展的关键技术。提高数控设备的加工精度有多种方法,除了可以通过机械方面提高设备的制造和装配精度来达到以外,还可通过减小数控系统的控制误差和采用补偿技术来实现[2]。
2.2复合化
数控技术的一个重要发展方向是复合加工。复合化加工降低了加工的整体费用和设备的维修保养费用,使效率和精度得到提高。复合化加工的含义包括两方面;一是工序和工艺的集成;二是指工艺的成套。复合化加工的理念越来越得到认可,复合化加工设备的发展也呈现多样化的发展态势。
2.3智能化、网络化
面对人工智能技术持续发展的现状和生产柔性化、自动化的实际需求,数控技术的智能化程度也不断提高,数控系统要具备以下功能:一、学习功能;二、自适应控制功能;三、故障诊断功能;四、自动识别和自动优化调整参数功能。
同时,网络化的发展也对柔性自动化技术的发展起到了推动作用。网络化的主旨是指数控系统与其它控外部制系统进行网络连接和控制,面向生产现场和企业内部的局域网,再以因特网为渠道,通向企业的外部[3]。通过数控技术的网络化,系统可满足对信息集成的需求,这也是实现其他新技术的基础。
3自动化概述
改革开放以来,我国工业化水平日新月异,关键之一就是自动化技术的兴起。自动化在我国的应用越来越广泛,取得的成绩也十分显著,一些产业已经实现了无人作业,节省人力的同时使效率和质量得到了改善,为我国经济的进一步发展做出了重要的贡献。同时,我国自动化与世界先进水平之间的差距也是不容忽视的。实际上,我国的自动化水平还处于初级阶段,比较薄弱,在利用自动化技术对传统产业进行改造和升级上还处于起步阶段。
4自动化发展趋势
随着自动化的逐步发展,市场对自动化的要求也越来越高,未来自动化必将沿着高效、安全、数字化和智能化的方向继续优化以展现出更大的优势。
自动化的应用使生产更加高效,这也是未来自动化发展的必由之路。同时,在计算机技术、网络技术与现代管理科学相互渗透相互影响的共同作用下,数字化应用也会日益突出[5]。近年来,工业系统正在由最初的原来的能量驱动型变化为信息驱动型,这种转变对系统提出了新的要求,系统既要表现出一定的柔性,还要体现出一定的智能,能自主处理复杂信息。信息化技术推动自动化,自动化技术相互渗透和进行互补,自动化系统更加注重功能集成和信息安全。
5结语
数控技术和自动化综合利用了计算机、电子、控制、信息处理和科学管理等领域知识,因而高效和高精度是其突出特点。随着数控技术和自动化的发展,随着现代科学技术的推广应用,传统工业发生了翻天覆地的变化。企业通过采用数控技术,提高生产自动化水平,提高市场竞争力。国民经济飞速发展,人们生活得到改善。未来,数控技术将朝着高效高精度、复合化加工和智能化的方向发展,自动化技术将沿着高效、安全、数字化和智能化的方向前进,通过提高生产效率和提高产品质量,使工业发展迈上更高的台阶。
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报:自然科学版,2008,23(5):119-120.
[2]郭聚东,李兰.数控技术的发展趋势[J].轻工机械,2005(3):70-72.
[3]胡俊,王宇晗.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师,2000(3):5-7.
[4]MooreSF,ByrdTE.Integratedautomationdevelopmentsystemandmethod:U.S.Patent5,528,503[P].1996-6-18.
【关键词】智能电能表抗干扰
[Abstract]China'senergymeterproductionbeganinthefifty's,fromcopyingforeignelectricenergymeter,aftertwentyyearsofefforts,nowtheelectricenergymetermanufacturinghasaconsiderablelevelandscale.Atpresent,Chinaalreadyhasthepowerofvarioustypes,functionmeasurementneedmeterproduction,manufacturingcapacity.
[keyword]intelligentelectricenergymeterinterference
引言当今世界发达国家对电能表的生产和发展极为重视。为了提供电能表的质量、产量和降低制造成本,各国都在电能表的结构、使用、材料及元件等方面不断的研究改进。智能电表具高精度、高稳定性及可靠性,节能环保以及使用范围广的显著优点。传统的电能表在当今的高科技社会发展中,特别是在要求电能计量高效、准确、实时动态的条件下,智能电表的普及成为必定。本文从智能电表的功能特点入手,重在展示智能电表的广阔发展前景。
一、智能电表的简述
1、智能电表从现行技术看分为IC卡式和远传抄表式。用户持IC卡到供电部门交款购电,供电部门用售电管理机将购电量写入IC卡中,用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡(简称刷卡),即可合闸供电,供电后将卡拿走。当表内剩余电量等于报警电量时,拉闸断电报警(或蜂鸣器报警),此时用户在感应区刷卡即可恢复供电;当剩余电量为零时,自动拉闸断电,用户必须再次持卡交费购电,才可以恢复用电。
2、智能电能表新增的主要功能:传统电表在费率的调整与时段的设定上存在很大的漏洞与不方便性。智能表在费率与时区方面的升级大大的划开了与传统电表的界限,充分的显示了其优越性。
3、电力参数测量及监测:智能电表具有传统电表所不可能具有的实时记录当前电压、电流、功率等信息功能,而且其精确度更是人工检测所达不到的。而且新增的越限监控功能所记录的异常事件记录可以为供电方提供用电检测数据。
4、端口输出功能强化:新增的光脉冲测试输出功能与电脉冲测试输出功能,以及时段投切信号、误差检测信号、以及需量周期信号接口,使得日常的使用更为安全便利。
6、安全模式与负荷开关:智能表负担着传输一定的数据的任务,为了安全起见设置了严格的安全模块,确保信息的安全传输。负荷开关的添加可以方便供电方在用户电量不足时远程停止供电,又方便了用户充值后自行合闸。这种策略有效的抑制了拖欠电费的行为,迫使人们及时缴纳电费。
7、智能电表的特点:由于采用了电子集成电路设计,再加上具有远传通讯的功能,可以与电脑联网并采用软件进行控制,因此与感应式电表相比,智能电表不管在性能上还是操作功能上都具有很大的优势。
二、设计与措施
采用单片机自动测控技术,设计了一种既能独立使用又能面向自动抄表系统的集中式智能电表。为了使其长期稳定、安全可靠地运行,必须进行全面的系统抗干扰设计。下面就将有关内容作以介绍:
系统抗干扰设计的必要性:由于集中式智能电表工作于居民住宅区内,很容易受到系统内、外各种电气和电磁干扰,其中以供电系统干扰为主。在家用电器中,许多为电感性负载,它们的快速切换会对电网产生噪声干扰,进而可能导致单片机数据混乱或死机,规律如下:
1、干扰脉冲的幅度较小时,对单片机基本无影响;
2、干扰脉冲的幅度较大时,使单片机复位;
3、干扰脉冲的幅度较大,且瞬间有很多脉冲,可能导致单片机数据混乱或死机。
智能电表要求长年连续地挂网运行,运行中出现的任何异常现象(数据混乱、死机等)均要求其能安全恢复,故对抗干扰要求很高。如果不采取有效的抗干扰措施,系统在运行过程中,当遭遇到较强的干扰信号时,其性能的可靠性与运行的安全性均会降低,会给用户、物业管理或电业部门造成较大的经济损失,甚至导致经济纠纷。
抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源、切断干扰传播路径、提高敏感器件的抗干扰性能。由此可见,要确保该智能电表系统运行安全可靠,一个重要的环节就是进行单片机系统的抗干扰设计,主要包括硬件抗干扰和软件抗干扰两个方面。
1.硬件抗干扰
电量信号的采集和输出部分采用光电耦合器,光电耦合器的一次侧和二次侧是电绝缘的,因此对地电位差干扰有很强的抑制能力,同时也具有很强的抑制电磁干扰的能力。电源在向系统提供电能的同时,也会把干扰噪声直接由供电端加在控制电路上,而单片机的复位线、中断线等控制线,最易受到这种外界噪声的干扰,因此必须采取一定措施来加以抑制、消除这种干扰。具体方法为:加屏蔽罩、隔离变压器、磁环和π形滤波电路等,但这些只能使干扰脉冲的数量和幅度有所减少,难以从根本上解决。所以,还必须使用单片机专用的电源监控芯片,提高敏感器件的抗干扰能力。
2.软件抗干扰
在提高硬件系统抗干扰的同时,软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视,因此,除了采取硬件抗干扰方法外,还要采取如下软件抗干扰措施:
(1)对输入信号采用电平检测而非边沿检测,以减少的各种随机干扰脉冲的影响。
(2)对重要的状态寄存单元备份,当系统状态受干扰破坏后,能及时查询备份寄存单元的信息,进行状态纠正。
(3)电量数据存放之前,对其进行校验,以保证数据的正确性。
(4)电量数据在6264和2465中都采取多址存放,互为备份,以确保万无一失。
(5)设置自检程序,在某些内存单元设置状态标志,在开机运行后,对其进行监测,保证信息存储、传输、运算的高可靠性。
(6)插入空操作指令:在比较条件转移指令、绝对转移指令、中断、堆栈指令前,以及数据表格后,插入空指令,提高系统的稳定性。
(7)当程序运行失常,发生诸如:程序“跑飞”、数据区和工作寄存器中的数据遭到破坏,采取措施如下:
①设置监视跟踪定时器
因本系统设计有CPU安全监控电路,所以可通过使用MAX691A的定时中断即看门狗(Watchdog)来监视程序的运行。只要程序正常运行,定时器就不会出现定时中断。而当程序运行失常,因“跑飞”等原因不能对WDI进行及时刷新时,看门狗定时器就会引发崩溃复位。
②设置软件陷井
在程序存储器的空白处,填满空操作指令和长转移指令(LJMPERR),来截获跑飞的程序,最后通过软件强制复位,使程序返回到初始状态。在MCS-51单片机的软件复位过程中,必须连续执行两次中断返回指令RETI才能确保清除中断标志,使系统恢复正常。
结论
【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:
(一)机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
(二)传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
(三)信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
(六)软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
(一)数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:
1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
(二)计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:
(一)智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
(二)系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
(三)微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
(四)模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
(五)网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
(六)绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
【参考文献】:
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随着我国科技水平的不断提升,低压配电柜技术得到了长足发展,现场总线技术和工业以太网技术也在不断完善,而技术的更新换代为低压配电柜向智能化的方向发展提供了平台。因此,对低压配电柜的技术创新进行了详细描述,并对其未来的发展进行了展望。
关键词:
低压配电柜;供电质量;CAD;电流
低压配电柜的主要功能为分配和控制电能,我国低压配电柜经过长期的发展已逐渐形成较为完善的体系,其特点逐渐从容量小、性能差、功能少、体积大变为了性能强大、体积小和智能化。但低压配电柜在某些方面仍存在一些问题,导致电网的供电质量受到了影响。只有创新技术,才能提高供电质量,因此,本文简述了低压配电柜技术的完善方法,以确保供电质量。
1低压配电柜的发展过程
低压电器在其50年的发展历程中主要经历了5个阶段:第一代产品诞生于20世纪六七十年代,第二代产品诞生于20世纪80年代,第三代产品诞生于20世纪90年代,第四代产品诞生于21世纪初期,直至发展到当今的第五代低压配电柜。
1.1设计方面各大企业采用CAD制图软件完美结合了设计、数据、计算、分析和加工等过程,在加快了产品设计速度和提高了产品可靠性的同时,降低了技术人员的劳动强度。
1.3工艺方面采用了母线系统的新技术和异型材料,这样既可实现母线的无孔连接,又可实现母线在任意位置的连接。无螺母的连接方式加工方便,不仅可加快装配速度,还能提升安装和检修的效率。
2低压配电柜技术的提升
传统低压配电柜的制造过程涉及焊接、冷冲压、模具加工和塑料成型等工艺。配电柜制造技术的创新与这些专业技术的提升有着密切的关系,因此,生产商在不断加大对工艺技术的研发力度。
2.1设计的标准化和模块化低压配电柜的模块设计是指多样化的安装方式、模数化的安装尺寸、积木化的安装结构、模块化的系统功能,其设计特点为高标准化、流程化、方便快捷、形式多元化。因此,该设计可在满足不同使用环境、防护等级需求的同时,极大地提高设备运行的安全性。目前,供电企业全面开展了电网需求管理和线损管理,并对供电质量、供电的可靠性和安全性提出了更全面的要求。电网配电变压器的安装位置和分布特点导致变压器无法为配电管理和决策分析提供有效的数据。而GPRS无线电网配电变压器能很好地满足数据传输的需求,其监测范围较广,可利用移动公司的GPRE或GSM网络传输数据。
3技术创新
工业的快速发展为低压柜提供了良好的平台,从各个元件到成套设备都实现了网络化、智能化和通讯化。比如,低压配电柜终端可单独使用,也可配套使用,并能全面、准确、实时收集三相电压、三相电流、有功功率、无功功率等各种配变数据。此外,低压配电柜终端还具有实时监测各种仪表、无功补偿等功能。
3.1有效控制智能化配电系统低压配电柜利用通讯网络构成了具有遥测、遥控、遥调、遥讯功能的智能系统,提高了配电质量,降低了能耗,且智能、快捷的人机界面实现了自动化配电系统的智能控制。采用传统技术与现代技术相结合的创新方式后,结合了智能化元件与微电子、计算机控制、电力电子等技术,最大限度地提高了设备的可靠性。
3.2使用新型环保材料各大低压配电柜生产商为了紧跟国家“节能减排”“低碳环保”等政策,采用了大量低碳环保的新型材料。由于氟利昂在燃烧时会破坏大气中的臭氧层,卤素在燃烧过程会产生毒气,进而影响人体健康,因此,生产商在生产配电柜时,采用了不含氟利昂和卤素的塑胶材料。
3.3在元器件中使用新技术热继电器、断路器、交流接触器等各种元器件都实现了尺寸最小化。受到额定工作电压、绝缘电压、电器分段时飞弧距离的影响,在降低低压配电柜的能耗时应采用直流控制,并实现配电柜各种功能的标准化、多样化和模块化。
3.4低压配电柜的标准化低压配电柜结构化的发展和模式化发展与其专业发展步伐一致,工作人员在10min内便可完成配电柜的装配,标准化、系列化、普通化的配电柜在20min内便可完成操作、控制、转换机保护等工作。
4发展趋势
数字化和网络信息化发展使低压配电柜逐渐走上了智能化发展的道路。由于我国大规模工程项目的数量不断增多,高层建筑对低压配电柜的容量提出了更高的要求。低压配电柜的创新与发展更倾向于模块化和系统化。比如,在元件的开发上侧重于小型化、性能强大化,且使用了更多的低碳环保材料。此外,在机械的制造和安装上趋于模块化和标准化。未来,各大工程项目和机电自动化领域都将应用新型的低压配电柜,这对提高电网运行质量和用电量控制的效率都有较大的意义。
5结束语
[1]刘效松.低压配电柜的技术创新及发展[J].建筑电气,2006,25(03).