浅谈机械自动化的产生及应用

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早在 1971年 13本的 《机械设计》杂志副刊上刊登了机电-体化这- 名词，后来随着机电-体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于 1984年为现代机械下了如下定义 ： 由计算机信息网络协调与控制的 ，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和 (或)机电部件相互联系的系统”。它与前面提及的机 电-体化是-致的，因此可以说现代机械就是指机电-体化系统。20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-体化是精密机械工程、电子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-体化就是在机械 设计制造 及其 自动化基础上的发展 。

二、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电子技术为主体，多门技术学科相互渗透 、相互结合的产物 ，是正在发展和逐渐完善的-门新兴的边缘学科 ，机械自动化使机械工业的技术结构、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-门有着 自身体系的新型学科 ，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为 ：机械 自动化 的设计制造是从系统 的观点出发 ，综合运用机械技术 、微 电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术 、电力电子技术 、接 口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，在多功能、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。

需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的- 种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑 ，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。

三、机械 自动化系统的应用生产过程中，对各个工艺过程的物理量 (或工艺变量)有着-定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程 ，对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如 ，.精馏塔的塔顶或塔釜温度 ，-般在操作压力不变的情况下必须保持-定，才能得到合格的产品；加热炉出口温度的波动不能超过允许范围，否则将影响后-工段的效果 ；化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。本文以机械手和模具制造为例，分析机械自动化系统的应用。

机械手是在自动化生产过程中使用的-种具有抓韧移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的-种新型装置。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸 ，特别是在 自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑 ，而且适应性很强。目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和 国外比还有-定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。

为了提高生产加工的工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代自动化大生产，针对具体生产工艺，利用机器人技术，设计用-台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科 四年 的所学知识进行整合 ，完成-个特定功能 、特殊要求的上下料机械手的设计 ，能够比较好地体现机械设计制造及其 自动化专业毕业生的理论研究水平 ，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。

模具是制造业的重要工艺基础 ，在我国 ，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20世纪 80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。

近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇 (个体)模具企业的发展也相当迅速。在国家产业政策和与之配套的-系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均 13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元 ，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场 中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模 、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟 ，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29～34英寸电视机外壳以及-些厚壁零件 的模具上运用气辅技术 ，-些厂