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机械制造及自动化的发展与应用

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  【摘 要】机械设计制造及其自动化技术拥有传统制造模式不可比拟的优势,逐渐成为机械设计制造行业的一项新的技术,其应用有利于生产力水平的快速提高,并确保产品质量符合预期目标。综合分析机械设计制造及其自动化所具备的特点,且以此为基础对其未来的发展趋势进行深入的研究,使该技术不断的发展和完善,以推动机械制造行业稳步前进。
  【关键词】机械设计制造;自动化;特点;优势
  引言
  现阶段,随着高新科学技术的不断发展和进步,机械制造行业也迈上了一个新的台阶。在未来,对于机械设计制造水平的要求只能越来越高,这就要求机械设计制造必须跟上时代的步伐,不断提高其技术水平,并加大对自动化技术的应用,为机械制造业的发展提供坚实的技术力量。
  1概述机械设计制造及其自动化
  机械制造及其自动化是一门综合技术学科,主要是对各种各样的工业机械装备及机电产品自设计阶段开始,贯穿整个制造、运行控制及生产全过程的研究,其发展水平体现了该国家工业发展水平及综合国力的高低。由于人们的生产活动与机械设计制造紧密相连,所以机械设计制造技术也在人类社会的不断发展过程中得以发展和完善。尤其是在西方工业革命完成以后,该行业才开始以大机器进行生产,其专业化才有所提高,其自动化也有所体现。在上世纪六十年代开始研究机械设计制造及自动化,这是对其进行研究最早的阶段,随着电子计算机技术的不断进步,在机械设计制造过程中也逐渐加入计算机程序的应用,其优势在于既有利于生产效率的大力提高,又使劳动力成本随之下降。当今社会,计算机技术水平越来越高,也为机械制造行业开辟了新的道路。
  2机械设计制造及其自动化的特点
  机械设计制造及自动化从本质上来讲,不仅仅是技术的简单综合,而是以各种先进技术与理念完美组合的基础上,在机械设计制造中实现的高精密机械和电子控制系统的优质结合,这是与传统机械设计最显著的不同。传统的机械设计制造以人为主进行操作,这就对操作人员有了更高的要求,其中最主要的是对其专业素质的要求极高,同时需保证工作的准确性,所以工作起来较为复杂,不利于生产效率的提高。而機械制造及其自动化在应用中,其生产流程的处理是由电脑程序完成的,可有效的避免失误的发生率并减少对资源的损耗,有利于生产效率的提升。由于近年来国内科技水平不断提高,所以在该项技术中又有了红外线等新技术加入,这不仅对该项技术的性能提高有显著作用,更大大的促进了国家科技水平的进步。与此同时,该技术不仅大力应用于器械制造行业,而且在自动化管理方面的应用也十分广泛。只有机械设计制造及其自动化技术的不断完善和发展,才能以更大的优势,在市场竞争中立于不败之地。
  3机械设计制造及其自动化的优势
  在未来的发展中,将以机械设计制造的自动化水平作为检验其是否符合时代发展的重要标志。自动化的发展就是以电子技术所能发挥的优势为基础,将以计算机为代表的先进技术加入机械设计制造之中,并实现其自动化的过程,其优势主要体现在:
  3.1降低了传统手工的复杂性和难度
  传统手工技术的缺陷在于工作量大,且复杂,难以操作,而机械设计制造自动化技术的应用,完美的解决了这个问题,其工作原理在于以计算机技术和电子科技的有效融合,来满足机械设计制造的具体要求。自动化在实际工作中的优势在于以计算机技术代替人的工作对机械设计的过程以程序的方式执行,大大的简化了机械设计制造工作过程,降低了人的因素在操作中的影响,有效的避免了人工作业发生危险的可能性,确保工程的安全可行,同时也可促进生产效率的提高。
  3.2完善了监督系统
  在传统的机械设计制造中,人作为生产过程中的主要力量,控制着整个生产过程,包括对于故障及警报等的及时处理。而自动化的发展及应用在工作中对解决此类问题有良好的效果,这是因为该技术可用内部监督系统监管工程,并对工作中所有的细节进行统一检验,快速的搜寻故障的具体位置及成因并及时解决,确保工程的安全稳定。由此可见,自动化的发展对于机械设计制造行业意义重大,相对于传统机械设计而言,其优势不可取代。
  4机械设计制造及其自动化的发展趋势
  4.1实现机电一体化
  目前,在计算机技术和信息技术迅速发展的大背景下,机电一体化作为机械制造行业未来的发展趋势之一,关键在于数控技术的广泛应用。数控技术是机电一体化实现的技术保障。将数控技术应用其中,可有效的解决机械生产所需的精细化及高效化需求,同时具备信息化及职能化特点的数控系统的创建可实现机械生产的全面自动化模式并代替传统半自动化生产。在全自动生产模式下,对于任何类型或是生产特点的机械产品,均能做到其生产过程以数控系统进行远程控制完成。所以,全自动生产模式的应用可有效降低人力在生产过程中的应用,对生产结构也可起到最大程度的优化,为生产设备的安全运行保驾护航。
  4.2实现网络化
  科学技术的发展带动计算机技术的进步,并使计算机技术得以大范围应用,从而促进了工作效率得到大力提高。而在机械制造行业中加入互联网技术并使二者相互结合,对于机电一体化的实现也有着重要意义。互联网技术的应用可对机械制造业的生产过程进行综合管控,并充分利用监视技术,全方位监管生产的全部程序,及时发现问题并合理解决,保证生产在安全、稳定的前提下持续进行。
  4.3实现智能化
  对智能技术和自动化技术进行合理的结合,通过完善数控系统和设备,使机械生产速度及质量得以保证,是机械制造智能化实现的重要手段。在实际工作中,自机械产品的设计阶段开始到生产完工整个过程中可用智能化的生产系统进行全过程的处理。这就需要机械设计人员以智能化系统为工具,对所要生产的机械产品开始虚拟设计,在设计完成后详细检测产品的各种性能,以检测结果为准对设计方案不断的完善,直到满足生产所需,然后进行大规模生产。这种设计及生产模式,可在降低生产成本的前提下,充分修正产品设计过程中出现的问题,确保机械产品质量符合预期要求。   4.4实现微型化
  纳米和微米技术的应用促使机械制造的未来走向微型化,这两项技术的应用可通过缩小产品体积,降低物料的使用,从计算机主机、VPC(VMEPMCCarrier)母板卡、和驾驶舱电子设备组成。在计算机主机上,飞行模拟机的ARINC程序被运行在主计算机PCISlot16位置的RACE卡上,主计算机上RACE可以通过HSSLRM模式与其它RACE卡进行内存共享。除此之外该位置RACE卡还采用高速光纤网络HSSLBR模式与模拟机不同位置上的VPC母卡组成回路拓扑网络。VPC卡分布在每个接口单元组件,通常在其Slot3和Slot4位置上,在每张VPC卡上有两块独立工作PAI(PMCARINC429INTERFACE)子卡,每张PAI卡通过其接口组件单元上VMEBUS总线与VPC通信。其中PAI板卡是ARINC接口系统的处理核心,每块PAI卡最大可以同时处理24个ARINC429信号通道,其总线寻址地址为32BIT,工作频率为12.5MHZ。每张PAI卡在上电初始化时通过内部FPGA来配置每张PAI卡的端口,PAI卡的0-15号设置为发送端口,16-23号设置为接收端口。以PAI卡接收数据为例,当PCI地址总线上有地址总线申请时,PAI卡先把PCI总线上的数据存入到RAM内存中,通过其内部FPGA对32BIT地址信息进行译码,选择对应的端口,将RAM内存数据通过选择的端口完成ARINC429数据格式转化,再通过WDA绕线组件与其它信号线一起组成完整的电缆线完成与机载航电设备通信。
  5接口系统的主要评价标准
  ①实时性:由于飞行模拟机包含了计算机、接口系统和机载设备等,这些设备在处理数据时存在反应时间,所以飞行模拟机必须按照模拟机鉴定测试指南测试模拟机的传输延时,保证飞行模拟机实时性符合要求。②抗干扰性:由于计算机、接口系统和机载设备在空间上存在一段距离,且布线采用集中布线方式,线缆存在着相互干扰和信号衰减问题,这就需要接口系统选用抗到干扰衰减能力更强的设备,或者添加中继设备增强信号强度,以及做好線缆之间的屏蔽措施。③稳定性:由于模拟机的接口系统通常安装在模拟机驾驶舱附近,由于模拟机训练振动,需要在设计安装时,考虑接口的抗震性和稳定性。防止接口板卡或者接头在使用中松动。除此之外,接口系统还应注意接口系统自诊断和易维护性等。
  6结语
  本文分析了某型A320飞行模拟机两种接口系统设计的原理及意义,并对两种不同接口方式的系统设计进行了分析,希望大家对了解飞行模拟机接口有所帮助。
  参考文献:
  [1]R7系列模拟机操纵与技术手册.美国L3民用飞行模拟机公司,2014.
  [2]飞行模拟机鉴定与测试指南.中国民用航空军,2005.
  [3]现代飞行模拟机论证概要.中国民航飞行学员学报,2001.
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