劉素娟

410221198611275624

組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用與分析

劉素娟

410221198611275624

隨現(xiàn)代科技發(fā)展迅猛，組件設(shè)計(jì)與模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用得到拓寬，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益.文章旨在分析機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)模塊化與開(kāi)放性的需求，闡述了組件技術(shù)下的自動(dòng)化技術(shù)，并加以探索設(shè)計(jì)需求下機(jī)械設(shè)計(jì)模塊化的發(fā)展。

自動(dòng)化技術(shù)；組件；模塊機(jī)械設(shè)計(jì)

一、機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

1、制造工藝方面

我國(guó)的機(jī)械制造企業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，即使在很多方面已經(jīng)比較先進(jìn)，如在制造工藝方面已經(jīng)不斷地應(yīng)用很多先進(jìn)的制造技術(shù)，但還是有一定差距。尤其是很多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，他們的機(jī)械制造企業(yè)對(duì)于復(fù)合加工技術(shù)、激光加工技術(shù)、精細(xì)加工技術(shù)以及納米和微米技術(shù)等最新加工方法，都會(huì)進(jìn)行不斷的更新和使用，這在很多方面就已經(jīng)比我國(guó)先進(jìn)很多，我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)還有很多需要提高的方面，特別是掌握和開(kāi)發(fā)制造工藝過(guò)程，提高機(jī)械制造技術(shù)的普及率。

2、自動(dòng)化方面

計(jì)算機(jī)的集成化發(fā)展水平已經(jīng)越來(lái)越高，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，關(guān)于計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床和加工中心等先進(jìn)技術(shù)，已經(jīng)越來(lái)越多的被應(yīng)用于機(jī)械制造企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了柔性化、集成化和智能化，在一定程度上促進(jìn)了機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展。

二、自動(dòng)化技術(shù)中運(yùn)用組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的意義

在自動(dòng)化技術(shù)中進(jìn)行組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用，主要有兩方面的意義。一方面，進(jìn)行組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以滿足用戶對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開(kāi)放性需求。在利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行工作的過(guò)程中，不同的總線平臺(tái)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和處理。而在這種情況下，互通性較差的設(shè)備將被淘汰，而具有統(tǒng)一控制模式的系統(tǒng)將被用戶受接受。所以，進(jìn)行組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以使自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備一定的開(kāi)放性，以便用戶更好的進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，并進(jìn)行工程成本效率的提高。另一方面，進(jìn)行組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用，可以滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)向模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的需求。在進(jìn)行工藝流程的組合運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)物理接口與數(shù)據(jù)傳遞形式間的差異進(jìn)行協(xié)調(diào)。但是，由于目前尚沒(méi)有模塊和期間能夠?qū)崿F(xiàn)不同系統(tǒng)間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，所以導(dǎo)致了系統(tǒng)的工作量的增加。而利用組件及模塊機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用，則可以進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的模塊化數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單交互，以便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)即插即用，從而提高體系的使用效率。

1、系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)

組件技術(shù)的運(yùn)用，需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化總線技術(shù)的借助，以便進(jìn)行組件間的靈活配置通信關(guān)系的實(shí)現(xiàn)。而建立在組件技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)備控制的自動(dòng)化思路則可以得到擴(kuò)展，從而進(jìn)行基于生產(chǎn)過(guò)程的多設(shè)備、多進(jìn)程控制模式的實(shí)現(xiàn)。而作為一種橫向集成，該種集成工作的實(shí)現(xiàn)不需要依靠編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。而縱向集成的實(shí)現(xiàn)，則需要進(jìn)行TIA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的利用，以便進(jìn)行高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建。在進(jìn)行該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)，可以路由為系統(tǒng)交互節(jié)點(diǎn)，以便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制總線與工藝以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，從而使系統(tǒng)的速度得到最大限度的提升。

2、“積木”模式的實(shí)現(xiàn)

作為組件技術(shù)的突出特性，可組合性可以滿足用戶長(zhǎng)期進(jìn)行重復(fù)運(yùn)作的應(yīng)用軟件應(yīng)用的需求。而該種模式被稱(chēng)之為“積木”模式，被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。為了使不同組件供應(yīng)商可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的自由交換，需要進(jìn)行相關(guān)的具備一定開(kāi)放性的信息通信協(xié)議的制定。而在組件技術(shù)的自動(dòng)化控制下，則可以進(jìn)行模塊化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。而該種模塊的使用較為簡(jiǎn)便，只需要與電源相連接。

三、組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的實(shí)際運(yùn)用

在自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，人們已經(jīng)無(wú)法滿足于實(shí)現(xiàn)行業(yè)的自動(dòng)化控制。而組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用，為行業(yè)進(jìn)行集成自動(dòng)化控制提供了可能。因此，基于這種認(rèn)識(shí)，本文對(duì)在自動(dòng)化技術(shù)中運(yùn)用組件及模塊化設(shè)計(jì)的意義進(jìn)行了分析。而在此基礎(chǔ)之上，則對(duì)利用組件技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成和"積木"模式實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題的進(jìn)行了探討，并對(duì)組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文件方面的運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行了分析，以便促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

1、設(shè)計(jì)文件方面的運(yùn)用

一般的情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)需要進(jìn)行數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)與文件的納入。所以，設(shè)計(jì)人員只有做好文件和數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)工作，才能較好的完成機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作。但就目前來(lái)看，多數(shù)設(shè)計(jì)人員一味關(guān)注產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)問(wèn)題，卻忽視了將組件設(shè)計(jì)與模塊相結(jié)合的問(wèn)題，于是導(dǎo)致了組件設(shè)計(jì)與模塊的應(yīng)用遭受了限制。而為了進(jìn)行組件設(shè)計(jì)中的自動(dòng)化與模塊化的結(jié)合，則可以將設(shè)計(jì)劃分成多個(gè)模塊，并且為其進(jìn)行相應(yīng)接口的設(shè)置。而這樣一來(lái)，這些接口與模塊就形成了組合，以便設(shè)計(jì)人員采用組件形式進(jìn)行組合的整合。此外，在實(shí)踐工作中，為了進(jìn)行模塊化應(yīng)用水平的提高，在堅(jiān)持傳統(tǒng)理念開(kāi)展作用的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該做好模塊化的改造工作，從而使設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)踐內(nèi)容良好的結(jié)合起來(lái)。而設(shè)計(jì)文件是設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的累積，所以設(shè)計(jì)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行模塊化的改造，以便為后續(xù)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。而設(shè)計(jì)文化的模塊化設(shè)計(jì)，就是將設(shè)計(jì)組件結(jié)合起來(lái)，從而在需要時(shí)進(jìn)行提取。

2、模塊化的步驟

在自動(dòng)化技術(shù)中進(jìn)行模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用時(shí)，要按照一定的步驟來(lái)進(jìn)行。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該遵循高層模塊依賴(lài)于低層模塊和抽象層次依賴(lài)于具體層次的思路和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要按照這一設(shè)計(jì)思路進(jìn)行產(chǎn)品模塊的劃分。而在運(yùn)用組件技術(shù)的基礎(chǔ)之上，則可以使多個(gè)模塊都具有連接接口，從而使不同模塊可以進(jìn)行組合的完成。其次，在完成模塊的劃分后，則可以根據(jù)劃分情況進(jìn)行工作與設(shè)計(jì)重點(diǎn)的調(diào)整。一方面，需要考慮產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，使其生產(chǎn)流程與使用流程得到結(jié)合。另一方面，要進(jìn)行組件自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，以便將組件自動(dòng)化與生產(chǎn)相結(jié)合，從而將設(shè)計(jì)成果在生產(chǎn)中應(yīng)用。此外，應(yīng)該保證模塊具有二元性。而所謂的二元性，就是保證模塊具有標(biāo)準(zhǔn)的連接接口和輸出輸入接口，并且具有相對(duì)獨(dú)立的功能的同時(shí)，也具有相應(yīng)的組合能力?？傊谶M(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要使模塊對(duì)應(yīng)的零件的功能性得到保證，然后還要進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)歸屬性的保證。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化技術(shù)中包含了多種學(xué)科專(zhuān)業(yè)，其是一個(gè)學(xué)科專(zhuān)業(yè)融合的綜合體技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)中，主要包含的技術(shù)類(lèi)型就是計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息化技術(shù)。在計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)逐漸普及的情況下，自動(dòng)化技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，這一技術(shù)融合了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，從而使得傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)有了較大的發(fā)展。

［1］賈念平.組件及模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)中的實(shí)際運(yùn)用研究［J］. 科技展望. 2015（16）