关于机电工程机械自动化若干问题的研究与分析

张赞云　谭利波

摘要：本文首先讨论了检验工艺CAIP的设计，接着分析了机电一体化技术用于改造机床，最后做了总结。因此本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。

关键词：机电工程 机械自动化 CAIP 机电一体化 检验工艺

机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物，是以计算机为主要特征的自动化技术。如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量，电子系统处理的对象是信息和知识，则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能，而且还有处理信息和知识的能力。

1. 检验工艺CAIP的设计

CAIP采用派生式计算机辅助检验工艺设计方法，其基本原理是利用零件的检验工艺相似性来设计检验工艺规程。它以成组技术为基础，对制造系统已生成过或拟生产的零件作出适当的分类和编码，形成检验工艺相似的零件族的标准检验工艺，将其储存于计算机数据库中。当要为新零件编制检验工艺时，首先为新零件编码，然后在计算机数据库中检索。若新零件属于某一零件族时，即调出该族零件的标准检验工艺，经编辑或修改而派生出新零件的检验工艺规程。

就公司的机电工程来看。尽管这些产品的形状和结构各不相同，但是一旦将它们拆成各个零部件之后，可以找出其检验工序的一些相似性。无论是储罐，还是换热器，或是塔器，除换热器有换热管，塔器有塔盘外，都可以分成简体、封头、接管、法兰、补强圈、主螺栓、主螺母等共同的零部件。CAIP将成组技术用于检验工艺的设计中，对产品中的零部件在检验方法相似的部分进行归纳总结，分类制定检验方案。派生式计算机辅助检验工艺CAIP的实质是检索标准工艺，其检索方法和逻辑基础是将各类产品的共性抽取出来，划分检验特征族，并对每一个检验特征族设计一个主样件(检验方法)。例如：一般情况下，机电工程要经过材料检验、焊接检验、几何形状检验、组对形式与无损探伤检验、过程检验 压力试验等几个典型检验项目的检验。这些典型项目就是寻找的检验特征族，每个检验特征族中都有其一套标准的检验方法。对产品的材料如何检验，具体做在材料模板中。对产品的压力试验如何检验，具体做在压力试验模板中。总之每个检验特征族中都有一块做好的标准模板。对于一些特殊产品的检验，不必去修改标准检验工艺，而是先通过人机交互，然后按照派生法自动生成产品的检验工艺。

2. 机电一体化技术用于改造机床

由于数控机床要求工作台或刀具沿坐标轴的运动有精确的运动关系，因此考虑采用具有插补功能的连续控制方式，而开环系统结构简单、调整维修容易、价格较低廉，故常采用开环伺服系统。滚珠丝杠副传动效率高、摩擦损失小，运动平稳、无爬行现象，给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时可以消除空间死区、定位精度高、刚度好。因此执行机构传动方式采用滚珠丝杠副传动；采用氟塑贴面导轨，它具有摩擦系数小、耐磨性好，抗撕伤能力强、可消除低速运动的爬行现象，成本低等优点。

Z80一CPU在我国机床数控方面应用比较普遍，各种应用软件较多，系统开发较容易，而且Z80—CPU及其配套的芯片廉价、普遍、可靠、通用性强、维修方便。Z80有独特的I／O指令，而且指令格式较短、执行时间也较短，这样有利于缩短扫描现场机床工作状况的周期，而且L／O接口译码硬件也较简单。

因此常采用经济型的Z80一CPU微机及L／O接口电路、光电隔离电路、功率放大电路等。

采用微机对数控进行计算处理，由I／O接口输出步进脉冲，经一级齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向进给运动，其示意图如图1所示。

由于是对简易经济数控车床改造，因此在满足需求的前提下，对原机床的改动要尽可能少，保留原操作机构，以便数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，同时又降低了改造成本，提高了经济效益。以最少的改造和最低的成本来获得较好的加工精度和较多的功能。

3. 总结

CAD技术在我国已经走过了艰难的历程， 目前正在发挥着巨大的社会效益和经济效益。面对2l世纪的经济全球化趋势，随着信息技术的日新月异，CAD技术作为企业信息化的基础，一要稳固，二要提高。为了有效解决CAD技术应用所存在的问题，领导重视，认清趋势，选好软件，培养人才是很有效的途径。笔者相信，我们有高瞻远瞩的领导，有勤于奉献、敢于创新的人才队伍，我们同发达国家产品设计水平的差距会越来越小。

机电一体化是当今世界机械工业发展的主要趋向，它的应用与发展已引起工农业、科技、经济、军事、社会乃至生活的巨大变革。我国的机械工业，迫切需要机电一体化技术改造和振兴。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造和武装传统机械老设备的一条新路，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。◆

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