组件及模块化机械设计在自动化技术中的应用与分析

2016-03-16刘素娟

环球市场 2016年10期

关键词：机械设计模块化组件

刘素娟

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组件及模块化机械设计在自动化技术中的应用与分析

刘素娟

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随现代科技发展迅猛，组件设计与模块化机械设计在自动化技术中的应用得到拓宽，促进行业发展，提高经济效益.文章旨在分析机械设计对模块化与开放性的需求，阐述了组件技术下的自动化技术，并加以探索设计需求下机械设计模块化的发展。

自动化技术；组件；模块机械设计

一、机械自动化的现状

1、制造工艺方面

我国的机械制造企业与工业发达国家相比，即使在很多方面已经比较先进，如在制造工艺方面已经不断地应用很多先进的制造技术，但还是有一定差距。尤其是很多工业发达国家，他们的机械制造企业对于复合加工技术、激光加工技术、精细加工技术以及纳米和微米技术等最新加工方法，都会进行不断的更新和使用，这在很多方面就已经比我国先进很多，我国机械制造技术还有很多需要提高的方面，特别是掌握和开发制造工艺过程，提高机械制造技术的普及率。

2、自动化方面

计算机的集成化发展水平已经越来越高，在工业发达国家，关于计算机集成制造系统、柔性制造系统、数控机床和加工中心等先进技术，已经越来越多的被应用于机械制造企业，实现了柔性化、集成化和智能化，在一定程度上促进了机械制造自动化的发展。

二、自动化技术中运用组件及模块化机械设计的意义

在自动化技术中进行组件及模块化机械设计的运用，主要有两方面的意义。一方面，进行组件及模块化机械设计的运用，可以满足用户对自动化控制系统的开放性需求。在利用自动化控制系统进行工作的过程中，不同的总线平台需要进行数据的交换和处理。而在这种情况下，互通性较差的设备将被淘汰，而具有统一控制模式的系统将被用户受接受。所以，进行组件及模块化机械设计的运用，可以使自动化控制系统具备一定的开放性，以便用户更好的进行自动化控制系统的应用，并进行工程成本效率的提高。另一方面，进行组件及模块化机械设计的运用，可以满足自动化控制系统向模块化和标准化发展的需求。在进行工艺流程的组合运行时，需要对物理接口与数据传递形式间的差异进行协调。但是，由于目前尚没有模块和期间能够实现不同系统间的通信协议转换，所以导致了系统的工作量的增加。而利用组件及模块机械设计的运用，则可以进行自动化系统的模块化数据的简单交互，以便实现系统即插即用，从而提高体系的使用效率。

1、系统集成的实现

组件技术的运用，需要进行标准化总线技术的借助，以便进行组件间的灵活配置通信关系的实现。而建立在组件技术的基础之上，设备控制的自动化思路则可以得到扩展，从而进行基于生产过程的多设备、多进程控制模式的实现。而作为一种横向集成，该种集成工作的实现不需要依靠编程来实现。而纵向集成的实现，则需要进行TIA 系统结构的利用，以便进行高速网络系统的构建。在进行该网络构建时，可以路由为系统交互节点，以便进行现场控制总线与工艺以太网数据的交互，从而使系统的速度得到最大限度的提升。

2、“积木”模式的实现

作为组件技术的突出特性，可组合性可以满足用户长期进行重复运作的应用软件应用的需求。而该种模式被称之为“积木”模式，被广泛应用在自动化控制系统中。为了使不同组件供应商可以进行数据的自由交换，需要进行相关的具备一定开放性的信息通信协议的制定。而在组件技术的自动化控制下，则可以进行模块化应用的实现。而该种模块的使用较为简便，只需要与电源相连接。

三、组件及模块化机械设计在自动化技术中的实际运用

在自动化技术不断发展的情况下，人们已经无法满足于实现行业的自动化控制。而组件及模块化机械设计在自动化技术中的应用，为行业进行集成自动化控制提供了可能。因此，基于这种认识，本文对在自动化技术中运用组件及模块化设计的意义进行了分析。而在此基础之上，则对利用组件技术进行系统集成和"积木"模式实现的问题的进行了探讨，并对组件及模块化机械设计在设计文件方面的运用问题进行了分析，以便促进自动化技术的发展。

1、设计文件方面的运用

一般的情况下，机械设计需要进行数量庞大的数据与文件的纳入。所以，设计人员只有做好文件和数据的协调工作，才能较好的完成机械产品的设计工作。但就目前来看，多数设计人员一味关注产品的开发问题，却忽视了将组件设计与模块相结合的问题，于是导致了组件设计与模块的应用遭受了限制。而为了进行组件设计中的自动化与模块化的结合，则可以将设计划分成多个模块，并且为其进行相应接口的设置。而这样一来，这些接口与模块就形成了组合，以便设计人员采用组件形式进行组合的整合。此外，在实践工作中，为了进行模块化应用水平的提高，在坚持传统理念开展作用的基础之上，设计人员还应该做好模块化的改造工作，从而使设计内容与实践内容良好的结合起来。而设计文件是设计人员经验的累积，所以设计人员需要对设计文件进行模块化的改造，以便为后续设计打下良好的基础。而设计文化的模块化设计，就是将设计组件结合起来，从而在需要时进行提取。

2、模块化的步骤

在自动化技术中进行模块化机械设计的运用时，要按照一定的步骤来进行。首先，设计人员应该遵循高层模块依赖于低层模块和抽象层次依赖于具体层次的思路和方法进行设计。在设计的过程中，设计人员需要按照这一设计思路进行产品模块的划分。而在运用组件技术的基础之上，则可以使多个模块都具有连接接口，从而使不同模块可以进行组合的完成。其次，在完成模块的划分后，则可以根据划分情况进行工作与设计重点的调整。一方面，需要考虑产品生命周期的各个环节的工作，使其生产流程与使用流程得到结合。另一方面，要进行组件自动化技术的运用，以便将组件自动化与生产相结合，从而将设计成果在生产中应用。此外，应该保证模块具有二元性。而所谓的二元性，就是保证模块具有标准的连接接口和输出输入接口，并且具有相对独立的功能的同时，也具有相应的组合能力。总之，在进行模块化的设计时，首先要使模块对应的零件的功能性得到保证，然后还要进行系统结构归属性的保证。