組件及模塊化機械設計在自動化技術中的應用與分析

劉素娟

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組件及模塊化機械設計在自動化技術中的應用與分析

劉素娟

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隨現代科技發展迅猛，組件設計與模塊化機械設計在自動化技術中的應用得到拓寬，促進行業發展，提高經濟效益.文章旨在分析機械設計對模塊化與開放性的需求，闡述了組件技術下的自動化技術，并加以探索設計需求下機械設計模塊化的發展。

自動化技術；組件；模塊機械設計

一、機械自動化的現狀

1、制造工藝方面

我國的機械制造企業與工業發達國家相比，即使在很多方面已經比較先進，如在制造工藝方面已經不斷地應用很多先進的制造技術，但還是有一定差距。尤其是很多工業發達國家，他們的機械制造企業對于復合加工技術、激光加工技術、精細加工技術以及納米和微米技術等最新加工方法，都會進行不斷的更新和使用，這在很多方面就已經比我國先進很多，我國機械制造技術還有很多需要提高的方面，特別是掌握和開發制造工藝過程，提高機械制造技術的普及率。

2、自動化方面

計算機的集成化發展水平已經越來越高，在工業發達國家，關于計算機集成制造系統、柔性制造系統、數控機床和加工中心等先進技術，已經越來越多的被應用于機械制造企業，實現了柔性化、集成化和智能化，在一定程度上促進了機械制造自動化的發展。

二、自動化技術中運用組件及模塊化機械設計的意義

在自動化技術中進行組件及模塊化機械設計的運用，主要有兩方面的意義。一方面，進行組件及模塊化機械設計的運用，可以滿足用戶對自動化控制系統的開放性需求。在利用自動化控制系統進行工作的過程中，不同的總線平臺需要進行數據的交換和處理。而在這種情況下，互通性較差的設備將被淘汰，而具有統一控制模式的系統將被用戶受接受。所以，進行組件及模塊化機械設計的運用，可以使自動化控制系統具備一定的開放性，以便用戶更好的進行自動化控制系統的應用，并進行工程成本效率的提高。另一方面，進行組件及模塊化機械設計的運用，可以滿足自動化控制系統向模塊化和標準化發展的需求。在進行工藝流程的組合運行時，需要對物理接口與數據傳遞形式間的差異進行協調。但是，由于目前尚沒有模塊和期間能夠實現不同系統間的通信協議轉換，所以導致了系統的工作量的增加。而利用組件及模塊機械設計的運用，則可以進行自動化系統的模塊化數據的簡單交互，以便實現系統即插即用，從而提高體系的使用效率。

1、系統集成的實現

組件技術的運用，需要進行標準化總線技術的借助，以便進行組件間的靈活配置通信關系的實現。而建立在組件技術的基礎之上，設備控制的自動化思路則可以得到擴展，從而進行基于生產過程的多設備、多進程控制模式的實現。而作為一種橫向集成，該種集成工作的實現不需要依靠編程來實現。而縱向集成的實現，則需要進行TIA 系統結構的利用，以便進行高速網絡系統的構建。在進行該網絡構建時，可以路由為系統交互節點，以便進行現場控制總線與工藝以太網數據的交互，從而使系統的速度得到最大限度的提升。

2、“積木”模式的實現

作為組件技術的突出特性，可組合性可以滿足用戶長期進行重復運作的應用軟件應用的需求。而該種模式被稱之為“積木”模式，被廣泛應用在自動化控制系統中。為了使不同組件供應商可以進行數據的自由交換，需要進行相關的具備一定開放性的信息通信協議的制定。而在組件技術的自動化控制下，則可以進行模塊化應用的實現。而該種模塊的使用較為簡便，只需要與電源相連接。

三、組件及模塊化機械設計在自動化技術中的實際運用

在自動化技術不斷發展的情況下，人們已經無法滿足于實現行業的自動化控制。而組件及模塊化機械設計在自動化技術中的應用，為行業進行集成自動化控制提供了可能。因此，基于這種認識，本文對在自動化技術中運用組件及模塊化設計的意義進行了分析。而在此基礎之上，則對利用組件技術進行系統集成和"積木"模式實現的問題的進行了探討，并對組件及模塊化機械設計在設計文件方面的運用問題進行了分析，以便促進自動化技術的發展。

1、設計文件方面的運用

一般的情況下，機械設計需要進行數量龐大的數據與文件的納入。所以，設計人員只有做好文件和數據的協調工作，才能較好的完成機械產品的設計工作。但就目前來看，多數設計人員一味關注產品的開發問題，卻忽視了將組件設計與模塊相結合的問題，于是導致了組件設計與模塊的應用遭受了限制。而為了進行組件設計中的自動化與模塊化的結合，則可以將設計劃分成多個模塊，并且為其進行相應接口的設置。而這樣一來，這些接口與模塊就形成了組合，以便設計人員采用組件形式進行組合的整合。此外，在實踐工作中，為了進行模塊化應用水平的提高，在堅持傳統理念開展作用的基礎之上，設計人員還應該做好模塊化的改造工作，從而使設計內容與實踐內容良好的結合起來。而設計文件是設計人員經驗的累積，所以設計人員需要對設計文件進行模塊化的改造，以便為后續設計打下良好的基礎。而設計文化的模塊化設計，就是將設計組件結合起來，從而在需要時進行提取。

2、模塊化的步驟

在自動化技術中進行模塊化機械設計的運用時，要按照一定的步驟來進行。首先，設計人員應該遵循高層模塊依賴于低層模塊和抽象層次依賴于具體層次的思路和方法進行設計。在設計的過程中，設計人員需要按照這一設計思路進行產品模塊的劃分。而在運用組件技術的基礎之上，則可以使多個模塊都具有連接接口，從而使不同模塊可以進行組合的完成。其次，在完成模塊的劃分后，則可以根據劃分情況進行工作與設計重點的調整。一方面，需要考慮產品生命周期的各個環節的工作，使其生產流程與使用流程得到結合。另一方面，要進行組件自動化技術的運用，以便將組件自動化與生產相結合，從而將設計成果在生產中應用。此外，應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準的連接接口和輸出輸入接口，并且具有相對獨立的功能的同時，也具有相應的組合能力?？傊?，在進行模塊化的設計時，首先要使模塊對應的零件的功能性得到保證，然后還要進行系統結構歸屬性的保證。

四、結束語

綜上所述，自動化技術中包含了多種學科專業，其是一個學科專業融合的綜合體技術，自動化技術中，主要包含的技術類型就是計算機技術以及信息化技術。在計算機以及網絡逐漸普及的情況下，自動化技術也得到了進一步的發展，這一技術融合了機械設計技術，從而使得傳統的機械設計技術有了較大的發展。

［1］賈念平.組件及模塊化機械設計在自動化技術中的實際運用研究［J］. 科技展望. 2015（16）