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智能机械设计范文1
伴随着社会经济的快速发展，科技的运用更加频繁，也越来越发达，煤矿设备产品的市场不断扩大，其总产值已经超过200亿元，目前，我国高度重视智能化设备，并投入了大量的资金，这将成为智能化设备发展的一个新时期。智能化机械的发展在得到发展机遇的同时也面临着挑战，需要坚持发展，继续开拓创新。
1 产品智能化下的煤矿机械设计工程的现状
产品智能化下的煤矿机械设计工程在我国的现状主要表现为以下三点：第一，由于我国智能化技术水平、国情、以及国家政策等情况的影响，目前我国大部分煤矿机械工程还没能实现完全智能化，仍然受到传统制造模式的束缚;第二，煤矿机械工程企业嗅到全球机械市场发展的讯号，意识到实现产品智能化的重要性，已经开始引进外国的成功工程企业的发展经验，不断在技术、管理、设备等方面进行改良、创新，实现煤矿机械产品智能化成为机械企业发展的一个重要战略目标;第三，产品智能化下的机械设计发展虽然机遇与挑战并存，但是在国家政策的正确领带下，在市场经济条件下，煤矿工程企业在市场的指导和国家宏观调控下，能够开拓创新、积极应对挑战、调整产业结构，就会不断克服困难，走在良性发展的道路上。
2 产品智能化的重要性
目前，由于技术不够先进，很大一部分煤矿设备产品体积较大，并且浪费较大一部分能源，开始被市场所遗忘，这些设备产品已经不能适应这个高度发展的机械世界。煤矿设备产品企业面临这样的状况，必须进行产业结构调整，进行改革，尽快跟上社会经济发展的步伐，适应经济发展的速度。产品智能化在当今时代具有自己的特点和亮点，符合煤矿市场发展的需要。产品智能化的重要性首先体现在市场的需求上，煤矿对智能化的设备较为向往，在智能化产品的帮助下能够完成更加高难的任务，提高工作效率。其次，产品智能化的重要性体现在技术发展的趋向。就目前我国智能化设备的发展现状来看，智能化技术水平已经有相当的发展，与过去相比发生了翻天覆地的变化，可以自主完成许多功能的智能化，当前的技术水平还在不断提升，将会取得更加可人的成绩。最后，产品智能化的重要性体现在整体的系统发展趋向。如今煤矿产品智能化的发展成为一种必然，一种不可阻挡的发展趋势，市场必须适应这种智能化机械设备的更新换代，在这样的发展背景下，智能化机械设备的更新速度会加快，第一代产品即将消失，第二代、第三代产品便会立即出现。
3 产品智能化下的机械设计方法
3.1 产品智能化下的机械设计目标
根据实际情况，煤矿智能化设备的设计目标会有所不同，可分为三个层次，第一，动作级，即智能化电子产品最简单、低级部分，它是由人来进行操作，任务完毕之后体现智能化。第二，子任务级，即智能化电子设备的执行部分，它会连接每一个子任务级的部分共同完成任务，例如，修缮、清洁、转运、监督。第三，总任务级，即智能化电子设备的核心，形象的比喻为智能化电子产品的大脑，它会系统的控制着所有子任务级，使所有子任务级按着程序完成任务，例如，ZY10000/26/55型掩护式液压支架，就是目前我国煤矿机械智能产品中使用较为广泛的机械产品。这种液压支架可以支撑和管理围岩、隔离采空区、防止采空区的矸石进入采煤工作面、自行移架、自动推移工作面运输机，从而使工作面有足够的通风断面，进而确保操作人员的安全。
3.2 产品智能化下的机械设备设计方法
（1）数据库模块构建
数据库构成系统，数据库模块也就成了系统模块，它是由不同部分构成的，包括知识库、评价系统以及推理机等这三个模块。
知识库模块使用DAO建立骨架并和知识库一同使用，其创建目标就是使整个智能化系统可以直接访问知识库，而知识库的控制主要由机构库和传感库管理这两个模块来完成，整个智能化产品信息的管理由机构库管理和传感库管理这两个部分来实现。
推理模块设置的目的就是使用户在使用智能化电子产品时有参考的数据与依据，推理模块拥有一些思维规律和知识背景，以此来进行调节和掌握。其中机构元推理机设计是通过机构组合、并联组合、串联组合三个部分来完成的，利用这样的方法，使数据库找到相应的机构元。
推理机模块的设计，传感器推理机模块主要包括两个方面，一是传感器推理机的设计，另一个是传感器推理机的实现。
（2）数据库系统构建
数据库是一个整体，也是一个系统，要想设计一个智能化电器产品，首先就是数据库的建立与设置。数据库包括知识定义、数据信息以及技术融合，由此形成一个整体。数据库在建立之前最先是模型的建立，数据库模型的质量好坏关系到整套电器数据库的操作性能，数据库模型的种类也不尽相同，例如，层次模型、关系模型、面向对象模型以及网状模型等。
（3）智能化设备故障检测
智能化产品要求质量高、体验顺畅，要尽可能的避免出现运行故障，这就需要对煤矿设备进行故障检测，减少在产品运行过程中出现种种情况，导致降低产品的评价。到目前为止，我国的检测技术还不是十分成熟，虽然不能完全自我修复，但是简单设备的检测还是可以自我完成的，利用这种方式，发现问题，处理问题。
（4）智能化煤矿设备工作的智能控制
智能化煤矿设备工作的过程，要达到最好的状态，最高的运作效果，就要对 智能化煤矿设备进行控制，尽可能的缩减工作之外的空闲时间。例如，采煤机的开机时间不在正式工作之中，属于无效时间，为了延长采煤机的工作效率，就要使开机时间成为有效工作时间。
（5）智能化设备窗台检测的智能控制
智能化设备的运作状态也属于检测的一部分，为了尽可能的减少一些机械故障，智能设备运作状态的有效检测是一项非常必要的事项，也是非常重要的事项，影响着智能化设备性能的良性发挥。
例如，ZY10000/26/55型掩护式液压支架可以根据采机运行的位置、方向等信息，实现与采机的联动以及与跟机的自动控制，通过对支架参数的传输、采集，使机械设备在井下工作时，可随时根据不同情况的发生完成参数等的修改。支架通过对地面工作站通信的借口，以及通过连接控制系统，从而实现工作的自动化集中协调管理。
4 现代设计理论和方法在煤矿机械设计中的应用
三维CAD技术在煤矿机械设计中具有的优点包括;极大缩减周期，比传统机械设计时间减少大约1/3 ;更加简便的设计，实现零构建匹配生产;三维CAD技术方的使用让设计命令更加便于查找。在煤矿设备设计过程中可以直接使用三维CAD 系统，在使用时建立一个三维的实心体模块，对其进行并集、差集、交集等，通过布尔
运算，算出零构建模型。其次利用抽壳处理自行生成薄壁体，再实行拉伸、移动等。最后，将处理过的煤矿机械图实施Sol view命令或者是Sildraw命令，完成机械图的投影图、斜视图等。
5 结束语
综上所述，智能化革命已经近在眼前，逐步进入煤矿生产，通过探究和实践，开发设备工程智能化发展体系，使其科学、高效，不仅利国利民，还惠及其他国家，我们在正确运用指导思想和科学技术之下，合理使用资源，精确分析当前智能化煤矿设备的发展趋势和已经获得的相关经验，不断探索，不断实践，不断总结并不断开拓进取，就会推动煤矿产品智能化下的机械工程发展，丰富人们的生活。
参考文献：
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智能机械设计范文2
关键词：机械制造；自动化；节能高效设计
机械制造及自动化中的节能高效设计是机械制造及自动化的趋势和前景。为此，本文将从现阶段我国机械制造及自动化技术发展状况入手，分析机械制造及自动化研发过程中的节能化研发路径。
1现阶段我国机械制造及自动化技术发展状况
自20世纪70年代以来，中国的机械制造技术飞速发展，在我国的工业中占据越来越重要的位置。与此同时，计算机技术的发展赋予了机械制造业更多的活力。借助计算机技术，机械制造可以用更加高效、安全的方式完成设计制造过程，在计算机辅助设计的帮助下高效率和高安全性已经成为现今自动化机械制造的显著特点。不过因国内企业对于此种技术的研发与应用落后于域外发达国家，因此无论是从技术研发理念，还是技术应用情况来看，均表现出明显的不足，因而导致国内企业在此种技术的竞争方面同域外发达国家企业相比较而言毫无优势。域外发达国家在机械制造及自动化技术的研发与应用方面已经日臻完善，同时，在注重对技术的持续研发过程之中，诸多域外发达国家从事机械制造的企业已经将现代社会的节能环保意识融入其中，从而推动了此种技术开始逐步实现了向节能化与智能化的发展。对比于域外发达国家企业的技术研发方向新进展，我国同类企业在技术研发方向的把握上尚且存在较大的不足。有鉴于此，从事机械制造业务的国内企业要注重对域外发达国家同类企业的研发经验借鉴，进而通过企业国际合作以及跨国公司等形式，实现技术研发水平与技术研发工艺的升级。同时，作为政府主管部门而言，要依托政策引导的方式，敦促国内企业在技术研发过程之中融入智能化与环保化的研发理念，从而提升国内企业的市场竞争力。
2机械制造及自动化研发过程中的节能化研发路径
机械制造及自动化研发过程中，要进行节能化的研发，需要注重遴选和应用节能发动机，注重遴选节能化的技术加工工艺，同时要进行虚拟化的机械设计。
2.1注重遴选和应用节能发动机
对于大型机械而言，发动机如同其心脏。发动机的功率决定了机械的工作与运转效率。因此对于从事机械制造业务的企业而言，应当遴选和应用节能型发动机，以此实现机械工作作业中能耗与污染的降低。
2.2注重遴选节能化的技术加工工艺
从机械制造加工的角度来看，制造加工人员在技术加工工艺方面有着多种选择，不过考虑到不同工艺的能耗情况存在显著的差异，因此，制造加工人员应当在对不同加工工艺进行横向对比之后，于其中遴选节能化的技术加工工艺，如此将实现对能耗的有效控制。（1）制造加工人员应当遴选科学的加工方式。以机械零部件加工的锻压工艺为例，其中冷锻压的污染情况较为突出，而热锻压在能量转化方面表现不佳，因而温锻压技术应当成为首选。（2）制造加工人员应当注重对工艺参数的科学遴选。通过对工艺参数的科学遴选，能够有效地实现对耗材的使用。（3）制造加工人员应当注重对冷却工艺加以科学遴选。冷却液是制造加工人员在从事机械零部件制造、加工过程之中所惯常使用的材料。基于降低能耗的考虑，机械制造加工人员应当注重对零部件加工过程之中对冷却方法的创新，以便降低对冷却液的依赖。（4）制造加工人员应当注重对制造加工工序的科学安排。通过科学、合理的机械零部件制造加工工序的安排，将达到科学统筹的效果，进而缩短用于机械零部件制造加工过程之中的工时，进而达到节能的效果。
2.3进行虚拟化的机械设计
通过结合计算机技术和自动控制技术能够实现产品的模拟制造，这就是机械设计制造的虚拟化发展方向。采用虚拟化制造产品，一方面能够节约资源，通过计算机模拟制造寻找产品的缺陷，并在计算机虚拟的环境中对产品进行修整，再模拟生产，直到产品规格符合要求，再将其数据输出至生产系统，这样能够有效降低产品的次品率，提高产品的质量，降低资源的消耗，减少环境污染，对企业的发展也十分有利。采用虚拟化机械设计首先取缔了传统设计中的设计图纸和样品制造，通过此环节节省了纸资源的使用以及样品能源的浪费；在制造好虚拟样品后经历的修改环节也降低了资源浪费；最后在设计完成后，通过数据传输能够快速将设计转为生产，节省制造时间，缩短工程周期。
3结语
当前，我国的科技发展增速较为显著，然而在这个过程之中，国内的机械制造及自动化技术受限于起步较晚、制造加工工艺落后以及研发观念落后等多种原因的影响，使得国内从事机械制造加工业务的企业竞争力同域外同类企业相比存在着显著的不足。有鉴于此，国内企业应当积极借鉴域外的成功经验，将节能环保的研发制造理念应用于机械零部件的制造加工之中。
作者:陈明超 单位:福建农林大学机电工程学院
参考文献
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智能机械设计范文3
摘要：文章主要针对节能设计理念在机械制造与自动化中的作用进行分析，通过节能设计理念完善机械制造设计、选择环保材料、完善机械制造技术等方面进行深入研究与探索，主要目的在于更好的实现节能设计理念在机械制造与自动化中应用的发展与进步。
关键词：节能设计；机械制造；自动化
在全球环境严重恶化的今天，人们对环保的重视度越来越高，在可持续发展政策的公布下更加突显出我国对环境保护重视，但在各行业日常工作运行过程中资源浪费与环境破坏问题仍然十分严重。在机械制造及其自动化发展的作用下各行业快速发展，但自身资源浪费状况仍然存在。随着各资源的使用我国资源储备量正快速下降，节能设计可以真正的实现可持续发展政策。因此节能设计理念在机械制造与自动化应用中有着重要意义。
一、 通过节能设计理论，科学选择环保材料
通过节能设计理论选择环保材料在三个方面有着极强的代表性：
首先，设计工作人员在工作设计时应该使用回收再生能力较强的设计材料与相关资源，并通过科学方法降低机械制造过程中对资源的损耗与浪费。在选择机械制造与自动化设计材料过程中应该选择再生性、分解性、回收性较强的设计材料，在对这些材料进行机械制造以及自动化处理过程中，各种有害物质排放量相对较少，不会对自然环境造成污染。在设计机械设备各零件时，设计材料一定要具有极强的再生性、分解性与回收性，并坚决抵制危害污染较大材料的使用，进一步提升环保设计材料循环使用效率。
其次，设计人员在选择机械制造及其自动化设计材料时应该选择重量小、能源损耗低、使用时间长的材料。各生产商品使用时间的延长在一定程度上提高了机械设备的使用时间，也就是说降低机械设备生产产品数量。在减少机械设备资源消耗的同时也降低其对自然环境的污染，提高了环境保护质量与效率。从减少资源材料消耗浪费的层面出发，通过科学的方法降低生产产品自身的重量，根据自然环境的相关因素为核心进行设计，并根据国家相关标准为条件，提高机械构件的使用性。
最后，在对机械制造及其自动化完善设计时还应该对机械设备各零件损坏后减少污染进行管理的费用进行研究。人们在进行机械设备及其自动化设计过程中对这一方面不够重视，因此各设计人员在选择机械设备零件材料过程中应该选择环保性较强、费用较低的材料。
二、 通过节能设计理念，完善机械制造设计
（一） 驾驶室设计优化
机械设计人员在对设备驾驶室设计优化过程中，可以通过减振降噪方法加工，并利用防紫外线玻璃组成密闭性驾驶室，该驾驶室中还可以添加无氟环保空调。在设计过程中以人体工程学中的相关知识为核心，并根据大众的审美能力对其进行美化完善，使工作人员在驾驶室安全操作过程中缓解工作人员疲劳程度，优化工作人员的施工环境，进一步提高工作人员的工作质量与效率。
（二） 选择绿色环保发动机
发动机在机械制造过程中有着重要的地位，发动机质量性能的好坏程度直接影响着工作效率以及自然环境。因此在机械制造过程中选择应用绿色环保发动机可以减少对工作环境造成的噪音污染。同时绿色环保发动机在制作过程中充分的融入了节能设计理念，因此在运行过程中其排量与传统发动机相比更低、油耗量更小、其功率更大、动力更强，并提高了发动机对资源的使用效率，减小了机械制造过程中对环境的污染。
（三） 优化自注脂器设计
在机械制造过程中油的添加通常是通过人工完善的，在提高工作人员工作量的同时还造成大量的人力资源浪费。工作人员在对机械设备添加油过程中受到各种因素影响会造成油溢出造成浪费，并对环境造成污染。在这种情况下，相关设计人员应该通过科学方法设计优化自注脂器，实现自动化定时油加注。同时根据实际工作情况确定油使用量并进行管控，在确保机械设备油量充足的情况下，减少了因油溢出导致的资源浪费与环境污染。
（四） 液压传动系统设计的完善
在机械制造过程中工作人员在提高液压传动系统效率过程中应该先对其内部各结构进行清洗，除了对各燃油材料进行科学严格选择的同时，相关设计人员还应该利用科学方法对液压传动系统进行合理设计，将燃油材料中存在的杂质及尘埃进行过滤处理，提高燃油材料的纯净度确保液压传统系统的清洁程度。工作人员换油时间间隔如果恰当，可以降低液压传动系的故障率，提高机械设备使用时间，提升自身各配件使用率，进一步降低液压传动系统对环境的污染。所以在对液压传动系统设计进行完善过程中选择密闭性好、抗老化性强、抗腐蚀性强的油路管线，并使用硬度较高的管线替换掉软管，进一步减少软管的废弃使用量，使因管道问题造成的环境污染得到缓解的同时，更有效的提高设备对燃油材料的使用效率。
三、 通过节能设计理论，完善机械制造技术
（一） 对产品结构进行完善
机械设备自身结构越单一零件越少，在O计制作时所使用能源消耗越少。在机械设备及其自动化设计过程中零件的形状对生产过程中能源消耗也有着重要影响。因此，在机械制造及其自动化设计过程中在确保产品功能的同时还要对各零件进行简单化，对产品结构进行完善、缩小机械设备的体积以及各零件的数量。
（二）根据工作环境与工作情况选择制造技术
在对机械设备各零件大量制作技术选择过程中，工作人员应该根据实际的工作情况与工作环境进行选择。机械零件锻压技术就有着冷、温、热三种锻压方式，热锻压技术在使用过程中对资源利用率与冷、温两种锻压技术相比相对较低，而冷锻压技术过程中比其它两种锻压技术对环境污染情况严重，因此温锻压技术经常被使用。
四、 节能设计理念在机械制造与自动化中的发展前景
在我国科学技术不断发展过程中，各种工业化设备不断被完善。同时在智能化技术与自动化技术的发展下，并由于世界储备能源逐渐减少，人们节能减排理念逐渐提高，在这种环境下节能设计理论被广泛的应用到机械制造与自动化中，在一定程度上缓解了能源消耗的严峻问题。相关设计人员通过节能设计理念对机械设备不断进行完善，使各企业机械设备能源使用率不断升高，在提高各企业自身的竞争影响力的同时，也为将来的绿色生产等节能工业建设奠定了坚实的基础。
结束语：
综上所述，虽然机械制造及其自动化运行过程中对资源消耗与浪费问题仍然存在，但在机械制造与自动化使用过程中，通过节能设计理论选择环保材料、完善机械制造设计、完善机械制造技术等方面更好的提高了机械制造系统的工作效率，降低了对环境的污染与破坏。
参考文献：
[1]郭云龙.机械制造与自动化中的节能设计理念分析[J].科技与创新，2015（14）.
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[5]曹雅莉.浅析节能设计理念在机械制造与自动化中的应用[J].装备制造技术，2013（08）.
智能机械设计范文4
关键词：卧式 智能 机械手焊接机床
引 言
农业机械作为农业现代化的基础，是加快社会主义新农村建设，促进粮食增产增收的重要支撑。我国的农业机械化发展已经站在新阶段的起点上，向更新的高度继续迈进。本项目研究的目的在于解决农机具产品在关键部件在实施焊接时仍旧采用传统工艺，不能保证焊接质量，导致机具田间作业时焊接件断裂故障频繁发生，造成售后服务压力大，费用高，而且工作效率低，不能满足规模化生产的要求，严重制约农机具制造业的经济发展，及传统设备、传统工艺焊接员工劳动强度大，焊弧产生强烈的辐射、焊条熔化时产生的有害气体，容易对操作人员造成伤害的技术难题，让操作人员远离辐射和有害气体伤害的同时，减轻劳动强度，减少焊后清除焊渣环节，提高工作效率，确保产品质量，为农业生产提供质量更加可靠的优良装备。因此，本项目研究的开发是非常必要的，其目的在于为农机具产品制造业提一种先进适用的焊接装备，让行业员工远离伤害，确保安全生产，提高产品质量，促进行业经济技术进步，推动粮食生产安全。
目前，农机具制造业大部分都存在着规模小，设备陈旧，尤其是在关键部件（如旋耕机刀轴、还田机刀轴）的焊接方面，仍旧采用传统设备，沿用传统工艺，这样不仅员工劳动强度大，工作效率低，不适应规模化生产的要求。而且难以保证焊接质量，导致机具田间作业时焊接件断裂故障频繁发生，造成售后服务压力大，费用高，严重制约着农机具制造业的经济发展和技术进步[1]。为解决上述技术难题，研究改进一种用于农机具关键部件焊接的卧式智能机械手焊接机床，已成为促进农机具制造业可持续发展当务之急。
一、技术指标
该项目产品卧式智能机械手焊接机床，经生产试验和用户使用，各项技术指标满足农机具关键部件——耕作刀轴定位对焊的工艺要求，产品经河南省农业机械产品质量监督检验站检测，各项技术指标满足相关标准要求。其技术指标如下：
1.外形尺寸为290×87×145（长×宽×高单位：cm）；
2.机床最大工作长度2000mm；
3.机床回转半径≥2500 mm；
4.工作效率≥500mm／min—800 mm／min；（定位对焊≥30）
5.使用可靠性≥95%；
6.整机质量≤2500kg；
7.功率配置15Kw。
二、主要参数
1.有效度100%；
2.漏焊率0；
3.夹渣率0；
4.气孔率0；
5.焊层厚度6.77mm；
6.焊合工件准确度0.196 mm；
7.定位对焊工作效率33.1 mm；
（8）焊缝粗糙度0.25 mm。
三、产品性能
该项目产品卧式智能机械手焊接机床，主要适用于农机具耕作机械旋耕机刀轴、旋播机刀轴、免耕机刀轴、灭茬机刀轴及秸秆粉碎还田机刀轴的定位对焊, 与现有电焊机相比，具有自动化程度高，安全系数高，能耗低，操作方便，工作效率高，员工劳动强度小，无强烈焊弧对眼睛和面部辐射伤害，无有害气体产生，对焊位置准确、焊缝饱满、焊层厚度均匀、粗糙度低、焊后无需清理焊渣，焊后无夹渣、无气孔、无漏焊等明显特点。
四、技术原理简介
本机床实现了一键式操作，操作人员只需按动一下作业键，即可完成刀轴定位对焊的全过程[2]。作业时，操作人员接通电源，首先将所焊刀轴的轴身直径、刀座数量、每组刀座夹角、刀座分布距离、分布螺旋角等技术参数输入显示器，经可编程序控制器处理[3-4]，再启动机床和空压机，人工在刀座导向器内装满刀座，将轴盘、轴管、轴头分别按要求装入对应位置，扳动气缸操作手柄将各结合部顶压到位的同时，机床开始工作[5]。其工作程序是：刀轴旋转一周的同时，活动焊枪及固定焊枪工作，分别将轴盘和轴头与轴管焊合在一起；然后，电磁铁运行到刀座导向器下端口时，在气缸推动下，排出的刀座被电磁铁吸附，运送到焊合位置的同时[6]，被压头压牢在轴身上，由活动焊实施后定位对焊，这样电磁铁持续往返送刀座，刀座按旋转角转动，活动焊枪按刀座排列距离纵向移动，完成刀轴定位对焊全过程。
五、改进设计要点
（一）智能调控装置的设计改进
该装置是本机床研究制造的核心，它是机床的大脑和是指挥部。通过研究设计、试验、改进，我们最终采用了可编程序控制器，控制器数字输出信号经驱动器控制步进电机，由步进电机执行操作者输入的各种数据，调控机床作业的全过程。它实现了到机床在用于不同轴身直径、不同刀座排列方式、不同工作长度时、不同刀座数量及不同刀座几何形状，在刀轴上定位对焊各种工件时，自动供给刀座的位置、及压紧的时间准确度、自动调整焊枪焊咀的伸缩长度的灵活性及焊位的准确度；驱动装置自动旋转角度及时间的准确度，不同工件与轴身焊合焊层厚度的自动调整等，达到了预期目标。经过试验其结果表明，该智能调控装置的性能完全满足了设计要求，操作方便，安全可靠。
（二）刀座自动供给装置的设计改进
刀座自动供给装置主要用于机床工作时，在自动供给刀座的同时压紧刀座。该装置上设有刀座导向器，导向器出口与电磁铁相接，刀座的导出靠气缸推送，利用可编程序控制器输出信号，通过驱动器、电磁阀控制气缸工作将刀座导出，利用电磁铁的吸附作用将刀座供送至焊合位置后，然后由电磁铁座上的压头将刀座压牢，再由移动焊枪做定位对焊。整个过程在可编程序控制器输出信号的指挥下能准确无误的完成，既保证了刀座供给的位置、压紧的时间和准确度，又保证了刀座与轴心线的垂直度等。
（三）轴盘固定和轴端固定装置的设计制造
盘端固定装置和轴端固定装置主要用于焊合时刀轴的固定，主要关键在于确保轴身各部装卡的位置度，实施刀座定位对焊过程中刀轴旋转的灵活性，稳定性和焊后刀轴的同轴度。为了确保轴身各工件装卡的位置度、旋转的灵活性、稳定性和焊后刀轴的同轴度，我们在轴端固定装置设计有液压缸，利用气缸带动顶尖定位，既方便可靠，又能确保位置度、灵活性、稳定性。为了确保刀轴焊后的同轴度，通过研究试验，采用轴盘固定支架和轴端固定支架配套隅件加工的方法来解决两个固定装置的同轴度。
（四）驱动装置的设计制造
该装置主要用于机床工作时刀轴旋转角度、旋转速度、活动焊枪移动位置的准确度等。为了确保机床工作时刀轴旋转角度、旋转速度、活动焊枪移动位置的准确度，采用电机带动丝杠的方式来实现焊枪的纵向移动，刀轴的旋转移动由同步电机、同步轮及同步带来完成，电机的运转由可编程序控制器输出的信号来控制。试验结果和用户使用信息表明，电机、丝杠带动焊枪纵向移动，同步电机、同步轮及同步带带动刀轴旋转的应用，能够确保焊枪移动位置的准确度和刀轴的旋转角度的准确度。
六、改进后效果
七、结束语
在改进研发过程中解决了如下关键技术：（1）智能调控装置的灵敏度及准确可靠性；（2）刀座自动供给装置的准确可靠性；（3）轴盘固定与轴端固定装置的同轴度；（4）驱动装置的可靠性；（5）实现了一键式操作。
参考文献:
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智能机械设计范文5
【关键词】气体传感器；CO；声光报警；驱动
1 设计原理及系统功能
由于一般的可燃性气体主要构成气体成份都是CO，所以系统主要通过检测空气中的CO浓度来确定煤气浓度的。当燃气泄漏后，检测空气中可燃气体浓度超过报警值时，系统给出警报的同时驱动排气扇工作，直至检测到CO浓度达到安全值，警报解除。煤气检测报警系统由可燃气体传感器、运算放大器、模数转换器、单片机及声光报警器等组成。
该系统功能如下：
1）准确检测空气中的CO浓度，并将其浓度值进行显示。
2）根据空气中的CO浓度水平控制指示灯模式。
3）当检测到空气中的CO浓度达到危险级别时，系统给出报警并紧急启动风扇排险。
2 系统设计
2.1 电源电路的设计
电源采用直流电源变压器输出15V的电压，其电源连接电路如图1所示，直流15V再经过电容滤波，7812、7805集成稳压器稳压成为稳定的+12V及+5V电源。
图1 电源连接电路
2.2 信号采集模块的分析
本设计中气体传感器选用MQ5燃气传感器，它适用于家庭或工业上对液化气，甲烷，煤气的监测装置。MQ5气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡（SnO2）。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
图2 MQ5连线及等效电路
设计中MQ5的连线及等效电路如图2所示，其中Ro表示的是测量气体在腔体内的等效电阻，RL是外接负载电阻，用来调整输出的模拟量电压范围，具体数值应根据A/D转换器的输入范围来确定，本系统中A/D转换的输入范围是0～3.3V，这样RL选用量程为10K的可变电阻，保证测量的量程足够用。
2.3 主控模块的选择
该设计采用SPCE061A型单片机。SPCE061A型单片机是凌阳科技公司推出的一款16位微处理器，具有体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点，内嵌32K字闪存FLASH，处理速度高，能够很方便地完成普通单片机的功能，其内部有两路10位数/模转换（DAC）输出通道和7通道10位电压模/数转换器（ADC）和单通道声音模/数转换器，可以满足将较复杂的电路模/数转换和数/模转换的需求，不需要外接转换芯片，节省成本，降低电路的复杂程度。
气体浓度显示采用了凌阳单片机配套的SPLC501液晶模组。采用凌阳的SPLC501芯片作为LCD驱动和控制器，为128*64点阵图形液晶显示器。
2.4 报警电路的设计
如图3所示为光报警电路原理图。其中，“灯指示”为红色电路的功能是当燃气泄漏后，检测空气中可燃气体浓度超过报警值时，在声音报警的同时进行的光报警。即IOB11输出为高电平“1”时，发光二极管导通指示灯亮，当输出低电平“0”时，发光二极管灭，如此反复便可使报警指示灯闪烁报警。同理，当检测到空气中可燃气体浓度达到提示限未达报警限时，“灯指示”为黄色的二极管闪烁。“灯指示”为绿色的电路功能：当燃气泄漏并达到声光报警的浓度，报警并开启排风扇后，延时一段时间，直到燃气排净，指示灯（绿）亮。
图3 光报警电路
2.5 驱动电路的设计
现代自动化控制设备都存在一个电子与电气电路的相互连接问题，一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机、电磁铁、电灯），另一方面又要为电子电路和电气电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全，电子继电器便能完成这一桥梁作用。所以，我们把这种继电器用在本设计中。
图4 开启排风扇驱动原理图
如图4所示为开启排风扇驱动电路原理图。采用JZC-23F型继电器，其控制电压为5V。从图中可看出，单片机接口IOB6输出高电平“1”时，三极管9014导通，继电器动作吸合JK，电动机运行，电磁阀关闭。且在继电器电路中的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势，防止干扰。
【参考文献】
[1]何道清，张禾.传感器与传感器技术[M].科学出版社，2008.
[2]杜刚，张东霞.16位单片机原理及应用学习与实验指导[M].中国电力出版社，2008，12.
智能机械设计范文6
在我国,机械制造产业得到了极为快速的发展与进步,与此同时,已经在我国的工业的发展进程中占据着极为重要的作用,加上近百年以来计算机行业的迅猛发展与优化,机械制造业汲取了计算机集成技术中的精华,逐步的实现了全面的自动化生产,完成了机器与计算机之间的完美的组合,自动化了的机械制造实现了生产业的空前的提升,更快、更好、更安全的生产已经基本实现,机械生产自动化代表的是社会发展的速度与效率。但是,不得不承认的是我国的机械生产自动化的发展仍然处于一个初级阶段,尽管已经取得了不菲的成绩,但是仍然具有从多方面发展的需要。再者,相对于其他发达国家,我国的机械制造的自动化产业的起步比较晚,很多技术方面的内容并不是非常的成熟,还具有非常大的进步空间,因此,难免要面对生产质量不佳,技术落后的尴尬局面。随着人们对于地球环境问题的关注,环保话题已经成为企业发展中必须关注的话题,现阶段的机械制造行业要想立于不败之地就必须加强自身的品质建设和技术水平的提升,而标志性的准则就是能源的消耗,在各个生产环节的设计中加入环保理念。
2如何在机械制造自动化中加入节能设计理念
要想将节能理念深入的渗透到机械制造与自动化中,必须做好以下几个方面的工作。
首先,需要对现有的机械制造的程序进行优化。只有目前现有的机械制造系统实现了结构上的优化才能够充分的将引入的节能理念的作用发挥到极致,进而保证相应的设计做到节能与环保,具体来说一是要选择最环保的发动机,发动机在机械生产中的重要性众所周知,因此需要将发动机的公害、污染降低至最小,这样才能够在节能的前提下做到减少机械生产对于环境的破坏与影响;其次需要将节能环保的理念应用到机械生产的液压系统中,液压系统在工程生产中的重要性是不容忽视的,其发挥的作用是辅助机械的清洁与维护,所以在设计机械制造的液压系统的时候应该将环保放在重要的地位上,比如液压元件和除油液的设计上,这样的话液压系统在工作的过程中可以最大限度的降低磨损并减小故障的发生率,并能起到阻止各类微尘杂志对系统的损害,增长元件的使用寿命,这样的话,可以边去频繁的对液压元件的更换,从另一个角度来说就是减少了液压系统对于周围环境的污损,实现节能;三是,机械驾驶室也是精心环保节能设计过程中需要关注的问题,一般的,对于大型机械工程,驾驶室的操作成为机械控制的核心,为了实现对驾驶员的安全的保证并帮助驾驶员提高操作技能,就一定要在驾驶室的设计方面增加环保节能的因素,具体来说,就是要求设计人员能够从驾驶室的结构的安排、辐射的防御等角度制作出基本实现全封闭的驾驶室。将驾驶员放置在一个与紫外线、电辐射相隔离的环境中,再者,应该增加对于驾驶室的人性化的设计,为了使驾驶员可以更加方便舒适的驾驶,可以将驾驶员的座位和手柄通过人体学的理念进行改造,尽量将手柄中的各项功能集中到手的一侧,对于座椅的条件也应该方便,比如实现座位多方位的调节,最大限度地符合驾驶员的生理特征,进而实现工作效率的提升。
其次,需要从机械材料等方面进行节能设计。所谓的机械材料的节能度就是指在设计阶段应该将回收的可利用的各种材料充分的利用,减少能源的消耗,之所以增加对可再回收的资源与材料的利用是为了降低的机械生产过程中各类废物、废气和废水的产生对于环境造成的各类不良的影响,其中最重要的是对各种结构零件的回收,零件的无毒无害的特点可以使得机械生产的再生率得到极大的提升,避免资源与材料的浪费;对于其他方面的材料的选择上也应该以轻质量的材料为主,这样的话就可以减小机械生产过程中机械本身的负荷,进而间接的减小能源的消耗并延长机械的使用寿命。
再次,在制作工艺方面也应该发扬节能环保的理念。在机械设计中,要想实现节能环保的目标就需要将结构和材料作为设计的重点,但是不可忽略的另一个因素是生产工艺的优化。在工艺方面,设计者应该引入各类节能的理念,对产品的生产流程进行重新整理优化,以减少生产过程中的能源的消耗,通过实际的观察会发现,不同的生产工艺对于能源的消耗是不同的,因此,要对产品的制作技术进行改进和完善,实现生产技术的优化,是每一部设备都可以同时满荷工作,使得设备的工作效率达到最大。
