智能机械设计

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智能机械设计范文第1篇

关键词：机械设计基础 实验内容改革 教学手段改进 考核方式优化

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（b）-0092-03

随着“智能制造”计划的制定，加快制造业转型升级提上日程。实现制造强国的战略目标，为与制造业相关的数控技术专业的教学带来新的机遇和挑战。机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程，该课程作为一门实践性很强的课程，其实验教学是一个十分重要的实践环节，除了起到加深学生对理论知识的理解、对课堂上教授的理论知识的验证作用外，更重要的是培养学生实践动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力，启迪其创新思维，开拓其潜能的重要手段[1-3]。如何结合专业特点同时迎合中国制造2025计划的需要，舍弃陈旧，吸取精华，接纳新鲜内容，是机械设计基础实验教学中面临的重大 课题。

1 当前教学现状

机械设计基础实验教学是该课程教学的重要组成部分，是学生将理论知识应用于实践中的媒介，更是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力及启迪其创新思维的重要途径。然而，目前实验教学以传统验证型实验为主要内容，实验内容单一，既不能反映数控专业的特色内容，也束缚了学生的思想，更不能适应“中国制造2025”的时代背景；另外，实验教学手段单一、考核方式不够科学[4]，不利于充分调动学生的积极性，最终导致实验教学的效果与实验课的教学目标相差甚远。

2 实验教学内容改革探索

2.1 结合学生的兴趣点设置基础型实验

基础型实验包括机构认知、零部件认识等认知性实验和机构简图测绘、齿轮范成等验证性实验。根据本课程的特点，巧妙安排该类实验教学和理论教学的先后顺序，使两者有机结合起来激发学生的学习兴趣。例如，在平面四杆机构的理论课程前设置认知性实验，带领学生参观机械原理陈列柜，可以使学生在理论学习之前对该章节所涉及的典型机构和零件有感性的认识，在此基础上，引导学生动手做平面四杆机构的搭接实验，使学生进一步理解平面四杆机构的功能性，从而激发学生对理论课程的兴趣；而在齿轮范成加工方法的理论课程之前，组织观看齿轮加工的影像，在理论课程之后设置齿轮范成实验，学生通过了解实验原理、记录和分析实验参数，不仅对齿轮范成加工进行了印证，也学会了验证某一原理或设计成果可行性的方法，然后带领学生进校实训车间，现场观察滚齿机切制齿轮的加工过程，增加学生的学习信心[5]。

2.2 结合数控专业特色设置综合型实验

机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程，其实验教学是提高本专业技能最重要的实践环节，为更进一步的突出课程实验对本专业的服务性特点，笔者结合本专业所涉及的机床及数控加工工艺设置机械设计基础综合型实验，通过对机床机械结构的实际零部件的测量与分析提高学生分析抽象机构及典型零件的能力，进而提高学生对数控加工方法和工艺的分析与设计能力[6-8]。

综合型实验教学的具体内容设置如图1所示。

2.3 结合“智能制造”设置创新型实验

结合“智能制造”创新发展和制造业与信息技术融合的理念，在实验教学时设置创新拔高型实验，以适应“智能制造”的要求[9]。

如图2所示，以机构创新认知实验、校园环保自行车创新设计与制作等为代表的创新发展类实验，使学生层层深入到典型机构与创新产品中去，既能逐步激发学生的兴趣、锻炼学生分析问题和解决问题的能力，又能培养学生的创新意识。利用信息技术设置虚拟设计与仿真类实验，例如通过计算机辅助设计与制造软件模拟机器人的运动过程、设计与制造实训车间智能运输小车，以有利于学生实训的实际产品勾起学生的创新欲望[10-12]。设计与制造实训车间智能运输小车为例，首先将学生分成若干组，使各组学生运用其在一年级所学的CAD课程、同期CAM课程，分别设计智能小车的各个零部件并进行三维造型，由实验教师将各组设计的零部件组装，并进行编程模拟运动，让学生参与设计与制造，真实体验机械零件设计过程的实质和乐趣。

3 实验教学手段改革探索

3.1 “动”与“静”结合

在实验教学中，实验室教具、模型设置，对学生动手操作兴趣的提高有重要影响。“动”体现在物品陈列的状态和教师讲授过程，根据陈列物品种类的不同，将典型运动机构、传动部件及机械零件设置为可运动的动态陈列柜，便于学生观察机构的实际动作及零部件的实际运动。教师讲授过程配以动作演示，将实验指导书的讲解转变为实物操作讲解。“静”体现在学生自动作业以及以小组为主的自主学习、合作交流。运用“动”与“静”的结合提高实验教学效果。

3.2 引入信息技术

教学辅助材料通常为纸质实验指导书，大量的文字表达，学生往往不能抓住实验要领。现将实验指导书涉及的特殊工具、典型量具、专用仪器、操作方法与步骤及实验结果处理手段以电子课件的形式呈现，配以小视频和动画促进学生对

3.3 优化实验教学人员

现将理论课主讲教师与实验员共同参与实验课教学、教研及科研，使理论教学与实践教学无缝隙结合，这一教学模式获得学生的一致好评[13-14]。

4 优化考核评价方式

基于基础型、综合型及创新型的实验内容设置，优化考核评价方式。基础型实验考核占比50%，综合型实验考核占比30%，创新型实验考核占比20%。

4.1 基础型实验考核

基础型实验考核包括考勤成绩10%、操作过程成绩20%、实验结果分析20%。考勤成绩涉及学生的出勤率，操作过程成绩涉及学生操作的正确性、参与度及团队协作度，实验结果分析成绩涉及学生实验数据的分析整理的准确度、是否独自思考及书面整洁度[15]。

4.2 综合型实验考核

为了考查学生对知识的综合应用，对综合型实验的考核包括出勤率10%，操作过程成绩10%、实验结果分析10%。考虑到学生学习层次的差异性，在综合型实验考核时均分比例，促进学生对此类实验重视程度的提高。

4.3 创新型实验考核

新考核项，占总评成绩的20%。包括参与分5%，创新操作10%，实验结果分析5%。鼓励学生积极参与创新型实验，学生能对本课程所学的知识点或对应的训练提出自己独到的见解并能以一定成果展示即可获得创新分数。

5 结语

实验教学与理论课教学是相辅相成，相互促进的关系，结合学生特点、专业特色及行业趋势将机械设计基础实验教学内容设置成基础型实验、综合型实验及创新型实验三个层次，配合多种教学手段和综合考核评价，使学生在实践学习环节逐步深入，提高了学生的实践兴趣，同时激发了学生的创新潜能，也促进了学生对理论课程的学习和理解。

参考文献

[1] 刘玲.构建机械设计基础实验教学新体系[J].西南农业大学学报，2005，3（1）：139-140.

[2] 阎绍泽，季林红，申永胜，等.机械原理实验教学新体系[J].实验技术与管理，2004，21（2）：102-105.

[3] 郑蓓蓉，周晨，谢晓.构建机械基础实验教学体系培养大学生创新能力[J].实验室研究与探索，2009，28（11）：137-139.

[4] 刘元林. 大工程背景下机械设计基础实验教学改革的研究与探索[J].实验技术与管理，2010，27（1）：14-16.

[5] 阎绍泽，季林红，索双富，等.机械性能测试系列实验平台的建设与创新[J].实验技术与管理，2005，22（12）：47-50.

[6] 胡玲凤.工业设计机械基础实验教学的设计与实践[J].机械设计与制造，2005（12）：8-9.

[7] 陆凤仪，徐格宁，朱建儒，等.机械设计基础实验教学示范中心建设与教学改革[J].实验技术与管理，2006，23（2）：81-83.

[8] 邹F，祝海林，胡爱萍，等.机械基础实验教学示范中心的建设与思考[J].实验技术与管理，2010，27（7）：110-111.

[9] 周济.智能制造――“中国制造2025”的主攻方向[J].中国机械工程，2015，26（17）：2273-2284.

[10] 孙志宏，单洪波，庄幼敏，等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索，2007，26（11）：98-100.

[11] 刘会英，，毕晓毅.加强实践教育培养学生的综合创新设计能力[J].实验室研究与探索，2006，25（6）：703-705.

[12] 宋若冰，武立波，张文孝.以创新为导向的机械基础课程实践教学研究[J].实验室科学，2015，18（1）：106-107.

[13] 邵园园，玄冠涛，候加林.机械设计基础教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（5）：132-134.

智能机械设计范文第2篇

关键词：节能设计；机械制造；自动化；现代工业；节能环保

科学技术的发展不断推动着劳动生产力提高，让人们的生活方式由最开始的手工劳动，逐步发展为简单的生产工具和具有简单功能的机械。随后蒸汽机、内燃机的出现使利用大规模的机械从事生产活动成为了可能。再到集成电路和大规模集成电路的广泛应用，让自动化生产成为了制造业的常态，并且朝着智能化的方向发展。这种技术进步带来的生产效率突飞猛进的提高，从根本上改变了社会面貌和人们的生产、生活方式。机械制造和自动化的广泛应用在给人们带来光鲜亮丽生活的同时，却也带来了不小的问题。时至今日，越来越多的工厂采用自动化程度高的生产线，大大减少了工人的数量，但对于能源的胃口却是越来越大。同时工厂生产过程中产生的废水、废气和废料都没有经过妥善的处理，导致了经济发展同日益严重的环境污染并存的局面。解决这一矛盾的方法除了要对工厂排放的废水、废气和废料进行治理外，还要使用设计、建造能量使用效率高的机械自动化设备，从根本上减少能源的消耗，自然也减少了废水、废气的排放和废料的产生。

1国内机械制造与自动化技术现状及发展趋势

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。但是由于我国的自动化机械制造起步较发达国家晚，技术相对落后，导致与发达国家制造的产品在质量、可靠度方面都有很大差距，竞争力方面没有优势可言。国外的机械制造技术与自动化技术现在已经发展得很完善，目前正朝着智能、环保的方向发展，国内的企业在这方面还存在很大的差距。国内企业应该积极尝试与国际接轨，目前有些企业通过加强与国际公司的交流或建立跨国公司，已经使自身的技术水平取得了长足的进步，机械制造的自动化程度也越来越高，缩短了与国外企业的差距。但是在最前沿的智能、环保领域还没有跟上国际的步伐。这需要我国的企业改变发展理念以及国家相关政策的积极扶持，只有通过持续不断的发展及投入，才能在这些领域发展出我国企业特有的竞争力。

2机械制造与自动化中的节能方法

机械制造与自动化的节能技术要涉及到从最初的设计到最终产品完成的各个环节，需要从多个方面统筹考虑：

2.1机械制造与自动化中设计阶段的节能

在机械设计制造中，节能技术应该是首要考虑的事项，尤其是在设计阶段。通常设计阶段需要对整个系统进行总体规划，在设计阶段对节能考虑得周全与否以及规划得是否合理，对于最终机械系统的能源利用效率有着决定性的影响。通常制造机械中最常见的部分就是发动机和液压系统。设计发动机系统比选择优良的排放系统，选用低油耗、低排放、低噪音和高效率的环保型发动机更为重要。这样不但可以降低整个系统的能源消耗，还可以减轻排放系统的负荷。液压传动中最重要的是保持传动液压油的清洁度，精心设计的液压系统是保障机械系统节能、高效和环保的重要环节。精心设计的液压系统可保证油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质长时间保持在正常工作范围，减少液压元件故障率与磨损、延长常用液压元件的使用寿命，降低液压油的更换频率，延长换油间隔时间，减少对周边作业环境的污染。比如为了保证液压系统的寿命，采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管；设计过程中在可能的情况下尽量使用硬管，对只能使用软管的部分可以设计液压油回收装置，以便在软管破裂时能够回收液压油而不致对环境造成污染。机械设计过程实用化虚拟现实技术，成为设计初期的主要方式。计算机技术的长足发展使得机械制造和自动化的设计、优化和实际的使用结果都可以事先在计算机中模拟出来，这也是机械设计制造设计未来的发展方向。通过计算机模拟环境先将所要设计的系统建立虚拟模型，并赋予这些模型同现实中同样的物理性质，使用计算机进行预先演算，寻找设计产品的缺陷。在这个过程中发现的缺陷可以直接修改计算机模型，然后重新演算，直到符合要求之后再进行生产制造。与传统的设计流程相比，很多需要设计图纸和样品制造的环节都可以减少甚至完全不需要。这样的设计方法可以缩短设计周期，减少生产过程中出现问题的可能性，由于成功率的提升，消耗资源环节的减少可以有效降低企业的成本，同时也能减少环境污染。

2.2材料的选择和结构优化

机械设计制造过程中，选择环保、可回收的材料是节约能源的一个重要方面。机械制造过程中一直固有的理念是：为了保证设备的使用寿命和功能，通常都是要选择更好的材料或者是要采用更加厚重的结构。但是随着进一步的研究，通过对各个构件的受力分析各个构件的受力特点，可以有针对性地对结构进行优化，降低材料等级或者减少使用量。比如受扭矩的圆柱状结构，通过受力分析就可以发现承受的扭力都集中在圆柱的部分，圆柱中心位置受到的扭力很小，这样就可以将圆柱简化为空心结构，在能够承受的扭力不变的情况下减少材料使用，减轻设备重量。此外，一些结构用零件一定要采用比较容易装配和分解的大模块化的结构设计。在选用材料的过程中应当优先选取可回收、易分解、能再生，而且在加工过程中不会产生对环境有害的“三废”的材料以及其在报废后对环境污染最小的材料。

2.3合理工艺的选择

机械制造业中另一个重要的环节就是工艺和流程的选择，这一阶段如果可以对能量加以充分利用和回收则可以节省大量资源。传统的制造工艺通常都是使用冷锻与热锻。冷锻的过程都是在低于回复温度下进行，冷锻可以保证尺寸精度，并且表面粗糙度好、劳动条件好、生产效率高，但是由于在加工过程中金属的变形抗力大、塑性差并积聚有残余内应力，需中间退火后才能继续变形。热锻的温度在再结晶温度以上，这就需要对材料再加热和采用相应的加热设备。可以发现冷锻和热锻都需要再加热的过程，这就造成了能源消耗增加。与之相比，采用温锻工艺，制造过程在相对较低的温度下进行，也不需要二次加热到较高的温度，可以节省大量的能源消耗。作为长远的发展方向，制造厂应该同金属材料生产厂商合作，将生产出来的材料直接热送到加工车间，充分利用生产工序中的余热，这样既回收了材料本身的热量，还免去了二次加热过程，一举两得。

2.4设备运转过程的节能措施

机械设备在制造完毕后，就是在运转过程中的消耗能源，利用先进的完全智能化的管理系统，可以控制运转过程中实时消耗的能量。智能化的管理系统可以控制大到整个生产线小到每个开关，通过各种先进的传感器实施收集生产过程中的相关数据，动态地调节生产设备令其同生产负荷相适应，用最小的能源消耗来满足生产需求。以制造业的一般生产线来讲，通常只是某一部分的设备需要一直运转，其他的部分设备是在需要的时候才使用。这些设备有的可以直接关闭，有的需要保持在待机的状态，通过及时关闭不需要的设备并让必须待机的设备运转在最小消耗下，这就可以减少不必要的能源消耗，降低生产成本。

2.5机械运输过程的节能环保

一提到节能环保，大多数人的思考角度多是从机械本身的改进上考虑，都忽略了设备在包装和运输过程中所消耗的能源。随着制造工艺的进步，现在的机器越做越精细，工艺也日趋复杂，在运输过程中如何能够保证精密部件的完好成为运输过程的首要问题。在运输的过程中选择合适的运输方式、减少包装的复杂程度以及包装材料的选择都是环保节能的手段。首先，机械设备的精密部件需要多层保护才能抵消在运输过程中的磕碰和损坏。这就需要在设计环节就考虑到这一问题，尽量将精密的部件与其周围的部件设计为一个整体，运输的过程中将这个整体作为运输单位，其周围的构件自然成为了保护，这就可以有效地降低包装的保护级别；其次，包装材料的选择。过度使用木板势必会对环境造成危害，而使用传统的纸板又不能达到保护的需要，聚乙烯包装材料回收非常困难，焚烧又会造成空气污染。相比之下，蜂窝纸板材料成为了理想的选择，其蜂窝结构可以有效地降低机械在运输过程中受到的损害，其生产和使用都对环境的影响较小，并且纸板回收和再利用也相对容易，是目前来讲最环保、最具性价比的选择；最后，运输方式的选择也应该注意节能环保，海、陆、空三种运输方式各有利弊。海运虽然运输的风险和成本比较低，但是耗时较长。陆路运输的时间和成本都比较折中，但设备装载困难，还有一定的风险性。空运安全、高效，但是价格昂贵，所以根据实际需求选择最适合的运输方式也可以达到降低运输成本、节能环保的效果。

3结语

我国作为一个生产制造大国，每年的能源消耗量惊人。根据最近的统计数据，我国近几年的年消耗的能源总量折合为标准煤都超过420000万吨。其中消耗的能源大部分都是传统的能源，在消耗大量能源的同时也对我国的环境造成了极大的破坏。虽然我们取得的进步有目共睹，但这绝不是可以持续发展的方式。能源危机的问题已经越来越凸显，在短期还不能找到能够替代传统能源的大背景下，如何减少我国工业能源消耗、优化能源结构、充分回收浪费的能源是我们现在的重中之重。节能技术应该受到各行业的重视，并付诸实践。大到宏观的产业结构，小到每条生产线、每件设备都应该将节能、环保的理念贯彻到底。

作者:王小梅 田鹏 单位:长江师范学院机械与电气工程学院

参考文献:

[1]马明．机械制造与自动化设计中的节能设计理念分析[J]．科技创新与应用，2015，（11）．

[2]张成磊，刘朝利．机械制造与自动化设计中的节能设计理念研究[J]．科技风，2014，（7）．

[3]林俊鹏．机械制造与自动化中的节能设计理念[J]．科技风，2014，（7）．

智能机械设计范文第3篇

关键词：机械制造工艺；设计能力；重要性

前言

我国机械制造行业发展时间已经超过半个世纪，整体机械产品生产已经建立综合形式规模，形成品质优良、品种多样、布局合理的机械制造工业体系。机械制造工艺设计作为当前我国的机械制造工艺的重要内容，对我国机械制造行业发展具有非常好的促进作用。通过培养机械制造工艺设计能力，确保提高整体机械制造技术水平，完成对我国机械设计的改进，已经成为当前机械制造工作顺利展开的关键。当前我国机械制造工艺设计主要是为加强对机械制造企业各项资源的综合应用，进而提高企业的设计能力。本文就企业机械制造工艺设计能力的方法进行探究，现研究结果如下。

1. 我国机械制造工艺发展

机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。21世纪初，机械制造业发展的特点是现代化高新技术的综合利用，其趋势是四化：即柔性化，敏捷化，智能化和信息化。我国机械制造从技术中心转向以理念为中心，积极树立自己的品牌，强化品牌效应和危机意识，要有自己的品牌特点和企业文化理念，创建独特的企业发展模式和理念。强调专业化分工向一专多能转变最大发挥劳动者的聪明才智，在该过程中劳动者可以相互合作，发挥各自聪明才智来完成相机的组装，提高工作效率。

当前我国的工艺设计能力较为低下，整体设计工艺性较差，在很大程度上造成我国机械制造工艺发展缓慢。培养机械制造工艺设计能力已经成为机械制造工艺发展的关键，在我国机械制造发展中势在必行。

2. 培养机械制造工艺能力的重要性

我国在一定的程度上加强机械工艺的科研投入和人才培养力度，充分挖掘机械行业的高科技人才，在机械制造工艺能力培养上已经取得非常显著的进步。但是我国的整体机械制造工艺能力较为低下，机械工艺能力还有待进一步提高。机械制造工艺能力主要指相关人员对机械制造工艺产品的设计和实际应用能力。设计人员通过机械制造工艺能力能够将产品设计和实际生产结合在一起，增强机械制造工艺效果。

通过机械制造工艺能力，设计人员可以对机械制造工艺产品进行调研、计算、设计和修改，实现对产品的设计图纸完善，提高工艺效果和产品成效。机械制造工艺能力的高低直接决定着我国当前的设计成本和设计质量，对我国机械制造行业的发展具有非常大的影响。通过提高设计人员的机械制造工艺能力可以很好地协调设计资源，对机械制造工艺资源进行合理配置，实现机械制造工艺的效益最大化，对我国机械制造的发展具有至关重要的作用。

培养机械制造企业的工艺设计能力，不仅是对生产结构的完善，也能够将企业的效益明显提高，推动企业的良好稳定发展。

3. 机械工艺设计能力培养措施

3.1. 加强机械制造工艺设计力量

在培养机械制造工艺设计能力时，相关人员要加强对机械制造工艺科研力量的投入与建设，确保对专业高素质人才的吸收引进。通过企业原有设计人员同和相关技术人员的共同合作，来切实提高工艺设计力量。在进行机械制造工艺设计的过程中，各位设计人员都应不断提高对该方面的意识，确保加强对机械制造工艺设计能力的培养效果。

3.1.1. 全面专业知识和能力

在进行机械制造工艺设计教导的过程中，工作人员要具有专业的机械制造知识和能力，具有较高的职业素质，能够高质量、高效益地完成机械制造工艺教学任务。要对机械制造工艺设计进行全面了解和掌握，对各个环节进行准确分析。设计人员不断提高自身专业素质，将机械制造工艺设计精神和设计要点全部讨论，提高机械制造工艺设计能力。

3.1.2. 辅助使用计算机工具

在当前的机械制造工艺设计过程中，计算机技术已经成为影响设计的重要因素。计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）在很大程度上方便了当前的机械制造工艺操作和流程，实现了对整体机械制造工艺的简化，改善了传统机械制造工艺技术低下、无法满足市场研究的现状。因此，要掌握计算机辅助机械制造，培养自身对计算机工具的使用能力，确保能够独立完成计算机辅助机械制造工艺设计的相关操作。

3.1.3. 培养工作人员操作能力

在进行学习及提升的过程中，要增强自身的实践能力，将机械制造工艺设计和实际操作结合在一起，从本质上实现对实际操作能力的培养和锻炼。要支持和鼓励工作人员将学习到的机械制造工艺知识进行日常运用，不断增强自身的专业操作能力和动手能力，培养机械制造工艺设计意识和能力。

3.2. 加强对社会环境建设

机械制造工艺社会环境建设主要包括提升社会对机械制造工艺的关注度、创造良好社会环境、加大对机械制造工艺的投资和管理等方面，通过对上述方面进行建设和管理，确保提高对机械制造工艺能力的培养。社会环境建设已经成为影响机械制造工艺设计能力的一个重要因素。

3.2.1. 提高对工艺的关注度

机械制造工艺能力培养在很大程度上是对学生的培养。在社会职业机能中，相关人员要加强对机械制造工艺的关注度，提高社会对技术能力的培养。当前我国已经在很大程度上加强对机械制造工艺能力培养的关注度，但是这些关注度在社会中仅起到很小的影响。因此，在培养机械制造工艺设计能力的过程中，我们要提高社会对其的关注，对机械制造工艺能力进行宣传和发展。

3.2.2. 创造良好社会环境

企业在进行机械能力工艺设计培养的过程中企业资源在一定程度上限制了机械制造工艺能力的发展，因此相关人员要加强对社会环境的建设，确保社会积极为设计人员提供良好的机械制造学习环境，提供锻炼的机会。除此之外，相关人员还要增加对社会资源的管理，尤其是机械制造工艺相关的企业资源。企业可以将上述资源和自身的工艺设计结合在一起，为机械制造工艺能力的培养提供合适的场所，为创建良好的机械制造工艺培养空间。政府要加大对此方面的投入和管理力度，增强综合协调。

3.2.3. 加强对企业设计研究的投资管理

培养机械制造工艺设计能力在很大方面与企业的资金和管理有关，因此管理部门要加强对企业该方面的管理。企业和部门一方面要加强对企业的投资管理，确保相关投资落实到位，为机械制造工艺能力的培养提供坚实的经济基础。另一方面，管理部门要加强对企业的管理力度，对企业机械制造工艺进行管理制度改革和调整，确保机械制造程序满足社会需要，能够从本质上对机械制造工艺能力培养的要求。

4. 总结

机械制造工艺是当前世界关注的重点领域，对社会的发展具有非常大的影响，机械制造工艺在一定上已经成为国家机械制造业发展的指标。加强对企业的机械制造工艺设计能力的培养，提高整体机械设计效果，已经成为当前机械工艺教育和建设的关键。只有通过对企业加强管理、增强研究投资、丰富企业资源，才能确保增加我国的机械制造工艺效益，从本质上确保我国机械制造行业飞速发展。

参考文献：

[1]潘晨.浅谈机械制造工艺设计能力的培养[J].太原城市职业技术学院学报，2010，5（8）：6-7

智能机械设计范文第4篇

【关键词】 8051芯片；嵌入式微处理器；VHDL语言

便携式智能设备包括PDA、智能手机、PSP、数码播放器、电子书以及平板电脑等等。而8051芯片正是面向便携式智能设备的一种常用核心部件。8051芯片作为一套完整的微处理器体系结构，拥有大量的内置控制存储器（ROM和EPROM）和RAM，增强型的I/O端口和访问外部存储器的能力。8051的体系结构非常灵活，除具有许多高效率位处理特性外，还能利用高级语言和较大的数据空间（64KB的控制存储器和64KB的RAM）。

一、8051芯片概述

8051是MCS-51系列芯片的一个子系列，除此之外还有80 52子系列和8051CMOS芯片。8051子系列主要的技术特点有：提供不同类型的存储器。除掩模ROM、EPROM以外，还能提供E2 PROM或 FLASH MEMORY。扩展的存储器容量。ROM扩展到64KB ，RAM扩展到512B。提高运行速度。时钟频率已达16MHZ/ 24MHz。发展低电压专用芯片。工作电压可低于1.8V。扩大接口功能，如设置高速口，扩展I/O数量，增加外部中断源以及将ADC，PWM做到片内。扩展定时器/计数器的数量和功能。提高可靠性，如设置看门狗（WDT）、电源监测和时钟监测。完善和发展串行总线，促进单片机多机和网络系统的发展，提供多种封装形式。

二、芯片结构

MCS-51系列芯片的主要组成有CPU系统（CPU，时钟系统，总线控制逻辑），功能单元和归一化的I/O端口。8051子系列的主要结构特点：（1）外部引脚。RST系统复位用，ALE数据（地址）复用控制；EA 外部/内部程序存储器选择；PSEN 外部程序存储器的取址控制。（2）中断系统。2个外部中断源 INT0，INT1；2个定时器溢出中断（T0，T1）；1个串行中断。（3）串行接口UART。1个带有移位寄存器工组方式的通用异步收发器。（4）I/O端口。四个8位端口 P0，P1，P2，P3；P0为数据总线，P1为用户端口，P2 为基本输入输出端口，P3为并行扩展总线的读写控制。（5）CPU：有突出控制功能的指令系统。8051芯片的处理器部件主要体现了一般嵌入式芯片软硬件可裁减的特点，可以灵活配置芯片的各项性能参数。

三、基于VHDL语言的实体设计

超高速集成电路硬件描述语言，简称VHD（VHSIC Hardware Description Language）语言。在实现8051芯片实体设计的过程中，需利用硬件描述语言VHDL对8051芯片进行编程。8051编程的基本接口实体设计为：

entity uart_top_tb is

――定义类属参数

Generic（

DATA_BIT：INTEGER：= 8；

TOTAL_BIT：INTEGER：= 10；

PARITY_RULE：PARITY：= none；

FULL_PULSE_COUNT：BD_COUNT：= BD9600_FPC；

――5208 if testing 9600 baudrate

RISE_PULSE_COUNT：BD_COUNT：= BD9600_HPC

――2604 if testing 9600 baudrate）；

Port（

clk_in：in std_logic；

RxD_in：in std_logic；

send_bus：in std_logic_vector（7 downto 0）；

TxD_out：out std_logic

recv_out：out std_logic；

send_over_out：out std_logic；

recv_bus_out：out std_logic_vector（7 downto 0））；

end uart_top_tb。

四、综述

8051芯片是便携式智能设备硬件架构的重要组成部分，它的产生对于便携式智能设备微处理器的发展有着巨大的推动作用。而8051芯片实体设计，也是嵌入式系统教科书般的研究课题。希望通过此文的浅析，能为智能设备核心处理器的设计做出重要贡献。

参考文献

[1]陈荣，陈华．VHDL芯片设计[M]．北京：机械工业出版社，2006

[2]Mike Predko .Programming and Customizing The 8051 Microcontroller[M].Beijing：People’s Posts & Telecommunications Publishing House，2006

智能机械设计范文第5篇

关键词： 管理控制;自动化;机械设备

Abstract: this paper mainly artificial intelligence technology around this covers the automation and control mechanical no technical of vision and its prospects.

Keywords: management control; Automation; Mechanical equipment

中图分类号：F407.4文献标识码：A 文章编号：

随着科技日趋现代化，自动化发展。使得工程施工机械也向着专门化、自动化甚而无人化作业方向转变。因而多种控制技术在现代工程施工机械中得到了更为广泛的应用与发展。

1施工机械的自动化、无人化作业

1.1自动化控制技术应用于土木工程

目前，具有不同机能的自动化控制技术在工程施工机械中得到了广泛的应用。如摊铺机上安装的自动调平装置可实现摊铺作业的纵向、横向自动找平；有一些摊铺机还安装有混合料自动供料装置，对铺层厚度进行自动控制与管理；有的还实现了摊铺机转向自动化。在推土机上安装电子监测监控系统（PIC）、工作装置参数自寻优PID控制系统，实现了推土机的自动监控和工作装置的微机自动控制。德国帕绍（A.F.pasau）的EST17微处理机控制装置使装载机传动系统自动化。液压挖掘机的电子载荷传感系统、故障监控系统、自动怠速装置和工作模式电控系统等，实现了挖掘机局部功能自动化控制。

近年已出现了无线遥控挖掘机和全自动液压挖掘机，压实机械的压实控制系统（BTM）、随车监测系统等，平地机铲刀实现自动调平控制，清扫车上采用可编程序控制器以实现其智能化等。

1.2自动化作业在大型机械设备控制中的功能开发

地面大型机械包括推土机、挖掘机等土方机械作业的自动化，将会大大提高作业质量和作业生产效率。最早实现推土机铲刀和挖掘机铲斗位置控制的是一种以开关系统为基础的反馈控制系统。利用激光实现推土自动化系统的研究是从70年代中期开始的。1976年开发研制了推土机铲刀的激光控制装置—激光测平装置，它由投光器、感光器、控制装置等组成，由于控制系统存在着速度响应问题，当时并未用于实际施工作业。随后，由于电子技术的发展促进了自动控制系统的开发研究。1993年，日本学者北郁夫开发了KOMATSULASER LEVELING SYSTEM，使推土机车速在5km/h作业时，平整精度达到了±3cm。激光自动掘削系统也已用于液压挖掘机的作业中。1992年，日本菊池雄一等开发研制的激光自动掘削系统，如图1所示。

图1液压挖掘机自动掘削控制系统

该系统由自动直线加工系统和激光系统组成。激光感光器测出加工面的激光位置，激光系统测得挖掘机车体高度，将信号传送到自动掘削系统，系统根据这些情报及各传感元件的信息，将处理后的信号传给控制挖掘轨迹的各电磁比例控制阀，实现动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的自动控制。这种控制比一般的施工作业提高加工精度3倍，提高施工能力1.6倍。

1.3多功能组合的自动化整合在水下作业中运用

近期，水下施工作业在建设中的需求也越来越多，尤其多功能、高功效自动化整合型的设备也覆盖了更多的专业市场。集深浅作业、水下焊接、水下切割、水下测量、水下埋设等多种功能于一体的钻探机、管线埋设机、机器人等，满足了大型水下作业无人化施工的需要。

同时，单台施工机械无人化开发研究的同时，多台设备、测控装置联动组合的无人化水下施工（机群控制）的研究也在日益智能化，全天候发展。

2自动化控制技术在工程施工机械作业时应具备的机能

施工机械作业主要从事施工现场土、石方面的作业。此类作业对象绝大部分较为复杂，环境比较恶劣，因此，为了实现自动化作业，就要求施工机械在作业现场内要具有确认自已位置的能力并同时具有不与现场其它设备、车辆等发生接触的能力，按照既定的路线严格作业。在这方面要求机械设备能对作业对象土、砂、岩石等的位置、大小，形状以及它们的特性进行正确的认识和判断，从而选择最佳作业方式。在多台机械、车辆联合作业时，各机械、车辆的作业指令是由中央控制室发出的，控制各机械车辆的相互配合以及有序进行各自的作业。此外，各作业机械、车辆还应具有自身独立的判断能力等。当然，理论上的探讨终归是纸上谈兵，所有的机能技术的实现都要以科技的发展为依托。

2.1机械车辆的位置判断和信号采集

机械本身安装有自动体识别系统。它可以使机械或车辆自行辨认各自所处位置。现代多采用外部和内部两种位置识别法。外部位置识别法是在施工现场的几处设定绝对位置基准点，借助于电磁波或超声波测定机械或车辆绝对位置的方法；内部位置识别法则不需依赖现场设定的基准点，而是用回转式角度传感器和车载速度测定传感器等测定的车辆行走数据来确认自身运动和方位变化。

2.2自动复位控制机能的输入和输出

如果在自动化施工作业中位置识别机能确认机械或车辆在作业中已偏离既定路线，没有严格按照自动化施工中的既定路线，那么机械或车辆应该具有自动复位的控制机能，也称位置诱导控制技术，它是种操纵控制技术。使机械、车辆的方向位置、速度、始终严格按设定路线进行作业。例如，在工厂和狭窄作业场地采用的磁力式路径诱导以及车体偏位、车体姿势角测定的一些传感技术等。

2.3关于施工机群及其控制方面的技术

施工过程中，不同种类的机械要相互配合作业，其形式和方法比较繁杂，在这种情形下要做到井然有序，要实现自动化、无人化，就应该有一个这样的控制系统——把各种机械的位置和工作的实时状况传送到中央控制室，再由中央控制室把各机械作业方式的指令传送到位。因此该系统具备以下功能：（1）随时把握各机械位置、运转状况，并把它们传送到中央控制装置；（2）具有对各机械传送数据的全作业状况进行分析的解析系统；（3）能够确定由于工程推后、不测状况等变化而引起作业差别的处理方法，并将新的作业指令传送到各作业车辆。

2.4关于物性及其评价方面的技术

无人化施工作业必须由机械自身来判断地层状况，选择合适的作业方式，具有评价作业对象物性、品质以及相应变更、修正作业条件的机能。物性评价系统包括作业对象的特性计测机能和对应其特性的最佳作业方式选定机能两部分。作业对象的特性指它们的种类、含水率、密度等物理性质以及强度、刚度等力学性质。在进行物性方面评价时，也应研究并说明机械与作业对象物的相互作业机理。

2.5关于智能化完全取代人工的技术

要实现施工自动化，不仅要有高效处理机能的机群中央控制系统，而且期望各个机械（车辆）具有判断处理自身运转状况的机能，就相当于具有操作手的思维、判断能力一样。利用专家系统建立的推理和学习机能，可实现某种人工智能。

目前：单台机械无人化已进入实用阶段。今后此领域的研究将具有以下特点：（1）研究开发高精度、高性能，具有感知性能的传感元件，如：载荷传感器、红外线传感器、激光传感器、超声波传感器、视觉传感器、行程传感器、车速传感器（具有移动功能）以及车体倾斜计、滑移控制器、扭矩计、操纵控制器、回转式编码器、地基情报采集系统等；（2）开发具有最佳行走操纵的自动控制系统，以提高机械的作业能力、作业效率以及提高机械的操作简便化、机动化、安全化等。