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    非標自動化設備設計的柔性化運用

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    非標自動化設備設計的柔性化運用

    發布日期:2020-03-20 作者:江蘇昱博自動化設備有限公司 點擊:

     非標自動化設備包括各類助力機械手、自動化流水線、機器人系統集成應用和各種非標自動化設備,是指國家并無大批量生產,而國民經濟各部門又確實需要的專用非標準設備。非標準設備在設計制造方面不是按照國家頒布的統一的行業標準和規格制造,而是依據自身用途需要自行設計、制造。在日趨激烈的市場競爭環境下,工業企業紛紛進行體制技術革新,用微機控制的自動化設備取代傳統設備,用機械設備操作取代純手工操作,對非標自動化設備的需求量也隨之增大。如何做好非標自動化設備的設計工作,成為了相關單位和人員共同關心的一個問題。

     桁架助力機械手.jpg

     在大多數非標自動化設計工作中,能主動運用智能化和柔性化概念的案例,目前看來還不多。一般在控制部分中采用液晶觸摸屏,取代原來常用的控制按鈕、信號燈和儀表組合控制系統,只能算是方便并簡化了操作動作。液晶觸摸屏本身所具有的功能,并不能充分利用起來。當非標自動化設備具有柔性化的功能,程序控制軟件具有自我學習的能力之后,再配以功能強大的液晶觸摸屏部品,就能實現所謂智能化的理念了。江蘇昱博自動化設備有限公司結合平時的項目設計,就非標自動化設計的智能化和柔性化問題體會如下:

     

     1、用通俗的概念來對應柔性化的理解,可以使用所謂無極變速的概念來解釋。在一般多級變速機構上,原來常用的是階梯式分段控制的方法來進行變速的。例如在汽車上,上個世紀普遍是采用1~5檔對汽車的前進速度進行調節、控制。而在現代的汽車上,已經采用了無極變速的調節、控制方式了。就是因為現在無極變速方式已經發展成在一個區間內可以進行連續、線性的變速了,從而提升了汽車的性能,簡化了操作控制程序,也實現了‘柔性化’的概念。
       2、從上例中可以看出,汽車在前進速度上的變化,本身就是一個線性關系,這是個自然現象。無極變速方式無非是利用了這個自然規律。在機械行業也普遍存在這種自然規律,只是目前工程技術界內大多數人,還沒有深入地去了解它、運用它。
       3、作為專業工程技術人員,肯定都知道,物體在三維空間里有六個自由度。即:在X、Y、Z三個軸向方向上,均可以做直線運動(或變化);圍繞這個三個 基軸均可以做圓周運動。物體在三維世界里所發生的所有運動和變化過程,都是以遵循這六個基本運動規律而實現的。
       在工程實際運用中,往往都是在三維空間里,物體(一般為被加工件)在做二個甚而三個方向上的復合運動。包括讓物體做拋物運動、自由落體運動等不常見的復雜運動。但需要大家理解的是,這些運動無一例外都是遵行這六個基本運動規律而實現的。只是物體在做某些復雜的運動時,利用了重力、浮力和慣性力等自然規律,不容易理解而已。
       4、作為設計者,應該根據物體需要在某一個、或幾個方向上做自由運動的要求,在其他自由度方面則必須要設計合適的方式,對其進行可靠的約束。才能設計出適用的機械設備,達到對物體進行合乎要求的加工動作。這是做常規機械設計工作的基本任務。在此基礎上,在物體需要做運動的方向上,利用自然規律,設計出能使同類型、具有不同尺寸大小的物體,既能滿足全部運動要求,同時也能滿足在其它自由度方向,可以進行可靠約束的裝臵,也就實現‘柔性化’的要求了。
       5、用柔性化的概念,隨著自由度數量的增加,難度會極大的增加。從理論上看, 在6個自由度上都能實現柔性化的設備(或裝備),幾乎是絕對不可能完成的任務。一般能在非標自動化設備(或裝備)的設計工作中,在兩個至三個自由度方向上實現柔性化的理念,都是非常困難的工作了。 
       6、Z后,在其余約束物體運動方向上,實施的運動或動作,均是由設備(或裝備)根據程序控制的指令,自動完成的。否則就不成其為所謂自動化了。
    在非標自動化設備的設計工作中,主動運用柔性化的概念,對很多工程技術人員來說,可能還是個需要逐步理解、接受和認同的新概念。盡管可能在很多工程實例中,已經被動的運用過這個理念,但把其從實踐中抽象為理論,可能就很難以理解和接受了。

     


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