機械制造及自動化的發展與應用

高志輝 張林峰

【摘 要】機械設計制造及其自動化技術擁有傳統制造模式不可比擬的優勢，逐漸成為機械設計制造行業的一項新的技術，其應用有利于生產力水平的快速提高，并確保產品質量符合預期目標。綜合分析機械設計制造及其自動化所具備的特點，且以此為基礎對其未來的發展趨勢進行深入的研究，使該技術不斷的發展和完善，以推動機械制造行業穩步前進。

【關鍵詞】機械設計制造；自動化；特點；優勢

引言

現階段，隨著高新科學技術的不斷發展和進步，機械制造行業也邁上了一個新的臺階。在未來，對于機械設計制造水平的要求只能越來越高，這就要求機械設計制造必須跟上時代的步伐，不斷提高其技術水平，并加大對自動化技術的應用，為機械制造業的發展提供堅實的技術力量。

1概述機械設計制造及其自動化

機械制造及其自動化是一門綜合技術學科，主要是對各種各樣的工業機械裝備及機電產品自設計階段開始，貫穿整個制造、運行控制及生產全過程的研究，其發展水平體現了該國家工業發展水平及綜合國力的高低。由于人們的生產活動與機械設計制造緊密相連，所以機械設計制造技術也在人類社會的不斷發展過程中得以發展和完善。尤其是在西方工業革命完成以后，該行業才開始以大機器進行生產，其專業化才有所提高，其自動化也有所體現。在上世紀六十年代開始研究機械設計制造及自動化，這是對其進行研究最早的階段，隨著電子計算機技術的不斷進步，在機械設計制造過程中也逐漸加入計算機程序的應用，其優勢在于既有利于生產效率的大力提高，又使勞動力成本隨之下降。當今社會，計算機技術水平越來越高，也為機械制造行業開辟了新的道路。

2機械設計制造及其自動化的特點

機械設計制造及自動化從本質上來講，不僅僅是技術的簡單綜合，而是以各種先進技術與理念完美組合的基礎上，在機械設計制造中實現的高精密機械和電子控制系統的優質結合，這是與傳統機械設計最顯著的不同。傳統的機械設計制造以人為主進行操作，這就對操作人員有了更高的要求，其中最主要的是對其專業素質的要求極高，同時需保證工作的準確性，所以工作起來較為復雜，不利于生產效率的提高。而機械制造及其自動化在應用中，其生產流程的處理是由電腦程序完成的，可有效的避免失誤的發生率并減少對資源的損耗，有利于生產效率的提升。由于近年來國內科技水平不斷提高，所以在該項技術中又有了紅外線等新技術加入，這不僅對該項技術的性能提高有顯著作用，更大大的促進了國家科技水平的進步。與此同時，該技術不僅大力應用于器械制造行業，而且在自動化管理方面的應用也十分廣泛。只有機械設計制造及其自動化技術的不斷完善和發展，才能以更大的優勢，在市場競爭中立于不敗之地。

3機械設計制造及其自動化的優勢

在未來的發展中，將以機械設計制造的自動化水平作為檢驗其是否符合時代發展的重要標志。自動化的發展就是以電子技術所能發揮的優勢為基礎，將以計算機為代表的先進技術加入機械設計制造之中，并實現其自動化的過程，其優勢主要體現在：

3.1降低了傳統手工的復雜性和難度

傳統手工技術的缺陷在于工作量大，且復雜，難以操作，而機械設計制造自動化技術的應用，完美的解決了這個問題，其工作原理在于以計算機技術和電子科技的有效融合，來滿足機械設計制造的具體要求。自動化在實際工作中的優勢在于以計算機技術代替人的工作對機械設計的過程以程序的方式執行，大大的簡化了機械設計制造工作過程，降低了人的因素在操作中的影響，有效的避免了人工作業發生危險的可能性，確保工程的安全可行，同時也可促進生產效率的提高。

3.2完善了監督系統

在傳統的機械設計制造中，人作為生產過程中的主要力量，控制著整個生產過程，包括對于故障及警報等的及時處理。而自動化的發展及應用在工作中對解決此類問題有良好的效果，這是因為該技術可用內部監督系統監管工程，并對工作中所有的細節進行統一檢驗，快速的搜尋故障的具體位置及成因并及時解決，確保工程的安全穩定。由此可見，自動化的發展對于機械設計制造行業意義重大，相對于傳統機械設計而言，其優勢不可取代。

4機械設計制造及其自動化的發展趨勢

4.1實現機電一體化

目前，在計算機技術和信息技術迅速發展的大背景下，機電一體化作為機械制造行業未來的發展趨勢之一，關鍵在于數控技術的廣泛應用。數控技術是機電一體化實現的技術保障。將數控技術應用其中，可有效的解決機械生產所需的精細化及高效化需求，同時具備信息化及職能化特點的數控系統的創建可實現機械生產的全面自動化模式并代替傳統半自動化生產。在全自動生產模式下，對于任何類型或是生產特點的機械產品，均能做到其生產過程以數控系統進行遠程控制完成。所以，全自動生產模式的應用可有效降低人力在生產過程中的應用，對生產結構也可起到最大程度的優化，為生產設備的安全運行保駕護航。

4.2實現網絡化

科學技術的發展帶動計算機技術的進步，并使計算機技術得以大范圍應用，從而促進了工作效率得到大力提高。而在機械制造行業中加入互聯網技術并使二者相互結合，對于機電一體化的實現也有著重要意義。互聯網技術的應用可對機械制造業的生產過程進行綜合管控，并充分利用監視技術，全方位監管生產的全部程序，及時發現問題并合理解決，保證生產在安全、穩定的前提下持續進行。

4.3實現智能化

對智能技術和自動化技術進行合理的結合，通過完善數控系統和設備，使機械生產速度及質量得以保證，是機械制造智能化實現的重要手段。在實際工作中，自機械產品的設計階段開始到生產完工整個過程中可用智能化的生產系統進行全過程的處理。這就需要機械設計人員以智能化系統為工具，對所要生產的機械產品開始虛擬設計，在設計完成后詳細檢測產品的各種性能，以檢測結果為準對設計方案不斷的完善，直到滿足生產所需，然后進行大規模生產。這種設計及生產模式，可在降低生產成本的前提下，充分修正產品設計過程中出現的問題，確保機械產品質量符合預期要求。

4.4實現微型化

納米和微米技術的應用促使機械制造的未來走向微型化，這兩項技術的應用可通過縮小產品體積，降低物料的使用，從計算機主機、VPC（VMEPMCCarrier）母板卡、和駕駛艙電子設備組成。在計算機主機上，飛行模擬機的ARINC程序被運行在主計算機PCISlot16位置的RACE卡上，主計算機上RACE可以通過HSSLRM模式與其它RACE卡進行內存共享。除此之外該位置RACE卡還采用高速光纖網絡HSSLBR模式與模擬機不同位置上的VPC母卡組成回路拓撲網絡。VPC卡分布在每個接口單元組件，通常在其Slot3和Slot4位置上，在每張VPC卡上有兩塊獨立工作PAI（PMCARINC429INTERFACE）子卡，每張PAI卡通過其接口組件單元上VMEBUS總線與VPC通信。其中PAI板卡是ARINC接口系統的處理核心，每塊PAI卡最大可以同時處理24個ARINC429信號通道，其總線尋址地址為32BIT，工作頻率為12.5MHZ。每張PAI卡在上電初始化時通過內部FPGA來配置每張PAI卡的端口，PAI卡的0-15號設置為發送端口，16-23號設置為接收端口。以PAI卡接收數據為例，當PCI地址總線上有地址總線申請時，PAI卡先把PCI總線上的數據存入到RAM內存中，通過其內部FPGA對32BIT地址信息進行譯碼，選擇對應的端口，將RAM內存數據通過選擇的端口完成ARINC429數據格式轉化，再通過WDA繞線組件與其它信號線一起組成完整的電纜線完成與機載航電設備通信。

5接口系統的主要評價標準

①實時性：由于飛行模擬機包含了計算機、接口系統和機載設備等，這些設備在處理數據時存在反應時間，所以飛行模擬機必須按照模擬機鑒定測試指南測試模擬機的傳輸延時，保證飛行模擬機實時性符合要求。②抗干擾性：由于計算機、接口系統和機載設備在空間上存在一段距離，且布線采用集中布線方式，線纜存在著相互干擾和信號衰減問題，這就需要接口系統選用抗到干擾衰減能力更強的設備，或者添加中繼設備增強信號強度，以及做好線纜之間的屏蔽措施。③穩定性：由于模擬機的接口系統通常安裝在模擬機駕駛艙附近，由于模擬機訓練振動，需要在設計安裝時，考慮接口的抗震性和穩定性。防止接口板卡或者接頭在使用中松動。除此之外，接口系統還應注意接口系統自診斷和易維護性等。

6結語

本文分析了某型A320飛行模擬機兩種接口系統設計的原理及意義，并對兩種不同接口方式的系統設計進行了分析，希望大家對了解飛行模擬機接口有所幫助。

參考文獻：

[1]R7系列模擬機操縱與技術手冊.美國L3民用飛行模擬機公司，2014.

[2]飛行模擬機鑒定與測試指南.中國民用航空軍，2005.

[3]現代飛行模擬機論證概要.中國民航飛行學員學報，2001.