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浅析机械制造中的安全控制系统
摘要 目前,在机械制造系统中,安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据。本文在分析安全控制系统基本概念基础上,对于安全逻辑控制设备组成及特点进行详细分析,对于保证机械制造系统中的安全问题具有一定作用。
关键词 机械制造;安全控制系统;设备特点;安全继电器;PLC;安全总线
0 引言
机械的安全性就是机械安全使用说明书规定的预定使用条件下执行其功能和在运输、安装、调整、拆卸和处理时不产生伤害或危害健康的能力。任何一台机械都有风险,会导致危险。这些风险和危险都会导致事故的发生、对人员造成伤害。当我们能够关注机械本身的安全性能的时候,其安全功能应该由安全自动化控制系统来实现。安全控制系统的正确设计会影响到机械的安全性能。安全控制系统的可靠性是衡量该台机械是否符合安全要求的重要依据[1],本文对于相关问题进行分析。
1 安全控制系统
所谓的安全(控制)系统,是在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护、操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使装置安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。它包括了现场的安全信号,如紧急停止信号、安全进入信号、阀反馈信号、液位信号等,逻辑控制单元和输出控制单元[2]。无论在机械制造领域还是在流程化工领域,安全控制系统是整个系统运转中不可或缺的一部分。
从安全控制系统的结构图我们可以看出,安全控制链由输入(如传感器)、逻辑(如控制器)、输出(如触发装置)构成。从逻辑上来说,对于安全信号的控制功能可以采用普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 等逻辑控制元器件,从表面上达到我们所需要的逻辑输出。但是,我们可以注意到,普通继电器、普通PLC、标准现场总线或DCS 不属于安全相关元器件或系统。它们在进行安全相关控制的时候可能会出现以下安全隐患:处理器不规则、输入/输出卡件硬件故障、输入回路故障(比如短路、触点融焊)、输出元器件故障(如触点融焊)、输出回路故障(如短路、断路)、通讯错误等。这些安全隐患,都会导致安全功能失效,从而导致事故的发生。所以,安全控制系统就是要求能够可靠的控制安全输入信号,一旦当安全输入信号变化或安全控制系统中出现任何故障,立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。
安全控制系统的硬件主要采取了以下措施来达到安全要求:1)采用冗余性控制;2) 采用多样性控制;3)频繁、可靠的检测(对硬件、软件、通讯);4) 程序CRC 校验;5) 安全认证功能块。
常见的安全输入设备包括由紧急停止设备、安全进入装置(安全门开关或联锁装置)、安全光电设备(安全光幕、安全光栅、安全扫描仪)。安全逻辑部分常采用安全继电器、安全PLC 和安全总线系统。
2 安全逻辑控制设备
逻辑控制设备是整个安全控制系统中最重要的一部分。它需要接收安全信号,进行逻辑分析,可靠的进行安全输出控制。现代自动化安全控制领域中,安全系统的控制元器件有安全继电器、安全PLC 和安全总线控制系统。
2.1 安全继电器
安全继电器,或者称为安全继电器模块,是最简单的安全逻辑控制元器件。其特点是采用了冗余的输出控制和自我检测的功能,实现了对输出负载的可靠控制。
该模块的存在2 个安全输出触点,这两个安全输出触点在内部是由来自2个不同的特殊继电器K1 和K2 的常开触点串连而组成。当K1 出现故障的时候,K2 依然可以实现安全触点断开的功能。同时,安全继电器模块可以通过内部电路进行自检,检测出外部接线故障和内部元器件的故障。
2.2 安全可编程控制器
安全可编程控制器采用了多套中央处理器进行控制,并且这些处理器来自不同的生产商。这样的控制方式符合了冗余、多样性控制的要求。这是安全PLC 与普通PLC最根本的区别。当一定数量的处理器出现故障后,完好的处理器依然执行安全功能,切断所有安全输出使系统停机。导致系统停机的处理器的故障数量取决于不同的系统。如,1oo2 系统(2 取1 的系统),一旦一个处理器出现故障,系统立刻进入故障安全状态;又如,2oo3 系统(3 取2 的系统),当一个处理器出现故障,系统并不会停机。系统只有在2个处理器同时出现故障的情况下才会导致系统停机。前者我们通常成为2 重冗余系统,安全可靠性较高、可用性较低;后者我们通常成为3 重冗余系统,其安全可靠性和可用性较高,但相比前者成本高。
对于信号的采集、处理和输出的过程,安全PLC 都采用了冗余控制的方式。当信号进入PLC 后,分别进入多个输入寄存器,再通过对应的多个中央处理器的处理,最后进入多个输出寄存器。这样,安全PLC 就构成了多个冗余的通道。整个过程之中,信号状态、处理结果等可以通过安全PLC 内部的暂存装置进行相互比较,如果出现不一致,则可以根据不同的系统特性,进入故障安全状态或将故障检测出来。
输入回路可以采用双通道的方式,通过2 条物理接线进入安全PLC。安全PLC也可以提供安全测试脉冲,用以检测输入通道中的故障。安全PLC 的输出内部电路也采用了冗余、多样性的方式,对一个输出节点进行安全可靠控制。安全PLC 可以通过2 种不同的手段,即切断基极信号和切断集电极电源两种不同的方式,将输出信号由1 转变为0。无论那种方式出现故障,另外一种方式依然完好的执行安全功能。同时,安全PLC 提供了内部检测脉冲,以检测内部故障。
安全PLC 的扫描时间要求为每千条指令1ms 以下。快速的中央处理功能不仅可以达到紧急停车的要求,同时能够以较短的时间完成整套系统的安全功能自检。
在软件方面,安全PLC 必须有可靠的编程环境、校验手段,以保证安全。这主要可以通过规范安全功能编程来实现。如Pilz 的安全PLC,提供了通过认证的MBS 安全标准功能块,以帮助编程人员进行合理的、安全的编程。这些安全功能块经过加密,不能够修改。我们只需要在功能块的输入和输出部分填入相应的地址、参数和中间变量,即可以完成对安全功能的编程。这些MBS 功能块涵盖了机械制造领域及流程化工领域的安全功能控制。
2.3 安全总线控制系统
安全现场总线系统是以安全PLC、安全输入输出模块、安全总线构成一套离散式控制系统。硬件和通讯的安全可靠是安全总线控制系统的可靠性判断依据。在硬件上,安全总线系统的模块都采用了冗余、高速的可靠元器件。
3 结论
安全控制系统是一个静态的系统,其监控系统中的安全相关的参数。在系统正常运行期间,安全控制系统不作出任何响应。但是当系统出现异常、或安全相关信号被触发,安全控制系统立刻夺去系统的控制权,根据其内部逻辑,对输出设备进行安全控制,从而保证了整个系统的安全。安全控制系统中的逻辑控制元器件是决定整个安全控制系统安全等级、设计成本、运行质量的重要因素之一。在安全自动化领域,常用的安全逻辑控制元器件包括有安全继电器模块、安全可编程控制系统和安全总线系统。针对不同的应用场合,这些安全逻辑元器件可以配置成合适的安全解决方案。
参考文献
[1]孙清泉,徐卫国,康健.冷轧机自动化安全控制系统[J]. 设备管理与维修,2008,1.
[2]陆武.浅谈故障安全控制系统的通信[J].自动化仪表, 2007,28(1).
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一、 开题报告的撰写方法及基本要求 1、 如何选题、开题 选题、开题必须要考虑以下几个方面的因素： 1）课题有没有价值，从为什么要选这个课题？选取这个课题有什么背景，这个课题的研究，从理论上看有什么价值，从实践上看，有什么价值。 2）从实际出发，根据自身的知识结构、实验条件、资金等方面的情况选取适合自己研究的课题。 3）课题要与所学专业相关，且忌选择与所学专业相差太大的题目。作为过程装备与控制工程专业的本科生，所选课题最好与过程装备的工程设计、技术开发、生产制造及工程科学研究有关，尽量选择结合生产和科研单位的实际任务，也可以是教师科研或研究生课题的一部分； 或者是同本专业、学科内容密切相关，符合教学要求的自拟课题。 2、开题报告一般包括哪些内容 开题报告一般包括： 1）课题的名称。课题名称是所要研究内容的高度概括，要简练，一般不要超过20字； 2）问题的提出。从为什么要选这个课题？选取这个课题有什么理论的价值，实践的价值，预计从几方面来完成。 3）这个问题研究的现状。国内研究到什么程度，国际研究到什么程度，主要通过文献综述来阐述。 4）确定自己要研究的主要内容。 5）确定研究拟采用的方法和步骤。就是采用什么样的方法来对这个课题进行研究，研究这个课题具体分哪几个步骤进行。 6）对研究课题的可行性进行分析。如自己具备哪些条件、研究路线是否行得通等。 7）列出时间安排。 8）列出参考文献。 3、如何查阅文献资料、怎样写文献综述 查阅文献资料可根据如下步骤进行： 1）课题确定后，要根据课题的研究的内涵确定课题的中英文关键词； 2）根据中英文关键词检索该课题领域的期刊、学位论文、专利、国际会议、经典著作或专职部门的研究报告。建议从以下几条途径入手：一是通过检索学校图书馆的电子资源，如维普中文科技期刊数据库、万方数据资源系统、超星数字图书馆、Elsevier数据库等，一般能查到较新的文献，找到几篇“经典”的文章后“顺藤摸瓜”，留意它们的参考文献。质量较高的学术文章，通常是不会忽略该领域的主流、经典文献的。二是利用学校图书馆的外文过刊阅览室，能够查到一些较为早期的经典文献。三是利用国家或省市图书馆或一些科技情报检索机构，也能够查到一些相关文献。四是利用互联网，从一些专门的网站上也能获取一些信息。 在写文献综述时，可参照以下步骤： 1）首先要将与你课题题目相关的国内外研究认真介绍一下（先客观介绍情况，要如实陈述别人的观点），从而了解到国内外目前研究的现状如何，别人都采用了什么方法进行了研究； 2）然后进行评述（后主观议论，加以评估），评述目前研究的水平，研究方法的适用性或其不足； 3）最后评述一下自己拟研究课题有何意义，目前处在什么水平，自己拟采用的研究方法是否科学合理。 4、如何合理的安排时间进度 根据拟定的研究内容及拟采用的研究方法、手段，详细列出进行课题研究所需的工作（工作划分得越细，越容易统筹安排）根据总的课题时间进行统筹安排，合理分配。 有的研究内容相互之间关联性较强、则需要分步进行；而有的研究内容关联性不是很强，则可以齐头并进，同时展开研究。例如，很多课题需要实验分析且往往需要在理论分析或数值模拟分析之后进行，但是实验分析往往需要较长的时间，如果按部就班地进行研究，往往会拖很长的时间，这种情况下，就需要将实验分析的内容进一步细化，如可分为试样制备、实验条件准备、实验、检验或标定等，可以将试样制备和实验条件准备等实验工作提前，在进行理论分析时就开展这些工作，这样就节省了时间。 合理安排时间进度与具体的课题有关，此处只给出了指导性原则，建议同学们可参照企业施工或维修计划图的方法，将细化的工作排列在时间进度表中，找出最优工作进度安排路线。 5 、参考文献 参考文献包括书籍、期刊、专利、会议论文等，总数一般不少于10篇，其中外文文献一般不少于3篇，参考文献要能体现相关研究领域科技发展的新进展。 二、毕业论文撰写基本要求及方法 1 、毕业论文的基本要求 论文篇幅为N个字左右，一般不少于N页。 主要内容及编排顺序如下： 1）摘要； 2）目录； 3）前言或绪论（包括研究课题的目的意义、相关情况的介绍、前人工作等、课题研究内容等）； 4）按研究的内在逻辑关系给出理论分析、数值分析、程序或实验等研究过程中的步骤、数据、结果等的描述； 5）结论与展望； 6）参考文献，参考文献不少于N篇，其中英文不少于N篇，需要在正文部分引用出处。 2 、毕业论文撰写的方法 毕业论文是在完成各项研究内容的基础上，按上述内容阐述研究的目的、过程、成果及结论。 在撰写论文过程中，理论依据要充分，数据要准确，公式推导要正确，能将所学的知识和技能应用于毕业论文中。另外，要注意论文结构的合理性；数学模型建立的正确、合理性；实验方案的合理性，实验数据的准确性；社会调查的客观性和科学性。是否有自己独特的见解或者创新。 另外，撰写论文时要概念清楚，内容正确，结构严谨，文字通畅，用语符合技术专业规范，各种标准资料的运用符合学科、专业国家标准的规定，图表清楚，图面质量符合要求，书写格式规范。 三、毕业设计的要求 1、 设计说明书内容 1）文献综述（研究课题的意义与作用、研究方案确定的原则与说明）； 2）总体结构设计、技术方案依据及原理说明（有实验的应包括实验流程示意图）； 3）技术实施过程、工艺计算、机械设计和强度设计、零部件结构设计； 4）材料的选用和说明、机器或设备的制造、安装或检修； 5）结论、总结或专题讨论。 2、设计图纸的内容、图纸量的要求 设计说明书篇幅为N字左右，一般不少于N页。 设计图纸：指机械设计标准所指的图纸，图纸绘制的规范及标准优先采用国家标准。设计图纸的总量不少于2张A0或4张A1的图纸。对于大纸画小图的现象应予避免或进行适当的折扣计数。 所有图纸须有图框和标题栏。图纸要有人审核并在“审核”一栏上签名，学生在设计一栏上签名。原理图、程序框图和流程图以及其它一些抛去文字就失去意义的图不计其内。图纸可以用计算机绘制。 四、论文（设计）选题方向 详细+wo谈，指导你完成选题； 或按要求帮你完成全套设计内容，保质保量。
一篇高水平的论文不仅要有科学的分析论证，独到的学术见解，而且还要做到结构严谨、层次清楚、语句通顺、用词准确，有较高的可读性，才能被相应的期刊杂志所接受，得以尽快发表。科技论文写作的质量不但表明作者的学术水平和表达能力，也直接影响刊登该文的期刊水平。主要内容第一部分 写论文的几个常见问题第二部分 高水平科技论文的写作要点第一部分 写论文的几个常见问题一、什么样的文章令编辑头痛二、什么样的文章易被编辑枪毙三、优秀论文的五个要素四、写作前应思考的几个问题五、为什么要发表科技论文六、如何选题?七、科技论文的结构八、核心期刊问题1什么样的文章令编辑头痛• 文章写作无层次，看起来混乱; 文章写作不流畅，读起来生硬;• 语句错误，用词不当，标点符号乱用;• 篇幅太长，次要事项说得太多，前言过长; 语句罗嗦、文不对题，让人费解;• 参考文献著录不全 。2、什么样的文章易被编辑枪毙• 缺乏创新性，重复别人的工作;• 内容太陈旧，重复常识性内容;• 研究内容没有重要意义，或者过于狭窄;• 内容有明显错误，以偏概全;• 脱离实际，从仿真到虚拟;• 缺乏说服力，难以令人信服 .3优秀论文的五个要素1) 创新性创新性是指在基础研究或应用研究方面具有创造性的，高水平和有重要意义的最新研究成果。一篇论文或一项研究课规模不一定很大，但研究一定要深入，结果一定要深刻，要能反应研究者独到的见解,这样的论文就是高水平的论文。2) 可读性一篇科学论文的可读性是至关重要的，应当引起作者的高度重视。要求结论严谨，内容充实,论述完整,逻辑性强;论述深入浅出，表达清楚，简练;专业术语准确，前后一致，语言要规范生动。3) 信息量当你读完一篇文章后获得的新知识越多，说明它的信息量就越大。比如“多点测量”的信息量要比“6点测量”少得多，前者给出的是模糊的、不确切的信息，而后者则是清楚的，确切的信息。篇幅虽小但包含的信息量未必少，只要内容充实就是好文章。论文不以长短论英雄!
毕业论文格式标准1.引言毕业论文应采用最新颁布的汉语简化文字，符合《出版物汉字使用管理规定》，由作者在计算机上输入、编排与打印完成。毕业论文作者应在选题前后阅读大量有关文献，文献阅读量不少于10篇，将其列入参考文献表，并在正文中引用内容处注明参考文献编号（按出现先后顺序编排）。2.编写要求页面要求：毕业论文须用A4(210×297mm)标准、70克以上白纸，1律采用单面打印；毕业论文页边距按以下标准设置：上边距(天头)为：30 mm;下边距（地脚）25mm;左边距和右边距为：25mm；装订线：10mm;页眉：16mm;页脚：15mm。页眉：页眉从摘要页开始到论文最后1页，均需设置。页眉内容：浙江广播电视大学财经类本科毕业论文，居中，打印字号为5号宋体，页眉之下有1条下划线。页脚：从论文主体部分（引言或绪论）开始，用阿拉伯数字连续编页，页码编写方法为：第ｘ页共ｘ页，居中，打印字号为小5号宋体。前置部分从内容摘要起单独编页。字体与间距：毕业论文字体为小4号宋体，字间距设置为标准字间距，行间距设置为固定值20磅。3.编写格式毕业论文章、节的编号：按阿拉伯数字分级编号。毕业论文的构成（按毕业论文中先后顺序排列）：前置部分：封面中文摘要，关键词英文摘要，关键词目次页（必要时）主体部分：引言（或绪论）正文结论致谢(必要时)参考文献附录(必要时)4.前置部分4.1封面：封面格式按格式要求。封面内容各项必须如实填写完整。其中论文题目是以最恰当、最简明的词语反映毕业论文中最重要的特定内容的逻辑组合；论文题目所用每1词必须考虑到有助于选定关键词和编制题录、索引等2次文献可以提供检索的特定实用信息；论文题目1般不宜超过30字。论文题目应该避免使用不常见的缩写词、首字缩写字、字符、代号和公式等；论文题目语意未尽，可用副标题补充说明论文中的特定内容。具体内容依次列示如下内容：比如中央广播电视大学“人才培养模式改革和开放教育试点”××××专业本科毕业论文（小2号黑体，居中）论文题名：（2号黑体，居中）学生姓名：（××××××××3号黑体）学 号：（××××××××3号黑体）指导教师：（××××××××3号黑体）专业：（××××××××3号黑体）年 级：（××××××××3号黑体）学 校：（××××××××3号黑体）4.2摘要：摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述，应以第3人称陈述。它应具有独立性和自含性，即不阅读论文的全文，就能获得必要的信息。摘要的内容应包含与论文同等量的主要信息，供读者确定有无必要阅读全文，也供文摘等2次文献采用。摘要1般应说明研究工作目的、实验研究方法、结果和最终结论等，而重点是结果和结论。摘要中1般不用图、表、公式等，不用非公知公用的符号、术语和非法定的计量单位。摘要页置于封面页后。中文摘要1般为300汉字左右，用５号宋体，摘要应包括关键词。英文摘要是中文摘要的英文译文，英文摘要页置于中文摘要页之后。申请学位者必须有，不申请学位者可不使用英文摘要。关键词：关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。1般每篇论文应选取3～5个词作为关键词。关键词间用逗号分隔，最后1个词后不打标点符号。以显著的字符排在同种语言摘要的下方。如有可能，尽量用《汉语主题词表》等词表提供的规范词。4.3目次页：目次页由论文的章、节、条、附录、题录等的序号、名称和页码组成，另起1页排在摘要页之后，章、节、小节分别以1.1.1、1.1.2等数字依次标出，也可不使用目次页5.主体部分5.1格式：主体部分的编写格式由引言(绪论)开始，以结论结束。主体部分必须另页开始。5.2序号毕业论文各章应有序号，序号用阿拉伯数字编码，层次格式为：1××××（3号黑体，居中）××××××××××××××××××××××(内容用小4号宋体)。1.1××××（小3号黑体，居左）×××××××××××××××××××××（内容用小4号宋体）。1.1.1××××（4号黑体，居左）××××××××××××××××××××（内容用小4号宋体）。①××××（用与内容同样大小的宋体）a．××××（用与内容同样大小的宋体）5.3论文中的图、表、公式、算式等，1律用阿拉伯数字分别依序连编编排序号。序号分章依序编码，其标注形式应便于互相区别，可分别为：图2.1、表3.2、公式（3.5）等。5.4注：论文中对某1问题、概念、观点等的简单解释、说明、评价、提示等，如不宜在正文中出现，可采用加注的形式。注应编排序号，注的序号以同1页内出现的先后次序单独排序，用①、②、③……依次标示在需加注处，以上标形式表示。注的说明文字以序号开头。注的具体说明文字列于同1页内的下端，与正文之间用1左对齐、占页面1/4宽长度的横线分隔。论文中以任何形式引用的资料，均须标出引用出处5.5结论：结论是最终的，总体的结论，不是正文中各段的小结的简单重复，结论应该准确、完整、明确、精炼。5.6参考文献：参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。参考文献应具有权威性，要注意引用最新的文献。参考文献以文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统1排序、依次列出。参考文献的表示格式为：著作：[序号]作者.译者.书名.版本.出版地.出版社.出版时间.引用部分起止页期刊：[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页会议论文集：[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地.出版者.出版时间.引用部分起止页 大学本科毕业论文格式标准 大学本科毕业论文格式标准 大学本科毕业论文格式标准 大学本科毕业论文格式标准
很多本科生都会有撰写发表好论文、甚至发表SCI论文的想法，而且有很多人甚至尝试写过，但在提笔时却发现自己无从下手。原因有两个：第一，大多数本科生并没有从事过专门的科研工作；第二，多数本科生没有进行过专门系统的科学研究方法训练。因此，如果本科生希望写出好论文，我的建议是最好考研究生或博士生，那是有专门培养科研人才的途径，有指导教师、专业的课程、专门的科研条件和经费，以及学位条例的规范指引和你的专门时间付出。在这个过程中，你原来的“高大上”想法，会不断地被导师校正，要你限定自己的问题，着眼“小而深”的问题点，俗称“挖坑”；等你深入挖进去，“挖”出属于自己的新颖的、具有原创性的成果，你自然就知道并可以撰写出高水平的研究论文、SCI论文了。人们常用“Groundbreaking”形容重大的开创性成果，就是俗称挖坑挖的“裂地”了。到那个时候，科学写作和发表的方法，就用上了；即使没有这些方法，你的创新成果，即“内容”(Contents)，也完全能够引导你撰写和发表出最好的研究论文。不过还有最重要的一点，就是在任何时间，都要注重培养自己的科学研究与出版伦理观念和素养，并时刻牢记和严格遵循，让你的研究生涯不迷航！
机械设计的水平对产品的质量、性能、研发时间和经济效益等有直接或间接的影响。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!
浅谈机械零部件设计的新思路
摘 要：机械零部件设计是人类为了实现某种预期目标而进行的一种创造性活动，是人们以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计有很多局限性，因此笔者提出了机械零部件设计的新思路。
关键词：机械;零部件;设计;新思路
机械零部件设计的传统模式是采用手工计算及绘图，虽然现在已有不少设计人员使用了计算机绘图但基本上还停留在计算机绘图的初级阶段段有将计算机在机械零部件设计的优化方面的优势充分发挥出来，就使设计的准确性较差池因为设计思路的老套化，使在生产过程中不断地出现问题设计不断地修改、修正就使其效率更低。
1、设计核心思想――创新思维
1.1运用创造思维
设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，包括观察力、记忆力、想象力、思维力、表达力、自控力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。它是社会前进、科技进步的基本动力之一，其中想象力和思维力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼启觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。创造力的开发可从培养设计人员的创新意识、提高创新能力、士曾加创新实践等方面进行。
1.2运用发散思维
发散思维又称辐射思维，是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题。通过提出各种不同的解决问题的途径求出多种不同的答案，才从中选出最优解决方案的思维方式。例如若提出“将两个零部件联结在一起”的问题，常规的办法有焊接、胶接、铆接、捆绑、螺栓连接等各种各样的常规方式。但运用发散思维思考以后，就可得到利用电磁力、摩擦力、压合力、抽真空、冷冻等等方法。利用发散思维可能会找到更好的更优化的解决问题的方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
1.3运用创新思维
创新思维是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等在求异和突破中体现创新。
2、科学地进行机械零部件设计
2.1把握机械零部件设计的主要内容
机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，是机械总体设计的基础。机械设备中的各种机构和构件及它的各种运动功能，都是通过机械零部件的精心设计、绘制出零部件的加工制造图和各部件的装配图再通过机械制造过程中的精细加工及各合格零部件的组合装配得以实现了机械设备的设计功能。
机械零部件设计的主要内容包括：根据机械设备方案设计和总体设计的要求阴确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足由零部件设计所决定的机械零部件的综合质量对强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性、精度、加工及装配工艺性、维修、生产成本等方面的要求，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。
2.2严格计算机械零部件的失效形式
机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。故在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析预估失效的可能性采取相应措施，其中包括理论计算及计算准则。
常用的计算准则如下：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力;二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下，抵抗弹性变形的能力;三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振;四是耐热性准则。为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用有效的降温措施;五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将会导致零部件失效报废。只有综合考虑才能最大可能地避免零部件的失效。
2.3正确选择机械零部件表面粗糙度
表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据;其选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。在机械零部件设计工作中表面粗糙度的选择应用最广的是类比法，此法简便、迅速、有效。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在实际应用中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。故在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性才能作出合理的选择。
2.4全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程环节，用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。
CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为：基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化，CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。
参考文献：
[1]王月强：《现代机械产品的零部件设计创新研究》[J]交通世界(建养.机械)，2012(06)
[2]谢志坤/路平/史科科/刘伯聪：《轻量化技术在机床设计中的应用》[J]制造技术与机床，2012(12)
机械设计制造自动化探讨
摘要：本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析，指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点，能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。
关键词：机械制造自动化原则发展方向
1 机械制造自动化符合设计的原则
1.1 满足对机器的功能要求。
任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的，不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理，输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能，能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容，作为产品， 又包含着设计、 制造和特定的功能以满足使用要求，而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。
1.2利用先进技术不断创新。
根据产品或系统的功能不同，可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主，输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统，称为动力机，其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主，输入信息和能量，主要输出某种信息。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具备其它内部功能，即 控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利于开拓思路，便于创造发明和创新。
2 机械自动化系统的优点与效益
2.1生产能力和工作质量提高。
机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能，其检测的精度和灵敏度有很大的提高，通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作，使制造过程不受操作者主观因素的影响，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。
2.2使用安全性和可靠性提高。
机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时，能够自动停止工作，保护机械设备的完好，避免或减少人身事故，提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，故障率降低，寿命得到了延长。
2.3调整和维修方便，使用性能改善。
机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
2.4改善劳动条件，有利于自动化生产。
机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。
3机械设计制造及其自动化的发展方向
3 .1智能化。
智能化是21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
3.2模块化。
模块化是一项重要而又艰巨的工程。 由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多， 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、 电动机于一体的动力单元， 具有视觉、 图像处理、 识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。 这样， 可利用标准单元迅速开发出新的产品，同时也可扩大生产规模。
3.3网络化。
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体，企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快会畅销全球。由于网络化的普及，基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。
3.4微型化。
微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统，或微机械自动化系统，泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品，并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活， 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4结论
现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义，所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进，不能仅仅安心于作为新技术的传播者， 而应该作为新技术产业化的创造者，为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。
参考文献：
[1]吴俊松.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].黑龙江科技信息，2013(11)：45-46.
[2]罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业，2013(8)：105-106.
[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013(6)：66-67.
必须要有创新，本来传统机械很难有创新的，不过你可以试试，说不准审稿人看好呢。祝好运！
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“大学生”是什么，大几或研几。论文是指毕（学）业（术）论（辣）文（鸡）还是什么
只要你写他的我就不拿，所以的话你要先把论文写好。
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