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机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备,它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用,随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。本文就气动机械手的应用现状和发展前景作了简单概述。扩展我们的知识面和专业面,可以加强对自己的思维训练和能力培养,还可以填补空白,提高生产效率,很大的现实意义。
关键词:气动机械手;研究方向;发展趋势
1.机械手国内外发展现状
工业机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作:代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前主要应用与制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。
工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的,始于40年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究,它是一种主从型的控制系统.1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的;1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上,又试制成一台数控示教再现型机械手。运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩,用液压驱动;控制系统用磁鼓做储存装置。不少球面坐标式机械手就是在这个基础上发展起来的;同年该公司和普曼公司合并成为万能制动公司,专门生产工业机械手.1962年美国机械铸造公司也实验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运,可做点位和轨迹控制:该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩,采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这2种机械手出现在六十年代初,但都是国外机械手发展的基础。从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用.1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制出一种Unimation―Vic.arm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业。联邦德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业:联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制;日本是工业机器人发展最快,应用国家最多的国家,自1969年从美国引进两种典型机械手后,开始大力从事机械手的研究,目前以成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应用机械手,主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的辅助性工作。
我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代.1972年我国第一台机械手开发于上海,随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划(1986-1990)开始,我国政府将工业机器人的发展列入其中,并且为此项目投入大量的资金,研究开发并且制造了一系列的工业机器人,有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人,广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人,大连机床研究所设计制造的氩弧焊机器人,沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器,都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的,同时一系列的机器人关键部件也被开发出来,如机器人专用轴承,减震齿轮,直流伺服电机,编码器,DC――PWM等等。
我国的工业机械手发展主要是逐步扩大其应用范围。在应用专业机械手的同时,相应的发展通用机械手,研制出示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不用的典型机构,组装成各种用途的机械手,即便于设计制造,又便于跟换工件,扩大了应用范围。
2.机械手构成与分类机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
3.气动机械手的应用现状
由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作”’。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以,气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工,食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。
现代汽车制造工厂的生产线,尤其是主要工艺的焊接生产线,大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下,在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊,都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化,堪称是最有代表性的气动机械手应用之一。
在彩电、冰箱等家用电器产品的装配生产线上,在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装配流水线上,不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、气爪,还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物品轻轻地吸住,运送到指定目标位置。对加速度限制十分严格的芯片搬运系统,采用了平稳加速的SIN气缸。
气动机械手用于对食品行业的粉状、粒状、块状物料的自动计量包装;用于烟草工业的自动卷烟和自动包装等许多工序。如酒、油漆灌装气动机械手;自动加盖、安装和拧紧气动机械手,牛奶盒装箱气动机械手等。
4.发展前景及方向
4.1重复高精度
精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指如果动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要,如果一个机器人定位不够精确,通常会显示一个固定的误差,这个误差是可以预测的,因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围,它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展,以及气动伺服技术走出实验室和气动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越来越高,它的应用领域也将更广阔,如核工业和军事工业等。
4.2模块化
有的公司把带有系列导向驱动装置的气动机械手称为简单的传输技术,而把模块化拼装的气动机械手称为现代传输技术。模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及气管的导向系统装置,使机械手运动自如。由于模块化气动机械手的驱动部件采用了特殊设计的滚珠轴承,使它具有高刚性、高强度及精确的导向精度。优良的定位精度也是新一代气动机械手的一个重要特点。模块化气动机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能,扩大了机械手的应用范围,是气动机械手的一个重要的发展方向。
智能阀岛的出现对提高模块化气动机械手和气动机器人的性能起到了十分重要的支持作用。因为智能阀岛本来就是模块化的设备,特别是紧凑型CP阀岛,它对分散上的集中控制起了十分重要的作用,特别对机械手中的移动模块。
4.3无给油化
为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求,不加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。随着材料技术的进步,新型材料(如烧结金属石墨材料)的出现,构造特殊、用自润滑材料制造的无润滑元件,不仅节省润滑油、不污染环境,而且系统简单、摩擦性能稳定、成本低、寿命长。
4.4机电气一体化
由“可编程序控制器-传感器-气动元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技术的重要方面;发展与电子技术相结合的自适应控制气动元件,使气动技术从“开关控制”进入到高精度的“反馈控制”;省配线的复合集成系统,不仅减少配线、配管和元件,而且拆装简单,大大提高了系统的可靠性。
而今,电磁阀的线圈功率越来越小,而PLC的输出功率在增大,由PLC直接控制线圈变得越来越可能。气动机械手、气动控制越来越离不开PLC,而阀岛技术的发展,又使PLC在气动机械手、气动控制中变得更加得心应手。
5.课题研究的目的、意义:
在机械工业中,应用机械手的意义可以概括如下:
一、以提高生产过程中的自动化程度
应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。
二、以改善劳动条件,避免人身事故
在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的,而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。
在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减轻人力,并便于有节奏的生产
应用机械手代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都没有机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。
综上所述,有效的应用机械手,是发展机械工业的必然趋势。
一、论文题目:
中国上市公司效绩评价体系的探讨
二、课题研究的意义
我国上市公司对我国的经济发展起到越来越重要的作用,截止2001年底,我国上市公司已达到1174家,总股本超过5050亿,其中国家股和国有法人股328亿,市价总值高达5.55万亿元,约占国民生产总值的48%,约有股民6800万人,约占城镇人口的40%,资本市场规模越来越大。据统计,截止2001年底,我国国有控股上市公司所有者权益10547亿元,实现利润1519亿元,分别占全国国有及国有控股企业的32%和63%,国有上市公司已成为我国各行业中的龙头企业,在国有资产质量上,上市公司已成为优良资产的富区,同时上市公司也成为中国人投资的主要领域。随着我国资本市场的发展和完善,上市公司不仅会得到更大更快的发展,而且会显示出更重要的作用。但也不可否认,在我国上市公司发展过程中,也出现了一些问题:一是上市公司整体业绩下滑,竞争力下降,据资料反映,2001年我国上市公司加权平均每股收益为0.1369元,比上年同期下降31.04%,加权平均净资产收益率为5.53%,比上年同期下降22.55%,有151家公司亏损,亏损面为12.67%,较上年又进一步扩大;二是部分上市公司内部违规现象严重,据了解,2001年有100家上市公司因各种违规问题而受到证监委和其他有关部门的查处;一些上市公司会计信息严重失真,虚增业绩,大肆“圈钱”,极大地打击了投资者对上市公司的信心;三是二级市场投机行为盛行,一些机构操纵股价,牟取高利,严重地扰乱了市场秩序。为了解决我国上市公司发展中出现的问题,就需要在市场经济条件下,更好地有效发挥政府的监管职能和社会的监督职能,加快建立上市公司的优胜劣汰机制,全面净化证券市场的环境。要实现这一目标,有效的手段之一是建立上市公司的效绩评价体系。
目前,国家有关部门已经对我国国有企业制定了效绩评价制度,并正在逐步推开,但在我国上市公司中还没有建立这项制度,所以本文的研究是有实际意义的。
三.本文研究的内容
本文拟从四个方面探讨上市公司效绩评价体系的建立。
第一部分主要从六个方面阐述建立我国上市公司效绩评价体系的意义,这六个方面是:
(一)有利于国家对上市公司的监管
(二)有利于推动上市公司建立科学的约束和激励机制。
(三)有助于对上市公司经营者业绩的全面考核。
(四)有利于引导上市公司的经营行为。
(五)有利于增强上市公司的形象意识。
(六)有助于投资者的理性投资。
第二部分主要从三个方面论证建立我国上市公司效绩评价体系的可行性。这三个方面是;
(一)国有企业效绩评价工作的顺利进行,为上市公司开展效绩评价工作提供了宝贵的经验。
(二)我国上市公司现有的基础比较好,更适合效绩评价工作的开展。
(三)政府有关部门、投资者、和上市公司比较支持上市公司开展效绩评价工作。
通过上述两个部分的分析论证,说明我国建立上市公司效绩评价体系的必要性和可行性。
第三部分是本文要研究的重点。提出上市公司效绩评价体系的设计方案。设想从五个方面构建上市公司效绩评价体系框架。这五个方面是:
(一)全面阐述和分析效绩评价体系六个基本要素的内容、作用。
(二)重点研究效绩评价指标体系。评价指标体系是效绩评价的核心,初步思路是参照国有企业效绩评价体系指标体系,结合上市公司现状和特征,设计上市公司的评价指标体系和权数配置。
(三)确定评价标准采用行业标准和评议参考标准。
(四)制度评价方法。评价方法考虑采用工效系数法和综合判断法。
(五)提出组织实施的方法。建议在起步由政府有关部门组织实施。
第四部分是实例分析。运用本文设计的效绩评价体系对某一家上市公司2001年度效绩进行评价。
四、本文研究的结果。
通过本文的研究,一是旨在引起社会和政府有关部门对建立上市公司效绩评价体系的重要性和紧迫性的认识;二是为有关部门研究和制定上市公司效绩评价体系提供参考;三是从理论和实践老感两个方面提高本人的专业知识水平。
一、课题的目的意义:
本课题的研究目的是在休闲这一时代特征的社会文化背景下分析休闲会所产生和存在的必然性,并通过对国内目前休闲会所的室内空间设计进行全面的调查研究和比较分析,得出休闲会所室内空间规划与设计的原则。将室内设计的理论知识与休闲会所的实际经营、容易产生的问题以及人们在休闲消费文化影响下的使用需求和消费心理紧密地结合。通过本课题的研究,可以为以后同类的空间设计,包括其中功能性和装饰性设计提供一定的参考模式,从而为休闲会所的空间设计提供一定的理论依据、设计方法和实践操作模式,具有一定的现实意义。
二、文献综述:
休闲消费的发展使得社会形态及消费观念发生了转变,会所这一舶来品在80年代末至90年代初开始传入中国大陆,在中西文化沟通冲突和融合下,在休闲消费大潮的影响下不断演变发展,俱乐部成为以休闲消费为纽带的一种新兴的社交场所。在《IT经理世界》期刊中介绍,俱乐部起源于十七世纪的英格兰。1652年,咖啡传入英格兰,促进了咖啡屋的出现,此后它成为集餐饮、会客、社交为一体的公共休闲场所。
最早有关俱乐部的记载是一名英国人在1660年的日记中提到的一个叫CoffeeClub的小客栈。后来,咖啡屋由最初的自由开放,逐渐变得更正式、更私密,因此咖啡屋成为某个阶层或某种职业人士的活动场所,演变成为俱乐部。俱乐部是商业性会所的一种,它属于以休闲方式交往的集体空间。这类空间的出现可以追溯到古罗马时期的卡拉卡拉浴场,它不仅仅是一个浴场,这是一个包括公共图书馆、健身房、花园、会议室和购物中心的休闲娱乐场所,具有重要的公共社交功能。在英国,会员俱乐部是英国上流社会阶层创造出的一种排他性的社交场所。这种俱乐部的内部陈设十分考究,锄古香古色的房间和美轮美奂的装饰,俱乐部内都还设有书房、图书馆、茶室、餐厅和娱乐室。商业性会所则脱胎于俱乐部的模式,受到沙龙文化的影响,它是在西方文化和中国文化冲突与交融中演变而来的,是舶来文化本土化的产物。在20世纪初新文化运动中,俱乐部文化也影响着中国。
19世纪30年代的新月会是一个沙龙形式的文化俱乐部,徐志摩、邵询美等人都曾是该会的会员。香港会是我国最早也是香港历史最悠久的俱乐部,它是在1848年英侵占香港后成立的。北京最早的一家会所皇家俱乐部成立于1990年,是由境外投资,引进国外高档俱乐部的经营与管理模式。1994年开始,北京相继出现了高级商务会所一京城俱乐部、长安俱乐部、中国会、美洲俱乐部,这四家会所被称京城四大富人俱乐部。这些会所均地处城市中心位置,室内装修高档,其中,除了中国会以餐饮为主,其他三家均有恒温泳池、健身房、会议室等齐全的休闲、商务活动设施。商务会所的宗旨是搭建强势、有效的商务交往平台。休闲是发展的产物,是人类社会进步的标志。《休闲会所的室内设计》这篇文章中写到,人类社会每跨入一个新时代,休闲时间就会延长。当人们的基本需要得到满足后,必然追求休闲、娱乐等高层的精神享受。休闲的大众化使得人们更加需要休闲活动的场所,于是休闲娱乐场所蔚然成风,如主题餐厅、咖啡厅、酒吧、KTV、洗浴场等被大批兴建。当消费大众开始蜂拥出入这些场所时,中产阶级为了表现自己与众不同的消费能力与水平,便开始寻找更有档次、品味和更为私密的休闲交往场所。这时原来的娱乐中心、休闲中心、
健身房、酒吧等纷纷改头换面,发展成为休闲会所。有时候,中产阶级可以改变或重新整合某些社会功能空间,从而创造出新的休闲方式和休闲空间。因此,会所这种本身带有阶级身份的私人聚会场所也在消费社会的背景下被赋予了新的阶层意义及空间功能。休闲会所在生气勃勃的消费大潮中开始走向大众、走向流行、走向时尚。会所成为大众传媒不断制造的生活品味中能够代表身份的新样式。但同时,由于大众对会所概念理解的局限性,大众也常常被会所这一名称所误导。
很多休闲会所都只是披着会所称号的外衣进行棋牌、茶秀、上网或健身等休闲娱乐的活动场所,并没有体现出会所空间作为一种室内空间类型在规模、功能、空间构成及创作的自由度上表现出独特的艺术风格。其原因主要是因为经营者只考虑经济利益,不考虑会员的实际需求,认为会所中设置有功能多样的休闲娱乐设施就足矣,毫无设计可言。许多学者对会所也做出过研究,但大多数休闲会所还忽略使用人群特征与层次以及会所本身的休闲交往性、可变性、适应性和使用性所形成的不同的空间及空间体验,往往在功能设置上缺乏主题特色,定位不准确。一方面导致了一些会所在设计上片面注重其环境的豪华气派,在项目配备上盲目攀比高档齐全,但却往往陷入经营资源利用率不高、设备空置、负债经营、难聚人气的困境。另一方面则表现在会所追求艺术风格独特性上的急功近利。为了吸引消费者的眼球,会所室内设计极力想要网络天下之风格特征于一身,同时安排尽可能多的特色空间,如欧式风格、乡村风格、中式风格、地中海风格等,希望人们在此享尽各个历史、地理条件下的风情,导致它们被不伦不类地强行捏合在一起。这些休闲会所中存在着文化定位不合理的状况,对于文化资本、经济资本、社会资本分析不清楚,对设计大众的习性没有深入了解等情况。
在这种情况,会所设计的结果只能流于表面形式,而无法真正的受到青睐。本课题通过对休闲时代基本概况的研究,以及休闲生活方式的改变带来交往心理和消费观念转型的分析探讨,了解到休闲俱乐部这一新兴的休闲消费空间形成的背景、对社会发展的意义以及其室内空间设计发展面临的问题。根据面临的这一问题,对休闲会所的室内空间设计做系统化的研究分析和探讨,结合市场营销的相关知识从项目的定位分析、功能设置、空间组到其他空间要素设计都做了比较系统和深刻的探讨,并且对目前我国优秀的休闲会所设计案例进行分析,构思出MUSIC俱乐部的室内设计方案,对休闲会所室内空间设计的各个环节要素进行系统的分析研究。
三、课题研究的内容、方法和预期目标:
1、本课题研究的内容是:
首先,结合市场营销的相关知识分析设计前期项目定位应考虑到的因素,从而决定俱乐部的功能设置。
其次,结合设计理论对俱乐部的室内空间组织、流线布局、穿插渗透、界面处理、色彩质感、照明、家具陈设等方面进行比较详细和系统的研究与分析,初步构建一套较为完善的俱乐部室内空间设计方法,并紧密结合设计方案进行阐述及论证。
最后,商务俱乐部室内空间设计的发展趋势。
2、课题研究的方法是:
首先,通过阅读大量的文献资料,对会所的起源及历史演变进行梳理。对休闲及休闲消费概念的界定源于休闲学和社会学的经典论述,有助于研究商务俱乐部在休闲时代背景下的发展特征研究。
其次,通过实地调研,案例分析等途径发现我国现阶段商务俱乐部室内空间存在的问题,提出解决问题的建议,求证我国当代俱乐部室内空间设计的基本原则。
再次,根据调查研究的实际情况构思和研究出设计方案。
最后,根据研究的设计方案和现在的形势,判断出未来商务俱乐部室内设计的发展的前景与方向。
3、课题研究的预期目标:通过理论研究形成比较系统的理论研究成果,最终完成设计作品一套及设计说明一篇。
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