序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇模塊化設(shè)計(jì)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

[關(guān)鍵詞]槍械設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì) 技巧

中圖分類號：T231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0262-01

前言

一把好槍被世人喜愛，AK47市場占有量達(dá)到幾億支，歷經(jīng)幾十年經(jīng)久不衰，好評如潮，成為槍械設(shè)計(jì)的經(jīng)典，可以說設(shè)計(jì)決定了AK47的外觀樣式、性能指標(biāo)、使用壽命，更賦予了AK47強(qiáng)大的的產(chǎn)品競爭力。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法我們用起來得心應(yīng)手，但有很多不足，設(shè)計(jì)繁雜、任務(wù)量大、設(shè)計(jì)時(shí)間長、沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)思想和標(biāo)準(zhǔn)。因此，在設(shè)計(jì)其他產(chǎn)品時(shí)，只能借鑒不能借用，在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用以來，特別是三維建模軟件的應(yīng)用，催生出了新的設(shè)計(jì)理論和方法，模塊化設(shè)計(jì)由此誕生。

一、模塊化設(shè)計(jì)

1.什么是模塊化

是程序的編寫不是開始就逐條錄入計(jì)算機(jī)語句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過程等框架把軟件的主要結(jié)構(gòu)和流程描述出來，并定義和調(diào)試好各個(gè)框架之間的輸入、輸出鏈接關(guān)系。逐步求精的結(jié)果是得到一系列以功能塊為單位的算法描述。以功能塊為單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其求解算法的方法稱為模塊化。

2.什么是模塊化設(shè)計(jì) 是指在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場的不同需求的設(shè)計(jì)方法。

3.模塊化設(shè)計(jì)特征：

相對獨(dú)立性，可以對模塊單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、修改和存儲，這便于由不同的專業(yè)化企業(yè)分別進(jìn)行生產(chǎn)；

互換性，模塊接口部位的結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，容易實(shí)現(xiàn)模塊間的互換，從而使模塊滿足更大數(shù)量的不同產(chǎn)品的需要；

通用性，有利于實(shí)現(xiàn)橫系列、縱系列產(chǎn)品間的模塊的通用，實(shí)現(xiàn)跨系列產(chǎn)品間的模塊的通用。

二、模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1.怎樣劃分模塊

產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)中，理論劃分可歸納如下：

（1）自頂向下分類：包括系統(tǒng)級模塊、產(chǎn)品級模塊、部件級模塊、零件級模塊；

（2）功能及加工和組合要求分類：包括基本模塊、通用模塊、專用模塊；

（3）接口組合要求分類：包括內(nèi)部接口模塊、外部接口模塊等。

模塊的內(nèi)涵有多大，邊界到哪里沒有定式，模塊單元的劃分是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的部件劃分，這些部件雖然是獨(dú)立的模塊，但也有各自不擾的功能，方便組合和拆卸；一個(gè)零件可以是一個(gè)模塊，部件模塊內(nèi)可以有若干個(gè)零件模塊，以此類推。

2.傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的總成、部件、零件等模塊化分舉例

以貨車為例，原來劃分為：發(fā)動機(jī)總成、變速箱總成、底盤總成（二類底盤）、駕駛室總成、貨箱總成等，現(xiàn)在可以把每一個(gè)總成叫做一個(gè)模塊，將五個(gè)模塊組合以后成為更大的系統(tǒng)模塊――貨車模塊。

發(fā)動機(jī)（總成）模塊由燃油系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等組成，每一個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)又是一個(gè)系統(tǒng)級模塊，里面包含著總成級的模塊；以燃油系統(tǒng)為例，燃油（系統(tǒng)）模塊包括油箱、輸油管、燃油濾清器、高壓油泵、噴油嘴等把每一個(gè)總成單元都視為模塊，這些模塊都是由不同的零件級模塊組成的，表現(xiàn)出不同的性能指標(biāo)、輸入、輸出接口、體積大小、安裝形式等，該特性是獨(dú)有的，可以通過零件模塊尺寸參數(shù)的調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整總成單元模塊的特性。

變速箱（總成）模塊、 底盤（總成）模塊、 駕駛室（總成）模塊、 貨箱（總成）模塊也一樣，不在重述。

3.模塊模型庫

一臺貨車設(shè)計(jì)完成，也是完成了各層級的模塊化設(shè)計(jì)。每個(gè)模塊都是參數(shù)化模型，包含特征單元、尺寸公差、零件屬性、材料信息等。按照模塊的屬性，層級、信息量大小歸檔到不同的模塊模型庫，在以后的設(shè)計(jì)中就可以借閱、參考、使用。

三、槍械模塊化設(shè)計(jì)

注：只就設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)，不涉及開發(fā)程序文件規(guī)定的相關(guān)程序。

盡量采用橫向系列模塊化設(shè)計(jì)，不改變產(chǎn)品主要參數(shù)的情況下，利用模塊改變產(chǎn)品，也可以在同一類型產(chǎn)品中，對不同規(guī)格的產(chǎn)品重新設(shè)計(jì)。

在槍械設(shè)計(jì)時(shí)，要求設(shè)計(jì)師在充分地研究和理解設(shè)計(jì)任務(wù)書中的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合現(xiàn)有同類產(chǎn)品的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，提出槍械的總體設(shè)計(jì)方案。在總體方案下，逐一確定各模塊參數(shù)的順序一般如下：

1.根據(jù)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)確定槍管長度，保證有效射程及殺傷力。槍管在輕武器體積中占比非常大，又是精度、射程、殺傷力的決定因素，決定槍的體積、造型和人機(jī)功效等。

2.自動機(jī)方式（在彈種確定的情況下）是決定整槍體積的又一個(gè)重要因素，自動機(jī)是槍械的核心部件，從后坐拋殼、到復(fù)進(jìn)推上膛、閉鎖終止，運(yùn)動空間大，和其他部件相關(guān)聯(lián)多，自身的體積、重量、形狀是槍械性能指標(biāo)的重要依據(jù)，自動機(jī)方式確定之后，整槍體積的三分之二確認(rèn)完成。

下面機(jī)構(gòu)參數(shù)的確認(rèn)省略

3.供彈機(jī)構(gòu)的確定

4.擊發(fā)機(jī)構(gòu)的確定

5.機(jī)匣結(jié)構(gòu)的確定

6.槍托、護(hù)木的確定

7.其他零部件的確定。

這些是總體設(shè)計(jì)方案的細(xì)化，明確了各個(gè)機(jī)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形式，也是為在模塊模型庫中選擇模塊設(shè)定條件。

四、槍械模塊化設(shè)計(jì)中總裝圖的繪制及模塊的選用

1.根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建平面布置圖，根據(jù)GJB（或CIP、SAAMI）標(biāo)準(zhǔn)、人機(jī)功效的要求，先標(biāo)注出槍管火線的中心線及后斷面位置，還要精確標(biāo)注閉鎖間隙尺寸，再用圖框大致標(biāo)示各總成模塊的位置、外觀輪廓。

2.在三維建模軟件中，按總體設(shè)計(jì)方案平面布置圖各總成模塊的位置，在模塊模型庫中選用并插入相應(yīng)模塊，利用模塊的輸出、輸入接口加以配合設(shè)置。

3.在裝配體模式下，設(shè)定自動機(jī)軸線與槍管軸線同軸，自動機(jī)模塊底窩前斷面與槍管后端面依據(jù)閉鎖間隙定位。自動機(jī)根據(jù)子彈的物理結(jié)構(gòu)尺寸，修改自動機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)尺寸，同時(shí)修改自動機(jī)工作循環(huán)圖，從新分配自動機(jī)能量，以保證后坐拋殼、推上膛、閉鎖等動作可靠完成，并進(jìn)行射擊頻率的評估。

4.在裝配體模式下，對供彈機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)供彈機(jī)構(gòu)中子彈與槍管后斷面、子彈與自動機(jī)相對位置關(guān)系，初步確定供彈機(jī)構(gòu)模塊接口位置。

下面機(jī)構(gòu)模塊都是按各機(jī)構(gòu)接口的配合關(guān)系定位的，在此省略，不在復(fù)述。

5.擊發(fā)機(jī)構(gòu)的確定

6.機(jī)匣結(jié)構(gòu)的確定

7.槍托、護(hù)木的確定

8.其他零部件的確定。

五、槍械模塊化設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)模塊的調(diào)整

模塊可以在整槍的裝配體中調(diào)整，那樣準(zhǔn)確率較高，但效率很低，一是計(jì)算機(jī)運(yùn)行較慢，二是任務(wù)沒有分解，分工不明確，沒有發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量；模塊從裝配體中提出來，在各自的模塊環(huán)境中運(yùn)行，依據(jù)總體的配合條件調(diào)整、修改，比較快捷，但容易產(chǎn)生誤差和干涉，需多次到整槍的裝配體中檢查。

模塊的調(diào)整不是一次性的，貫穿槍械設(shè)計(jì)開發(fā)、試驗(yàn)調(diào)試的始終。

六、結(jié)論

模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)很多，經(jīng)多次嘗試，就會熟能生巧。通過加、減、換、改相應(yīng)模塊以構(gòu)成新的產(chǎn)品，并滿足裝備產(chǎn)品的功能指說囊求。為開發(fā)具有多種功能的不同產(chǎn)品，不必對每種產(chǎn)品施以單獨(dú)設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出多種模塊，經(jīng)過不同方式的組合來構(gòu)成不同產(chǎn)品，以解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)制造周期、成本之間的矛盾。

模塊的劃分和創(chuàng)建以及組合是模塊化設(shè)計(jì)的重要部分，其最終的目的就是用最少數(shù)的模塊組合成盡可能多的產(chǎn)品。模塊化的設(shè)計(jì)，有著多樣化的特點(diǎn)，在一定程度上滿足了客戶的不同需求，使設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量得到了有效的提升，在槍械的設(shè)計(jì)加入模塊化設(shè)計(jì)，可以使槍械的設(shè)計(jì)得到有效的提高，也使槍械的整體性能得到提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 芻議機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用[J].吳宗燁.技術(shù)與市場.2016（11）

篇(2)

如前所述，不同手套機(jī)機(jī)型上，同一功能模塊可能在機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制電路上并不相同，這樣針對不同手套機(jī)需要開發(fā)不同的控制系統(tǒng)。為此本研究針對市場已有機(jī)械結(jié)構(gòu)，將手套機(jī)控制系統(tǒng)的硬件、軟件模塊化，同時(shí)引入Linux操作系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)快速組合的通用型控制系統(tǒng)開發(fā)要求。嵌入式Linux一般由引導(dǎo)程序、Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序組成［5］?；贚inux的手套機(jī)嵌入式控制系統(tǒng)，應(yīng)對Linux內(nèi)核、文件系統(tǒng)和應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在Linux內(nèi)核中，加入了6個(gè)模塊對應(yīng)的驅(qū)動。在文件系統(tǒng)中，編寫啟動腳/etc/init．d/rcS，通過菜單選擇，完成對手套機(jī)設(shè)備的啟動檢測。最后加載應(yīng)用程序，即手套機(jī)主程序。對每個(gè)模塊，將采用Linux驅(qū)動經(jīng)典結(jié)構(gòu):驅(qū)動—總線—設(shè)備。驅(qū)動、設(shè)備分別向總線注冊，而且驅(qū)動(或設(shè)備)注冊時(shí)會調(diào)用相應(yīng)設(shè)備(或驅(qū)動)注冊，其實(shí)質(zhì)為總線依據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)體成員name，驅(qū)動結(jié)構(gòu)體成員id_table是否匹配來決定是否調(diào)用驅(qū)動結(jié)構(gòu)體成員probe來完成注冊［6］。將手套機(jī)模塊化后—即在底層對驅(qū)動和設(shè)備進(jìn)行分離，對手套機(jī)啟動腳本編寫。對于各種手套機(jī)控制結(jié)構(gòu)，僅需修改或添加設(shè)備文件，而不會對應(yīng)用層主程序產(chǎn)生影響。

2手套機(jī)模塊化驅(qū)動程序

手套機(jī)模塊化驅(qū)動程序是模塊化手套機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重要組成部分。正是因?yàn)橥N模塊的多種設(shè)備實(shí)現(xiàn)了同樣控制動作，使得基于Linux手套機(jī)控制系統(tǒng)每個(gè)模塊驅(qū)動文件與設(shè)備的分離，不僅驅(qū)動文件對現(xiàn)有多種設(shè)備文件具有通用性，而且對將來產(chǎn)生的新設(shè)備起到了兼容，同時(shí)底層驅(qū)動與應(yīng)用層主控程序分離，減少了軟件上的修改，也是手套機(jī)啟動腳本可以對設(shè)備進(jìn)行選擇的基礎(chǔ)。Linux驅(qū)動一般分為3類:字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備［7-8］。手套機(jī)控制系統(tǒng)中系統(tǒng)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)卡(DM9000AEP)，塊設(shè)備nand(K9F2GO8)芯片廠商出廠時(shí)已有驅(qū)動，僅做移植修改就可，無需編寫。對于6個(gè)模塊，均為字符型設(shè)備，獨(dú)立編寫。以驅(qū)動對應(yīng)設(shè)備多寡為標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)將6個(gè)模塊分2部分，手機(jī)套各模塊與抽象后Linux驅(qū)動設(shè)備對應(yīng)關(guān)系如表1所示。2．1多設(shè)備模塊該部分驅(qū)動與設(shè)備關(guān)系是一對二，故可采用plat-form總線。platform總線是Linux驅(qū)動經(jīng)典結(jié)構(gòu)的代表，即驅(qū)動—總線—設(shè)備模型。簡而言之，該結(jié)構(gòu)可將同類型設(shè)備的共性，即實(shí)現(xiàn)功能編寫于驅(qū)動文件，而將各設(shè)備的向異性，及硬件屬性，編寫于設(shè)備文件中。platform總線可依據(jù)設(shè)備platform_device成員name，驅(qū)動platform_drive成員id_table是否匹配來決定是否調(diào)用驅(qū)動platform_drive成員probe來完成注冊［9］。2．2．1設(shè)備文件的注冊在platform設(shè)備文件xxx．c中(xxx即為表中Linux設(shè)備名一與Linux設(shè)備名二)，platform通過設(shè)備注冊函數(shù)platform_device_register()完成platform_de-vice數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)xxx_dev，resource數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)xxx_resource［］注冊，其中主要成員為:start=Physical_address，end=SIZ:依手套機(jī)控制電路原理圖進(jìn)行設(shè)置，主要是電磁鐵，電磁閥物理的地址，以及微動開關(guān)的中斷號設(shè)置。name="xxx":設(shè)備與驅(qū)動匹配標(biāo)志，其將決定調(diào)用哪個(gè)驅(qū)動。platform_data=is_xxx:同模塊不同設(shè)備區(qū)分標(biāo)志，為便于驅(qū)動的編寫。對于虛擬的設(shè)備needle_machine_dev．c(即單色紗線導(dǎo)紗機(jī)構(gòu))，僅賦值name，platform_data完成格式統(tǒng)一。2．2．2驅(qū)動文件的注冊在platform驅(qū)動文yyy．c中(yyy即為表中l(wèi)inux驅(qū)動名)中，其核心為完成數(shù)組yyy__table［］，函數(shù)yyy_probe()注冊。以紗線模塊為例的分析，數(shù)組yyy__ta-ble［］原型為:staticstructplatform_device_idyyy_table［］={{．name="xxx"，}，{}，};是驅(qū)動所支持設(shè)備id數(shù)組，對于紗線模塊，其驅(qū)動文件yarn_drv．c將含有staticstructplatform_device_idneedle_drv_table［］={{．name="needle_electromagnet_dev"，}，{．name="needle_machine_dev"，}，{}，};從而匹配yarn_electromagnet_dev．c，yarn_machine_dev．c設(shè)備文件中platform_device成員name。yarn_drv．c驅(qū)動文件中probe()將用platform_get_resource()獲得所注冊設(shè)備硬件信息(即yarn_electro-magnet_dev_resource［］，yarn_machine_dev_resource［］之一)，而在file_operations成員ioctl()函數(shù)將依據(jù)probe()獲得的硬件情況，編寫統(tǒng)一控制的函數(shù)。從而yarn_drv．c驅(qū)動使不同紗線模塊設(shè)備的實(shí)現(xiàn)了相同的功能。ioctl設(shè)備控制函數(shù)原型為:staticintioctl(structinode*inodep，structfile*filp，un-signed，intcmd，unsignedlongarg)設(shè)備文件注冊中platform_data=is_xxx在ioctl()函數(shù)中區(qū)分了不同設(shè)備，手套機(jī)驅(qū)動中Ioctrl()實(shí)現(xiàn)的命令1、命令2如表2、表3所示。2．2單設(shè)備模塊對于這3個(gè)模塊，由于驅(qū)動與設(shè)備一一對應(yīng)(如表4所示)，可采用傳統(tǒng)字符驅(qū)動編寫流程［10］，單個(gè)文件將設(shè)備和驅(qū)動一次性注冊，帶來程序的簡潔性，但并不合適手套機(jī)的模塊化的思想，例:信號檢測模塊中接近開關(guān)采用新的結(jié)構(gòu)，有可能導(dǎo)致信號檢測模塊的軟件部分改變，以及手套機(jī)主程序的改變，即導(dǎo)致手套機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的改變。故考慮對新結(jié)構(gòu)的兼容性，依然采用如第一部分所述設(shè)備—總線—驅(qū)動模型。綜上所述，6個(gè)模塊均采用Linux驅(qū)動經(jīng)典結(jié)構(gòu):驅(qū)動—總線—設(shè)備［11］，以達(dá)到同一個(gè)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的操作，亦可對將來新設(shè)備結(jié)構(gòu)兼容，從而實(shí)現(xiàn)手套機(jī)控制系統(tǒng)的模塊化。2．3手套機(jī)選針電磁鐵驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對于電磁鐵選針結(jié)構(gòu)的手套機(jī)，因其多達(dá)92路的選針電磁鐵，故而其總的功耗需求量比較大。針對這種情況，對相關(guān)的源代碼進(jìn)行編寫時(shí)，應(yīng)對選針電磁鐵的吸合時(shí)間進(jìn)行合理的控制，以達(dá)到降低功耗的目的，同時(shí)也延長選針電磁鐵的使用壽命。選針電磁鐵的流程圖如圖3所示。

3手套機(jī)設(shè)備檢測啟動程序

正是由于手套機(jī)控制系統(tǒng)的的模塊化，使得手套機(jī)設(shè)備檢測啟動程序可以在人工干預(yù)的情況下，進(jìn)行對設(shè)備文件進(jìn)行選擇性的加載，使手套機(jī)控制系統(tǒng)具有智能化的特點(diǎn)。Linux內(nèi)核啟動時(shí)，如不添加/etc/inittab文件，默認(rèn)情況下將會分析/etc/init．d/rcS，其中rcS為shell文件，在該文件中可以完成對Linux應(yīng)用層的初始化［12］，手套機(jī)硬件自檢測啟動程序流程如圖4所示。除系統(tǒng)環(huán)境所移植的驅(qū)動采用固態(tài)加載(即與內(nèi)核統(tǒng)一編譯，Linux內(nèi)啟動，其將自動加載)外，6個(gè)模塊均采用動態(tài)加載方式(命令行模式insmodxxx．ko)，分3步加載。3．1單設(shè)備文件加載信號檢測模塊、顯示界面模塊、按鍵模塊的設(shè)備文件及驅(qū)動文件加載，其中顯示界面模塊、按鍵模塊將參與第二部分設(shè)備文件選。3．2多設(shè)備文件加載要控制人員根據(jù)手套機(jī)的結(jié)構(gòu)對選針模塊、軟軸控制模塊、紗線模塊設(shè)備進(jìn)行二選一，依次運(yùn)行needle_dev_selsect．c，flexible_dev_selsect．c，yarn_dev_sel-sect．c進(jìn)行設(shè)備選擇，同時(shí)在子shell腳本中/glove_selsect．sh記錄設(shè)備選擇。3個(gè)模塊的設(shè)備選擇完畢，以“(/glove_selsect．sh)”啟動子shell腳本，進(jìn)行設(shè)備文件加載。以紗線模塊的yarn_dev_selsect．c為例，流程圖如圖5所示。3．3主程序glove．c調(diào)用在底層中已完成設(shè)備與驅(qū)動的隔離，啟動文件已將所需設(shè)備加載，故glove．c主程序僅對手套機(jī)6個(gè)模塊對應(yīng)驅(qū)動調(diào)用，其所做完全與具體設(shè)備無關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)手套機(jī)的模塊化，手套機(jī)與主程序流程圖如圖6所示。

4結(jié)束語

篇(3)

【關(guān)鍵詞】模塊化設(shè)計(jì) 點(diǎn)鈔機(jī) 傳感檢測模塊 卡扣連接

一、前言

點(diǎn)鈔機(jī)是重要的金融機(jī)具之一。近年來我國點(diǎn)鈔機(jī)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)在100家左右，大部分在廣州、浙江、上海、遼寧等省市，而規(guī)模以上的企業(yè)不到20家，其余均為中小型企業(yè)[1]。當(dāng)前，我國點(diǎn)鈔機(jī)市場已經(jīng)逐步飽和，點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)存在利潤水平低，關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)缺乏，“價(jià)格戰(zhàn)、渠道戰(zhàn)”盛行等問題[1]。近期我國勞動力成本顯著上漲，作為勞動密集型行業(yè)，點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)支出也不斷上升，迫切需要采用新技術(shù)和新方法降低勞動力需求和人工成本。

另一方面，已有的點(diǎn)鈔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都采用傳統(tǒng)方法，其捻鈔機(jī)構(gòu)、出鈔機(jī)構(gòu)、接鈔機(jī)構(gòu)都是由相對獨(dú)立的不同部件組成，并通過螺栓或螺釘與點(diǎn)鈔機(jī)機(jī)架連接，利用電機(jī)驅(qū)動和同步帶或繩輪實(shí)現(xiàn)傳動；點(diǎn)鈔機(jī)的各類檢測傳感器分散安裝于點(diǎn)鈔機(jī)不同位置，接線盒和固定安裝步驟繁瑣；不同點(diǎn)鈔機(jī)的零部件經(jīng)常不通用，b配位置不同，互換性差。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局造成點(diǎn)鈔機(jī)加工裝配工作量大，難度高，對安裝工人的熟練程度和技術(shù)要求較高，而目前點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)普遍工人流動性大，造成點(diǎn)鈔機(jī)質(zhì)量無法進(jìn)一步提高。因此，有必要對當(dāng)前點(diǎn)鈔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到提高產(chǎn)品可靠性、降低裝配工作量和技術(shù)要求的目標(biāo)。

二、模塊化設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟

“模塊化設(shè)計(jì)”是指在對一類相同功能的設(shè)備或產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，給出組成改設(shè)備或產(chǎn)品的一系列功能模塊的劃分結(jié)果，可以通過選擇模塊或者通過模塊組合實(shí)現(xiàn)構(gòu)成不同產(chǎn)品的目標(biāo)，從而滿足市場和用戶的不同需求[2，3]。

基于模塊化設(shè)計(jì)的點(diǎn)鈔機(jī)產(chǎn)品是由一組特定的模塊在一定范圍內(nèi)，組成多種不同功能或相同功能不同性能的點(diǎn)鈔機(jī)，其中模塊是指具有一定的功能的要素結(jié)合。采用模塊化方法設(shè)計(jì)點(diǎn)鈔機(jī)，可以使得點(diǎn)鈔機(jī)由一些相對獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)化模塊集合而成，而不是由分散的零部件組成。這些標(biāo)準(zhǔn)化模塊具有良好互換性，從而有效簡化點(diǎn)鈔機(jī)的結(jié)構(gòu)，在點(diǎn)鈔機(jī)流水線生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)裝配標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，有效降低生產(chǎn)成本并提高點(diǎn)鈔機(jī)質(zhì)量。

一般情況下，模塊化設(shè)計(jì)方法采用自頂向下的思路，以功能分析、模塊劃分作為關(guān)鍵，其步驟如下：

（1）市場調(diào)研和用戶需求分析；

（2）產(chǎn)品功能分析和確定產(chǎn)品系列；

（3）確定產(chǎn)品參數(shù)；

（4）給定產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)類型，劃分模塊；

（5）完成產(chǎn)品各模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

（6）編寫技術(shù)文件；

（7）產(chǎn)品試制、模塊組裝和設(shè)計(jì)改進(jìn)。

模塊化設(shè)計(jì)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)充分考慮應(yīng)用成組技術(shù)，即以零件在形狀、工藝上的相似性作為依據(jù)，并把相似的問題和部件歸類成組，通過對相似零件、部件或子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理，使批量較小的產(chǎn)品也具備流水作業(yè)生產(chǎn)的條件。通過成組技術(shù)，使得模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更加規(guī)范化和通用化，可以極大簡化生產(chǎn)裝配工序，降低生產(chǎn)作業(yè)復(fù)雜度。

三、點(diǎn)鈔機(jī)的模塊設(shè)計(jì)

點(diǎn)鈔機(jī)的模塊劃分必須注意其中的模塊要實(shí)現(xiàn)一定功能，明確整個(gè)產(chǎn)品系列的功能和相應(yīng)模塊，其式點(diǎn)鈔機(jī)類型作為示例如圖1所示。劃分模塊的依據(jù)是模塊化設(shè)計(jì)方法思想核心，其中應(yīng)當(dāng)考慮模塊組合變化規(guī)則。模塊劃分的正確性是點(diǎn)鈔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的關(guān)鍵。

從臺式點(diǎn)鈔機(jī)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)樣式和功能要求出發(fā)，遵循的模塊劃分原則是：盡可能以獨(dú)立的功能單元或者部件、組件為模塊，模塊在結(jié)構(gòu)上盡可能獨(dú)立化，使得模塊本體容易制造，模塊之間盡可能方便裝配和定位或連接，從而簡化點(diǎn)鈔機(jī)整機(jī)的裝配和構(gòu)成多種點(diǎn)鈔機(jī)變形產(chǎn)品。

在劃分臺式點(diǎn)鈔機(jī)的模塊的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)從點(diǎn)鈔機(jī)總功能出發(fā)，分解成獨(dú)立的分功能。如有必要，分功能則可以進(jìn)一步劃分為子功能。如圖2所示，由于點(diǎn)鈔機(jī)本身不是十分復(fù)雜，其模塊的劃分依據(jù)主要按照分功能進(jìn)行歸類。與傳統(tǒng)臺式點(diǎn)鈔機(jī)不同是的，本文提出的模塊化點(diǎn)鈔機(jī)設(shè)計(jì)中的磁檢測、紅外檢測和熒光檢測等檢測功能，由統(tǒng)一的傳感檢測模塊完成。除體積較大的冠字號圖像傳感器之外，所有的檢測傳感器和相關(guān)處理電路均集成安裝于傳感檢測模塊內(nèi)部和表面，傳感檢測模塊通過精確合理的卡位和卡扣固定在點(diǎn)鈔機(jī)機(jī)架上。這種設(shè)計(jì)方式可以有效簡化點(diǎn)鈔機(jī)生產(chǎn)當(dāng)中的裝配工作量，降低對裝配工人的技術(shù)要求，并提高傳感器裝配位置精度，提高點(diǎn)鈔機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量。

除傳感檢測模塊之外，臺式點(diǎn)鈔機(jī)的其余模塊，例如電源模塊、接鈔模塊、冠字號檢測模塊、導(dǎo)鈔模塊、顯示按鍵模塊等，設(shè)計(jì)中也盡可能在裝配前完成模塊自身的組裝后，多利用卡接類卡扣連接，實(shí)現(xiàn)模塊與模塊之間或者模塊與機(jī)架之間的固定連接。目前已有的點(diǎn)鈔機(jī)中，卡扣連接仍然很少使用，主要還是通過螺栓螺釘連接。本文引入的卡扣連接已經(jīng)成為機(jī)電產(chǎn)品裝配中重要連接方式，這種方式不需要增加連接零件并且具有裝配簡單等優(yōu)點(diǎn)；卡扣連接在汽車、打印機(jī)、電腦等眾多產(chǎn)品中已經(jīng)逐漸取代螺釘成為最主要的連接方法[4]，將來也必然成為點(diǎn)鈔機(jī)的主要連接方式。

四、結(jié)論

結(jié)合卡扣連接的模塊化設(shè)計(jì)是我國點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)產(chǎn)品升級的必由之路，為點(diǎn)鈔機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)裝配的簡單化、標(biāo)準(zhǔn)化以及通用化提供保障。簡單方便的卡扣連接，以及易于裝配的組件式模塊有利于點(diǎn)鈔機(jī)企業(yè)提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，降低人工成本，有利于我國點(diǎn)鈔機(jī)制造企業(yè)競爭力的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]王同軸.對點(diǎn)鈔機(jī)行業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)思考――以蒼南為例[J].蒼南縣金融設(shè)備行業(yè)協(xié)會論壇，2013，http：///Association Journal View.asp SortID=27&ID=123.

[2]蔡業(yè)彬.模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005，（8）：154-156.

篇(4)

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械 模塊化 模塊重組

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0046-02

在市場風(fēng)云變幻的今天，企業(yè)是否能夠快速生產(chǎn)出高性價(jià)比的產(chǎn)品來滿足顧客的需要成為企業(yè)立足壯大的關(guān)鍵所在。而模塊化設(shè)計(jì)允許企業(yè)通過重組等手段快速形成新產(chǎn)品而為越來越多的企業(yè)所關(guān)注。通過對一定范圍內(nèi)不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足不同需求，這種方法就稱為模塊化設(shè)計(jì)。

機(jī)械工程作為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和支撐，為科學(xué)技術(shù)、社會發(fā)展、人民生活和國防建設(shè)等提供了必要的產(chǎn)品裝備。本世紀(jì)初的幾年，依靠國家基礎(chǔ)建設(shè)投資、房地產(chǎn)業(yè)、倉儲物流裝卸等行業(yè)，我國工程機(jī)械行業(yè)總體規(guī)模得到了空前發(fā)展。但隨著2008年全球性金融危機(jī)的蔓延、4萬億投資引發(fā)的通貨膨脹、2011年來，投資、消費(fèi)和出口的全面下滑，經(jīng)濟(jì)二次探底、近兩年國內(nèi)房地產(chǎn)業(yè)的下滑等，使得工程機(jī)械產(chǎn)品遭受冷遇。新的經(jīng)濟(jì)形勢對工程機(jī)械裝備提出了全面和苛刻的要求：高性能、高機(jī)動性、高可靠性、良好的維修性和經(jīng)濟(jì)性等。而模塊化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用為上述問題的解決和改善提供了良好的思路。

1 工程機(jī)械產(chǎn)品模塊化流程

現(xiàn)有模塊化設(shè)計(jì)的方法基本上可分為兩類：一是按照功能劃分，這種劃分方式主要從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)劃分為相對獨(dú)立的功能單元，通過對模塊的不同選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品；二是按照產(chǎn)品或零部件的形狀結(jié)構(gòu)劃分，這種劃分方式主要用于產(chǎn)品比較簡單，但個(gè)別零部件形狀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的產(chǎn)品。

現(xiàn)代工程機(jī)械產(chǎn)品大多是一個(gè)由若干裝置、零部件，按照一定的機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)形式組成的具有某種功能的機(jī)械系統(tǒng)。因此，工程機(jī)械產(chǎn)品具有整體性、相關(guān)性、層次性和可分性的特征，這就使按照功能分解或形狀結(jié)構(gòu)劃分對產(chǎn)品實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)成為可能。工程機(jī)械的模塊化研究和開發(fā)，主要有兩種情形：

（1）新產(chǎn)品系列的模塊化設(shè)計(jì)；

（2）已有產(chǎn)品系列的適應(yīng)性模塊化設(shè)計(jì)；

對于新產(chǎn)品而言，系統(tǒng)性比較強(qiáng)，從整個(gè)產(chǎn)品角度著手，以功能分解為主的模塊化設(shè)計(jì)方法比較合適；而對于已有產(chǎn)品而言，更多考慮的是零部件的變型改造設(shè)計(jì)，因此以形狀特征為主的模塊化設(shè)計(jì)方法更適合。

對新產(chǎn)品系列進(jìn)行以功能分解為主的模塊化設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)行了充分的市場調(diào)查和顧客需求分析，從整個(gè)產(chǎn)品著手，系統(tǒng)性更強(qiáng)，提供了整套的方案評估方法，對設(shè)計(jì)的優(yōu)劣可以進(jìn)行有效分析；缺點(diǎn)是對產(chǎn)品功能進(jìn)行了重點(diǎn)的分解分析，而缺乏對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面的考慮，有一定的局限性。新產(chǎn)品系列模塊化設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。

對已有產(chǎn)品系列的適應(yīng)性模塊化設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是有針對性的對產(chǎn)品零部件的結(jié)構(gòu)充分分析，完成模塊的變型改造設(shè)計(jì)，快速形成新的產(chǎn)品以滿足需求；缺點(diǎn)是針對性的變型改造設(shè)計(jì)使用范圍較窄。已有產(chǎn)品系列的適應(yīng)性模塊化設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

2 國際知名工程機(jī)械產(chǎn)品的模塊化應(yīng)用

近年來，工程機(jī)械裝備逐漸朝向一機(jī)多用、作業(yè)功能多樣化的方向發(fā)展，擴(kuò)大了工程機(jī)械的應(yīng)用領(lǐng)域。如液壓挖掘機(jī)同一主機(jī)，通過配備不同的作業(yè)模塊（如挖掘、裝載、壓實(shí)、剪切和破碎等）就可以完成多樣化作業(yè)。在國際知名工程機(jī)械公司中均可見到模塊化設(shè)計(jì)的“身影”。如世界最大的塔機(jī)制造商―― 利勃海爾，構(gòu)建了利勃海爾模塊化系統(tǒng)，使其生產(chǎn)的塔機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)配置，可以以多種方式進(jìn)行組合和擴(kuò)展；世界最大的土方工程機(jī)械和建筑機(jī)械廠商―― 卡特彼勒，設(shè)計(jì)出平地機(jī)模塊化后輪軸、輪式裝載機(jī)模塊化散熱器、履帶式推土機(jī)模塊化動力傳動系統(tǒng)等；還有如寶峨、德馬格、馬尼托瓦克等公司，均利用模塊化設(shè)計(jì)發(fā)揮其產(chǎn)品的最大潛能。其中，馬尼托瓦克起重集團(tuán)的所有產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)均采用了模塊化的概念，通過新單元的增加快速擴(kuò)展了其產(chǎn)品功能。

3 結(jié)語

對工程機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過分析評價(jià)模塊劃分過程，面向不同客戶組合模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，使企業(yè)獲得面向客戶的競爭優(yōu)勢；通過模塊的升級換代逐步使產(chǎn)品升級換代，快速響應(yīng)客戶需求，對變化的市場和機(jī)遇做出敏捷的反應(yīng)；縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本；模塊間明確的功能分割，使得發(fā)生故障后易于判斷，縮短了故障診斷時(shí)間，提高用戶滿意度；以模塊為單位進(jìn)行維修，顯著改善維修條件，加快維修速度，提高服務(wù)質(zhì)量等。

現(xiàn)如今，模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)在武器裝備（方艙、雷達(dá)、航空電子設(shè)備等）、建筑、機(jī)械（數(shù)控機(jī)床、模具、減速機(jī)等）、電力、船舶、電工電子（微機(jī)、通信設(shè)備、電動控制儀表等）行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著效益。我國要有工程機(jī)械的制造大國向工程機(jī)械制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，模塊化設(shè)計(jì)不失為一個(gè)很好的思路和方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 賈延林.模塊化設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[2] 施進(jìn)發(fā)，梁錫昌.機(jī)械模塊學(xué)理論[J].中國機(jī)械工程，1997（6）：53-55.

篇(5)

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)；功能模塊；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

Abstract: This paper analyses the close relationship between the modular design and modern technology, and module dividing vertical CNC lathe to illustrate the application of the modular design method in the mechanical design.

Key words: modular design; function module; mechanical design; application

中圖分類號：TG518 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

1、 模塊的劃分與模塊化設(shè)計(jì)方式

1.1模塊劃分、接口標(biāo)準(zhǔn)化與組合性和可互換性

模塊劃分的好壞直接影響到模塊系列設(shè)計(jì)的成功與否。既要照顧制造和管理方便，避免組合時(shí)產(chǎn)生混亂，具有較大的靈活性，又要考慮到模塊系列將來的擴(kuò)展和向?qū)Ｓ?、變型產(chǎn)品的輻射。因此必須對系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的、系統(tǒng)的功能分析和結(jié)構(gòu)分析，模塊劃分時(shí)要注意：（1）模塊在整個(gè)系統(tǒng)中的作用及其更換的可能性和必要性；（2）保持模塊在功能及結(jié)構(gòu)方面有一定的獨(dú)立性和完整性；（3）模塊間的接合要素便于聯(lián)接與分離；（4）模塊的劃分不能影響系統(tǒng)的主要功能。

模塊劃分原則是：（1）力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品；（2）在滿足要求的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品精度高、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉；（3）模塊結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、規(guī)范，模塊間的聯(lián)系也應(yīng)盡可能簡單。

模塊化設(shè)計(jì)所依賴的是模塊的組合，即結(jié)合面，又稱為接口。顯然，為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換，模塊應(yīng)具有可組合性和可互換性兩個(gè)特征。這兩個(gè)特征主要體現(xiàn)在接口上，必須提高模塊標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、規(guī)格化的程度。例如，對裝配而言，具有相同功能、不同性能的單元一定要具有相同的安裝基面和相同的安裝尺寸，才能保證模塊的有效組合；在計(jì)算機(jī)行業(yè)中，由于采用了標(biāo)準(zhǔn)的總線結(jié)構(gòu)，來自不同國家和地區(qū)廠家的模塊，不斷進(jìn)行精心改進(jìn)和研究，促使計(jì)算機(jī)技術(shù)達(dá)到空前的發(fā)展。

1.2模塊化設(shè)計(jì)方式和模塊化系統(tǒng)

1.2.1 模塊化設(shè)計(jì)的主要方式

（1）橫向系列模塊化設(shè)計(jì)。不改變產(chǎn)品主參數(shù)，利用模塊發(fā)展變形產(chǎn)品。這種方式易實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用廣。

（2）縱向系列模塊化設(shè)計(jì)。在同一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（3）橫向系列和跨系列綜合模塊化設(shè)計(jì)。除發(fā)展橫系列產(chǎn)品之外，改變某些模塊還能得到其它系列產(chǎn)品者，便屬于橫向系列和跨系列模塊化設(shè)計(jì)了。

（4）全系列模塊化設(shè)計(jì)。全系列包括縱向系列和橫向系列。

（5）全系列和跨系列模塊化設(shè)計(jì)。在全系列基礎(chǔ)上用于結(jié)構(gòu)比較類似的跨產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)。

1.2.2模塊化系統(tǒng)的劃分與功能介紹

按產(chǎn)品中模塊使用多少，模塊化系統(tǒng)可分為純模塊化系統(tǒng)和混合系統(tǒng)———由模塊和非模塊組成的模塊化系統(tǒng)，機(jī)械模塊化系統(tǒng)多是這種類型。按模塊組合可能性多少，模塊化系統(tǒng)可分為：閉式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮到所有可能的方案；開式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮模塊組合變化規(guī)則。模塊要實(shí)現(xiàn)一定功能，整個(gè)產(chǎn)品系列功能和相應(yīng)的模塊類型如圖1 所示。

基本功能是系統(tǒng)中基本的、經(jīng)常的、重復(fù)的、不可缺少的功能，在系統(tǒng)中基本不變的功能。相應(yīng)模塊稱為基本模塊。

輔助功能主要指實(shí)現(xiàn)安裝和聯(lián)接所需的功能。相應(yīng)模塊稱為輔助模塊。

特殊功能是表征系統(tǒng)中某種或某幾種產(chǎn)品特殊的、使之更完善或有所擴(kuò)展的功能。相應(yīng)模塊稱為特殊模塊。

圖1 模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)中功能和模塊類型

適應(yīng)功能是為了和其它系統(tǒng)或邊界條件相適應(yīng)所需要的可臨時(shí)改變的功能。相應(yīng)模塊稱為適應(yīng)模塊。

用戶專用功能指某些不能預(yù)知的、由用戶特別指定的功能，該功能由于其不確定性和極少重復(fù)，由非模塊化單元實(shí)現(xiàn)。

2、模塊化設(shè)計(jì)的步驟

模塊化設(shè)計(jì)分為兩個(gè)不同層次，第一個(gè)層次為系列模塊化產(chǎn)品研制過程，如圖2所示。第二個(gè)層次為單個(gè)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，如圖3 所示?？偟恼f來，模塊化設(shè)計(jì)遵循一般技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，但比后者更復(fù)雜，花費(fèi)更高，要每個(gè)零部件都能實(shí)現(xiàn)更多的部分功能。模塊化設(shè)計(jì)的主要步驟如下：

圖2模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程 圖3模塊化系列產(chǎn)品研制過程

（1）市場調(diào)查與分析，模塊化設(shè)計(jì)成功的前提；

（2）進(jìn)行產(chǎn)品功能分析，擬定產(chǎn)品系列型譜；

（3）確定參數(shù)范圍和主參數(shù)；

（4）確定模塊化設(shè)計(jì)類型，劃分模塊；

（5）模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成模塊庫；

（6）編寫技術(shù)文件。

3 模塊化與其它現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合

3.1 模塊化與成組技術(shù)在對事物的處理上的共同特點(diǎn)

模塊化與成組技術(shù)都是針對現(xiàn)代生產(chǎn)的多樣化提出的。成組技術(shù)主要以零件在形狀、工藝上具有的相似性為其理論依據(jù)，研究并利用有關(guān)事物的相似性，把相似的問題歸類成組，通過對相似零件的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理，以達(dá)到“使小批量的產(chǎn)品具有流水作業(yè)的生產(chǎn)方式”的目的。而模塊化技術(shù)也是追求“小批量的系統(tǒng)（產(chǎn)品），中批量的子系統(tǒng)（模塊），大批量的元素（零件）”的效果，也利用機(jī)床部件在功能上的相似性，把那些具有相似功能的部件經(jīng)過統(tǒng)一、歸并和簡化而形成模塊。兩者在對事物的處理上有以下共同點(diǎn)：集中處理具有相似性和重復(fù)性的事務(wù)；把具有一定相似性和重復(fù)性的事物標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化；信息的重復(fù)使用。成組技術(shù)在結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的條件下，在工藝設(shè)計(jì)和制造中取得了很大的進(jìn)展。模塊化技術(shù)也將具有這個(gè)特點(diǎn)。

3.2 模塊化與柔性制造技術(shù)

柔性制造技術(shù)以生產(chǎn)多樣化、快節(jié)奏為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)對生產(chǎn)反應(yīng)的靈活性和自身的多變性和可變性。模塊化正好為實(shí)現(xiàn)柔性技術(shù)這一要求提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)，模塊化技術(shù)在利用通用模塊解決機(jī)床共性之后，集中精力解決個(gè)性問題，并用“以最少的模塊組合成最多的機(jī)床”這一指導(dǎo)思想來實(shí)現(xiàn)多樣化的要求，當(dāng)以機(jī)床為生產(chǎn)工具時(shí)，則利用其模塊的特性，一機(jī)多用，一模多用，通過機(jī)床模塊的重新組合，達(dá)到系統(tǒng)的柔性要求。應(yīng)用模塊化技術(shù)，從硬件上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的柔性是目前國內(nèi)外制造業(yè)的一個(gè)重要研究方向。

3.3模塊化與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAD、CAPP、CAM）和數(shù)據(jù)庫技術(shù)引入模塊化技術(shù)，在一定程度上替代人類完成大量人工無法完成的復(fù)雜計(jì)算和重復(fù)性工作，且在穩(wěn)定性、一致性、條理性等到方面超過了人類。另一方面，通過模塊化方法，把復(fù)雜系統(tǒng)分解成相對簡單的子系統(tǒng)，對各子系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能。

4 模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控立式車床的模塊劃分是指對機(jī)床進(jìn)行功能分析與結(jié)構(gòu)分析，合理劃分具有某一或某些功能的結(jié)構(gòu)單元。因此，模塊劃分合理與否是模塊化設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。

4.1 數(shù)控立式車床模塊劃分原則

根據(jù)現(xiàn)有立式車床的結(jié)構(gòu)形式和模塊化要求，模塊劃分原則可總結(jié)如下：以獨(dú)立的功能單元作為模塊，即對于已分解的功能單元在結(jié)構(gòu)上盡可能做到獨(dú)立化，這樣的模塊易于拼組和搭配，便于構(gòu)成多種變形產(chǎn)品；以部件作為模塊，這樣的模塊具有完整性，容易保證裝配質(zhì)量；以組件作為模塊，功能分解細(xì)化后，還可進(jìn)一步將部件中的某些組件模塊化，通過更換或取舍組件或一些零件，可以使部件具有不同用途和性能。這比更換整個(gè)部件要經(jīng)濟(jì)靈活。在模塊劃分過程中，還要重視機(jī)床大件（基礎(chǔ)件）的模塊化，大件的結(jié)合要素要規(guī)范，便于聯(lián)接與分離。同時(shí)，要考慮在模塊中留有一定的發(fā)展空間，以便引入新技術(shù)時(shí)不會阻礙模塊的結(jié)構(gòu)。

4.2 數(shù)控立式車床的功能分解

在進(jìn)行模塊劃分時(shí)，必須從數(shù)控立式車床的總功能出發(fā)，把總功能分解成相對獨(dú)立的分功能，分功能繼續(xù)分解至不宜再分時(shí)就構(gòu)成功能元，功能元是組成總功能或分功能的最基本單元，常與一定的功能模塊相對應(yīng)。在進(jìn)行總功能分解時(shí)，應(yīng)考慮用戶的要求和實(shí)現(xiàn)總功能所必需的分功能，由于用戶條件各不相同，所確定的機(jī)床規(guī)格及性能也會不同，其模塊的組成也會有很大的差異。對于單柱數(shù)控立式車床CK 系列來說，其總功能為車削，可以車削內(nèi)外圓柱、內(nèi)外圓錐、溝槽、平面、螺紋以及各種旋轉(zhuǎn)曲面體。而對單柱數(shù)控車銑加工中心CX系列來說，除了上述的車削外，還必須具備有銑鏜功能，這些功能可以按傳動功能、執(zhí)行功能、支承功能、輔助功能和監(jiān)測等分功能進(jìn)一步分解。

4.3 數(shù)控立式車床的模塊劃分

通過對總功能進(jìn)行分解，可以看出某一或某些功能與實(shí)現(xiàn)某一或某些功能的模塊存在對應(yīng)關(guān)系。其中有單一模塊實(shí)現(xiàn)某一功能，即一一對應(yīng)關(guān)系；某一功能由多個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，即單對多的關(guān)系；某些多個(gè)功能由一個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)，即多對單的關(guān)系。如圖4所示。

篇(6)

關(guān)鍵詞：模塊化；展具設(shè)計(jì)；運(yùn)用

中圖分類號：TU238.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-5312（2015）29-0285-01

一、模塊化設(shè)計(jì)與展具概念

模塊化設(shè)計(jì)主要是指將產(chǎn)品功能作為基礎(chǔ)，將產(chǎn)品總功能分解為多個(gè)可互換、獨(dú)立的基礎(chǔ)單元模塊，并結(jié)合用戶具體設(shè)計(jì)需求，對功能模塊進(jìn)行選擇及綜合、快速設(shè)計(jì)出具有不同系列、性能及用途的新產(chǎn)品，最終解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設(shè)計(jì)周期、成本之間矛盾。展具主要是指展示活動的一部分，是展品陳列的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其具有可安置、維護(hù)及承托等功能。

二、模塊化在展具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）展具地臺系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)

模塊化地臺系統(tǒng)主要由臺板與支撐件構(gòu)成，具有承重、走線及搭建等功能。目前，展會設(shè)計(jì)常常使用特裝地臺，存在一定安全隱患。而模塊化地臺系統(tǒng)以獨(dú)立模塊為基礎(chǔ)，解決了傳統(tǒng)模式的接口不嚴(yán)等弊端，承重性能較高，且節(jié)省了施工成本。在具體實(shí)踐中，應(yīng)確定地臺尺寸，對獨(dú)立模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)安排好與其他展具之間的接口，為日后使用提供方便，同時(shí)，地臺模塊之間應(yīng)保留走線縫隙，避免在展臺搭建好電線外漏情況，提升展具設(shè)計(jì)美觀性①。如播音公司在北京國際展覽中心搭建的展臺，采取鋁合金龍骨地臺鋪設(shè)，然后安裝木板，不僅在短短兩個(gè)小時(shí)內(nèi)完成了180平米的鋪設(shè)任務(wù)，且展板能夠重復(fù)使用，與產(chǎn)品可重用設(shè)計(jì)理念要求相契合。

（二）展具結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)

隨著會展需求逐漸朝著多元化方向發(fā)展，展具結(jié)構(gòu)模塊化類型也呈現(xiàn)多樣化。鋁制八通展具作為一種現(xiàn)代展示結(jié)構(gòu)，采取八向連接，節(jié)點(diǎn)通過鎖頭的卡緊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，避免原有展示器材連接點(diǎn)復(fù)雜性缺陷，為展具拆裝提供方便，且采取的鋁制材料，能夠多次使用，與綠色環(huán)保理念相符合。另外，相比較標(biāo)準(zhǔn)展位與異型展位來看，八通結(jié)構(gòu)更具靈活性，能夠滿足企業(yè)多樣化宣傳要求，更好地展現(xiàn)企業(yè)形象及文化。

方柱形結(jié)構(gòu)是使用最廣的一種鋁合金展具。由于該類型展具具有簡潔、大方等特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。目前，常見的方柱形結(jié)構(gòu)規(guī)格有40毫米、60毫米等五種規(guī)格。該類型展具能夠增強(qiáng)展位現(xiàn)代氣息，且安裝較為便捷，能夠避免由于木梁支撐造成的浪費(fèi)。同時(shí)，利用鉸鏈旋轉(zhuǎn)等特點(diǎn)，能夠設(shè)計(jì)出多個(gè)展位造型。由于展會行業(yè)中，照明通常要大于普通照明，對安全度要求較高，采取該結(jié)構(gòu)能夠提高安全性。

玻璃幕墻類作為模塊化設(shè)計(jì)的一部分，一般結(jié)合建筑物功能、美觀等需求進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)②。玻璃幕墻設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)師提供了更多創(chuàng)新空間，主要是由于其具有鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、玻璃輕盈性等特點(diǎn)，但是，在建設(shè)之初，應(yīng)加強(qiáng)對卡盤承重性能進(jìn)行多次測試，提高安全性。

（三）配件及拼板類模塊化設(shè)計(jì)

抓手結(jié)構(gòu)是展具模塊化設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，通常情況下，可以作為模塊化配件使用，需要結(jié)合主體支撐展具的類別進(jìn)行設(shè)計(jì)，以配合展布，提高整個(gè)展位美觀度。

展板是展具中數(shù)量較多的一部分，對其進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)能夠提升展位整體設(shè)計(jì)效果的同時(shí)，突出企業(yè)形象，吸引人們注意力。根據(jù)模數(shù)要求，展板尺寸一般為60厘米*90厘米、60厘米*180厘米等規(guī)格?，F(xiàn)代展示版面的設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)材料質(zhì)感、顏色等方面，以此來給人們留下深刻的印象。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)要求，常用展示板結(jié)構(gòu)可以選擇懸吊、落地、棚架等多種形式。

（四）展示柜模塊化設(shè)計(jì)

無論是在標(biāo)準(zhǔn)展柜、還是特裝展位中，展示柜隨處可見。作為一種展示道路，展示架具有輕便、節(jié)省空間等特點(diǎn)。雖然，就展示柜本身來看，其作為產(chǎn)品平臺使用，并不需要完全的模塊化設(shè)計(jì)，但是，對其插槽進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)仍然值得關(guān)注，可以將插槽模塊化設(shè)計(jì)引入到展具設(shè)計(jì)當(dāng)中?，F(xiàn)階段，模塊化接待臺已經(jīng)成為一些發(fā)達(dá)國家展示公司研究的重要方向，其能夠協(xié)調(diào)模塊單元與接口標(biāo)準(zhǔn)化之間的關(guān)系，提高整體設(shè)計(jì)合理性，滿足會展展具設(shè)計(jì)要求，下圖為簡單的模塊設(shè)計(jì)單元。

三、結(jié)論

目前，會展展具設(shè)計(jì)存在很多不足，而設(shè)計(jì)模塊集中化展具，通過運(yùn)用模塊的拼接與搭建，能夠展示企業(yè)形象及產(chǎn)品功能等。因此，在展具設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)堅(jiān)持合理原則，立足于展示需求，從展具整體入手，將模塊化設(shè)計(jì)理念滲透至展具設(shè)計(jì)全過程，提高展具設(shè)計(jì)整體效果的同時(shí)，節(jié)省建設(shè)成本，從而使展具在展示過程中的積極作用得到最大程度發(fā)揮。

注釋：

篇(7)

【關(guān)鍵詞】減速電機(jī)；模塊；設(shè)計(jì)

減速電機(jī)根據(jù)其應(yīng)用的特點(diǎn)分析：自身具有節(jié)省空間、方便使用的優(yōu)點(diǎn)，它屬于一種減速傳動裝置和電動機(jī)集成一體的機(jī)電產(chǎn)品，因此也被稱為帶電機(jī)的減速機(jī)。減速機(jī)的應(yīng)用范圍比較廣，目前已被廣泛的應(yīng)用到鋼鐵冶金、其中運(yùn)輸、物料搬運(yùn)、機(jī)場港口、流水作業(yè)以及環(huán)保處理行業(yè)中，因此這就需要在減速機(jī)電的模塊化設(shè)計(jì)中要不斷的研究，擴(kuò)大國內(nèi)外市場。

1.減速機(jī)電的現(xiàn)狀

減速機(jī)電是一種動力機(jī)模塊和傳動裝置模塊的組合，因此在使用的過程中動力機(jī)模塊是一種電動機(jī)，傳動裝置模塊是減速機(jī)，最終在二者結(jié)合使用中，形成了減速電機(jī)。因此在設(shè)計(jì)中，主要是由不同的模塊組合而成的。根據(jù)去自身的性能以及材料，因此本文重點(diǎn)研究了減速電機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)。其中減速電機(jī)的模塊主要是由13種減速機(jī)模塊，4中連接模塊。10種電機(jī)模塊以及5中附加模塊組成的，其中在減速機(jī)電模塊設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)減速機(jī)電形態(tài)矩陣最終形成的：其中具體的模塊分為：底腳安裝圓柱齒輪減速機(jī)、法蘭安裝圓柱齒輪減速機(jī)、懸掛安裝圓柱齒輪減速機(jī)、底腳安裝圓錐-圓柱齒輪減速機(jī)、法蘭安裝圓錐-圓柱齒輪減速機(jī)、空心出軸圓錐-圓柱齒輪減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)、底腳安裝圓柱齒輪-蝸桿減速機(jī)、法蘭安裝圓柱齒輪-蝸桿減速機(jī)、空心出軸圓柱齒輪-蝸桿減速機(jī)、底腳安裝行星齒輪減速機(jī)、法蘭安裝行星齒輪減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)；在連接模塊中包括：聯(lián)軸器、連接法蘭、齒輪副；在電機(jī)模塊中包括：中小型三相異步電動機(jī)、變級多速三相異步電動機(jī)、變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)、電磁調(diào)速三相異步電動機(jī)、隔爆型三相異步電動機(jī)、微型三相異步電動機(jī)、單相異步電動機(jī)、直流電動機(jī)、微型特種電動機(jī)等。根據(jù)其功能可以分為：箱體模塊，端蓋模塊，出軸模塊，齒輪副模塊以及輸入軸模塊和附件模塊，但是在目前我國減速模塊設(shè)計(jì)中，采用的是優(yōu)先數(shù)的原則，目前的現(xiàn)狀是：在全國實(shí)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)YCJ齒輪減速電機(jī)，在技術(shù)指標(biāo)，安裝尺寸以及外形尺寸中進(jìn)行具體的規(guī)定，在技術(shù)中規(guī)定中心高、輸出軸直徑以及長度、安裝孔徑以及孔距，然后對具體的值進(jìn)行調(diào)整，最終符合模塊化設(shè)計(jì)的原則，因此這就總結(jié)出在設(shè)計(jì)的同時(shí)，采用的是：“零件標(biāo)準(zhǔn)化，部件通用化以及產(chǎn)品系列化”的設(shè)計(jì)理念。

2.減速機(jī)電設(shè)計(jì)的研究

根據(jù)目前的現(xiàn)狀分析，在我國減速機(jī)電基本上是中小企業(yè)，在設(shè)計(jì)中是根據(jù)外國產(chǎn)品的模型制造的，在安裝尺寸中以國外產(chǎn)品作為標(biāo)本，但是在內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中，呈現(xiàn)的是參差不齊的狀況，但是隨著市場競爭在不斷的加劇，以及競爭力在不斷的提高，這就要求減速機(jī)電制造商積極的推行新的理念，在設(shè)計(jì)中不斷提高技術(shù)理念。本文對模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行的科學(xué)的研究，模塊設(shè)計(jì)的具體措施是：

2.1加強(qiáng)減速機(jī)電設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

首先要堅(jiān)持執(zhí)行與國際同步的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且要結(jié)合我國仿照設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)中根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)具體進(jìn)行，例如在進(jìn)行箱體的設(shè)計(jì)中需要用高強(qiáng)度的鑄件積木式組合進(jìn)行，在數(shù)控中心采用的是中心鏜孔，在減速機(jī)電設(shè)計(jì)中對于齒輪設(shè)計(jì)，采用的是優(yōu)質(zhì)合金的鋼鍛件，并且在完成了切齒之后需要進(jìn)行滲碳淬火磨齒，最終確定具體的精度，但是在出軸的優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件中，先要進(jìn)行調(diào)質(zhì)和車削后進(jìn)行磨削，而滾動軸承選用的是優(yōu)質(zhì)的材料，同樣緊固件采用的是高強(qiáng)度等級，并且要嚴(yán)格的按照國家的標(biāo)準(zhǔn)具體實(shí)施。

2.2模塊化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備

模塊化設(shè)計(jì)中需要不斷的優(yōu)化方案，這就需要技術(shù)人員做保障，并且積累大量的減速機(jī)電產(chǎn)品圖紙，在模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對多有的機(jī)電產(chǎn)品圖紙進(jìn)行整理，修改以及優(yōu)化組合，確保設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，例如在具體的設(shè)計(jì)中，在箱體各軸承孔間的中心距標(biāo)準(zhǔn)化中，為了確保優(yōu)先數(shù)，在具體的設(shè)計(jì)中就需要盡可能的滿足中心規(guī)格數(shù)，將其減少到最合理范圍內(nèi)。在各個(gè)齒輪中需要進(jìn)行統(tǒng)一合成于一張圖紙中，最終根據(jù)減速機(jī)電模塊以及機(jī)電模塊之間的接口來在合理的規(guī)范中進(jìn)行，確保接口參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化以及合理化，將其形成的公比按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)排列。

2.3模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

減速機(jī)電的模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，積極的推廣在更大范圍中進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，在目前來看我國在減速機(jī)電模塊設(shè)計(jì)中由于減速電機(jī)制造商的規(guī)模比較小，基本上是中小企業(yè)或者是微型企業(yè)，因此在制造的過程中就會出現(xiàn)產(chǎn)品系列雷同，質(zhì)量出現(xiàn)了不同樣式，最終呈現(xiàn)出總體的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀比較落后，因此根據(jù)這種減速機(jī)電模塊化設(shè)計(jì)中需要在有限的系列型范圍內(nèi)，要推行新的設(shè)計(jì)方案，采用同行的模塊組合成整機(jī)的產(chǎn)品，在最小的設(shè)計(jì)理念中提高產(chǎn)品的技術(shù)含量，同時(shí)需要將減速機(jī)電推行專業(yè)化的發(fā)展方向，在設(shè)計(jì)中不斷的優(yōu)化方案，例如在齒輪廠就應(yīng)該為整機(jī)提供齒輪模塊設(shè)計(jì)，在鑄造廠就要為整個(gè)減速機(jī)電提供箱體的模塊，具體的設(shè)計(jì)過程中，需要專業(yè)人員根據(jù)詳細(xì)的圖紙來進(jìn)行組合，最終達(dá)到優(yōu)化組合的效果，將模塊化之間的接口形成一定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高了技術(shù)質(zhì)量與創(chuàng)新效果。

3.總結(jié)

通過分析減速機(jī)電模塊設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀從中提出了模塊化設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，這就需要在結(jié)合市場規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，要做好機(jī)電產(chǎn)品圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并且需要保障專業(yè)人員在技術(shù)中要規(guī)范、科學(xué)，結(jié)合減速機(jī)電的模塊設(shè)計(jì)原理在確保了各個(gè)接口的參數(shù)在復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)中合理進(jìn)行，這樣最終就形成了統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)，為提高我國減速機(jī)電的設(shè)計(jì)做出有效的改進(jìn)，在規(guī)范市場的同時(shí)，可以不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，為產(chǎn)品的更新提高更高的技術(shù)含量。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝起成，胡海勝，王宇翔.齒輪減速機(jī)電的模塊化設(shè)計(jì)問題[J].機(jī)電工程，2013（35）.

[2]李時(shí)許，徐建明，石建麗，萬志強(qiáng).順槽用破碎機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2012（25）.