2011年6月28日,东华大学信息学院博士生暑期实践团继续在奉化必达机械制造有限公司开展工作。上午我们一行12人在张明贵总经理的陪同下,实地考察了必达机械数控车间和空压机装配质检车间。同时,官洪运老师带领我们亲身实践了驱动电机的内嵌、吸排汽缸的并行装配、耐磨活塞环的抛光等实际车间操作工作。张总全程亲力指导,详细解答队员们提出的各种与产品相关的问题。
在车间观摩过程中,张总详细介绍了空气压缩机使用中的两个主要技术参数:排气压力和排气流量。而公司现行开发的空压机,因小型化、便携式、低噪声的特点,导致其使用过程中存在散热差、扭力小、续航能力弱等问题。所以如何设计一种效率更高、产气更大的空压机是公司工程研发面临的一大难题。
随后张总与我们在公司会议室进行了详细地座谈,并主动向我们提供了空压机的机械结构图。我们向张总询问了在实际操作中空压机的各项技术指标,并针对以上产品实际使用过程中存在的各种问题,结合张总提出的相关期望改进的方面制定了关于产品设计的初步方案。
首先我们计划设计一种新型的多汽缸空压机,并寻找一种高强度材质的耐磨活塞环。现有的空压机的曲柄都是单方向带动连杆推动活塞运行的,曲柄的推动效率仅为50%。如果能设计一种双向工作的空压机,充分利用曲柄的来回推吸能力,就能显著提高电机有功功率,增大单位时间产气量。同时,现行的耐磨活塞环抛光工艺对数控车床精度要求很高,这进一步限制了空压机的利润空间。如果能够寻找一种高强度、易成型、镜光度的塑料活塞环,必将大大减少生产成本,增强产品的市场竞争力。
其次鉴于我们团队的自身专业优势,计划设计一种基于模糊控制的压力控制系统,实现一个多传感器融合的实时诊断人机交互界面。空压机贮气筒的压力是有上限的,传统控制方案是通过物理式的压力控制开关对电机实现开关控制。如果能够把压力控制量模糊化,结合电机温度,排出压力需求等因素,建立一种新的智能控制系统,必将更有效地优化空压机的工作量,从另一个侧面提升产品性能。同时,运用温度传感器、压力传感器、流量传感器等实现多种数据融合,给用户提供数字化的空压机运行状态。基于此,将界面化设计引入空压机的研发,进一步提升智能机械的交互式能力。通过人工智能的理念,空压机的实时控制能力必能得到大幅增强。
经过又一天全体队员的共同努力,我们对空压机硬件问题的深入分析,掌握了宝贵的第一手资料,受益匪浅,并对日后工作做了详实计划。实践团每位成员积极运用自己所掌握的专业知识,为实践团工作的有序进行贡献了自己的力量。