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柔性制造技术的应用

时间:2023-07-19 17:30:43

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柔性制造技术的应用

第1篇

【关键词】 飞机 数字化 柔性装配

1 引言

传统的飞机装配采用刚性工装定位、手工制孔连接、基于模拟量传递的互换协调检验方法和分散的手工作坊式生产。自20世纪 80 年代以来,随着计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展,数字化技术在现代飞机制造中得到了广泛的应用,飞机制造进入了数字化时代。

在数字化技术的推动下,飞机装配技术快速发展,形成了现代飞机的数字化柔性装配模式。数字化柔性装配模式具体表现为:在飞机装配中,以数字化柔性工装为装配定位与夹紧平台,以先进数控钻铆系统为自动连接设备,以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具,在数字化装配数据及数控程序的协同驱动下,在集成的数字化柔性装配生产线上完成飞机产品的自动化装配。

2 飞机装配生产线特点

一般机械制造中的装配线是指人和机器的有效组合,通过将生产中的输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备等进行有机组合,从而满足多品种产品的装配要求,充分体现了设备灵活性。装配生产线的应用,提高了生产效率缩短了制造周期,但自动化生产线的成本较高,主要用于批量生产,如在汽车行业。

但飞机产品型号多、批量少的特点使得飞机装配生产线需要在具有一般机械产品装配生产线的特点基础上,还应具有一定的柔,这样同一生产线既能用于同型号同批次,又能适用于同型号改进改型系列机型的飞机产品装配,从而满足了装配生产线对产品产量的要求,可充分发挥其优势,实现现代飞机产品的精益制造。

与国外发达国家相比,我国现代飞机柔性装配生产线技术无论在研究层面还是应用实践层面都存在较大的差距,主要表现在:

(1)现有的产品设计模式和产品特征没有充分考虑产品柔性装配技术的应用需求,不适应柔性装配生产线的发展要求。

(2)基于MBD的数字化装配工艺规划与管理技术缺乏系统研究和应用。工艺设计手段还停留在二维工艺设计和表述为主的水平,存在与数字化产品设计不衔接、设计周期长、返工量大、需要实物验证和示教性差等诸多问题,大量制造依据信息以工艺文件形式分离存在,管理混乱,不能满足柔性装配生产线可视化装配、无图制造的发展要求。

(3)数字化检测技术严重滞后。

大量采用专用工装、标准量具等模拟量设备进行产品的测量与检验,测量效率低、精度差,不能满足柔性装配生产线快速精确测量、在线质量控制的需求。

3 数字化柔性装配生产线内容及关键技术

通过研究国外数字化装配技术的发展状况,结合飞机装配及其生产线的特点,可得出构建新一代飞机数字化柔性装配生产线必须包括以下内容及关键技术:(1)面向装配的数字化产品并行设计,为实现柔性装配、敏捷制造提供前提和基础;(2)数字化三维装配工艺设计与仿真系统,实现整个装配过程中数字量传递;(3)数字化柔性工装系统,实现工装快速响应、快速重构以及数字化定位;(4)先进的连接设备及技术(包括柔性制孔技术、自动钻铆技术、电磁铆接技术等),保证装配质量和效率,实现装配过程的自动化;(5)数字化测量检验系统,实现装配过程中的精确测量和协调装配,装配完成后的精确检验;(6)数字化装配生产线辅助装备及管理,建立数字化柔性装配生产线集成管理系统,实现从产品设计、工艺、装配、检验和现场管理各装配生产环节信息的高度集成和移动生产线的自动配送物流管理。

上述各项内容在实际应用中互相联系、互相支撑,通过将其整合和集成,可构建现代飞机的数字化柔性装配生产线,实现现代飞机产品的数字化、柔性化、自动化装配。

数字化三维装配工艺设计与仿真系统是实现飞机数字化装配模式、构建飞机数字化装配生产线的软件基础,现代飞机整个装配过程都是建立在数字化工艺设计的基础之上的,只有采用基于单一产品三维数字量模型的数字化工艺设计方式,为整个装配过程从源头上提供数字量数据基础,基于数字化装配的柔性装配生产线才有可能真正实现。

数字化柔性工装系统、先进连接设备及技术、数字化测量检验系统是实现数字化柔性装配生产线的硬件基础。通过数字化装配工艺设计仿真系统得到的数字量数据必须由数字化的工装及设备来执行,才能保证整个装配过程的全数字量传递,从而实现整个装配生产线的数字量协调。

4 结论与展望

当前国内军机产品的数字化设计与零件制造技术发展迅速,但是装配技术作为飞机制造的关键还停留在二、三代机的制造水平,与其他军机制造技术相比严重滞后,已成为军机型号快速研制和生产的瓶颈。数字化产品定义取代二维工程图样已成为必然趋势,零件精准制造技术的快速发展为实现飞机柔性装配提供了必要的前提,新一代飞机长寿命、隐身、高可靠性、低成本快速研制的需求对数字化柔性装配生产线的应用提出了迫切要求。

(1)发展应用柔性装配生产线是现代飞机制造业大势所趋,通过发展应用柔性装配生产线,可大幅度提高产品装配质量和效率,是现代飞机产品制造的显著特点。

(2)通过发展柔性装配生产线,可促进数字化柔性装配技术的发展和应用,从而解决现有装配技术难以满足新一代飞机长寿命、隐身和高可靠性等要求的瓶颈问题。

(3)通过发展柔性装配生产线,可建立飞机柔性装配多系统异构测量平台和集成检测系统,形成数字化装配模式下的新质保体系和产品检测机制,从而解决现有模式下测量手段简单、无法实现空间大尺寸动态测量,测量数据手工记录,与产品设计和工艺规划系统脱节,难以保证装配的高精度与产品及工艺的完整性等关键技术难题。

综上所述,在国内发展应用数字化柔性装配生产线势在必行,但应充分利用前期研究工作基础,围绕数字化装配技术的发展趋势和生产线的迫切需求,根本上改造传统的设计体系、制造体系、技术体系和管理体系,实现流程再造、资源整合和生产组织调整,从而构建现代飞机数字化柔性装配生产线。

参考文献:

第2篇

一、概述

柔性自动化生产技术简称柔性制造技术,它以工艺设计为先导,以数控技术为核心,是自动化地完成企业多品种、多批量的加工、制造、装配、检测等过程的先进生产技术。它涉及到计算机、网络、控制、信息、监测、生产系统仿真、质量控制与生产管理等技术。其主要研究范围一般可分为:

1.适用于柔性自动化生产的设备

包括数控机床、辅机、传输装置、机器人、存储装置、柔性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。

2.自动化控制和管理技术

包括分布式数字控制技术、质量统计和管理信息集成技术、生产规则和动态调度控制技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、生产系统仿真技术等。

3.联线技术

根据工艺设计,将各种设备联线,形成一个自动化生产的有机整体,既具有一定范围的适用性,又具有较好的可变性。包括FMC、FMS、FML、FA等。

二、选择依据

柔性自动化生产技术的高效性、灵活性和缩短投产准备时间等特性使其成为实施灵捷制造、并行工程、精益生产和智能制造等先进制造系统的基础。

柔性自动化生产技术起源于切削加工,至今已遍及到机械制造业的各个领域,包括:电火花加工、激光加工、板材剪切和折弯、冲压加工、水喷射加工、焊接及自动化装配等,甚至还应用到测量、热处理和喷漆涂覆等领域。

柔性自动化生产技术是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段,是先进制造技术的基础技术。实践证明,应用由不同柔性自动化水平构成的制造系统可提高生产率1-4倍,新产品试制周期和费用减少1/3-1/2。从而可缩短制造周期和交货期,加快产品更新换代,大幅度降低成本,提高企业对市场变化的应变能力和竞争能力,给企业带来明显的经济效益。

为了提高我国在国际市场上的竞争能力和振兴机械制造业,采用先进制造技术势在必行,但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技产品,依靠进口则费用高昂,而且制造系统包含着技术、管理和人文意识,故必须我国自行研制,才能结合国情,达到先进而适用,且能节约大量外汇,取得巨大的经济效益。

三、现状及国内外发展趋势

美、日、德三国分别于68年、70年和71年开发了首套FMS。到90年代全世界拥有1200套左右FMS,其中日本拥有400套,美国150套,德国100套。自85年到90年FMS的年平均增长率为28.7%。而同期FMC的年平均增长率为72.8%,即FMC的增长率是FMS的2.54倍。

这是由于FMS是根据加工的零件族的工艺选用合适数控机床的品种和数量组成的制造系统,因而系统较复杂,虽然生产效率高,但投资较大,资金回收期长,也就承担较大的风险。而FMC由于是采用模块化设计,数控机床品种单一,系统结构比较稳定,可靠性高,且可根据需要扩展组成FMS,有更好的柔性,较少的投资,调整周期短,见较快,经济效益高些,故自80年代中期以来FMC已成为柔性制造系统中主要发展的工程产品。

1990年全球FMS的销售额超过了20亿美元,FMC销售额逾40亿美元,两者约占当年世界机床总销售额的15%,约占数控机床销售额的30%以上。包括各类数控机床在内的柔性制造机床和系统的产值约占90年世界机床总产值465亿美元的55%,其中日本和联邦德国分别高达75%和70%,并呈逐年增加的趋势。因而适用于柔性自动化生产的机床和系统已成为机床工业的主导产品。

1958年清华大学与北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床,虽与日本研制数控车床和数控铣床的时间接近,但由于数控系统和相关的电、液元件未得到相应的发展,所以并没有能形成数控机床产业。直到“六五”期间由北京机床研究所引进日本FANUC数控和伺服系统技术,并经“七五”、“八五”在引进数控技术的基础上消化吸收,才从80年代起逐步形成了我国完整的数控机床产业;同时开发了在CNC单机基础上配置工件自动输送和托盘交换装置的FMC,自主研制了以国产设备为主组成的箱体加工FMS和板材冲压成型FMS等,并为国内汽车行业和摩托车行业研制了柔性自动化生产线,发展了基于DNC的独立制造岛和车间集成信息管理系统等。

但总体而言,无论在柔性自动化生产设备的应用广泛性方面,还是满足国内市场需要方面,与工业发达国家相比有明显不足,至于作为工程系统的FMC、FMS和FML等更还处于初步发展阶段。国内机械制造业使用的为数不多的FMC、FMS和FML也大多自国外引进。

从目前来看,国外柔性自动化生产技术总的发展趋势可归为3F和3S。

所谓3F为:柔性化(Flexibility)、联盟化(Federalization)、新颖化(Fashion)。

所谓3S为:系统化(System)、软件化(Software)、特效化(Speciality)。

具体来说,大致有下列四个方面:

1)创制新一代数控机床,根据应用场合,既有适合自动化的简约型高速数控机床,又有用于模具加工的超高速精密加工中心,复杂零件加工的多功能复合机床以及新颖的并联机构机床(虚拟轴机床)等。

2)发展适用于大批量、短节拍的由数控机床组成的自动生产线,达到具有年产量超过30万件、多品种分批生产的经济性。

3)进一步提高制造系统的生产规划和控制软件的面向对象的特性,以增强其柔性和信息集成性,适应构建CIMS等更高层次柔性自动化生产系统的需要。

4)研制灵捷制造单元,使其具有高度的自律性和良好的重组性,成为分布式网络集成的智能体,作为实现动态联盟企业实施异地远程协调制造的基础。

国内柔性自动化生产技术的发展总趋势仍是遵循着3F和3S的方向,但又有其特点:

1)发展适用、可靠和有价格竞争力的数控机床,开发市场急需的高效、精密和缺门产品,不断地提高其功能、性能,更好地适应柔性自动化生产的需求。

2)大力推进分布式数字控制和管理(DNC)的制造系统,应用DNC技术有效地提高数控机床的利用率和自动化程度。

第3篇

机械自动化,简单来说就是指机器在没有人为干预的情况下,按照设定好的程序,自动的进行工作。机械自动化是一个全新的生产过程,机械自动化使得生产过程更加的高效与规范,机械自动化技术的应用,提高了整个生产过程的工作效率。首先是在投入原材料方面,机械自动化技术的应用,可以使生产过程中加入原材料的速度更快更精准,减少了人力资源的投入以及人工加入原材料过程中产生的资源浪费。其次是在产品质量方面,机械自动化技术的应用,实现了生产过程的规范化,大大降低了残次品的生产概率,在提高了生产效率的同时,还保证了产品的质量,提高了企业的经济效益。另外,机械自动化技术在生产行业的应用,大大的降低了工作人员的劳动强度,减少了企业人力资源的投入,降低了产品的生产成本。综上所述,我们可以看出机械自动化技术在生产行业的应用,已经成为了时展的趋势,它改变了传统机械行业落后的生产方式和生产手段,提高了生产的效率与产品的质量,同时还解放了大量的劳动力,在扩大经济效益的同时也增加了社会效益。

2.机械自动化技术发展现状

机械自动化技术在我国的发展还处于刚刚起步的阶段,与国外发达国家还存在一定的差距,机械自动化技术的发展与应用是一个长期且复杂的过程,我们需要根据本国的国情,为机械自动化技术的发展提供稳定的发展空间,为技术的改进提供条件,最终实现机械自动化技术的稳步向前发展。对于机械现代化技术发展现状的分析,主要从三个方面入手:机械自动化的技术管理、机械自动化技术设计和机械自动化技术的制造工艺。

2.1机械自动化技术管理

我国的机械自动化技术管理水平处于一个相对落后的阶段,大多数中小型企业在机械自动化技术管理方面仍然采用传统的人工管理模式,依靠自身以往的工作经验进行技术管理,仅有少数的大型企业采用了计算机对机械自动化技术进行辅助管理。在国外工业技术比较发达的国家,基本都采用计算机对机械自动化技术进行管理与控制,人工管理仅仅是提供辅助管理的作用,对于生产制造的模式进行指导式的调整,使机械自动化技术更好的为企业为社会服务。我国在机械自动化技术管理方面还有所欠缺,需要建立成熟的管理体系来加强机械自动化技术的应用水准。

2.2机械自动化技术设计

在机械自动化技术设计方面,我国目前采用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的企业还太少,这项技术的应用范围也比较狭窄。在国外发达国家中,大多数企业都是随着科技的发展与时代的进步,随时更新自己的技术设计,对设计框架与设计数据资料实时进行更新,加上对于计算机的辅助应用,保证了设计方案的最优选择。还有一些企业采用无图纸生产的方式,设计方案直接传输到对机械自动化进行管理的计算机中,大大的提高了工作效率,减少了不必要的步骤。我国在机械自动化技术设计方面还存在问题,设计水平有待进一步加强。

2.3机械自动化技术制造工艺

我国目前大多数企业的机械自动化技术制造工艺仍然处于刚性自动化、单机自动化的阶段,生产产品具有单一性,一条生产线上只能生产某种产品或生产工艺相近的某类产品,自动化水平不高。而机械自动化技术的制造工艺发展趋势,是为了实现柔性自动化,即生产的产品具有可变性与多样性,表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性和批量的柔性,这些方面的标准都应该具有可变性。我国在加工中心、数据控制机床技术方面与发达国家还有较大的差距,在机械自动化技术制造工艺方面还需要不断地改良,促进技术的稳步发展。

3.机械自动化技术在机械制造中的应用

3.1机械制造的集成化应用

机械制造的集成化应用,指的是在机械制造过程中,技术经营与技术功能的集成。将机械自动化技术中的集成化应用到机械制造中去,利用计算机集成化制造对企业的生产制造全过程进行优化。在机械制造技术改进的过程中,将计算机辅助设计技术、企业管理信息系统应用技术和数控加工技术集成为一体,逐渐的应用到机械制造的系统之中,实现机械制造行业更好的发展。

3.2机械制造的柔性化应用

机械制造中的柔性化应用,指的是机械制造生产出来的产品,更能够适应市场的需要,能够根据的市场的不同需求来改变产品的特质。机械制造行业的标准必须要随时根据市场需求的变化来变化,柔性化技术的应用,可以更好的对机械制造中产品的类型与结构属性进行调整,从而提高机械制造的生产效率和产品的市场占有率。

3.3机械制造的智能化应用

随着科技的不断发展,智能化的产品越来越多的出现在人们的日常生活中。机械制造中的智能化应用,可以实现机械制造过程中的各种现象进行智能化的反应,确保运行的最优化。

作者:张浩

参考文献

第4篇

关键词:柔性;制造技术;机械制造;自动化

中图分类号:TU74

1基本概念

1.1柔性

柔性有两个方面的涵义。其一,是系统对于变化的外部环境的适应能力,可以用系统对于新产品要求的满足度来衡量;其二,是系统对于内部变动的适应能力,可以用有干扰(例如,机器出现了故障)的情况下,系统生产率和无干扰的情况下生产率的期望值相比较来衡量。“柔性”是相对“刚性”来说的,传统下的制造“刚性”生产主要实现的是单一品种大批量生产。

柔性包括:①机器柔性。当生产一系列的不同类型产品时,机器随着产品的变化加工不同的零件难易的程度。②工艺柔性。一是当工艺流程不改变时,系统自身适应产品或者原材料变化的能力;二是在制造系统的内部为了适应产品或者原材料的变化改变相应的工艺难易的程度。③产品柔性。其一,产品更新时或者完全转向后,系统可以经济迅速地制造新产品的能力;其二,产品更新之后,继承和兼容老产品的有用特性的能力。④维护柔性。应用多种多样的方式来查询并处理故障以保证生产能够正常运行的能力。⑤生产能力的柔性。当生产量发生改变时,系统也可经济运行的能力。⑥扩展柔性。当生产需要时,能够很容易扩展系统的结构,增加模块,从而构建一个更强大系统的能力。⑦运行柔性。利用不同材料、工艺流程、机器来生产一系列的产品的能力以及运用不同的工序来加工同样产品的能力。

1.2柔性制造技术

柔性制造技术指的是对于各种不同形状的加工对象而实现的程序化的柔性制造的各种技术总和。柔性制造技术是一个技术密集型技术群,凡是那些侧重于柔性的,适用于多品种的、中小批量的加工技术都是柔性制造技术。按规模的大小可以划分为:①柔性制造系统(FMS)。FMS是由若干的物料运贮装置、数控设备以及计算机控制系统等组成的能够依据制造任务与产品品种的变化迅速调整的自动化的制造系统。②柔性制造单元(FMC)。FMC的出现并应用于生产中约比FMS晚6~8年,FMC可看做是最小规模的FMS,是FMS廉价化、小型化发展的产物,由1~2台工业机器人、加工中心、物料运送存贮设备及数控机床组成,实现了单机的柔性化和自动化,能够加工多种产品。迄今为止已经普及应用了。③柔性制造线(FML)。它是处在单一的或者少品种大批量非柔性的自动线和中小批量多品种FMS之间的生产线。FML对于物料搬运系统柔性的要求要低于FMS,但是生产率更高。④柔性制造工厂(FMF)。FMF是连接多条FMS,再配以自动化的立体仓库,利用计算机系统来进行联系,运用从订货、设计、加工、装配、检验、运送到发货的一条完整的FMS。它包括CAD/CAM,并且使计(CIMS)投入到实际中,实现了生产系统的柔性化以及自动化,进而可以完成全厂范围内的生产管理。FMF是最高水平的自动化生产,是最先进的自动化技术。

2柔性制造所采取的关键技术

2.1 CAD

未来CAD技术的发展会引入到专家系统中,使之智能化,可以处理多种多样的复杂问题。在当前的设计技术中,一个最新的突破就是光敏立体成形技术,该技术直接运用CAD数据,通过在计算机控制之下的激光扫描系统,将三维的数字模型划分成了若干层的二维片状的图形,并且按照二维片状的图形来光学扫描池中的光敏树脂液面,液面一旦被扫描到就会变成固化的塑料,依此循环,逐层的扫描成形,并且自动粘合分层成形后的各片状的固化塑料,只需要确定数据,在数小时内就可以精确地制出原型。CAD有助于提升新产品以及新结构的开发速度。

2.2模糊控制技术

模糊数学在实际的应用就是模糊控制器。最近新问世的高性能的模糊控制器拥有自学功能,可以在控制过程中不断地获取新信息并且自动调整控制量,大大改善系统性能,其中,基于人工神经网络的自学方法更是引起了人们的极大关注。

2.3人工智能、专家系统以及智能传感技术

迄今为止,柔性制造技术中的人工智能多是基于规则的专家系统。专家系统可以利用专家的知识以及推理的规则来推理,解决各种问题。由于专家系统可以结合各种事实以及经经验验证的理论和经过经验获取的知识,因此,专家系统增强了柔性制造工作的柔性。目前,在柔性制造中使用的各种技术,最有前途的就是人工智能。智能制造技术(IMT)可以把人工智能融到生产过程各环节,借助于模拟专家的智能性活动,可以取代或者延伸部分的脑力劳动。制造过程中,系统可以自动地监测运行的状态,受到外界的或者内部的激励时可以自动调节参数,以保持最佳的工作状态。所以IMT被称是21世纪的制造技术。对于未来的智能化柔性的制造技术有着重要意义的正急速发展的就是智能传感器技术。该技术伴随着计算机应用技术以及人工智能产生的,它让传感器有了“决策”功能。

2.4人工神经网络技术

人工神经网络(ANN)模拟了智能生物的神经网络来处理信息。因此,人工神经网络就是一种人工的智能工具。在自动控制的领域,神经网络将会和专家系统以及模糊控制系统相并列,是现代自动化系统中的一个部分。

3柔性制造技术的发展趋势

从第一台柔性制造系统诞生到现在,已过了将近半个世纪,在这过程中,柔性制造技术一直在发展和进步。虽然当前柔性制造技术己经相当成熟,但是随着科学进步和人类需求的不断提高,其发展是不会停止的。具体有以下几个趋势:

3.1FMC将成为发展并应用的热门技术

这是因为对FMC的投资要比FMS少得多而且他们的经济效益很接近,更加适合财力拘束的中小型企业。国外许多厂家都把FMC看做发展之重。

3.2发展效率更高的FML

对于生产大批量多品种的生产型企业,例如,汽车工厂对于FML的需求受到了FMS制造工厂的重点关注。采用低价格的专用数控机床取代现有的通用加工中心是FML发展的趋势。

3.3多功能

由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。

3.4小型化,单元化

90年代初,可靠、经济、灵活性好、易管理的小型化、单元化的柔性制造单元开始出现和使用,已经被用户广泛认可。

3.5模块化

柔性制造技术的模块化指的是柔性制造系统和CAD与CAM相结合,利用原有的工艺资料,组合不同的模块,形成不同形式的、拥有信息流和物料流的模块化柔性系统。

3.6从CIMS的高度考虑柔性制造系统的规划设计

将CIM哲理和柔性制造系统结合起来,从工厂角度,从企业战略和全局的高度,实现柔性制造系统真正意义上的自动化和柔性化。

4结论

柔性制造技术是实现未来工厂这一新颖概念模式,是影响制造企业未来发展前途的战略性举措。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技,为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图,将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。届时,智能化机械和人之间将互相融合,柔性地协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。

参考文献:

[1] 张功.柔性制造系统若干关键技术研究与实现[D].硕士,上海交通大学.2009

[2] 张强等.浅谈柔性制造技术的现状及发展[J].技术与市场(上半月),2008

[3] 张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004

[4] 汪小岚.企业柔性管理分析[D].硕士,青岛海洋大学.2004

[5] 马浩源等.浅谈自动化机械制造[J].商情,2011

第5篇

关键词: 自动化;机械;设计制造;应用

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.233

1 前言

随着时代的发展,我国经济形势正处于高歌猛进的状态之中。在经济的发展过程中,自然不能缺少机械制造业的带动,机械制造业也正处于蓬勃发展的阶段。近年来,自动化技术逐渐得到重视,而我国正努力加强机械自动化的技术。机械自动化替代了传统的设备,改变了生产结构。它不仅为制造业带来了可观的效益,更减少了当前制造业的劳动力。对比以往人工操作的设备,自动化技术的操作精度提高了一个层次,产品的质量也得到了明显的提高。机械自动化技术的出现,为机械制造业提供了诸多方便。如果我国加大对自动化技术的研究利用,那么我国机械设计制造业将会更上一层楼。

2 我国机械设计制造技术现状

在我国的工业生产中,其支柱产业就是机械制造业,而机械设计制造技术也一直被我国机械制造业所广泛使用。随着自动化技术的出现,机械制造业不得不重新审视现有的技术。我国想要在机械制造业上继续保持良好势头,就必须加快自动化技术与机械制造业的融合建设。

2.1 管理方面

在我国的机械设计制造业中,缺乏有效的相关管理制度。机械设计制造业的管理还秉持着传统的观念,无法与现代观念结合运用,较为保守。这就导致了自动化技术无法有效的结合到机械制造业中去,守旧的管理反而变成了一种阻碍。

2.2 设计方面

由于我国的机械设计制造业起步较晚,一些技术尚未完全成熟,和发达国家的设计制造业还存在着一定的差距。虽然我国现阶段引入了自动化技术,但传统的理念使得我国的自动化技术无法与国际接轨。

2.3 自动化技术方面

现阶段,机械制造业竞争愈发激烈,传统的工艺设备显然无法满足这样的竞争环境,各个企业争相引入自动化技术。客观来看,自动化技术在我国机械设计制造业领域的确发挥了巨大的作用。但是,我国自动化技术想要完善的发挥还需要进一步的加强改进。

3 机械化自动技术的应用发展趋势

机械自动化技术作为一项高效率的技术正渗透到我国各个行业中来,而这项技术发展方向也转向了集成化、智能化、虚拟化、柔性自动化和灵活性。

3.1 集成化发展趋势

在我国的机械制造企业中,目前最受欢迎的就是高度集成化运营模式,这种模式所采用的正是集成制造技术。在机械制造业的生产中,企业仅需要将多个系统整合到一个系统中去,形成计算机组合,对生产制造进行管理。

3.2 智能化发展趋势

随着科学的不断进步,现如今,计算机已成为了不可替代的智能产品。智能化如此飞速发展的今天,为机械制造业带来了一片欣欣向荣的景观,而人机一体化机械制造设备就是智能化的成果。机械智能化为人机创造了一个良好的工作环境,也提高了生产效率,在生产过程中,高效的人机交互能够带动生产进程。

3.3 虚拟化发展趋势

虚拟化是机械自动化的主要发展趋势,将控制理论和计算机技术有效的融合在一起,能够达到机械产品的完全模拟状态。一个企业想要长足的发展就要做到节省生产成本、提高生产效率,保证产品质量。这样才能让一个企业在市场保持应有的竞争力。既然要做到这些,就需要应用到完全模拟状态,这种虚拟化的技术往往能很好满足人们的生产需要。

3.4 柔性自动化发展趋势

柔性自动化技术是一种灵活的自动化技术,现如今的市场变化风云莫测,而柔性自动化技术却能应付自如。目前,大多数企业已经能够很好的应用柔性自动化技术,并将其广泛的投入到生产中。

3.5 灵活化发展趋势

在机械制造业的发展中,能够体现技术的灵活应用的便是柔性自动化技术,这项技术在生产中主要依靠的是计算机的操控,而并不依赖自动化技术。这种柔性技术的应用方便了企业的管理,同时也使企业在竞争中能够灵活方便的收集和处理信息。灵活的柔性技术的发展,不仅为企业的管理提供了诸多便利,更使企业在发展的过程中不失活力,保持较强的竞争力。

4 未来的发展方向

近年来,我国机械制造业的水平逐步攀升,在制造业方面取得了一定的成绩。但随着自动化技术的出现,机械设计制造业的格局发生了不小的变化。我国的自动化技术起步较晚是一个不争的事实,但如果能在生产过程中灵活的运用这项技术,也能够使我国的机械设计制造业赶上发达国家的脚步。当然,自动化技术想要灵活运用,就要培养相关的人才,优秀的生产技术总是少不了优秀的人才。目前,我国自动化人才稀缺,这就需要国家和企业加大对人才的培养力度。相信不久之后,当我国涌现出大量的自动化技术人才后,我国的机械设计制造业的自动化技术将会更加完善。

5 结语

为了更好地提高数控机床加工效率,就必须进行有效控制。我国在机械设计制造业的发展上已经取得了不小的成就,这些都要归功于对自动化技术的灵活应用。机械自动化技术为企业带来了生机,企业在竞争中得以保持源源不竭的活力。虽然我国自动化技术较发达国家相对落后,但是,我国的机械制造业正通过不懈的努力来掌握这项技术。在生产过程中,自动化技术既能提高生产效率,也可以提高产品的质量。对于机械制造业来说,这项技术在生产中已经具备了不可替代的作用。相信随着时间的推移,我国机械设计制造的自动化技术将更加健全,我国的机械制造业也会朝着更远的方向发展。

参考文献:

第6篇

关键词:现代机械制造技术;现状;发展趋势

引 言:

现代制造技术是一个集成了计算机技术、信息技术和集成化制造技术,以及许多其他的科学技术成果和技术集成。它是包含了从物质流、信息流到能量流的一个完整的系统工程,涉及产品的设计、批量化的生产模式、工艺制造过程、销售使用、售后服务乃至于回收再生等整个产品的全生命周期。现代机械制造技术凭借其本身具有的智能化、系统化和高效化的优点,给人类的生活方式、生产方式以及经营管理模式带来了翻天覆地的变化,可以这样说,制造企业要想取得丰厚的回报,想赢得市场的青睐,就必须采用先进的现代机械制造技术。现代机械制造技术对提高产品质量和生产效率,促使产品向着多样化方向发展具有重要的现实意义。

一、现代机械制造技术的发展历程

机械制造技术作为国家工业体系的重要基础,它的创新对国民经济的发展有重要的推动作用。机械制造技术从其产生至今,按照制造模式的变化,可以将其概括为以下五类:a. 以早期手工制造为标志的劳动密集型制造技术;b.以大量制造设备集中、运用大批量流水线生产方式为标志的设备密集型制造技术;c. 采用机电一体化设备进行加工制造的信息密集型制造技术;d. 以计算机集成制造和柔性制造为代表的知识密集型制造技术;e. 以敏捷制造和智能制造为代表的智能密集型制造技术。而现代机械制造技术是在传统机械制造技术发展的基础上,融合了计算机技术、自动化控制技术和信息技术等现代高新科技,包含电子、信息、管理、机械和材料等在内的一门交叉性学科。现代机械制造技术与传统的机械制造技术相比,其内涵和外延都有了质的飞跃,为机械制造这一行业的发展带来了勃勃生机。

二、现代机械制造技术的现状分析

随着经济全球化的发展,市场竞争变得更加剧烈,一个国家制造水平的高低直接决定着其在全球化市场中的竞争力。以现代制造技术的发展来看,它的主要特征主要体现在柔性化、敏捷化、集成化和智能化等等方面。

(1)柔性制造。所谓柔性制造系统(FMS)是通过成组技术等手段将多组柔性制造单元用自动化物流系统联接而成,其特点是可以完成变批量的自动化制造任务。显而易见,因为以成组技术为基础,柔性制造系统可以在一定范围内,根据成组对象来确定工艺过程,并选择与工艺过程相适应的柔性制造单元进行批量生产,所以柔性制造系统相对于传统的机械制造系统而言,其对市场的反应和适应能力得到了大大加强。这里需要提及的是,柔性制造技术的柔性有一定的适用范围,当加工产品的规格和类型与系统所能加工的产品相差太大时,柔性制造系统将无法加工。

(2)虚拟制造。虚拟制造技术是通过计算机对产品的全生命周期进行建模和仿真,具体包括对产品的设计、制造、装配和检验等过程的模拟。通过虚拟制造技术,制造企业可以实现对生产资源的最优化配置,从而为缩短产品的研制周期、取得市场的竞争优势打下坚实的基础。虚拟制造技术的最大特点就是改变了产品的生产制造模式,尤其是避免了试制这一过程所带来的成本和时间上的浪费,其优势包括以下四点:1)极大地缩短了产品的研制周期、降低了研制成本;2)提高了新产品的研发效率,使企业对市场的适应能力空前加强;3)可以根据仿真过程中碰到的问题对制造系统进行优化调整,从而提高生产效率;4)可以通过仿真的方式为客户提供一个直观的产品印象,方便修改和产品报价。

(3)敏捷制造。敏捷制造通常以虚拟制造为实现途径,通过其建立的共同基础结构,可以对市场的变化作出迅速响应。敏捷制造与传统制造技术相比,其生产效率更高、制造成本更低,对制造设备的利用率更高,但其实施费用也相对较高,目前并未大范围的进行应用。

(4)并行工程。并行工程是指在产品的设计阶段就对产品的制造、装配、使用和售后等环节的内容进行同步考虑,对产品全生命周期的各个过程进行并行化处理的系统方案和综合技术,并行工程绝不仅仅只涵盖了产品的设计阶段,它是一种对产品全生命周期中可能出现的问题都进行了监测的机械制造技术。显而易见,并行工程有效地避免了产品研制过程中出现的反复试制现象,对缩短产品研制周期,甚至于实现一次性研发成功具有重要的理论和实际价值。

(5)CIMS。从宏观角度来说,CIMS(计算机集成制造系统)是一种基于现代化生产理念指导下制造企业信息化、集成化、柔性化以及智能化的方向、理论和方法,它没有一种固定的模式,通常由生产管理经营分系统、工程设计分系统、制造自动化分系统、质量保障分系统、计算机网络系统和数据库管理系统六部分组成,其目的是要实现信息集成,以促使企业产品的研制能力和整体管理水平的提高。当然,CIMS 的实施成本较高,大多数企业应该根据自己的实际情况,针对瓶颈进行重点投资,在充分利用已有资源的基础上,实现局部的信息化,从而为企业带来良好的收益。

三、现代机械制造技术的特征

第一点,是面向未来的技术,现代机械制造技术是制造技术发展的最新阶段,是在充分继承以往制造技术的基础上,对各种高新技术进行充分吸收后的成果,所以它有明确的应用领域和应用方向,具备前瞻性,是面向未来的技术。

第二点,是面向工业应用的技术,现代机械制造技术应该对工业生产具有实际的指导作用,它不局限于传统制造技术的概念,除了制造过程本身外,还涵盖了产品的全生命周期,是一个将企业生产过程中的各个环节进行有效整合的综合性技术,目的是为了提高制造业的综合经济效益。

第三点,是掌控生产过程的系统工程,现代机械制造技术通过强调信息技术、自动化技术、智能化技术等高新科技在产品全生命周期中的应用,有效地掌控了生产过程中的物质流、信息流和能量流,具有系统工程的特征。

第四点,是面向全球竞争的技术,现代机械制造技术是受市场竞争驱动而出现的,所以应该帮助制造企业更好地适应市场。一个国家的现代制造技术水平则必须满足能够有效支持该国制造业在全球市场上的竞争力。

四、现代机械制造技术的发展趋势

(1)全球化。国内和国际市场竞争的加剧以及通讯交通技术的发展,都快速的把制造企业推向既存在竞争关系又相互合作的方向发展,这两个方面互相作用,已经成为了推动制造业全球化的直接动力。

(2)网络化。产品设计、材料选择、加工制造、产品销售、售后维护都可以跨越地域甚至国界进行。其次,网络技术的快速发展也加速了新技术和管理模式的传播,促进了企业之间的交流。

(3)虚拟化。通过对产品设计过程和制造过程的虚拟化,用对产品全生命周期的计算机仿真结果代替实际试制,从而有效地减少了产品的开发风险和研发成本,缩短了新产品的研发周期,使企业可以把更多的精力集中在产品创新而非成本控制上。

(4)自动化。以智能化技术的发展为契机,自动化控制技术取得了质的飞跃。对制造加工过程实行自动化控制对提高控制质量、释放人力资源具有重要的意义。以自动控制代替人为控制具有控制响应快、控制效率高的天然优势,可以这样说,无人化是现代机械制造技术的发展目标。

(5)基于云的理念――云制造。云制造是面向服务的网络化制造新模式,它把制造资源作为一种服务通过云平台向广大用户提供,真正地实现了为用户提供可随时获取、按需使用、优质价廉的各类制造服务,其对制造资源共享和分配模式的创新开创了现代机械制造技术的新篇章。

第7篇

关键词:机械自动化;机械制造;实践与应用

中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0106-02

随着自动化技术的普遍应用,机械制造业中的自动化技术可以有效提高产品生产效率和产品质量,因此,自动化技术的水平的发展直接影响着机械制造行业。现如今,我国的机械制造水平尚处于起步阶段,与发达国家还存在一定差距,因此,提升机械自动化技术水平尤为重要。

1 机械自动化技术的发展

20世纪20年代左右,我国已经出现机械自动化技术,但是因为长期战乱,机械自动化技术的发展一直处于停滞状态。建国以后,由于科技基础差,我国机械制造业主要依赖西方制造业发达国家,导致国内机械自动化水平一直无法紧跟世界发展步伐。

直到改革开放之后,国家建设的巨大需求为自动化技术的推广提供了前所未有的机遇,与此同时,国家投入大量人力、物力进行科学研究事业,使得机械自动化技术快速发展。新世纪之后,伴随着现代计算机技术的推广应用,数控技术得以普及,但目前仅部分发达国家实现高度自动化生产,发展中国家的自动化生产技术尚不完全成熟,因此,我国的机械自动化技术的普及工作还需要大量时间来完成。

2 机械自动化技术在机械制造业中的实践

2.1 虚拟机械自动化技术

虚拟机械自动化是一种融合了仿真、现代信息、人工智能、多媒体、计算机图形、机械制造等技术形成的新型综合性技术,涉及多个领域的知识,比较复杂。在机械制造过程中,运用虚拟机械自动化技术可以对机械制造进行全程仿真,模拟生产过程,针对可能出现的问题提前作出判断并进行解决。这种技术的应用有效地提高了生产效率,并且极大地降低了研发成本,从而提高企业生产能力和竞争力。

2.2 智能化技术

智能化技术是指在生产过程中运用先进的计算机技术实现生产的智能化。在机械制造过程中通过计算机系统将制造技术、人工人能技术和自动化有机地结合在一起。由智能机械技术和专家组成一体化系统,对机械制造过程中发生的问题进行分析,并且提出相应的解决方案,这种一体化系统有效地减少了在生产中人力资源的投入。

随着科学技术的大力发展,各企业节约劳动力和提高生产效率变得尤为重要,因此大规模采用可以提高生产效率的智能化的生产管理技术是经济社会发展的必然要求,机械制造行业要有与时俱进的发展意识和摒弃落后发展方式的魄力,采用新型智能化技术,制定更加科学、完善的生产管理方案。

2.3 集成化应用

集成化应用类似于智能化技术,均通过现代计算机技术提高产品生产效率,而集成化应用技术偏重于对传统机械制造工艺的精简与优化,并完成进一步的集成化管理,是对传统制造技术的改进。

简而言之,集成化制造系统是将操作者由传统的人变成了电脑,通过电脑向机器发出指令,完成全部的生产过程,因此,集成化技术的应用使企业可以完成大规模制造,提高了生产效率。

2.4 数控技术的实践与应用

数控技术是通过编译好的计算机程序,预先设置好产品生产过程中的各项数据,然后操控机器制造,完成特定工作。数控技术包含计算机技术、光电技术、电子感应技术等多项现代科学技术,是自动控制、软件编程和机械制造结合的新型技术,同时,数控技术也是机械自动化开展的基础技术。

与传统的制造行业相比,数控技术的应用极大地提高企业生产效率,保证了产品质量,同时大大减少了生产时间和人力投入,降低生产成本。因此,数控技术对于企业批量生产、高规格和高要求的产品来说是非常实用的。

2.5 柔性自动化应用

机械自动化技术的应用离不开熟练的、灵活的柔性自动化技术的辅助工作。通过柔性自动化技术,企业可以方便地对生产过程中的不同问题做出迅速反应并且积累经验,为之后的产品生产提供便利。

另外,柔性自动化技术的发展也可以从侧面影响机械自动化技术,使自动化技术向着更全面、更优化、更实用方向发展,因此发展柔性自动化技术是非常重要的。

3 机械自动化技术发展趋势

3.1 网络化制造

网络虚拟化制造技术的优势在于在虚拟环境下完成产品的建模与仿真,在产品进入投产之前对其进行全方位分析,完成各项改进,尽可能满足市场需求,有效地降低了残次品的出现,提高企业经济效益。

互联网技术如今已经渗透到生活中各个层面,不论从个人还是企业乃至国家的发展都离不开互联网技术带来的资源。网络化制造借助互联网设备形成虚拟环境,在虚拟的环境中对产品进行模拟生产,并完成一系列的评活动,减少初期产品研发的资源投入。

基于此,网络虚拟化制造技术对机械自动化技术发展的重要性不言而喻,现代机械制造业要将机械制造和计算机网络有机结合。

3.2 绿色化制造

生态保护是人类社会永恒的主题,在发展科学技术的同时要兼顾环境保护的问题,不能以牺牲生态环境为代价,因此,机械自动化技术的发展也要遵循绿色发展的要求,必须走绿色化发展之路。

首先,机械自动化发展要以节能减排为第一要义,促进企业发展有效的生产管理方案;其次,要运用绿色环保的生产方式,通过新型的、有效的、符合时代要求的技术促进制造产业升级。

另外,可以运用良性的市场竞争手段淘汰落后的技术和企业,减少对环境的破坏,提升整个制造行业水平。

4 结 语

我国机械自动化起步晚,发展时间较为短暂,一些方面的技术水平尚不能达到世界平均水准,机械自动化在机械制造行业中的应用还有广泛的提升空间。国家应以培养新型机械自动化人才为目标,培养出新型的有助于制造业升级的科技人才。人才的任用能更好地推动机械自动化发展。企业也应加大研发力度,提高自身核心竞争力。

我们要紧跟世界制造业发展的步伐,努力提高自身科研能力,使我国机械自动化技术进一步发展,进而推动国家进步。

参考文献:

[1] 高瞻.机械自动化在机械制造中的实际应用[J].中国科技信息,2014,(2).

[2] 臧凯.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创新与应用,2014,(6).

[3] 孙峰.机械制造中机械自动化技术的应用及发展前景[J].电子制作,

第8篇

关键词:机械制造;制造工艺;精密加工

在机电控制系统中,机电技术是最重要的技术基础。现阶段,传统的机械制造工艺与加工技术已经无法满足机械制造的需要,因此,必须研发现代机械制造的新工艺,实现精密加工技术的新突破,以促进机械制造业的不断发展。本文从两个方面探讨了机械制造工艺与精密加工技术,一是其发展的特点,二是其现代机械制造工艺与精密加工技术。希望本文有助于促进机械制造业的发展。

1.现阶段机械制造工艺与精密加工技术的特征分析

1.1.关联性

从机械制造技术的发展历程来看,较为先进的机械制造技术,不止在制造过程中得以体现,而且在产品的调研、工艺的设计以及产品销售等各个环节,都可以体现出来。不难看出,这些环节之间的关联性很强,各个环节相互协调才能产生良好的经济效益。但如果其中的一个环节出现问题,则会给整个流程造成严重的影响。

1.2.系统性

先进的科学技术是先进的机械制造技术的保障,先进的机械制造技术往往需要多项科技的协调运用。随着科学技术的不断发展,计算机、自动化等现代技术在机械制造中的运用越来越广泛。笔者相信,随着科技的不断进步,现代机械制造工艺及精密加工技术会日臻完善。

1.3.全球化

当前,经济发展已经实现了全球化,在经济全球化的背景下,机械制造业也面临着全球化的挑战。这主要表现在机械制造的技术和制造业市场的竞争越来越激烈市场竞争。我国的机械制造企业若想在全球的市场竞争中占据一席之地,就必须加大工艺和技术研发力度,增强核心竞争能力。

2.机械制造工艺与精密加工技术分析

2.1.机械制造技术

现代机械制造技术主要包括四个方面的内容,一是机械工艺结构设计,二是结构设计,三是材料的选择,四是设计方法。随着机械制造业的发展,传统的设计方法,诸如数控机床设计、节能节电设计等等,已经无法满足现代机械设计的要求。相比以前,现阶段的机械制造方法已发生了很大的改变,由传统单一的设计方法向综合经验设计、有效方法设计以及直觉设计等设计方法转变。这也是现代机械设计的一种发展趋势。

现代的机械设计,涉及到优化设计、系统工程以及仿真设计等各方面的内容。在机械设计中,采用科学的设计方法和信息技术能够促进机械制造工艺设计的效率和水平,从而促进机械制造设计技术的不断发展。

2.2.机械制造工艺

相比以前,现阶段的机械制造工艺已经取得了很大的进步。机械制造工艺取得了很大的进步,其发展呈现出三个显著的特点,也可以说是未来机械制造对制造工艺的三个要求:

2.2.1.高精度。我们知道,精度是现代机械制造工艺的一个重要要求。在国防、航空航天以及科研等领域,机械制造对于精度的要求更高,也更加的严格。

2.2.2.高柔性。机械制造的发展方向之一便是柔性加工。这里的柔性加工指的是加工的灵活性、加工品种的多样性以及加工的多适应性。最近几年来,柔性加工得以实现的保障是各种工业机器人和数控机床在机械制造中被广泛使用。柔性制造系统以数控设备为基础,可以分为三个系统,一个是柔性制造自动线,一个是柔性制造单元,一个是柔性制造系统。这些系统的连接方式是用自动存储系统进行连接,通过计算机控制多种零件的生产和加工。

2.3.机械设备的精密加工技术

2.3.1.模具成型技术分析

现阶段,模具的加工制造广泛应用于家电产品以及电机、汽车、飞机和仪表等各类制造产品中。在模具加工过程当中,如何提高模具加工的精度,是模具成型技术的核心问题所在。模具加工的精度,也是衡量一个国家制造业发展水平的一个重要标志。在当前的模具加工中,广泛采用的是电解加工工艺,它能够使模具的精度达到微米级,从而可以有效解决工件表面的质量问题,尤其是有助于较为复杂腔型的模具加工。

2.3.2.精密切削技术

当前,用直接切削来得到高精度的产品仍然是较为常用的一种精密加工技术。但是,如果想要得到更高精度的产品,就必须最大程度上减少刀具、机床和工件等因素对切削的影响。此外,加快机床的转速也是提高精密度一种比较有效的方法,当前机床的转速已经提高到差不多每分钟几万转。

2.3.3.超精密研磨技术

一般情况下,集成电路基板硅片的加工才用到超精密的研磨技术。它要求其表面的粗糙度必须小于2毫米。因此,传统的精密研磨技术已无法达到集成电路的加工要求,需要进行原子级抛光。在这种情况下,各种新方法和新原理的超精密研磨技术应时而生,比如非接触研磨,其通常应用于弹性发射加工,流体动压型悬浮研磨等。各种新研磨方法极大促进了超精密研磨技术的发展。

2.3.4.纳米技术

在平时的生活中,我们常听到纳米技术这个词汇,它是人们把先进的工程技术与现代物理学相结合研发出来的一种新技术。最近几年来,纳米机械制造技术得到了比较快的发展,已近可以在硅片上画出纳米宽的线来。

2.3.5.微细加工技术

随着科学技术日新月异的发展,电子元件的体积也越来越小,其使用的频率也越来越高,但是能量消耗却在不断降低。超微粒子技术的问世,使得半导体的加工精度达到了几百个埃的精度。微细加工技术的发展,促进了机械制造技术向高精细方向不断发展。

结语:

机械制造业发展的关键在于机械制造工艺与精密加工技术。因此,必学加大机械制造工艺和精密加工技术的研发力度,增强机械制造的自主创新能力,提高机械制造的精密加工技术,以便更好的促进现代机械制造业的发展。本文分析了当前机械制造工艺与精加工技术及其特征,希望有助于我国机械制造业的发展壮大。

参考文献:

[1]黄庆林,张伟,张瑞江. 现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技创新与应用,2013(6)

[2]夏永清. 浅议现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 华章,2013(4)

[3]谈毅. 浅谈现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技风,2012(12)

[4]赵惠贤,田小英. 浅谈现代机械制造工艺及精密加工技术[J]. 科技风,2012(8)

第9篇

关键词:机械制造现状发展趋势

中图分类号: F407.4文献标识码:A 文章编号:

我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。机械制造具有悠久的历史。随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈,我们开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施之中。

改革开放30多年来,我国制造科学技术有日新月异的变化和发展,确立了社会主义市场经济体制,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接新的挑战,必须认真分析机械制造技术发展的新趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的机械产品上质量、上效率、上品种和上水平。

一、机械制造的涵义及特点

机械制造业是指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。

(1)机械制造技术需要是由机械、计算机、信息、材料、自动化等学科有机结合,特别是随着计算机及其网络技术的迅速发展,在机械制造领域CAD/CAM的广泛应用和开发,使机械技术、制造和理论计算融为一体。

(2)柔性、集成、并行工作。

(3)制造智能化。传统的制造技术与高新技术的发展,使得制造技术集成一个有机的整体,构成从产品开发和设计一制造一进入市场一返回产品开发与设计的大系统,这是一个重大的突破。现代制造系统正向着柔性化、集成化、智能化方向发展。智能制造系统能发挥人的创造能力和具有人的智能和技能,强调以人为系统的主导者这一总的概念。

(4)设计与工艺一体化,传统的制造工程设计和工艺分步实施,造成了工艺从属于设计、工艺与设计脱离等现象,影响了制造技术的发展。

(5)注重环保。将有限的资源进行最大限度的利用,并最大可能地进行回收再利用,这已经成为现代机械制造技术的重要课题之一。在产品的设计中,不仅要进行结构设计、零件设计、装配设计,而且特别强调拆卸设计。使产品报废处理时.能够进行材料的再循环。

(6)人、组织、技术三结合,现代制造技术强调人的创造性和作用的永恒性;提出了由技术支撑转变为人、组织、技术的集成;强调了经营管理、战略决策的作用。

二、现代机械制造技术的发展趋势

(一)健全精密技术。

精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代,精密加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加上(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等三大领域。

(二)完成生产自动化。

自动化技术的成功应用,不但提高了效率,保证了产品质量,还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化,可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC,MC,CAM,FMS,CIM,IMS等来完成。在末来的自动化技术实施过程中,将更加重视人在自动化系统中的作用。同时自动化开始面向中小型企业,以经济实用为出发点,满足不断发展的产品多样化和个性化需要。

(三)环保化的绿色制造

环保制造也称为绿色制造,是综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式。其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中,废弃物和有害排放物最小,对环境的负面影响最小,对健康无害,资源利用率最高,使企业经济效益和社会效益更高。要力求实现切削加工工艺的绿色化。

目前这一绿色加工工艺主要集中在不使用切削液上,这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康,又增加资源和能源的消耗。而干切削和干磨削一般是大气氛围中(氮气中、冷风中或采用干式静电冷却技术)不使用切削液进行的切削。不过对某些加工方式和上件组合,完全不使用切削液的干切削和干磨削在实际中很难实现,故又出现了使用极微量(MQL)的准干切削。目前,在欧洲的大批量机械加工中,已有10% ~15%的加工使用了干切削和准干切削。

(四)加快推进信息化。

随着计算机、自动化与通讯网络技术红制造系统中的应用,信息的作用越来越重要。产品制造过程中的信息投入,己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程,最终形成的产品可看作是信息的物质表现,因此可以把信息看作是一种产业,包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。

(五)计算机集成化。

集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成化的目的是实现制造企业的功能集成,功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成,同时还要强调人的集成。管理者、设计者、制造者、保障者等人员以及用户应集成为一个协调整体。

产品生命周期中各类信息的获取、表示、处理和操作工具集成为一体,组成统一的管理控制系统。特别是产品信息模型和产品数据管理在系统中应得到一体化的处理。随着计算机的普及应用,计算机集成制造已成为规模生产的主要科技,企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体,要统筹考虑,人员集成,信息集成,功能集成,技术集成等多个方面。

(六)柔性化。

柔性是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力,它与系统方案、人员和设备有关。柔性制造柔性制造系统是由统一的控制系统(信息流)、物料(工件、刀具)和输送系统(物料流)连接起来的一组加工设备.能在不停机的情况下实现多品种、小批量零件的加工,并具有一定管理功能的自动化制造系统。柔性制造技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段,是各国制造业发展的主流趋势.是先进制造领域的基础技术。FMS包括许多个柔性制造单元,它能根据制造任务和生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量的生产。着重突破了成批生产的经济效益一定大于单件生产的传统观念。

柔性化制造简称为FMS,FMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上,将以往企业中相互独立的T程设计、生产制造及经营管理等过程,在计算机及软件的支撑下构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统,以实现全局动态最优化,有机的系统,以实现全局动态最优化,总体高效益、高柔性,并进而赢得竞争全胜的智能制造系统。

结束语

我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距现代机械制造技术的发展是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合,进而提高机械产品的环保性、集成性、柔性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。机械制造技术的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。

参考文献

[1]韩秋实,王.机械制造技术基础[M].北京:机械工业出版社

[2]王永静.现代机械制造技术的发展趋势[J]《黑龙江科技信息》2011年第20期

第10篇

关键词:数控技术,汽车制造,应用

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.021

1 数控机床的特点

数字控制(Computerized Numerical Control)简称数控。是用数字化的代码对加工对象的工作过程实现自动控制的一种方法。数控机床的操作和监控全部在数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:

(1)自动化程度高,劳动强度低。

(2)加工精度高,产品一致性好。

(3)多轴联动,能够实现复杂工件的加工。

(4)机械传动链短,结构简单,生产效率高。

2 数控技术在汽车制造中的应用

(1)数控技术在汽车零部件生产中的应用。近几年来,经济发展速度加快,汽车加工工业也得到一个很好的发展空间,并保持良好的发展势头,因而汽车零部件的加工制造技术也随之快速发展,数字技术的出现可以有效地使原本发展平缓的汽车零部件生产技术得到更快速的发展。数控机床于最近几年来在汽车零部件制造工艺上得到了大力推广,使用数控机床生产出来的汽车零部件的品质在原有的基础上又提升了一个档次,同时还提高了加工生产的效率。极大的满足现今竞争比较激烈的机械制造行业的市场要求,还能够有效地降低生产成本,以此可以实现一次投入,长期收益的良好生产目标。传统的汽车加工工业主要讲究规模化与效益化,然而随着数控技术的出现及其在汽车加工制造业上得到广泛应用,使这一传统规律被打破,从而实现了多品类、小批量、小规模、高效率的生产目标。另外在数控技术中,虚拟现实控制技术、柔性制造系统、计算机辅助制造技术也都在汽车制造工艺中得到了广泛的应用。

发动机作为汽车的心脏,精度要求非常之高,而且加工工艺复杂。气缸体是发动机的最大零件,也是其他零部件的主要支撑体。气缸体需要先铸造,再用数控加工中心铣“三孔四面”,然后还要使用数控镗床进行精镗缸筒。活塞也是先行铸造,再用数控加工,最后精磨。连杆则是先锻造,再用数控加工。曲轴对动平衡要求非常高,凸轮轴的凸轮型线精度要求很高,必须使用数控机床加工。发动机上最复杂的气缸盖就更要使用多种数控机床加工了。发动机的油底壳采是冲压而成,貌似和数控机床毫无关系,但是其冲压模具却是用数控机床加工出来的。

变速箱是汽车中重要的传动机构,内装很多的轴类零件和装在其上的齿轮。现在汽车加工工业中,变速箱中所有的轴和齿轮都数控机床加工制造的。现在加工齿轮常采用插齿、剃齿、滚齿等工艺加工,数控机床在齿轮加工中有很大的优势,加工精度高,生产效率高。轴类零件在初步加工后,还要铣键槽,拉花键等,为了提高配合精度,都要使用数控机床。变速箱壳体铸造完成后,还要在数控加工中心上铣端面、钻轴孔,保证各轴间的间距。

驱动桥也是重要的传动机构。驱动桥中的主减速器两个准双曲面齿轮则必须由数控机床加工。差速器中的锥齿轮也要在数控机床上加工。桥壳在铸造后还有铣削端面及钻孔,端面上的几个螺栓孔则由由专用机床一次加工完成。

在汽车中还有很多难加工的零部件,它们用普通机床是无法加工的,只能用到数控机床加工。比如大批量汽车发动机,变速箱,底盘主要零部件则需要五轴的数控加工中心加工。

在众多机床中,车床以其结构简单,价格低廉,却可以用于各种轴类、盘类零件的生产,得以在机械零部件的生产加工中得到了广泛应用,尤其是数控车床,精度高、稳定性强、故障率低,在汽车工业中颇受用户的青睐,在汽车制造业中得到应用广泛,处于主导地位。数控车床在汽车制造业中可以用来加工轴类、盘类零件,如凸轮轴、曲轴、飞轮、轮毂、制动盘、一轴、二轴、齿轮、齿套,而轴类零件和盘类零件在整个汽车的零部件中,是占主导地位的。

(2)数控技术在汽车整车生产中的应用。汽车整车生产中有四条线,即冲压、焊接、涂装和总装线,无处不用到数控机床。在自动化生产线中应用最多的则是数控技术控制的机械手和传输装置,使工人装配更精准、方便、快捷。随着数控技术的发展,也出现了一些不需要人工控制的全自动化生产线,最典型、应用最广泛的就是自动化车身前板生产线,完全由机器控制,不需人工干预,增加了生产效率而且减少了对人体的伤害。还有自动焊接机器人,焊接质量高,焊接速度快,是人工焊接的百倍以上。

3 数控技术在汽车工业中的发展前景

从整个汽车行业来看,数控技术在多品类加工、中小批量生产中,有很明显的优势,因此在汽车制造行业中,有着尤为重要的地位。它不仅能加工各种机械构件,还能完成汽车钣金、底盘焊接、轴的锻造、整车装配、电火花、激光等特种加工。在加工中将给中加工能力很强的设备如数控立式/卧式铣削加工中心,万能车削加工中心等用于柔性制造系统(FMS)中,很大程度地提高了其加工能力和柔性性能。数控技术日渐成为制造业发展的必然趋势,以数控机床构成的柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)占据成为机械加工业的重要地位。

4 结论

汽车加工业由传统的规模化、单一化生产方式向多样化、中小批量的加工生产方式过渡,以企业为主导的生产方式逐步向以消费者为主导的生产方式转变,数控技术以及以其为主导的柔性制造系统(FMS)是适应这种过渡期转变的较好的生产制造方式。汽车生产中的数控技术以及以其为主导的柔性制造方式在具有产品制造优越性的同时,也有利于将企业中相对独立的产品设计、生产制造等过程相互结合起来,发展数控技术以及以其为主导的柔性制造系统(FMS),可以使汽车生产企业受益匪浅,不断提高其的综合实力和市场竞争力。

参考文献:

[1]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯,2011(26).

[2]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用,2011(12).

第11篇

关键词:机械自动化技术;机械制造;应用

近些年来,自动化技术被广泛应用到机械化的今天,科技的不断进步给机械制造工业创造了极大的发展空间。所谓机械自动化主要是指在机械化制造过程中有效使用自动化先进技术,有效提高机械自动生产和工作效率。从世界角度出发,欧美等国家的工业技术水平较高,大多数国家机械自动化技术较低,我国在机械自动化制造业发展方面也有待加强。机械自动化技术能够加速我国生产力打造全新的生命力,为整个机械制造行业带来了更大的生机。

1 机械自动化技术的概念及其组成分析

1.1 机械自动化技术概念分析

机械自动化技术是在机械制造业中应用自动化技术,并在提高机械制造业生产质量和效率的过程中形成的一项创新型技术。在机械制造业中引入自动化技术,可以使得原来的生产过程更加自动化和高效化,原本很多的加工问题也会得到很好地解决,原材料的加入和工艺处理速度会得到大大提升,这个优化的过程也是降低资源投入、提高经济效益的过程。就目前机械行业自动化技术的应用来看,机械自动化技术已经被广泛接受,而经过实践证明了的机械自动化技术在提高产品质量和生产效率、促进产品流动、降低生产成本方面都具有重要作用。与此同时,工作人员在机械化、自动化的生产环境下,工作压力得到了显著缓解,工作环境也在不断改善,为新技术的应用和发展创造了便利条件。当前,机械制造业行业竞争日趋严峻,加强技术改造和创新已经成为了企业发展的必由之路,机械自动化也将是行业的重要发展方向之一。

1.2 机械自动化技术组成分析

机械自动化技术是多学科的综合体,它是多门应用技术的结合体,因此对于机械自动化技术的应用是行业改革的重要推动力。为了更直观地对机械自动化技术进行分析,下面对机械自动化技术的几个重要组成部分进行简单的分析。

(1)程序单元:这是整个机械自动化系统中的核心组成部分,所有的系统设置以及程序的导入都从这个单元开始,这部分在系统中的决定性作用是不可替代的。

(2)作用单元:通^作用单位可以完成系统前期的控制部分信息梳理,为紧接着的信息传递以及相应操作程序的制定奠定基础。

(3)传感单元:传感单元在系统中的作用是基础性的,它的存在主要是完成系统的实时检测以及信息反馈,并对系统的整体性能参数信息等进行传递上传。

(4)制定单元:根据系统的输入信息,制定单元在通过数据分析处理之后就会制定相应的反应程序,完成基本的操作。

(5)控制单元:控制单元主要是为了协调各个单元之间的关系,保证系统的顺利进行。

2 机械自动化技术在机械制造中的应用分析

2.1 集成化应用分析

信息技术背景下的机械制造企业的发展更趋于集成化,机械制造企业的集成化是技术经营和功能的集成,通过全过程的优化控制来提升整体的生产制造水平。在企业经营管理过程中,可以将外部市场的基本动态信息和企业内部信息进行集成分析,这样就可以应对外部需求提出的应对对策,针对外界需求加快生产。机械自动化技术是多种技术的融合,既包含计算机控制技术、信息管理技术,同时又要融合系统设计和专业性的数控加工技术等。就目前机械自动化技术的应用现状来看,它必将以其独特的优势在行业中发挥重要的作用。

2.2 柔性化应用分析

柔性化最显著的特点在于其能够根据外界因素作用力的差异表现出与之相对应的适应能力。换句话说,在柔性化应用过程中,生产出的产品能够较好地适应市场的更改特性。现代机械制造行业必须针对终端用户的各类需求及时精确地做出反应,进而对机械制造产品类型和结构属性做出相应的调整。从这一角度上来说,柔性化应用可以很好地解决该问题。其在确保必要生产柔性的基础上,对人机交互界面进行了合理优化,并在构建产品制造信息系统的基础上将计算机管理的工作效益发挥到最大。同时还可以优化企业内部和外部的应变性能,并在此基础上充分满足机械制造产品个性化和多样化的发展需求。

2.3 智能化应用分析

智能化发展也是机械制造企业发展的重要方向之一,通过机械自动化技术和人工智能技术的结合,对整个机械制造生产过程进行优化和智能控制,这样系统就可以按照更加智能化方向发展,很多的智能化系统也会根据人脑智力进行模拟运作,与系统运行保持紧密关联。同时引入智能化技术的机械自动化系统还可以对实时的运行参数信息进行上报,实现系统的自检,保障系统以一个最佳状态来运行。

3 结束语

经济全球化速度的加快,使得全球行业间的竞争都在加剧在激烈的竞争环境中,大企业吞并或者购买小企业已经成为正常现象。恶劣的竞争环境下,机械制造企业的发展也受到了挑战,但是挑战和机遇往往都是并存的。虽然竞争激烈,但是科学技术发展也为机械制造技术发展提供可能。依靠机械自动化技术提高生产质量和效率、促进成本管理,已经成为了重要发展方向。通过本文的阐述和探讨,机械自动化技术必然在未来的机械制造行业中占有更重要的地位。

参考文献

[1]桑运晓,曹金晓,宋洪亮.机械自动化现状及发展趋势分析[J].科技风,2016(16).

[2]高金梅.机械工程及自动化在制造中的应用及发展趋势[J].黑龙江科技信息,2015(15).

[3]张俊昌,尹丽娜,赵静.机械自动化技术在机械制造业中的应用[J].科技传播,2012(12).

[4]滕皓.机械自动化技术基础上的机械制造模式探析[J].佳木斯职业学院学报,2015(12).

第12篇

首先是程序单元。这个单元是机械自动化系统运行过程中最为重要的一个单元,系统当中应该执行的任务和执行任务过程中所采用的方式都是程序单元需要解决的问题。其次是作用单元。这一单元是整个自动化技控制系统中完成前期任务的重要组成部分,主要是在系统运行的过程中,为系统增加其保持正常运行过程中需要的能量,还要做好机械生产过程中的定位工作。再次是传感单元。这一单元是系统运行过程当中最为基础性的一个单元,主要是对系统在工作中的运行状态和运行指标进行监控和检测,保证系统处在正常的运行状态当中。第四就是制定单元。这一单元是整个系统当中最为重要的一个单元,它能够对传感单元传输过来的信息进行详细的分析和比较,这样就可以根据实际的情况对相关的数据信息进行处理,并发出动作信号。最后一个就是控制单元。这个单元是系统中起到保障性作用的单元,在各个单元的制定和动作调节以及维护方面,控制单元有着十分关键的作用。

2机械自动化技术在机械制造中的应用分析

2.1集成化应用分析

对于机械制造领域来说,其中所涉及到的集成化实际上主要是在技术功能、技术经营上所进行的集成。而也正是由于信息技术的作用影响,才能够使得计算机集成化技术转化成为对于机械制造的整体性优化。企业本身在实际进行经营管理的过程中,所涉及到的相关动态集成措施,能够让制造企业本身的动态集成为一个整体,通过这方面的措施才使得自动化技术保持自身的应用合理性,进而让企业信息管理系统、计算机辅助设计技术、数控加工技术等被应用到制造系统中。就现阶段来说,将CAD/CAM作为主要核心的CIMS工程应用措施,实际上已经在整个制造行业中进行了覆盖,其生产形式必然会成为未来的发展趋势。

2.2柔性化应用分析

柔性化最显著的特点在于其能够根据外界因素作用力的差异表现出与之相对应的适应能力。换句话说,在柔性化应用过程中,生产出的产品能够较好地适应市场的更改特性。现代机械制造行业必须针对终端用户的各类需求及时精确地做出反应,进而对机械制造产品类型和结构属性做出相应调整。从这一角度上来说,柔性化应用可以很好地解决该问题,其在确保必要生产柔性的基础上,对人机交互界面进行了合理优化,并在构建产品制造信息系统的基础上将计算机管理的工作效益发挥到最大。在当前技术条件的支持下,敏捷制造已成为柔性化应用的必然选择与发展趋势,其最显著的应用优势体现在以下几个方面:a.提高产品生产质量和生产效率。b.确保产品交货期,满足客户需求。c.强化信息系统运行全过程的可靠性。

2.3自动化的加工系统

机械是由不同的零部件组合而成,而成品是将零部件按照一定的顺序和技术要求进行组装而成的。自动化的加工系统能够有效地完成生产过程中的重复劳动,能够大大降低工人的重复劳动,节省体力,保证充足的人力资源。

2.4智能化应用分析

智能化机械制造技术,主要是将自动化技术、人工智能技术、机械制造技术、系统工程管理技术等多项不同的技术进行了良好的结合。而通过和专家系统所进行的结合,智能机械实际上完全能够依据机械制造体系中所呈现出的环境不同变化。机械智能化体系中所存在的一个主要特性,便是其所呈现出的极为特殊的人机工作界面,在实际执行制造工作的过程中,可以利用交互界面来进行人机沟通。智能化技术的应用,其中所存在的关键,就在于使用智能技术来对于相关专家所呈现出的智力活动加以模拟,如此一来,便能够使得自动化机械按照专家化的模式来进行运转。同时,还由于智能技术的应用,使得运行的系统能够依据自身当前所呈现出的情况来执行实时性的检测工作,尽可能的保证运行得以优化。

3结束语