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柔性制造技术的应用范文1
【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:
柔性制造技术的应用范文2
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。
柔性制造技术的应用范文3
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
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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:
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[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
柔性制造技术的应用范文5
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:
柔性制造技术的应用范文6
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。