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(一)是面向21世紀的技術
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。先進制造技術與現代高新技術相結合而產生了一個完整的技術群,它是具有明確范疇的新的技術領域,是面向21世紀的技術。
(二)是面向工業應用的技術
先進制造技術并不限于制造過程本身,它涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。先進制造技術的應用特別注意產生最好的實際效果,其目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。目的是要提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
(三)是駕馭生產過程的系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
(四)是面向全球競爭的技術
20世紀80年代以來,市場的全球化有了進一步的發展,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本。隨著全球市場的形成,使得市場競爭變得越來越激烈,先進制造技術正是為適應這種激烈的市場競爭而出現的。因此,一個國家的先進制造技術,它的主體應該具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。
(五)是市場競爭三要素的統一
在20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。因此,市場競爭的核心是如何提高生產率。到了20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
二、先進機械制造技術的發展現狀
近年來,我國的制造業不斷采用先進制造技術,但與工業發達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。
(一)管理方面。工業發達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發展,推出了準時生產(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術。我國只有少數大型企業局部采用了計算機輔助管理,多數小型企業仍處于經驗管理階段。
(二)設計方面。工業發達國家不斷更新設計數據和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(CAD/CAM),大型企業開始無圖紙的設計和生產。我國采用CAD/CAM技術的比例較低。
(三)制造工藝方面。工業發達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米/納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發、掌握之中。
(四)自動化技術方面。工業發達國家普遍采用數控機床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS),實現了柔性自動化、知識智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統僅在少數企業使用。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢
(一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現。(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。
(三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。
(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
四、結語
制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。總之,在我國研究和發展先進制造技術勢在必行。
參考文獻:
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一、信息化制造與虛擬技術
什么才是信息化制造?信息化制造是以虛擬制造和大規模定制生產為標準的,只有基本上實現了從產品設計、開發、生產制造和流通以至產品全生命周期的信息化,才算真正完成信息化工作,在此基礎上的先進制造模式和信息化內容才能叫做信息化制造。
隨著計算機、自動化及網絡技術在制造系統中的應用,信息技術對制造技術發展的作用目前已占到第一位。產品制造過程中的信息投入,己成為決定產品成本的主要因素。信息技術使現代制造的技術含量提高,使傳統制造技術發生質的變化。信息技術也促進著設計技術的現代化,加工制造的精密化、快速化,自動化技術的柔性化、智能化,整個制造過程的網絡化、全球化。
制造業要在競爭激烈的全球市場求得生存與發展,必須能夠更好地滿足市場所提出的TQCS要求,即要以最短的產品開發周期(Time)、最優質的產品質量(Quality)、最低廉的制造成本(Cost)和最好的技術支持與售后服務(Service)來贏得市場與用戶。為了提高競爭能力,企業應當能夠對市場需求的變化做出快速敏捷的反應,并及時地對自身的生產做出合理的調整與重新規劃。面對不可預測、持續發展、快速多變的市場需求,企業的生產活動必須具有高度的柔性。計算機軟硬件技術及網絡技術的迅速發展為實現這一目標提供了強有力的支持。
基于這些因素,概念設計、并行工程、智能制造、敏捷制造等多種有關先進制造技術的新思想、新概念相繼誕生。虛擬制造(VirtualManufacture)就是其中之一,它代表了一種全新的制造體系和模式。在虛擬制造中,產品開發是基于數字化的虛擬產品開發VPD方式(VirtualProductDevelopment),以用戶的需求為第一驅動,并將用戶需求轉化為最終產品的各種功能特征。VPD保證了產品開發的效率和質量,提高了企業的快速響應和市場開拓能力。
虛擬技術在先進制造技術中的應用主要包括虛擬制造和虛擬企業兩個部分。
1.虛擬制造(VM)是在產品設計階段實時地、并行地模擬產品未來制造全過程及其對產品設計的影響,預測產品性能、產品的可制造性、產品的成本等,從而更有效地、柔性靈活地組織生產,并使新產品開發一次獲得成功,目的是盡量降低產品的成本,縮短產品的開發周期,提高產品的質量和壽命,快速有效地響應瞬息萬變的市場。
虛擬制造實際上是一種計算機科學技術,以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支柱,在產品設計或制造系統的物理實現之前,就能使人體會到或感覺到未來產品的性能或者制造系統的狀態,從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬制造技術是對真實制造過程的動態模擬、仿真,是在計算機上制造數字化產品,經過模擬仿真對產品外形設計、布局設計、加工及裝配過程達到優化產品的設計及工藝過程、優化制造環境配置和生產供給計劃、優化制造過程并改進制造系統的目的,用來改善各個層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制出之前,在虛擬制造環境中生成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗,對其性能和可制造性進行預測和評價,從而縮短產品的設計與制造周期,降低產品的開發成本,提高系統快速響應市場變化的能力。
2.虛擬企業是為了快速響應某一市場需求,將產品涉及到的不同企業臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網絡聯系、統一協調的合作經濟實體。虛擬企業的特點是企業的功能上不完整、地域上分散和組織結構上非永久性,它是實現敏捷制造的有效手段。由于市場的全球化,企業必須不斷創新產品及優化制造過程,快速響應客戶要求,才能取得競爭上的優勢。同時,企業不可能也不必做每一件事、每一個部件和每一個制造過程,而必須尋找合適的合作伙伴。其最終目標是利用不同地區的現有生產資源,把它們迅速組合成一種沒有界限的、靠電子手段聯系的經營實體,以便快速推出高質量、低成本的新產品。
由于國內外市場競爭日益加劇,科學技術發展迅速,產品更新換代速度加快及人們對產品多樣化的需求增加,使得機械制造業向多品種小批量生產方式發展。因此,縮短產品開發周期成為決定制造業競爭力的首要因素。而虛擬制造技術被認為是加速新產品開發的有效手段,它能很好地解決制造業的TQCS難題,虛擬制造技術對制造業將是一次新的革命,它的廣泛應用意義是深遠的。
二、市場化與虛擬制造技術應用
制造業是我國國民經濟的支柱產業,它一方面創造價值,生產物質財富和新的知識,另一方面為國民經濟各個部門包括國防和科學技術的進步與發展提供先進的手段和裝備。在我國的經濟騰飛中,制造業功不可沒。但是,隨著計劃經濟體制向市場經濟體制轉變,我國制造企業的弊端日益顯露出來。
我國制造業目前存在的五大難題:
1.產品質量不穩定,水平低下,主要機械產品中達到當代世界先進水平的不到10%;
2.生產集中度低,分散、重復嚴重,缺乏協作;
3.科技基礎薄弱,自主研發創新能力差;
4.企業裝備陳舊,生產工藝落后,精密、高效、數控設備不足10%;
5.人才培養后繼乏力;加之企業基礎管理薄弱,缺乏現代生產管理意識,在市場經濟新形勢下顯得十分被動。
虛擬制造在工業發達國家,如美國、德國、日本等已得到了不同程度的研究和應用。在這一領域,美國處于國際研究的前沿。福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司在新型汽車的開發中已經大量應用虛擬制造技術,大大縮短了產品的時間;波音公司設計的777型大型客機是世界上首架以三維無紙化方式設計出的飛機,它的設計成功已經成為虛擬制造從理論研究轉向實用化的一個里程碑。
虛擬制造(VM)作為一種哲理、一種制造策略為制造業的發展指明了方向。它可以全面改進企業的組織管理工作,提高企業整體運作及全面最優決策的效能和市場競爭力。實施虛擬制造可以打破傳統的地域、時域的限制,通過Internet實現資源共享,變分散為集中,可實現異地設計、異地制造,從而使產品開發能以快速、優質、低耗響應市場變化。通過分析設計的可制造性,利用有效的工具和加工方法來支持生產,可以大大提高產品的質量和穩定性。企業不再需要投入大量的設備和儀器,從而避免了不必要的設備閑置,可充分利用其他企業的先進設備和儀器進行生產,能很好地解決一些中小企業資金短缺的難題。
但在實施虛擬制造技術過程中,雖然國家對制造業十分重視,但由于我國當前正處于體制改革過程中,多種機制并行,在資金使用時較難協調,國家也難以投入重金支持虛擬制造技術研究。應用人才短缺,企業的整體認識不統一,就是現有的科研成果都難以推廣應用,因此實現企業信息化制造任重而道遠,但這些并不能阻擋它的向前發展。
三、實施虛擬制造應采取的措施
1.高度重視和全面規劃。虛擬制造技術與其它的先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的,其涉及面廣、技術難度大,研究及推廣應用需要投入大量人力、物力及資金,政府部門應從宏觀上加強對虛擬制造技術的指導,同時要使虛擬制造技術與各種先進制造技術相互銜接、協調發展。
2.加強人才培養和培訓工作。人是先進制造的主體,沒有高素質的人的參與,再好的技術也發揮不了應有的作用。因此,企業領導應有人本思維,采用人機一體的技術路線。企業在培養和引進高層次、高質量研究型、管理型和開發應用型人才的同時,大力普及CAD/CAM技術,及時推行精益生產、并行工程等思想和技術,全面提高企業員工的技術素質。企業與高校應探索人才的聯合培養新模式,不斷增強科技創新能力。
3.加強關鍵技術的研究、開發和應用。虛擬制造技術包括軟件技術和硬件技術,其中建模技術、計算機仿真技術和虛擬現實技術等是實施虛擬制造的關鍵技術。我國科研力量分散,建立分布式網絡化研究中心,以企業為主體,產學研相結合,重點投資與自身發展有關的關鍵技術的研究,進行研發和推廣是一條值得深入探索的道路。
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數控技術(NumericalControl),即采用電腦程序控制機器的方法,按工作人員事先編好的程式對機械零件進行加工的過程,簡單地說就是用數字化信號對設備運行過程等進行控制的一種先進的自動化技術,是典型的機械與電子計算機相結合的機電一體化科技。從誕生之初到現在,經歷了電子數控技術、晶體管數控技術、中小規模IC數控技術、小型計算機數控技術以及微處理器數控技術五個階段。數控技術在我國開發應用是從1958年開始,改革開放之后,數控技術在機械制造行業的應用才逐漸步入正軌,主要模式是引進國外的先進數控技術,通過消化吸收后,投入生產,總的來說,我國數控技術在制造行業的應用有了質的飛躍,許多機械制造企業從傳統產品轉變為數控化產品,促進了經濟的發展。現階段,由于數控技術是一種采用計算機數字實現數字程序控制的技術,所以數控技術也可以成為計算機數控技術。電子計算機數控技術采用軟件模塊化的體系結構,使輸入數據的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能得以實現,使計算機按事先存儲的控制程序來執行對設備的控制功能,顯示了數控技術優良的性能,具有較高的性價比(。圖一為完整的數控工作示意圖)總的來說,數控技術的進步與發展與計算機的發展息息相關,在數控技術的發展過程中起著基礎性作用,當然數控技術的發展也離不開各種輔助技術的進步,比如說傳感檢測技術、光電技術、機械制造術以及通訊技術等。數控技術是實現機械制造自動化過程的基礎,是現今集成制造系統的重要組成部分,在美國、日本和德國等發達國家,將數控技術應用到機床改造與生產線量產上,境地了機械制造企業的生產成本,并有效地將機械設備的功能、效率以及產品質量提升到新的高度,使傳統的機械制造業發生了極其深刻的變化。
3數控技術在機械制造中的具體應用
隨著信息技術、網絡技術以及自動化技術的不斷發展,數控技術與機械制造行業的結合越來越有效,通過計算機操作平臺可以全面掌控生產產品的各項指標與基本參數,并為新產品的研發與現有產品的性能完善提供技術支持,數控技術與機械制造行業的融合,拓寬了機械制造業的范圍,帶動了經濟發展。數控技術的應用范圍也較為廣泛,以下為數控技術在機械制造行業的具體應用:
3.1數控技術在煤礦機械中的應用
我國國土面積較大,各種資源比較豐富,煤炭資源更是儲量大,在我國的能源系統中占據重要地位,所以如何有效開發利用煤炭資源是我國煤機企業的主要任務。企業設備自動化程度是工業化水平的象征,在市場競爭較為激烈的大環境下,煤機企業不斷提升勞動效率、降低生產成本才能處于不敗之地,長久發展。根據煤礦企業的生產環境以及自身特點,不適合使用大型的機床設備,更不適合投入大量的資金購置設備,所以煤炭企業可以利用現有型號的加工機床,改裝成加工精度等級較高,性能較好的設備,有效地開采、加工煤礦資源。當然煤機企業充分利用現有機床產品等設備資源,并不斷改造提升機床的易操作性,提升其功能和精度,不斷滿足較高生產環境的設備要求,提升生產效率,最終實現投入少、效率高、設備應用率高的目的,不斷促進煤炭企業的發展。
3.2數控技術在汽車工業中的應用
近年來,汽車行業的發展可以說是較為迅猛的,汽車制造、零部件加工等等都隨之發展,數控技術的出現,對汽車制造業來說,是一項福利,加快了復雜零部件的制造,減少了人力,提升了效率。現階段,汽車行業對零部件和車身的要求逐漸提高,為了滿足生產需求以及市場需要,各種機械設備也不斷朝著精密化、自動化的方向發展。例如激光數控檢測技術的應用,激光檢測技術具有精度高、適用性強、可靠性高等優點,比如,激光檢測技術可以應用到測量尺寸上,用激光對汽車的曲軸、凸輪軸、閥座等零件的直線度、長度、垂直度、密度等測量,所有尺寸的分辨率可達1μm,重復精度0.2μm,精確性非常高(。圖二為汽車工業中采用激光技術加工的部分零件表)數控技術應用到汽車工業上,可以提高產品生產效率及產品質量。例如美國Ford汽車公司和Ingersoll機床公司合作研制成HVM800型臥式加工設備,并采用高速電主軸和直線電機,主軸最高轉速為24000r/min,工作臺最大進給達7612m/min,可以理解為不到1s工作臺可行程1m,瞬間完成一個工作行程。在汽車工業的今后發展過程中離不開數控技術,二者的結合會越來越融洽。
3.3數控技術在工業生產中的有效運用
在工業生產的范疇中,機械設備是基礎,主要由控制系統、驅動系統及執行系統構成。在現代工業在生產中,有些生產環境較為惡劣,人工操作難度大,也不能滿足生產要求,造成人力資源浪費,甚至會發生工傷安全事故等等,所以應引進先進的生產技術實現自動化生產。數控技術在工業上的應用,有效地改善了這些情況,生產效率得到了提升,工作人員的人身安全也得到了保障。除此之外,數控技術也具有監管功能,在實際生產過程中,一旦發現操作錯誤,信息就會立刻經過傳感器輸送到控制單元,對錯誤操作進行提示,并采用一定的措施進行保護,從而實現正常化生產。
3.4數控技術在機械設備上的有效運用
在機械制造行業中先進的設備居于核心地位,機械設備是機械制造的重要組成部分,是機械制造的靈魂,在機械生產領域的地位是無可替代的,數控技術的發現應用,使得機械制造行業實現了數字化及自動化發展,實現了機電一體化。面對現代機電一體化的要求,機械制造業必須具有具備控制能力的數控機床設備。在機床上運用數控技術,主要依靠代碼,其可以將產品生產的各類數據儲存在介質中,之后發出指令,傳達到控制系統,最終實現對整個機床生產的控制,是電腦機械相結合的產物,通過軟件設置來控制主軸速度變化、選擇刀具、啟動冷卻泵等各種繁雜的操作。數控技術在在機械設備上的應用,促進了各個行業的發展,提升了生產效率,實現了批量化生產,在經濟發展中也起到了推動作用。(圖三為激光檢測系統原理結構圖)(圖三激光檢測系統原理結構圖)
4數控技術在機械制造中的應用的發展前景
數控技術的優越性能在機械制造領域很好的發揮出來,無論是最開始的封閉式技術,還是現代的開放式計算機數控技術,數控技術很好的發揮了他的優越性能。在以后的發展過程中,數控技術也將逐步提高其自動化和智能化的性能,更好的提升工作效率,適應市場需求。數控技術在機械制造中發展應用前期,我們并沒有注重專業化需求,無論從技術上、管理上、人才選取上我們都應專業化,最終實現產品專業化的目的。提升我國制造裝備行業的綜合競爭能力,實現機械設備產業化發展,滿足國家的戰略需求,促進國民經濟發展,實現制造行業飛速發展,不斷提高我國的工業發展實力。
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1.2數控技術概述
數控技術是多門技術的綜合產物,是集網絡通信技術、計算機技術、光電技術和傳感檢測技術于一體的,采用數字信息對機械加工進行遠程控制的技術。它主要是采用計算機進行控制,利用控制程序對加工設備進行控制。該技術涉及到理工科學習相關科目的幾乎全部,譬如計算機控制技術、電氣控制技術、自動化控制、傳感器與檢測設備、機械加工技術。
2數控技術在機械制造中的應用
2.1煤礦機械領域
為了滿足我國電力、工業以及民用對煤礦的大量需求,近十幾年來我國煤礦行業的發展如火如荼。基于采煤環境的不同,對機械的種類、先進設備的開發速度也提出了不同的要求。采礦機如果使用數控技術制造,性能將更加完善,首先切割速度將會更快,其次其鋒利的葉片使之采集頻率更高。實際上,一般機械因為開采機械的機殼使用焊件來制造毛培,因此都是都是小批量的生產。在這些方面,數控技術與傳統的其他技術相比,生產效率更高,加工手段更便捷,能完成更多復雜的煤礦采集、加工、運輸等過程。
2.2工業生產領域
一般的工業生產過程是將程序代碼輸入計算機,然后通過計算機進行自動控制生產制造操作。在生產的同時,計算機應該有自診斷能力和一定的保護系統,另外還要有人為操作的保護系統,特別是在緊急突發或者強損壞條件下人為保護系統往往作用更及時也更徹底。這樣的雙保險才能將危險系數降低到最低程度。
2.3機床設備領域
機械設備是機械制造,特別是現代機械制造行業最重要的組成部分,企業要有好的發展前途,一套或多套具有高效率、高性能的數控機床設備必不可少。機床的組成一般裝有諸如PLC這樣用程序控制并且自動化性能很強的工業控制設備。數控機床的出現徹底刷新了傳統機械設備在程序控制和自動化方面的不足,使機床設備的生產效率更高,大大減輕了機床設備操作者和工廠工人的勞動強度。
2.4汽車行業及航天工業領域
汽車行業和航天工業,一者在民用行業中發展迅猛,一者在國家發展中舉足輕重。而這兩大重工行業對生產設備都具有極高的要求。數控機床在機械制造中的高精度性、能完成各種復雜制造的能力無疑為汽車行業和航天工業提供了更便捷的服務。汽車部件裝置的加工技術隨著汽車行業的飛速發展不斷進步,這也對汽車部件的制作效率提出了更高的要求。當今世界,提到汽車制造行業,必然會提到虛擬制造技術、柔性控制技術、集成制造技術這三個非常關鍵的技術。數控技術在汽車行業中的運用,加快了復雜零部件快速制造的實現過程,使汽車生產的品種更加多元化,使汽車行業中低批量的生產更加高效化。相對于民用行業,高度精密的零件在航天工業中的應用更加廣泛,數控技術在航天工業中的應用相比于傳統工業能達到精益求精,數控技術在航天領域中能夠實現小部件材質的深度加工,這大大提高了材料的利用率,同時也達到了非常高的性能要求。
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2機械制造中數控技術的應用
2.1工業生產工業機器人和傳統的數控系統一樣是由控制單元、驅動單元和執行機構組成的。主要運用機器設備的生產線上,或者運用于復雜惡劣的勞動環境下下,完成人類難以完成的工作,很大程度上改善了勞動條件,保證了生產質量和人身安全。
在實際操作中,控制單元是由計算機系統組成,指揮機器人按照寫入內核的程序向驅動單元發出指令,完成預想的操作,同時同步檢測執行動作,一旦出現錯誤或發生故障,由傳感系統和檢測系統反饋到控制單元,發出報警信號和相應的保護動作。而執行機構是由伺服系統和機械構件組成。有動力部分向執行機構提供動力,使執行機構在驅動元件的作用下完成規定操作。
2.2煤礦機械現代采煤機開發速度快、品種多,都是小批量的生產,各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件,傳統機械加工難以實現單件的下料問題,而使用數控氣割,代替了過去流行的仿型法,使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料,從而優化套料的選用方案。使其發揮了切割速度快、質量可靠的優勢,一些零件的焊接坡口可直接割出,這樣大大提高了生產效率。同時,數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制,好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2.3汽車工業汽車工業近20年來發展尤為迅猛,在快速發展的過程中,汽車零部件的加工技術也在快速發展,數控技術的出現,更加快了復雜零部件快速制造的實現過程。
將高速加工中心和其它高速數控機床組成的高速柔性生產線集“高柔性”與“高效率”于一體,既可滿足產品不斷更新換代的要求,做到一次投資,長期受益,又有接近于組合機床剛性自動線的生產效率,從而打破汽車生產中有關“經濟規模”的傳統觀念,實現了多品種、中小批量的高效生產。數控加工技術中的快速成形制造技術在復雜的零部件加工制造中可以很輕易方便的實現,不僅如此,數控技術中的虛擬制造技術、柔性制造技術、集成制造技術等等,在汽車制造工業中都得到了廣泛深入的應用。21世紀的汽車加工制造業已經離不開數控加工技術的應用了。
2.4機床設備機械設備是機械制造中的重中之重,面對現代機械制造業的需求,具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力,即把計算機控制裝置運用到機床上,也就是用數控技術對機床的加工實施控制,這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品,它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上,從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件,使機床自動加工出所需零件。
3數控技術的發展
從第一臺數控機床開發成功到現在已有50多年的歷史,由傳統的封閉式數控系統發展到現今的開放式PC數控系統。傳統的計算機數控系統,由于采用封閉的體系結構,它的通用性、軟件移植性、功能擴展和維修都比較困難;開放式體系結構的計算機數控系統的發展,使傳統的計算機數控系統的市場正在受到挑戰。開放式計算機數控系統,采用軟件模塊化的體系結構,顯示了優良的性能,能適應各種計算機的軟件平臺,具有統一風格的用戶交互環境,操作、維護、更新換代和軟件開發都比較方便,具有較高的性能價格比,已成為數控系統發展的方向。
4結束語
機械制造技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期,制造技術是我們的薄弱環節。PC機進入數控領域,極大的促進了數控技術的發展,也為我國在數控生產領域趕超發達國家提供了機遇。跟上發展先進數控制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,盡快縮小與發達國家的差距,在激烈的市場競爭中立于不敗之地。同時,數控加工技術的發展孕育產生大量的數控專業技術人才,進而推動我國現代機械制造業進一步走向繁榮。
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1.2原理
在機械制造中,數控技術屬于一種高新技術,而這種技術的應用也是對計算機技術、精密測算、自動控制等綜合使用的重要體現。從結構方面而言,數控技術的主要構成部分是現代數控系統,而要想利用這種系統對不同的機械設備進行控制,論機械制造中數控技術應用孫響英雙峰縣職業中專417700需要依靠存儲程序來實現。現代數控系統(CNC系統)作為構成數控技術的主要部分,該系統主要包括CNC裝置、輸入和輸出裝置、速度控制單元及軟件等多個部分,而其中最為重要的部分是CNC裝置。CNC系統中的CNC裝置屬于一種特殊的電子計算機,這種裝置的使用是為了利用硬件對軟件的運行進行合理的控制,以便保證軟件的運行效果。在機械制造中,數控技術的應用原理是將機床加工信息輸入到CNC系統中,再經由電子計算機輸出到驅動電路。另外,在數控技術的應用過程中,機械制造人員需要對該過程進行實時控制,以便保證對機械制造過程的控制能夠更加精準,機械制造的質量和效率能夠得到有效的提升。
2數控技術在機械制造中的應用
隨著科學技術的不斷創新,以及機械市場的激烈化發展,數控技術在生活中各個行業也得到了更為廣泛的應用,而這主要體現在以下幾個行業中的應用。
2.1機械設備
在機械制造中,機械設備是基礎條件,但其所起的作用卻極為重要。數控技術在機械制造中的應用可以使機床加工得到更好地控制,而數控機床的應用是指利用數字化方式對機械零件加工工藝的各種信息進行處理,并以代碼的方式對機械制造過程進行管理,以便確保機械制造過程能夠真正實現機電一體化管理。在機械制造中,數控技術的應用是利用計算機對機床進行控制,以使機械制造的精度和效率能夠得到有效提升,并真正實現自動化操作。利用數控技術對機床進行控制的優勢在于零件加工過程比較簡便,不像傳統操作方式那樣復雜,制造人員只要將零件加工信息輸入到存儲程序中,就可以實現自動化操作。由此可以看出,數控技術在機械制造中的應用,不僅能夠提高機械制造的質量及設備的運行效率,也能夠對機械制造過程進行合理的簡化,而這對增強機械設備的可控性有很大幫助。
2.2工業生產
市場競爭的激烈化發展也現代工業生產增加了很大的難度,而對工業生產而言,數控技術的應用可以使機械設備完成機械操作人員在惡劣工作環境下無法完成的任務。同時,數控技術在工業生產中的應用不僅能夠提升機械設備的運行效率,也能夠提高工業產品的生產質量。比如汽車零件的生產由數控機械進行控制,可以有效的提高汽車零件生產的質量。汽車齒輪需要依據設計的圖紙及實驗所得的數據進行生產,利用數控技術控制汽車齒輪的生產,可以提高汽車齒輪的契合度,也能夠提升數控機械生產汽車齒輪的精準度。在工業生產中,數控技術包含的控制單元是由計算機構成,而將工業生產程序輸入數控技術包含的現代數控系統中,并利用計算機將指令輸送給驅動單元,及時檢測指令輸出情況,以便保證工業生產的質量和效率。假如在數控技術應用中,操作人員存在錯誤操作,傳感裝置會及時將信息反饋給控制單元,從而確保控制單元能夠及時的采取保護措施。一般情況下,執行控制單元保護措施的結構主要是由機械原件和伺服系統構成。此外,在工業生產中,數控技術的使用不僅能夠減輕機械操作人員的工作壓力,也能夠提高工業產品的生產質量和效率,這對提升工業生產安全性有很大幫助。比如,在汽車零部件生產中,高速電主軸的HVM800型臥式加工中心的轉速最高可達到24000r/min,而工作臺在不到1s行程就可以達到1m,這不僅提高了汽車零部件生產的效率,也在一定程度上增加了汽車制造企業所獲得的經濟利益。
2.3煤礦機械
煤礦開采必須使用的設備是采煤機,而當前煤礦開采所使用的采煤機的改良速度比較快,且具備品種多、批量小等特點,這也代表著采煤機生產技術比較簡單,往往是采用焊件生產。在煤礦機械的焊件下料中,傳統機械制造技術很難得到煤礦機械制造要求,而如今所使用的數控氣割技術是利用龍骨板程序進行采煤機焊件下料,這可以有效的提高采煤機焊件下料的安全性。
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(2)數控技術在機械制造中的發展應用還能夠改變機械制造中的加工工藝參數,改變了機械制造中的加工工藝參數之后,我們的機械制造將會更加的便利。
2數控技術的高效率
(1)數控技術在機械制造中的發展應用能夠實現一次裝夾工件完成多道工序的加工,從而能確保加工的精度和減少輔助的時間;
(2)數控技術在機械制造中的發展應用能夠高質量的完成普通機床難以完成的復雜零件和零件曲面形狀的加工;
(3)在我國機械制造產品的穩定性和可靠性存在一定的問題
再加上網絡化程度也不夠普及,只用于一些簡單的程序數據傳輸,就串口通訊技術來說,網絡數字化水平不高,集成化和遠程故障的排除能力較弱。總而言之,數控技術在我國機械制造業的應用上還不是很成熟,需要投入更多的人力和財力,加強相關方面的技術人員的培訓,不斷地吸收新技術的同時,真正做到將技術成果實踐于實際操作中。
二數控技術在機械制造中的實際應用探究
1數控技術在機床方面的實際應用
在機床的數字化作用下對于刀具以及機械的部件以及主軸的變速等等都是由數字來進行操作,只需要在對機械的一些零部件加工之前由編程人員把零部件的相關程序進行編程,而后再通過程序的載體,在這一過程中如果是想改變對機械的零部件加工只要在電腦系統的程序中進行修改,輸入新的程序即可,這對于傳統的人工調整有著很大的方便性,在效率上得到了提高。
2數控技術在汽車機械制造中的實際應用
在我國的經濟得到穩步上升過程中人們的生活水平也隨之得到了很大的提高,在對產品的消費方面需求愈來愈大,在這一市場激烈競爭的背景下數控技術就有著其重要的作用,數控技術在汽車機械制造中得以應用能夠在質量上以及效率上都能夠得到有效的提高,對于汽車的零部件的加工以及新產品的研制都有著很好的效率提升,從而也把汽車機械的零部件加工向著集成化以及規模化的方向得到了發展。
3數控技術在煤礦機械制造中的實際應用
(1)當前的煤礦產業的發展中對于采煤機械的要求也已經愈來愈高
在實際的采煤環境制約下采煤機的種類也比較的多,并且都不是大批的進行生產,這就給采煤機械的制造有了很大的困難,對于傳統的機械制造的技術在采煤機的單件下料問題上得不到很好的解決,而數控技術的應用可以通過龍骨板程序進行下料,對于在套料的選用方案上起到了很好的優化作用,在效率提高的同時,在對機械的零部件生產過程中的精確度也有了很好的保障。
(2)在數控技術得到了一定程度的發展的同時
也應當清醒的看到一些不足之處,在長期的發展過程中,我國的數控機床還處在一個低檔膨脹和中檔發展遲緩以及高檔進口的這樣一個局面,在我國的一些重要的工程方面的應用上還是依靠于進口的設備和技術來完成,從整體的發展上來看,我國在數控技術上的水平以及精確度和質量、性能和其他國家相比還處于比較落后的階段,在自主創新能力方面還不夠,在自主產權的操作系統方面還比較的缺乏。
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綠色制造是一個綜合考慮環境影響和資源效益的現代化制造模式,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的影響(負作用)最小,資源利用率最高,并使企業經濟效益和社會效益協調優化。其主要特點有以下幾點:
1.綠色設計。綠色設計是融產品的質量、功能、壽命和環境于一體的系統設計方法。在設計之初就應在產品生命周期的各個環節都考慮產品的環境屬性(如:可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等),并將其作為一個重要的指導原則。綠色設計方法具有綠色性、集成性和并行性:它首先是在綠色(節能、環保)設計的原則指導下,在一開始就考慮產品周期全過程的所有因素,包括產品質量、成本、進度計劃、用戶要求等。在設計過程中使材料選擇、結構設計、工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、拆卸回收設計、報廢處置設計等多個設計階段同時進行、相互協調,各階段和整體設計方案、分析評價結果及時進行信息交流和反饋,從而在其設計研發過程中及時改進,使產品設計達到最優化。
2.綠色材料。綠色材料是指在選材時盡量選擇無污染或少污染,易回收的材料。為此,一是要多開發綠色材料,并建立綠色材料庫;二是設計選材時要注意經濟效益與社會效益相協調。
3.綠色工藝。綠色工藝是指在產品加工過程中盡量節約能源、減少污染。綠色工藝與潔清生產密不可分。綠色工藝主要還應從技術入手,盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環境污染小的工藝方案。如現在的精確成形、干式切削、準干式切削、生產廢物再利用、快速原型制造等都是綠色工藝的新技術。
4.綠色處理。綠色處理是指上一個生命周期報廢的產品通過有效的回收又進入下一個生命周期的循環中。為了便于產品的綠色處理,一是設計之初就要考慮產品的材料和結構設計,如采用面向拆卸的設計方法、模塊化的設計方法;二是發展綠色再制造技術,如再制造加工、過時產品的性能升級等。
二、企業實施綠色制造技術的原則
實施綠色制造技術過程中,企業必須遵循以下原則:(1)依據ISO14001的要求事項,建立、實施并不斷完善環境管理體系,定期對體系進行評審,確保體系有效實施;(2)在企業的全部活動中自主地制定環境目標,進行環境保護;(3)控制或減少設備開發和制造階段使用和排放對環境負效應大的物質,推進污染預防。在設備開發、制造和廢棄過程中考慮資源的有效利用和再生利用,降低損耗。加強固體廢棄物的回收再利用管理,減少污水、煙氣、噪聲等對環境的影響。開展節能降耗活動,合理利用能源資源。
三、我國機械工業實施綠色制造技術的主要途徑
1.建立并遵守環境保護體系,重視綠色意識教育。我國機械工業應加快建立ISO14001環保體系,并且致力于同ISO9001質量體系一體化,便于在開展各項活動中兼顧評價環境影響。通過建立環保體系,使企業員工能夠針對產品生命周期全過程中伴隨的環境問題進行正確識別,并積極采取措施加以預防和有效處理,使環境控制的思維方式和行為模式制度化、慣性化。通過建立“善待環境”的工廠,謀求與地球環境、需求者、地域社會的共生,從而實現工廠與社會的可持續發展。重視對員工進行安全意識、質量意識、節約意識、效率意識、環保意識等的教育和培訓,以提高全體員工對經濟效益、環境效益和社會效益的正確理解,充分認識到綠色生產的社會責任。
2.注重綠色設計,實施綠色制造工藝技術。綠色設計是綠色制造技術的核心,設計階段是產品生命周期的源頭,從源頭控制環境要素無疑是最有效的方法。
目前機械工業在綠色設計方面的主要內容包括:(1)確定綠色設計的原則是選擇綠色材料和綠色零部件進行設計,選擇綠色工藝和設備進行加工,用節能、節水、省料等最優化設計規定產品的實現方式,對材料進行標識,優化可裝配和可拆卸性設計;(2)確定綠色的設計評價指標是節能、節水認證和再商品化率;(3)產品綠色排序是一種表示產品綠色程度的方式,主要是通過第三方采用隨機抽樣方法,由顧客對同行業同類產品的能耗、美感、安全、健康、警示、適用的性能、可接受的性價比、企業再商品化率、自我申明等內容進行定量評分。第三方將抽查結果結合公共環境報告進行綜合分析,將排序結論向社會公告。其權威性雖往往受到質疑,但可作為顧客選購產品時的參考,因此也是顧客對企業產品滿意度的一種體現,成為企業進行綠色改進的信息來源。
3.創新技術工藝,發揮環保效益。綠色制造技術應從理念落實到具體生產技術工藝中,才能最大限度地發揮其環保效益。比如在磨削加工時,采用油基磨削液會產生油氣、煙霧,使生產環境惡劣,而且磨削液的后期處理成本太高,要改善這種情況,可以采用干磨削或準干式切削方式來加工。這樣不僅有效地減少了資源消耗,節約了生產成本,而且還有利于降低對環境污染,有利于操作人員的勞動保護。
四、結束語
在大力倡導環保主題的今天,基于可持續發展觀點的綠色制造技術是一種以保護環境和資源優化為目標的現代制造模式。我國從事機械制造的工程技術人員應該加強綠色制造技術的研究,重視綠色制造技術的應用,促進我國機械工業的可持續發展,推進我國機械加工企業的國際化成長。
參考文獻:
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機械設計制造以及實現工業生產的自動化需要做很多的準備工作,其中包括要擁有良好的產品設計模塊、保證產品的加工具有系統性、對于產品的銷售要具有規劃和策略,同時對現有機械制造體系進行整體的改造和完善,保證行業能夠具有一定的競爭力,在國際競爭市場中可以站穩腳步。機械設計制造以及自動化的實現離不開先進技術的支持,對于發達國家而言該技術已經較為成熟,但我國目前能處于發展階段,相應的技術體系還需要進一步完善。針對我國目前機械制造及自動化工業發展的實際情況而言,我國一直都在加強對其的研究力度,具體的來說,CIMS技術在我國的應用越來越為廣泛,我國目前建有很多關于該技術的實驗室,并且通過一定的實際操作對該技術體系不斷進行改良和完善,我國先后開展了很多關于CIMS技術的研究項目,對CIMS工程軟件不斷進行更新,優化。機械設計制造行業與IMS軟件有著很大的聯系,可以說二者相互影響,相互制約,因為會涉及到企業產品設計自動化的實現,工藝設計自動化的實現。加強對制造業質量技術的改善,建立良好的信息數據庫,可以為我國機械制造行業經濟的發展增加源源不斷的動力。目前我國仍有許多機械制造企業的管理信息系統存在很多缺陷,導致先進的CAD技術不能與企業的機械制造相融合,最總導致企業的自動化生產水平不高,數控機床技術的廣泛應用,制造行業的技術和設備也需要進行一場巨大的更新。二十一世紀是信息時代,也是機械制造領域需要大跨步的時代,一方面給我國國名經濟的發展帶來了巨大的機遇,另一方面也對我國機械制造行業的發展帶來了巨大的沖擊,因為我國機械制造領域的自動化水平與西方發達國家相比較仍有一定的差距,如果不能夠改變成產技術落后,制備工藝落后的現狀,則會對我國工業的國際市場競爭力帶來極其不良的影響。可以說實現全球化、科學化、自動化等模式是我國機械設計制造領域發展的必然趨勢。
3關于機械設計制造及其自動化技術應用環節的多元化分析
3.1機械設計制造及其自動化技術的應用趨勢
為了保證我國機械制造企業的長期發展,落實好基礎環節的自動化模塊是非常必要的,從而進行機械加工體系的健全,進行可編程控制器、工業機器人的有效應用,立足于我國經濟的發展情況,進行制造業基礎工作體系的健全,實現其內部各個環節的協調,以應對機械設計及其制造的國際化潮流。在當今國際科技應用背景下,進行先進性的制造技術的應用是必要的,這涉及到機械制造自動化技術、信息技術、傳感技術等的應用,保證現代系統管理體系的健全,積極做好相關的生產組織管理工作,進行高新技術的普及,讓制造及其自動化技術真正實現其系統性、整體性,從而保證我國制造業國際競爭力的提升。這對于機械制造成本提出了更高的要求,其產品開發模塊、工藝設計模塊、加工制造模塊等面臨著巨大的挑戰。如何做好機械制造體系的整體性應用工作,這是當下制造業發展所必須要解決的問題。機械制造業的市場競爭核心,就是生產率的提升,保證其市場全球化的拓展,進行勞動生產率提升,進行生產成本的控制,保證其制造成本、制造質量等的優化,這離不開對先進機械制造及其自動化技術的更新。
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1.2國內工業設計的發展。
因受歷史發展等影響,國內工業設計的發展相對與國外較晚且發展不快。一般可歸納為以下三個發展階段,一是“拿來主義”,也就是引進國外先進經驗并進行復制,幾乎不存在設計元素。二是“鸚鵡學舌”,也就是引進國外先進經驗并進行模仿,盡管很多地方存在引進國外的影子,但也具有一些獨特之處。三是“創新設計”,也就是將引進的國外先進經驗進行學習分析并再次創新,企業重視利用創新設計使產品核心競爭力不斷提高。隨著近年來我國外貿出口逐年增加,面臨的經濟糾紛也日益增多,引發企業高管日益關注工業設計,并相繼投入資金用于工業設計的發展。國內很多大學也相繼舉辦工業設計專業,培養高水平工業設計人才。
1.3工業設計特點。
工業設計的特點比較突出,一是在學科知識方面具有綜合性。工業設計一般被認為是從事外形設計,并將其與重復的機械勞動、嘈雜臟兮的環境等相聯系。但是工業設計不只是工業產品設計,還能解決“人-機-環境”之間的各類問題,具有較強的綜合性、有機結合技術與藝術的一門學科,涉及的學科涵蓋機械、物理、化學、市場學、美學、社會學及心理學等多個不同領域。二是學科知識的實踐性與應用性都很強。利用設計創造,為人民群眾生活提供具有合理性的生存方式,使生活具有人性化、便捷、個性化等特點。三是學科的時代性很強。不同時代的要求不盡相同,目前工業設計需要符合綠色環保、健康節能等設計要求。
2機械設計制造技術
機械工程中機械設計與制造技術是十分重要的內容,是其機械性能的最重要決定因素。隨著信息技術的發展,新的機械設計制造方法不斷出現,諸如基于數學規劃理論與計算機程序而建立,利用數值計算優化設計方案,使期望指標實現最優化的方法;利用結構離散化,采用有限個相互連接并進行分析的單元節點,依據變形協調條件對有限元進行綜合求解的設計方法;在規定條件及時間內,規定功能可完成的可靠設計方法;利用虛擬現實與仿真技術,對產品設計、制造等全過程進行模擬,并預測評估技術數據與性能指標的虛擬制造技術;采用目前主流智能制造、綠色制造、納米制造、個性制造等技術,隨著新的設計制造技術的廣泛研究應用,將會對世界經濟發展起到重要促進作用。
3工業設計與機械設計制造技術之間的關系
3.1機械設計制造技術的作用。
工業設計學科具有綜合性,涵蓋科技、藝術等多個領域知識。工業設計的先決條件就是科技,產品生產應與科技要求相符,違背客觀規律的任何設計都無法實現。很多工業設計具有完善的功能,美觀的外形,備受人們喜愛,只是與設計制造客觀規律相違背為略有遺憾,難以在力學、結構及制造等方面實現。因此機械設計制造技術作為關鍵的工業設計技術,應基于對機械工程基礎知識的深入理解而開展工業設計,確保產品遵循客觀規律與基本原理,工業設計人員充分利用自身專業優勢,在結構、色彩及外形等方面易于用戶廣泛接受。
3.2工業設計的重要作用。
在機械設計制造技術中,工業設計在人機工程學具有重要作用。設計理念基于人的自身,綜合各方面因素而進行科學判斷。結合人機工程學特點有機結合消費者、產品及其使用者開展相關研究,不只是關注個別要素。目前應用的各類成功產品,都具有人機工程學設計理念。
3.3工業設計與機械設計制造技術相結合的應用。
工業設計與機械設計制造技術各有優勢,將其有機進行結合才能使企業產生更顯著的經濟效益,進而使其綜合競爭力得到提高。目前很多國內中小企業,因財力、時間等因素所限,其工業產品設計方法與制造技術還相對較為落后,政府資金投入不足,激勵措施有待于進一步完善,使工業設計的發展處境艱難。因此要采用必要的行政手段調節市場經濟,利用政府干預促進工業設計健康發展,從而轉變設計理念,積極拓展綜合性合計人才的培養方式,成立專業研發中心,培養更多的高層次工業設計專業人才。
篇11
2.1先進制造技術特點
2.1.1全球化
隨著各種技術的發展全球間的聯系也越來越大,全球間各種技術交流以及經濟聯系為先進技術的全球交流提供了基礎。而對于先進技術的全球化,其對先進技術的發展提供動力,為先進技術轉化為制造業中經濟收益。由于全球的聯系加強,各地企業能夠進行有效的任務分工,這種模式能夠有效發揮各地先進技術的優勢,在全球化進程中極大降低生產成本。
2.1.2多元化
對于先進技術的發展,其不僅僅是一個領域技術的孤立發展,其是多個領域間技術的相互促進,同時為同一制造工作提供支援。由于當前發展機會稍縱即逝,各種孤立制造技術不能很好地抓住機遇,同時不能滿足各種機遇的需求,加之市場方向不斷轉變,使得制造技術不斷走向多元化。制造業不能僅僅關心制造技術的發展,對于信息技術以及金融管理技術的重視能夠保證制造業知曉市場走向,并不斷將制造技術發展走向符合市場需求的潮流。
2.1.3服務化
由于當前制造業對于市場需求的重視,其加強對滿足市場需求的能力,為此制造業不斷加強其服務性,而為滿足生產制造發展的需求就需要保證先進制造技術走向服務化。制造技術的發展不僅僅是設計,還需加大對市場的考察。為消費者的需求考慮,加大在產品后期服務性的投入,為消費者服務服務是制造技術服務性的核心。在不斷的發展潮流中,企業針對服務性的重視將會改變先進技術發展的方向。
2.2制造技術現狀
當前各國都已認識到先進制造技術的重要性,為提升國家綜合能力都在技術發展方面給出了巨大的扶持,都在技術研究方面投入精力,重視技術人才培養。而全球化的浪潮下,各國綜合實力的競爭極大依靠科研技術的競爭。企業為提升競爭力,加快制造技術到產品的轉換,多元化的先進制造技術格局正在形成,諸如數控系統投入制造過程中,正是各個先進技術轉化為生產能力的體現。同時,由于我國先進制造技術起步晚,先進技術與外國距離較大,需要進一步的發展以縮小與外國的差距。需要在下一步工作中加大先進技術的應用到機械制造中,同時由于機械制造的發展正是機械制造工藝中的重要部分。先進制造技術的革新為制造機械的更新提供依據,而機械制造工藝同時是制造技術的體現,其又會為制造技術的發展提供動力。
3針對制造工藝加強制造技術
3.1加強先進技術開發
加強制造技術的開發需要針對整個環節進行改造,不僅僅是技術設備的革新,還有一配套管理措施的改革以及市場觀念的改革,加大技術開發以及加快制造設備的更新,加強技術開發是提升綜合競爭力的有效方法。將機械制造技術的創新放在重要位置,同時需要將先進技術的開發與整體開發工作有機的結合。進行整體統一戰略能夠將同一整體中各個領域的收益擴大化,某一領域的先進經驗能夠為其他流域提供便利。其次機械制造技術的革新將帶動機械制造工藝的發展,同時帶動相關制造業的發展。
3.2合理運用先進技術
進行機械制造工藝革新不能盲目照搬,科學地選擇高效的先進技術能夠為機械制造提供促進作用,合理利用先進制造技術,以市場需求為核心,打造符合市場需要的機械制造工藝。其次,完善基礎工作的準備,在基礎工作做好的基礎上按計劃進行發展,不能操之過急導致產生負面影響。對于重點行業進行有針對性的建設,可以進行試點性的嘗試,進行小范圍新技術的嘗試。在項目中及時總結經驗,找到導致嘗試成功或者失敗的原因,不斷總結經驗為下一步擴大新技術的使用提供具有參考價值的經驗。這樣才能在大量新出現的先進技術中選擇出符合市場需求的技術,合理把握制造技術與工藝之間的關系,進一步降低制造工藝革新的風險。
3.3重視人才素質培養
人才是進行技術革新的重點,對其進行科學的培養將對技術革新產生決定性的影響。而對人才素質培養不僅僅是專業技術的培養,還有綜合素質的培養。當前對人才綜合素質的培養還不夠,忽略技術人才的綜合實力的提升,要打造復合型高新技術人才就需對技術人才的綜合素質進行培養。加大人才在金融以及在管理方面的學習,在進行人才培訓過程中為人員提供實踐機會,便與其將理論知識應用到實際工作中去,加大考核力度檢驗人員理論知識掌握情況以及應用到實踐的能力。其次其道德素質的培養,加強人才道德素質建設,使其在工作中能夠切實依據基本原則,為實際上崗時提供綜合能力強的復合型人才。
3.4參考國外成功經驗
國外領先我國必有其可參考的地方,首先加大對先進技術的學習,積極接受國外先進制造技術,在不斷的技術學習中形成符合我國實情的實用技術。其次對于國外成功的改革實例進行思考學習,思考其成功的核心原因并探討如何才能將其應用到符合我國實際情況中去。在我國長期的學習探索中,已經形成我國特有的制造技術,如何進一步發展需要不斷虛心向強者學習,打造出符合國情的先進制造技術。在參考先進經驗的同時需要提升自己核心競爭力,打造出擁有自主產權的國際標準,這樣在不斷競爭中才能處于不敗之地。
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一、我國機械制造技術發展的現狀分析
機械制造技術是研究產品設計、生產、加工制造、銷售使用、維修服務乃至回收再生的整個過程的工程學科,是以提高質量、效益、競爭力為目標,包含物質流、信息流和能量流的完整的系統工程。
20世紀70年代以前,產品的技術相對比較簡單,一個新產品上市,很快就會有相同功能的產品跟著上市。20世紀80年代以后,隨著市場全球化的進一步發展,市場競爭變得越來越激烈。
20世紀90年代初,隨著CIMS技術的大力推廣應用,包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環境已建成。在全國范圍內,部署了CIMS的若干研究項目,諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統結構與發展戰略,CIMS總體與集成技術、產品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術、管理與決策信息系統、質量保證技術、網絡與數據庫技術以及系統理論和方法等均取得了豐碩成果,獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業和絕大部分中小型機械制造企業主要限于CAD和管理信息系統,底層基礎自動化還十分薄弱,數控機床由于編程復雜,還沒有真正發揮作用。因此,與工業發達國家相比,我國的制造業仍然存在一個階段性的整體上的差距。
目前,我國已加入WTO,機械制造業面臨著巨大的挑戰與新的機遇。因此,我國機械制造業不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構為基礎采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產線——剛性自動化發展。而是要全面拓展,面向五化發展,即全球化、網絡化、虛擬化、自動化、綠色化。
二、機械制造技術的特點
做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
1.機械制造技術是一個系統工程
先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。
2.機械制造技術是一個綜合性技術
先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。
3.機械制造技術是市場競爭要素的統一體
市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。
4.機械制造技術是一個世界性技術
20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
三、我國機械制造技術的發展方向
先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,既保持了過去制造技術中的有效要素,又要不斷吸收各種高新技術成果,并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。
20世紀80年代,隨著掃描顯微鏡的發明和使用,人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度,納米技術是指實現納米級精度,是一種在納米尺度上研究原子和分子結構,物質特性及相互作用與運動,并運用這種技術為人類服務的高新技術,納米技術對制造業產生了很大的影響,其應用范圍將非常廣泛,包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等。
超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級,在21世紀初開發的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程(STE)可使加工精度達到0.0003~0.0001μm,現在精密工程正向其終極目標——原子級精度的加工逼近,也就是說,可以做到移動原子級別的加工。
現代機械制造技術的發展主要表現在兩個方向上:一是精密工程技術,以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表,將進入微型機械電子技術和微型機器人的時代;二是機械制造的高度自動化,以CIMS和敏捷制造等的進一步發展為代表。
1.精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括:精密鑄造(濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯)、精密鍛壓(冷濕精密成形、精密沖裁)、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。
2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業,無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題,如廢液排放和回收等等。
3.快速成形技術快速原型零件制造技術(RPM),其設計突破了傳統加工技術所采用的材料去除的原則,而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造(LOM),熔化沉積制造(FDM)等等。
由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發周期、減少了成本,而且有些工藝的改進對環境起到保護作用,因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續發展在制造業中的體現。這一切除了工藝革新外,還必須依靠信息技術,通過計算機的模擬、仿真,才能實現。
四、結論
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻:
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二、在機械制造教學中多媒體技術的合理使用方案
1.利用多媒體動畫演示促進學生更直觀的感知工件的裝夾和定位基準的選擇是對機械制造工藝的基礎知識了解的過程,對于學生來講,實踐的經驗比較少,怎樣保證學生對定位基準選擇具有合理性,這就要求教師在實際的教學中,一定要讓學生對工件正確裝夾有準確的了解,而對這點的學習也恰恰是學生感到吃力的部分。因此,在實際的教學過程當中,教師可以運用多媒體技術制作簡單的Flas,演示幾種零件加工時的定位、裝夾方式,使抽象的知識直觀、形象化,從而促進學生對知識更好地掌握,激發學生學習的興趣,提高學生的學習效率。
2.展示繪制模型促進學生對抽象概念的理解當前,許多零件的機械加工全部都是利用金屬切削過程來實現的,理解刀具切削部分基本定義的過程,也是對金屬實施切削的過程研究,然而此環節的內容十分抽象,可又是《機械制造技術》教學中的重點,如果僅僅依靠教師簡單地在黑板上作圖,對參數進行傳統的講解,學生理解起來很難。要想使教學效果增強,教師可使用PRO/E等三維繪圖軟件繪制模型,從多個角度向學生展示圖形的剖切,從而有助于學生空間立體概念的建立,會收到良好的教學效果。