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摘要:当今世界正经历着一场新的技术革命,新概念、新理论、新方法、新工艺不断出现,作为向各行业提供装备的机械行业,也得到了迅猛的发展。现代机械日益向高速、重载、高精度、高效率、低噪音等方向发展,对机械提出的要求也越来越苛刻。为了適应高速发展的社会,提高生产效率,减少安全事故的发生,新的研究课题与日俱增,新的研究方法日新月异,关于新型机械的研制及其核心技术和发展趋势有必要在此做一讨论。
关键词:机械自动化; 核心技术;发展趋势
中图分类号:TF325文献标识码: A
任何行业的正常运转都离不开机械的操作,早在很多年前的人们就懂得了用机械代替人力,以此来提高效率。随着工业革命的到来,机械已经越来越贴近人们的生活也越来越人性化。这也就使的机械行业的核心技术受到了严峻的挑战,每天都有新型机械的问世,每天都有旧的被淘汰。目前,在机械自动化中日益广泛地应用了计算机技术,发展并推广了计算机辅助设计,优化设计,考虑误差的概率设计,提出了多种便于对机械进行分析和综合的数学工具,编制了许多大型通用或专用的计算机程序。为了适应高速发展的今天,机械自动化的发展前景非常可观,它的研究领域十分广阔,内涵也非常丰富。
一.机械行业的现状
1.“自动化”的出现是在1936年美国人D.S.Harder提出“自动化(Automation)”之后,从最初D.S.Harder提出的“机器之间的零件转移不用人去搬运的‘自动化’”发展成为现在的真正意义上的自动化。目前,我们所接触的“自动化”已从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度的自动化。
2.自动化的操作已经贯穿了当前生产行业的每道流水线,从一个简单零件的制造到一台复杂机器的组装,都可以通过自动化的操作来实现。自动化操作可以最大程度地降低人力、物力和财力的消耗,同时能最大限度地提高生产效率,为企业创造更高的经济效益。有了自动化的操作,好多操作流程可以由机械手或者机器人代替人来实现,从而最大程度的避免了安全事故的发生,而且自动化的操作可以避免人工的细节失误,提高产品的合格率,减少废弃物的产生,更加贴切国家提倡的节能减排。
3.同发达国家相比,我国还比较落后。在制度方面,有相当一部分的小型企业还停留在经验管理阶段,只有少数一部分大型企业局部的采用了计算机辅助管理,;在设计方法上,我国的设计数据更新比较慢,CAD和管理信息系统是当前大部分的大型机械制造企业和绝大部分的中小型企业主要依赖的技术方法;在制造工艺方面,我国还是一些比较落后的加工手段,一些比较高端的加工技术都还没有涉及,譬如:高精密加工,精细加工,微细加工等加工方法,以及纳米技术,激光加工技术,电磁加工技术以及复合型加工技术等新型的加工技术手段,这些都是现在在发达国家比较流行的,也是工作效率最高的加工方法,这些我国都还有待提高。
二.机械自动化的现有核心技术
1.现在的制造系统中,数控是核心的制造技术,要想实现自动化就要用计算机开发相关的软件,用计算机控制机器的各项运行。数控技术是一项复杂的,涉及范围广泛的技术。它集微电子,计算机,信息处理,自动检测,自动控制等高新技术于一体,具有高精度,高效率,柔性自动化等特点。这也就使得要实现自动化就要先对数控有一个全面的认识和了解。数控技术,简称数控(Numerical Control )即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
2.刚性制造和柔性制造是现在普遍的自动化制造系统,“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品,表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样性和可变性,可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造包括柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性制造线(FML)、柔性装配线(FAL)、计算机集成制造系统(CIMS)等。最为常见的车床就属于自动化体系,它可以在人工的少下料之后实现切削加工。由于要保证高精度高效率的生产,对其机器的保养尤为重要。
3.现有的机械制造自动化对专业水平要求很高,它综合了多领域,多学科的专业水平。例如计算机的基本操作,C语言程序编写,机械运动原理,机械制图等学科都是属于它的范畴。不但要求对这些有一个最初的认识,还要求能熟练掌握,这样才能在实现自动化的开发和操作时提高效率。选择机械专业的学生都会先学习制图,编程,运动原理等,这个我是深有体会的。
4.制造行业都离不开制图,在实行自动化之前都要先绘出初步设想运动图示,所以绘图技术也体现了机械类的技术。在图纸上,要能明了的反映其运动过程,要能让专业人员看到后就能了解其要表达的含义。自动化制造要把各个单独工作的机器通过设计联想连接起来,通过各个部件的相互运动达到预期的自动化目标。我国现在的自动化车间大多是用轴来连接其它各个可运动的部件,通过多个轴的有规则的转动来加工产品,这是自动化的最初期的模型。
三.机械自动化的未来发展趋势
对于自动化专业,我想它发展前景非常可观,它能让人们从繁重的工作中解脱出来,更好的享受科技给我们带来的乐趣。我对它的发展趋势有以下几点认识。
1.机械自动化将会逐步取代人力。因为时代的发展节奏很快,这就需要生产制造行业能及时的供应社会所需。人力生产的效率比较低,合格率较低,材料浪费现象明显,更重要的是所需工期较长。而自动化的操作就能取代这些,由于是计算机控制的自动化生产,它能提高产品的合格率,提高生产效率,缩短生产时间,极大地节约材料,降低成本,第一时间抢占市场,并且自动化的生产可以减少事故的发生。从第一次工业革命之后就能看出,机器的生产效率的确能适应社会的发展潮流。
2.实时智能化。最早期的实时系统通常是作用于较简单的较理想的环境,其作用就是简单的调度任务。而人工智能则是试图用计算机模型来实现人类的各种复杂活动。科学发展到现在,人们已不再追求吃饱穿暖,更追求舒适,而实时智能化则能实现系统与人工智能相互结合,只需要通过正确的计算机编程就能通过机器来生产预期的产品。
3.各行业普及化。我国人口中很多,每个人的正常生活都需要各行各业的支持,但好多行业因为工作条件,工作性质,工作环境以及工作薪酬的限制导致从业人员非常少。所以自动化的发展前景非常可观,只要能把自动化普及到各行各业,就能避免由于这些因素造成的麻烦。在现在科幻片中,我们都会看到自动化的身影,它能实现无人驾驶,实时监控以及各种智能化自动化的操作。这些都不是梦幻,我相信通过我们不断的的努力,这些都可以在我们的身边变成现实。并且,由自动化代替人力可以极大地改善环境,这更符合我国低碳环保的理念。
4.引领世界化。随着人们受教育程度的不断提高,高素质的专业人才也不断增加。国际化之间的交流的日益增强也为行业技术发展带来新的契机,一些行业人员可以进行相关技术的交流和学习,促使他们能积极地去对自动化做深一步的探究,去发掘它潜在的价值。这样,随着国家的发展,及动画的水平也会不断提升,终将普及到我们的日常生活中,为人类造福。
结语
创造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,更是国际间科技竞争的重点。机械自动化的发展更是能体现一个国家的综合水平,因为它的高效率,低成本,已然成为发展的重点。我国是一个生产大国,这就需要在自动化层面不断创新和提升,缩短与发达国家的差距,跟上不断发展的世界潮流,将自动化技术运用到生产、生活的层面,真正把我国建设成一个文明、民主、富强的科技强国。我国机械行业的发展目标就是全面的实现机械制造自动化,对于我们而言,我们要以这个目标为发展方向,不断深入的学习和研究,提高我国机械制造行业的技术能力,保证我国能与世界接轨,在竞争激烈的世界上占据较大的竞争力。
参考文献
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程.2002年03期
[2]马志平.机械自动化的未来及现状[M].北京:机械工业出版社.2003.5.
[3]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.
[4]王世敬.温钧.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械.2002.
关键词:机械自动化; 核心技术;发展趋势
中图分类号:TF325文献标识码: A
任何行业的正常运转都离不开机械的操作,早在很多年前的人们就懂得了用机械代替人力,以此来提高效率。随着工业革命的到来,机械已经越来越贴近人们的生活也越来越人性化。这也就使的机械行业的核心技术受到了严峻的挑战,每天都有新型机械的问世,每天都有旧的被淘汰。目前,在机械自动化中日益广泛地应用了计算机技术,发展并推广了计算机辅助设计,优化设计,考虑误差的概率设计,提出了多种便于对机械进行分析和综合的数学工具,编制了许多大型通用或专用的计算机程序。为了适应高速发展的今天,机械自动化的发展前景非常可观,它的研究领域十分广阔,内涵也非常丰富。
一.机械行业的现状
1.“自动化”的出现是在1936年美国人D.S.Harder提出“自动化(Automation)”之后,从最初D.S.Harder提出的“机器之间的零件转移不用人去搬运的‘自动化’”发展成为现在的真正意义上的自动化。目前,我们所接触的“自动化”已从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度的自动化。
2.自动化的操作已经贯穿了当前生产行业的每道流水线,从一个简单零件的制造到一台复杂机器的组装,都可以通过自动化的操作来实现。自动化操作可以最大程度地降低人力、物力和财力的消耗,同时能最大限度地提高生产效率,为企业创造更高的经济效益。有了自动化的操作,好多操作流程可以由机械手或者机器人代替人来实现,从而最大程度的避免了安全事故的发生,而且自动化的操作可以避免人工的细节失误,提高产品的合格率,减少废弃物的产生,更加贴切国家提倡的节能减排。
3.同发达国家相比,我国还比较落后。在制度方面,有相当一部分的小型企业还停留在经验管理阶段,只有少数一部分大型企业局部的采用了计算机辅助管理,;在设计方法上,我国的设计数据更新比较慢,CAD和管理信息系统是当前大部分的大型机械制造企业和绝大部分的中小型企业主要依赖的技术方法;在制造工艺方面,我国还是一些比较落后的加工手段,一些比较高端的加工技术都还没有涉及,譬如:高精密加工,精细加工,微细加工等加工方法,以及纳米技术,激光加工技术,电磁加工技术以及复合型加工技术等新型的加工技术手段,这些都是现在在发达国家比较流行的,也是工作效率最高的加工方法,这些我国都还有待提高。
二.机械自动化的现有核心技术
1.现在的制造系统中,数控是核心的制造技术,要想实现自动化就要用计算机开发相关的软件,用计算机控制机器的各项运行。数控技术是一项复杂的,涉及范围广泛的技术。它集微电子,计算机,信息处理,自动检测,自动控制等高新技术于一体,具有高精度,高效率,柔性自动化等特点。这也就使得要实现自动化就要先对数控有一个全面的认识和了解。数控技术,简称数控(Numerical Control )即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
2.刚性制造和柔性制造是现在普遍的自动化制造系统,“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品,表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样性和可变性,可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造包括柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性制造线(FML)、柔性装配线(FAL)、计算机集成制造系统(CIMS)等。最为常见的车床就属于自动化体系,它可以在人工的少下料之后实现切削加工。由于要保证高精度高效率的生产,对其机器的保养尤为重要。
3.现有的机械制造自动化对专业水平要求很高,它综合了多领域,多学科的专业水平。例如计算机的基本操作,C语言程序编写,机械运动原理,机械制图等学科都是属于它的范畴。不但要求对这些有一个最初的认识,还要求能熟练掌握,这样才能在实现自动化的开发和操作时提高效率。选择机械专业的学生都会先学习制图,编程,运动原理等,这个我是深有体会的。
4.制造行业都离不开制图,在实行自动化之前都要先绘出初步设想运动图示,所以绘图技术也体现了机械类的技术。在图纸上,要能明了的反映其运动过程,要能让专业人员看到后就能了解其要表达的含义。自动化制造要把各个单独工作的机器通过设计联想连接起来,通过各个部件的相互运动达到预期的自动化目标。我国现在的自动化车间大多是用轴来连接其它各个可运动的部件,通过多个轴的有规则的转动来加工产品,这是自动化的最初期的模型。
三.机械自动化的未来发展趋势
对于自动化专业,我想它发展前景非常可观,它能让人们从繁重的工作中解脱出来,更好的享受科技给我们带来的乐趣。我对它的发展趋势有以下几点认识。
1.机械自动化将会逐步取代人力。因为时代的发展节奏很快,这就需要生产制造行业能及时的供应社会所需。人力生产的效率比较低,合格率较低,材料浪费现象明显,更重要的是所需工期较长。而自动化的操作就能取代这些,由于是计算机控制的自动化生产,它能提高产品的合格率,提高生产效率,缩短生产时间,极大地节约材料,降低成本,第一时间抢占市场,并且自动化的生产可以减少事故的发生。从第一次工业革命之后就能看出,机器的生产效率的确能适应社会的发展潮流。
2.实时智能化。最早期的实时系统通常是作用于较简单的较理想的环境,其作用就是简单的调度任务。而人工智能则是试图用计算机模型来实现人类的各种复杂活动。科学发展到现在,人们已不再追求吃饱穿暖,更追求舒适,而实时智能化则能实现系统与人工智能相互结合,只需要通过正确的计算机编程就能通过机器来生产预期的产品。
3.各行业普及化。我国人口中很多,每个人的正常生活都需要各行各业的支持,但好多行业因为工作条件,工作性质,工作环境以及工作薪酬的限制导致从业人员非常少。所以自动化的发展前景非常可观,只要能把自动化普及到各行各业,就能避免由于这些因素造成的麻烦。在现在科幻片中,我们都会看到自动化的身影,它能实现无人驾驶,实时监控以及各种智能化自动化的操作。这些都不是梦幻,我相信通过我们不断的的努力,这些都可以在我们的身边变成现实。并且,由自动化代替人力可以极大地改善环境,这更符合我国低碳环保的理念。
4.引领世界化。随着人们受教育程度的不断提高,高素质的专业人才也不断增加。国际化之间的交流的日益增强也为行业技术发展带来新的契机,一些行业人员可以进行相关技术的交流和学习,促使他们能积极地去对自动化做深一步的探究,去发掘它潜在的价值。这样,随着国家的发展,及动画的水平也会不断提升,终将普及到我们的日常生活中,为人类造福。
结语
创造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,更是国际间科技竞争的重点。机械自动化的发展更是能体现一个国家的综合水平,因为它的高效率,低成本,已然成为发展的重点。我国是一个生产大国,这就需要在自动化层面不断创新和提升,缩短与发达国家的差距,跟上不断发展的世界潮流,将自动化技术运用到生产、生活的层面,真正把我国建设成一个文明、民主、富强的科技强国。我国机械行业的发展目标就是全面的实现机械制造自动化,对于我们而言,我们要以这个目标为发展方向,不断深入的学习和研究,提高我国机械制造行业的技术能力,保证我国能与世界接轨,在竞争激烈的世界上占据较大的竞争力。
参考文献
[1]马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程.2002年03期
[2]马志平.机械自动化的未来及现状[M].北京:机械工业出版社.2003.5.
[3]张世昌.先进制造技术[M].天津:天津大学出版社,2004.
[4]王世敬.温钧.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械.2002.