机电之家论文网

现代制造

您现在的位置：机电论文网>> 现代制造>> 正文内容

作者： 来源： 发布时间：2018/2/11 16:12:47  点击数：977

众所周知，制造技术是工程技术中最复杂、最重要的技术，它在与自动化技术相结合的过程中，得到了不断的发展。由于计算机的大量应用，作为工业自动化重点的机械制造业，正向计算机集成综合自动化过渡。它已成为当前制造业和未来工厂发展的模式。目前，世界各国都把提高制造业的自动化程度作为发展制造技术的主要方向，在微电子技术飞速发展的今天，数控技术、计算机辅助设计与制造、工业机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等已成为提高劳动生产率的强大手段，成为制造业现代化的标志。
1 数控技术
1952年，出现了由电子线路控制的数控机床，这种机床是将加工程序、加工要求和操作信息用数字及文字代码存储起来，通过计算后发出指令，控制伺服机构驱动机床的工作台或刀具进行加工。
1959年又制造了能按数字指令自动更换刀具并完成多种加工工序的数控机床，即加工中心（mc）。相对数控机床来说，加工中心的自动化程度、加工精度、生产效率和通用性都又提高了一步。70年代初，计算机逐步代替了数控机床中的逻辑控制电子线路，实现了计算机数控（cnc）。不久，又出现了由计算机直接控制多台机床的系统，即所谓的群控或直接数控（dnc）系统。70年代是数控技术大发展并达到普及的时期。我国1958年开始自制数控系统，研究数控技术，到80年代引进了国外先进的计算机数字控制装置，使数控技术进入了实用阶段。
2 工业机器人
60年代工业机器人问世，并在与电子计算机、微电子技术相互渗透中，获得了飞速的发展。工业机器人实现了机械、微电子、信息技术的有机结合，是典型的机电一体化产品。
工业机器人是机器人的一种，它由手臂、腕、末端执行器、机身和控制装置所组成，具有类似人的上肢运动和操作的功能。较高级的工业机器人装有感觉装置、电脑或者行走装置，具有感觉、识别、判断、决策和行走的功能。因此，又称为智能机器人。应用工业机器人有许多益处：①提高文明生产水平。机器人把人从单调、繁重、恶劣环境下的劳动中解放出来；②节省人力。一台机器人可以代替十几名，甚至几十名工人的工作，而且不用休息；③提高产品质量，降低成本。不论是简单的还是复杂的工作，哪怕重复千万次，机器人的工作仍然一样精细，不会疲劳、厌烦、偷懒、违规违制，并且很少出差错；④提高生产率；⑤易于改变产品品种。机器人是一种通用性好、灵活性强的自动化机器；⑥完成人难以完成的任务。机器人能在深海、严重灾害和污染的环境下工作，并能从事超精密加工（加工精度要求为零点几微米）和超洁净加工等。使用工业机器人有如此多的好处，自然引起世界各国对它的重视。现在工业机器人在发达工业国家已得到广泛的应用。例如，在汽车工业中，从运送原料到加工、焊接、喷漆、装配检验，绝大部分工作都是由工业机器人来完成。其他部门也广泛采用了工业机器人。工业机器人已成为自动化技术向智能化发展的骨干技术设备。
3 计算机辅助设计与制造
计算机辅助设计与制造（cad/cam）是工业自动化向智能化发展中的另一关键性技术。
cad/cam是计算机辅助设计（cad）与计算机辅助制造（cam）相结合而组成的计算机应用系统。所谓计算机辅助设计，就是由计算机来完成产品设计中的计算、分析、模拟、制图、编制文件等工作。它是用计算机帮助设计人员进行设计的一种专门技术。
计算机辅助设计系统主要由计算机、输入装置、显示装置、快速绘图机、数据库以及程序软件等组成。采用计算机辅助设计与制造除能提高产品质量、性能、价值之外，更主要的是，采用计算机辅助设计与制造技术开发新产品，成本和开发时间均可减少三分之一左右。对于现代产品的生产机制（多品种、中小批量生产）来说，计算机辅助设计与制造技术无论从生产体系结构、设计和制造信息处理模式等方面，都使传统生产方式发生了革命性改变。
从工业机器人和计算机辅助设计与制造技术可以看出，微电子技术使工业自动化向智能化方向迈出了一大步，促使了制造业新的发展模式的不断涌现。
尽管采用数控机床、工业机器人进行生产已具有柔性化生产的特点，但它们仍是“孤立的”自动化技术设备。为达到向自动化要质量、要效益的目的，人们把自动化加工设备、控制系统、计算机、软件产品及管理系统各“孤岛”组合起来，形成了完善的自动化生产系统或生产销售系统（即生产模式）。当前制造业的一些新发展模式主要有柔性制造系统、计算机集成制造系统、准时生产制、并行工程等。这是自动化技术发展具有集成化特点的一种具体体现。
3.1 柔性制造系统
柔性制造系统（fms）就是把若干台数控加工系统、物料搬运系统及上下工件系统（回转式托盘和工业机器人）、立体仓库、优化调度管理（信息控制）系统集成起来，形成较完整的生产系统。柔性制造系统是以计算机为中心的自动完成加工、装卸、运输、管理的系统，它具有监视、修复、自动转换加工产品品种的功能。柔性制造系统是制造业向现代自动化发展（计算机集成制造系统、智能制造系统、无人工厂）的基础设备。
柔性制造系统具有一定的柔性和灵活性，适合于多品种中小批量的生产。它可以缩短产品的制造周期，提高机床利用率（可达80%），减少在制品数量；可以把劳动力、机床数量、占地面积、生产成本减少到二分之一左右。
3.2 计算机集成制造系统
随着世界市场向动态、多变型发展，竞争越来越激烈。制造业为在竞争中求生存、求发展，需要进一步缩短产品研制周期和交货时间，提高产品质量，降低成本。为此，人们再一次接受了20年前由美国约瑟夫。哈林顿博士提出的计算机集成制造（cim）概念，把它作为赢得竞争胜利的生产模式，组成了把市场、工程设计、制造、管理、销售等活动都包括在内的计算机集成制造系统（cims）。
它主要由（设计）、制造、管理等功能组成。管理主要是制订生产计划和物料需求计划，进行生产能力平衡、财务和仓库管理以及经营管理（包括市场预测，制订长期发展战略计划等）。计算机集成制造系统的各功能部分又包含许多子系统，它们都是自动化的孤岛。为使整个系统成为高效益、高柔性的智能化生产系统，这些子系统不能拼盘式地组合起来，而是用支持技术（数据库、网络、系统技术、人工智能等）实现信息集成，实现功能集成。信息集成是通过数据库、网络，把各自动化孤岛接连起来，成为有机的统一的完整系统。功能集成是用系统技术、人工智能指导局部优化，使整个系统（企业、工厂）运行于最优工况。因此，集成是计算机集成制造系统的核心技术。
3.3 准时生产制
准时生产（jit,也有人译为恰逢其时生产，适时生产）和成组技术（gt）是适用于计算机集成制造系统的新技术。
准时生产是指在随机得到定单的情况下，把产品所需的成千上万个零件都排定顺序，所有的加工件、外协件、外购件都按规定时刻出现在规定的加工或装配工位上，按规定的时间生产出产品，并立即交货。采用准时生产方式，生产车间（工厂）无中间仓库（只有中间存储器，用以存放很少、很小的储备件），也没有成品仓库和堆积站，从而使生产周期短、成本低、资金周转快，获得多品种、高速度、高效率的生产。现在，成组技术仅在大量生产（如汽车、家电工业）中有所突破。在一般生产部门还没有得到推广。因为推行成组技术需要大量资料，而资料的实用性、使用的方便性以及保管等都需要很好解决，才能使这种技术在现代制造业生产中得到广泛的应用。
3.4 并行工程（ce）
目前，在世界上十分活跃的、企业界十分称道的并行工程也是一种制造新技术。并行工程是适用于计算机集成制造系统的另一种新技术。这是集成地、并行地设计产品及其相关过程（如制造过程）的一种系统方法。过去，采用顺序工程方法设计，先进行需求分析，然后进行产品设计，再进行生产过程设计，最后得到原型产品。这种设计方法，信息是单向地依次传递。采用并行工程方法，则将各个工程设计过程与其后续过程并行进行设计，而且上下过程之间信息是双向交流的，根据上、下过程的信息作出决策。这就是说，用并行工程方法，从一开始就要考虑产品整个生命周期中所有的因素，如用户要求、概念形成、进度计划、成本质量、报废处理，等等。采用并行工程可以提高产品质量（减少废品和返修品），降低成本（减少投标费用，降低设计、生产成本，减少库存量），缩短研制周期，使产品性能更好。当然，不论并行工程多么优越，应用和推广都必须进行充分的研究和实验，否则将事倍功半。
近年来，国外又提出了精节生产的概念，这是一种灵活的生产系统，能以最小的投入，取得最大的产出，并且在花色品种和质量上使用户满意，在竞争中具有明显优势。它与并行工程等进一步结合将使生产技术向更高、更有效的方向发展。

更多	字体：【小】-【中】-【大】【关闭此页】