数字化制造技术范文

导语：如何才能写好一篇数字化制造技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：陶瓷机械；数字化技术；应用研究

我国陶瓷机械装备虽然近几年来有了一定的进步，但在整个陶瓷行业的发展中仍没有发挥很好的同步发展效应，更没有起到引领行业发展的作用。当前科技迅猛发展，数字化设计技术作为一支重要的生力军，在各行各业都发挥着巨大的作用。现代陶瓷机械装备应加速向“数字”和“精确”陶瓷行业发展。推行CAD/CAE/CAN、MIS 和加工柔性化系统、建立FMS 示范工程、加快我国陶瓷机械装备数字化设计与制造技术的应用研究等。已成为历史赋予我国陶瓷机械装备技术人员的责任。

一、数字化设计制造技术概述

数字化（Digital）是指信息（计算机）领域的数字（二进制）技术向人类生活各个领域全面推进的过程，是基于产品描述的数字化平台，建立基于计算机的数字化产品模型，并在产品开发全程采用，达到减少或避免使用实物的一种产品开发技术。这种设计全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高机械产品开发能力，缩短产品研制周期，降低开发成本，实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源共同开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术，其目的是通过建立数字化产品模型，利用数字模拟、仿真、干涉检查、CAE 等分析技术，改进和完善设计方案。数字化设计含盖了现代设计的最新技术，同时也是现代设计的前提。涉及的主要内容有：

1.CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分别是计算机辅助设计计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心，是实现计算机辅助产品开发的主要工具。PDM 技术集成是管理与产品有关的信息、过程及人与组织，实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平台，从而支持CAD/CAPP/CAM/CAE 系统过程的实现。

2.异地、协同设计在因特网/ 企业内部网的环境中，进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管理及产品数据交换等，异地、协同设计系统在网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支持工具。

3.基于知识的设计将产品设计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融入基于知识的设计（或CAD）系统之中，支持产品的设计过程，是实现产品创新开发的重要工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册“设计标准”设计规范等，设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。

4.虚拟设计、虚拟制造综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术和工具，在网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品设计、制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等。

二、陶瓷机械设计领域的特点

1.当前行业发展中存在的主要问题

1.1技术、装备水平低。大多数陶机专业厂技术力量不足，产品设计多用传统的设计方法，CAD 等现代化设计方法应用还不普遍，工厂装备落后，数控机床和加工中心为数不多，计量、检测、控制手段较差，生产机械化程度低；

1.2产品质量差、档次低。陶机产品外观质量落后，有的性能不稳定，机电一体化产品很少，尚有许多空白，成套性差，产品附加值低，在国际市场上缺乏竞争力；

1.3产业组织结构不合理，生产专业化水平和企业管理水平低。我国陶机工业虽然己经形成一定体系，但专业化分工、集约化程度很低，标准化程度也不高，产品零件互换性差，难以满足高档瓷生产的要求。这种生产方式极大地限制了现代化科技的应用，日用陶瓷和建筑陶瓷机械始终没有赶上国际先进水平。

2.陶瓷机械设计领域的特点

2.1结构类型多、型号多。例如在真空练泥机设计中，有单轴、双轴和三轴真空练泥机等；泥浆泵设计有单、双缸，立式、卧式等；

2.2常用设备功能结构比较稳定，结构复杂程度较小。例如球蘑机、练泥机、滚压成型机等一般由机架、传动系统、执行机构等组成，不同型号的设备采用的部件类型和结构参数有区别，但产品功能基本相同。这种结构稳定性非常便于采用模块化变型设计技术和参数设计技术；

2.3常用陶瓷机械产品受企业投产规模、陶瓷原料性能的影响，研究开发周期长，采用ICAD 技术能缩短产品研究开发周期，节约成本。

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近年来，随着国民经济的快速发展，我国机械制造业发展迅猛，我国的冲压模具企业逐渐实现数字化、智能化，且随着数字化技术的应用，我国机械冲压模具设计水平不断提高，但其与发到国家仍旧存在一定的差异，文章研究冲压模具设计和制造中的数字化技术应用，以此来改善传统的模具，促使我国冲压模具的高速发展。

关键词：

冲压模具；数字化技术；设计应用

0前言

目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速，促使我国冲压模具以年20%的速度持续增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品，冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联，大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究，将数字化技术广泛应用在模具工业中，促使现代机械制造业得到快速发展。

1冲压模具设计和制造中的数字化关键技术

在冲压模具的使用上，要将数字化技术应用在模具制造的全过程，实现自动化制造和精确化制造，促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中，实现每一制造环节的精确控制，从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种：（1）冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件，并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中，促使该技术能够满足模具制造的精确度要求，也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中，通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等，以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议，实现模具的形变。（2）模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计，要重视结果设计，能够将技术系统应用于模具制造上，提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展，冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上，可以有效避免单一软件使用的弊端。CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上，一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计，这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处，一定情况下会延误模具设计周期，影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上，可以将模具设计的技术结合起来，弥补单一技术应用中的不足之处。

2冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点

（1）数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种，包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容，在模具设计上，可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中，有利于进行精加工，减少装配过程中模具标准件的损毁。（2）计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上，高度钢材在循环加载条件的作用下，会产生较强的包辛格效应，而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状，通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内，进行冲压设计，提高了模具设计的精确度。（3）数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上，在数字化技术的作用下，逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工，由中低速加工变化为高速加工，从小切深变为高进给，有效改善工件加工质量，减少加工打磨面；减少试模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具为主，注重细节制造，以此既满足模具的设计精确度要求，也有效降低使用费用。

3冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用

3.1软件技术在模具产品设计同步工程中的应用

在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。

3.2模块结构化的快速设计应用

在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。

3.3信息系统的应用

在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。

4结语

随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。

参考文献：

[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工程技术:全文版,2016(07):00258.

[2]肖乐.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工业c,2016(06):00201.

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关键词：机械设计制造技术；数字化；智能化；发展探究

众所周知，机械设计技术在机械制造的过程中发挥的作用非常的关键，只有做好设计工作，生产出的产品才可以拥有优秀的质量。每一不同时期的机械产品都会随着时代的改变发生改变，而设计人员做出的设计工作在很大程度上都会对成品本身产生较大的影响。在21世纪，数字化与智能化技术开始普及，工作人员在日常工作过程中应该多多利用这项技术，使这项技术达到最好的应用效果。

1目前机械设计制造业的发展形势

1.1数字智能化已成为流行趋势

在21世纪，计算机网络的广泛流行在某种程度上也使社会得以更快更好的发展。近年来，数字化也可以毫无压力的使机械设计工作可以更顺利的展开，工作人员可以在开始设计工作之前，就模拟出一建筑模型，然后参照模型进行设计。毫无疑问在工作过程中工作人员也可以利用计算机进行充足的模拟事前准备，这种事前准备也可以提升设计成品的整体质量。

1.2在建筑模型中数字化模拟发挥的作用

由于当代计算机网络的快速发展，数字化技术正在各行各业发挥着重要的作用，该技术在一定程度上也推进了社会的发展。而机械设计制造也能够利用数字化技术得以进一步的发展，在进行机械设计工作时数字化技术可以为其带去非常多的便利，比如，在开始进行机械设计工作之前，与设计有关的工作人员就可以目标为依据建立模型，然后再利用计算机进行一一对应的设计工作，这也能够使机械设计实际工作顺利展开。

1.3机械设计工作的并行化开始发挥作用

因为中国现如今的工业化水平在逐渐的提升，与此同时机械设计产品的外观以及使用功能也随之发生了巨大的改变，这样一来也就对机械设计工作的整体质量提出了更严格的要求，因为机械设计制造工作所需要完成的步骤非常繁琐，而且需要的工作人员也比较多，但是很多人一起进行工作的话就非常容易出现很多不确定因素影响工作，所以在现如今的工作过程中正在竭力避免出现多人在同一空间进行工作的情况，但一人完成的人工成果也很难跟现如今的机械设计工作要求相符合。而现如今由于计算机网络的发达，计算机网络技术的流行以及广泛被应用，达到了在网络上可以实时进行资源信息共享，信息数据等都可以通过互相之间的传输进行共享的地步，除此以外，这种共享也可以使传统信息传递方式不受空间与时间的束缚。这就避免了空间的影响，该种信息共享甚至可以使在不同空间的设计工作者在同一时间一起完成工作。比如说，在开始进行机械设计制造工作的过程中间，如果在设计小组中的某名设计工作人员因为不得已的家庭方面的缘故或者是任何其他事情不得不提前离开去处理事情而无法参加小组团体研究，这种资源共享并行化模式开始普及之后，他就能够实时的利用计算机网络实现跟小组团队之间的实时通话视频，可以把传统类型的开会研究模式转化成实时的视频会议模式，通过这种方法就可以使机械设计工作在截止日期之前按时完成。工作人员可以这种并行化的工作模式可以实时通过互相之间的互惠互助高效完成工作，也可以提高设计技术，提升工作效果。

1.4在机械自动化的基础之上尽力完善智能化体系

在机械设计制造的工作过程中，自动化技术发挥的作用不可忽视，使用这种自动化技术可以让机械设计工作在最大程度之上缩减工作人员的工作量。由于现如今自动化技术已经被广泛应用于机械设计制造工作，与之对应的机械的自动化程度与之前相比也就变得越来越高，工作人员也对机械自动化设计的过程提出了更高水准的要求，与之有关的机械设计工作人员在开始进行对应的机械设计工作时必须使用智能化技术，以建立完美的智能化体系。

2机械设计制造技术与数字化智能化结合发展前景

2.1在机械设计制造流程中必须注意设计工作系统化模式

机械设计工作人员在进行机械设计的过程当中，必须首先考虑到整个大局设计工作的细节系统化，必须事先制定出一智能化全面化的设计体系，并且还要对这种智能化体系进行全方位的分析讨论研究，之后再逐一的研究该体系系统的子系统，再把各种子系统全部考虑进去，进行改善并优化整体系统。

2.2在机械设计制造流程中必须注意设计人员的精英化模式

在机械设计人员开始进行机械设计工作的过程之中，大面积的使用计算机网络也让机械设计工作的效率及其整体质量都得到了大幅度的提高，但是，现如今的计算机网络也还没有发展到无机操作的地步，在任何时候也都是需要人工进行整体操控的，人民群众可以为计算机网络投入大量的创造力以及活力，让计算机网络可以达到长足发展。基于上述考虑，机械设计工作人员在现如今的机械设计制造工作过程中依然占据着领先地位，设计工作人员可以利用计算机网络去完成机械设计工作中另外的环节，这样一来机械设计工作人员也就有了更多其他的时间在其他的环节投入精力去开发创造新设计，所以在机械设计制造的工作过程中，设计工作人员必须对设计工作的核心首要环节投入大量的精力，因为该核心环节具有非常大的潜力等待我们去开发。

2.3在机械设计制造流程中必须注意产品的商品化模式

如果机械设计人员在完成产品之后想要验证设计工作是否成功，工作人员首先应该验证该产品是否具有商品化特征，设计工作人员为了让产品具有商品化，在开展设计工作时就必须事先调查市场需求，并且依据调查结果开始做产品定位，以得到商品化的产品，提升它的整体竞争能力。

3应用实例分析——智能化CAD技术在农业领域的应用

上世纪40年代出现了计算机，随后被广泛应用于控制加工机床中，逐渐发展为数控技术。现阶段，一部分发达国家已经100%实数字化设计和生产，而我国在这方面还有待提升。以往应用的CAD技术主要用于计算，难以良好的处理设计方案以及结构等设计中存在的问题，所以必须加强智能化CAD技术的研究与应用。智能CAD的构成中包含着多个智能体以及多种功能模块，可以完成产品设计工作。因此在农业机械设计中添加智能CAD技术的应用可提升农机产品的设计和生产效率及质量。农业机械设计具有种类型号多、结构简单且稳定、易受季节变化影响的特点，因此其智能化CAD技术的应用需要配置合理系统框架。可在参数设计基础上引入装配模型进行智能化框架设计，经过实例推理、参数设计以及变量设计技术的合理应用提升农业机械产品的设计率。

4结语：

总而言之，现如今中国已经进入一个工业改革换展的重要阶段，也是为与时展的高要求相符，机械设计制造工作人员必须身体力行的深化数字化与智能化工作的进程。在达成机械设计制造技术数字化的基础上，再达成机械技术智能化的目标也已经是囊中之物。相关部门的工作人员需进一步学习数字化智能化技术，以此为中国整体的经济发展贡献出自己的一份力量。

参考文献：

[1]李树臣.机械设计技术的现状与数字化智能化的发展趋势研究[J].通讯世界，2015(08).

[2]周济.制造业数字化智能化[J].中国机械工程，2012（10）.

[3]张海斌.探究机械设计制造及自动化技术的发展[J].黑龙江科技信息，2015(08).

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关键词：机械自动化；机械制造；应用分析；集成制造

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0054-01

1 基于自动化技术的机械制造工艺

1.1 以集成化为主导的机械制造工艺

集成化主要是指借助于计算机系统对整个机械制造的过程进行理论的指导和对整个制造流程的优化，通过自身的数据库和网络对各种设备和机构进行过程充足等手段，完成其适度的自动化。集成化能够将机械制造过程中所有的工作形成一个有机的整体，实现以人为中心、以机器为主体的制造流程，可以最大程度地提高机械制造的质量和效率，有效地防护生产过程中不必要的浪费和对环境的破坏。

1.2 以精细化为主导的机械制造工艺

将自动化技术融入到以精细化为主导的机械制造工艺中，用机器控制机器，大大降低了加工中的误差范围，提升了每个机器的尺寸标准和生产质量。自动化技术使得材料制作的精度完全达到了1nm，迎来迎合某些特殊机器的需求。并且，随着未来纳米科技的发展和推广，机械制造工艺的精细化也注定要进入纳米阶段，自动化也会有新的内容和应用技术。

1.3 以数字化为主导的机械制造工艺

机械制造工艺的主要发展方向就是数字化，主要可以分为：一是机械制造设计的数字化；二是机械制造过程的数字化；三是机械制造管理的数字化。对于第一点，主要是利用计算机的计算能力，实现整个机械制造过程的模拟和对加工材料的数量统计；对于第二点，主要是用计算机作为媒介实现对整个机械生产过程的控制和细节加工，把生产系统和运输系统有机地结合起来；对于第三点，利用计算机的数字信号对整个生产或者整个产业进行全面的管理，把内部信息和外部信息融合在一起，促进企业快速稳定的发展。

2 发展自动化机械制造技术中应注意的问题

2.1 实用性

自动化机械制造技术的发展，必须兼顾其实用性，只有生产出来的产品具有较好的使用价值，企业才能获得相应的利益。

2.2 低能耗

就目前来说，我国生产一定产品所消耗的能源是非常高的，特别是与发达国家相比，我国的单位产品能源消耗是其数倍。因此，自动化机械制造技术应当注重能耗的降低，使生产实现低能耗、高产出的目标。

2.3 发展配套机械自动化技术

今后机械自动化需要注重发展的技术有芯片控制技术、微处理器技术、传感器技术、新型器具技术、控制软件编程技术等。只有使机械自动化配套技术同步发展，才能时机械自动化技术发挥出最大的作用，才能最大程度地提高机械制造业的生产效率。

3 结语

自动化是以后机械发展的必然趋势之一，而自动化也会随着各个行业对其不同的要求从而提出新的要求和任务，自动化的发展程度在一定程度上也决定了未来机械的发展程度，所以做好自动化对以后的研究和进展是非常有必要的。作为一个机械设计员，应该不断地吸收和接受自动化在机械制造中的先进理论和理念，并把其运用到实际的生产运用中，这样才能在未来做好机械制造工作，符合社会发展的潮流。

参考文献

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关键词：智能技术；无人化数字棉纺工厂；网络化；大数据

中图分类号：TS118 文献标志码：A

Building Unmanned Digital Cotton Spinning Mill Based on Intelligent Technology

Abstract： Chinese textile industry is in a critical period for industrial upgrading， and this requires textile machinery producers strengthen their R&D on digital， intelligent spinning equipment to help cotton spinning mills use less labor or build unmanned workshop. Nowadays， although domestic cotton spinning industry has the largest production capacity around the world， most domestic cotton spinning machines are not so good in intelligent performance. To meet the requirements of market， it is significant for textile machinery producers to develop cutting-edge textile machinery applying new ideas and technology， and help to build new intelligent unmanned cotton spinning mill.

Key words： intelligent technology； unmanned digital cotton spinning mill； internet-based； big data

1 引言

近几年，我国纺织行业的生产成本普遍上涨，大量企业出现了用工成本大幅度上升和招工难并存的局面，而企业自身科技创新能力不足、产品附加值不高，也严重了影响纺织企业的竞争力。

与此同时，全球经济发展方式正在发生深刻变革，科技创新孕育新的突破，“智能制造”已成为世界制造业发展的大趋势。《经济学人》2012 年4月发表的“第三次工业革命：制造业与创新”专题报道中阐述了目前由技术创新引发的制造业的深刻变化，指出数字化与智能化的制造技术是“第三次工业革命”的核心技术。

在发达国家，汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线，出现了数字化、智能化工厂。近年来，物联网、云计算、人工智能等领域内各项新技术得到了快速发展和广泛应用，这将对纺织行业向数字化、网络化、连续化和集成化、智能化方向转型发挥强劲的驱动作用。

目前欧、美等发达国家和地区已经有纺织工厂实现了从原料到成品的全流程智能化生产，生产状况和车间环境实现了集中监控和远程控制，工人劳动强度大幅降低。作为纺织科技的重要载体，数字化、智能化的纺织工厂将是纺织行业未来重要的发展方向，是现代纺织工业化与信息化深度融合的应用体现。

2 经纬纺机新型无人化棉纺工厂

棉纺是纺织行业最重要的组成部分之一。在国内，棉纺机械较早推广使用数字化技术，棉纺工厂的自动化水平有了很大的提高，但与国际新技术相比在高速、高产、高质、连续化、智能化及稳定性、可靠性等方面还有很大差距。国外先进纺机具备了高度智能化的功能，生产自动化、连续化程度很高。

作为中国最大的棉纺织成套设备供应商，经纬纺织机械股份有限公司（以下简称“经纬纺机”）拥有30多家分、子公司，产品覆盖清、钢、并、粗、细、络、捻、织、染等工艺流程。经纬纺机通过原始创新、集成创新和消化吸收再创新，加强产、学、研间的技术合作与交流，利用棉纺装备开发平台协同分、子公司研发和应用当代先进的数字化、智能化技术，致力于打造新型无人化数字棉纺工厂。图 1 描述了经纬纺机新型无人化数字棉纺工厂的构想。

经纬纺机新型无人化数字棉纺工厂主要由智能化单元设备、车间数据采集与监控系统、智能物流与搬运系统、基于大数据和云计算的智能数据处理与分析等系统组成。数字棉纺工厂提供的棉纺成套工艺方案包括：精梳/紧密纺成套工艺、普梳成套工艺、气流纺成套工艺。紧密纺流程：清梳联合机（含清花设备、异性纤维分检机、梳棉机）头并并条机条并卷联合机精梳机末并并条机自动落纱粗纱机集体落纱环锭细纱机细络联型自动络筒机。转杯纺流程：清梳联合机并条机转杯纺纱机。

无人化数字棉纺工厂能够把传统上分为多个工序的棉纺装备通过自动化、连续化、数字化技术集成为一个智能化的整体进行管理，将原来需要大量人工管理的生产流程统一在系统智能管控之下，将原来大量需要人工搬运的原料和半成品实现自动输送，将原来大量需要一线工人掌握高超技能的操作简化为装备的自动化标准操作，各项生产工艺数据实现自动采集分析、预测。无人化数字棉纺工厂是现代纺织工业化、信息化、智能化融合的综合体现，也是实现智能化纺织的必经之路。 2.1 棉纺单机设备由机电一体化走向智能化

智能化纺织机械是在原有机电一体化设备的基础上，通过数字化和计算机技术，融合传感器技术、信息科学、人工智能等新思想、新方法，模拟人类智能，使其具有感知、推理和逻辑分析功能，以实现自适应、自学习、自组织、自主决策能力。比如，纺织过程各种工艺参数、运行状态能够在线检测、显示和自动调节；机台具有自适应的生产控制、智能化加工编程、故障自动诊断、远程监控等功能。智能化纺织机械是新型无人化数字棉纺工厂的重要组成部分，表 1列出了几种主要棉纺单机的作用和智能化功能。

综上所述，棉纺机械单机的智能化主要体现为：（1）在机电一体化的基础上进一步融合机器视觉、模式识别等技术实现质量在线监测系统，如异纤分检机、自动络筒机的断纱智能检测装置和空管自动识别装置；（2）先进控制技术的应用：并条机自调匀整系统、细纱机集体落纱全过程恒张力控制技术、半自动转杯纺纱机张力精确控制系统；（3）先进的驱动技术，有变频调速、交流伺服、步进电机等；（4）联网接口、RFID射频识别、现场总线和人机界面，实现工艺参数、运行状态的在线监测、显示和自动调节，使机器运行在最优状态，具备故障显示和自动排除、远程诊断和服务等功能。

2.2 棉纺工序连续化

随着纺织工厂自动化水平的提高，单机自动化已经无法满足纺织行业发展的需求。通过智能化技术将纺纱工序进行合理的硬连接或软连接，实现工序连续化已经成为棉纺工厂目前的迫切需求，并为最终实现纺纱全自动化铺平道路。

2.2.1 联合机

联合机是将不同工序设备进行有机的自动联结，如：清梳联、粗细联、细络联等，使部分纺纱工序连续化，实现少人或无人管理的从原棉到成品纱的连续生产。

（1）清梳联：将清花工序与梳棉工序组合成一条新的生产线，实现棉纤维的抓取、开松、除杂、混合、梳理自动联接，直接生成棉条。该设备精确配合自调匀整系统，对棉流、棉箱、棉层、棉条进行智能控制；工艺参数在线调整、数据实时采集、传递；设备故障自动诊断和维护。

（2）粗细联轨道自动输送系统：与自动落纱粗纱机配合，使用空中电动轨道小车系统EMS（Electrified Monorail Systems）牵引运纱单元将满筒粗纱送至满筒纱库，待细纱机发出需求信号后再将满筒粗纱送至细纱机；将细纱机用完的空管送回空管库，待粗纱机发出需求信号后再将空管送至粗纱机，供粗纱机自动落纱使用，实现粗细联。

（3）细络联：在细纱机和自动络筒机之间增加一个轨道联接系统，其主要功能是将经细纱机自动落纱装置落下的管纱自动运输到自动络筒机进行络纱，并将空管自动运回到细纱机。经纬纺机研发的新型细络联型自动络筒机，可以与细纱机直接连接，自动落纱、生头、插管、换管、空管返回，实现了管纱从细纱机到络筒机的自动输送，改善纱线的清洁情况，避免纱线的接触损伤，减少毛羽增量，生产效率大大提高。

2.2.2 智能化柔性物流仓储系统

自动导引车AGV（automated guided vehicle）、电动轨道小车系统EMS与机器人技术在一些现代制造企业，比如汽车制造等领域已广泛应用，但是在棉纺行业中尚无应用。AGV、EMS系统配有电磁、磁条、光学、视觉等自动导引装置，按规定的导引路线自动行驶，用于多功能运输，是一个完全自动化、智能化的系统。

AGV、EMS系统具有自动导航、优化路线、自动作业、交通管理、车辆调度、安全避碰、自动充电、自动诊断、多传感器控制、网络交互等功能。数字棉纺工厂利用AGV、EMS系统与机器人技术，实现智能物流系统的柔性搬运、传输、打包等功能，包括条桶智能输送系统、精梳棉卷智能输送系统、粗纱空中输送系统、筒纱智能整理输送与包装系统等。

2.3 网络化、智能化系统实现棉纺工厂管控一体化

2.3.1 棉纺设备网络监控和管理系统

棉纺设备网络监控和管理系统利用传感器、通信、总线、数据库、物联网等技术，把棉纺厂单机设备的运转数据、产量数据、质量数据（如异纤分检机、电子清纱器等）、设备的用电数据、人员、环境温湿度、空压、除尘系统、电力供应、ERP数据等相互独立的信息流集成在一个平台上，消除生产过程的黑箱运行，实现纺织工厂的敏捷化、透明化、数字化生产和现代化管理。

该系统以数据采集为基础，实时显示设备的状态，记录主机设备运行的各种数据；可按班组、员工、品种自动统计报表；实时记录设备的每个状态变化，如细纱机的落纱次数、落纱时间、落纱长度；把数据转换为状态的管理报警，如速度过高、CV值过高的报警；车间环境智能监控系统，可对温湿度、空压、粉尘浓度等环境状况进行监控，使得电力供应统一调度，工厂少人或无人值守，为各种设备的运行维护提供有利工具。

该系统通过有线或无线网络把棉纺工厂的各个单元联接起来，消除信息孤岛，构建全厂信息流，实现生产高效的管理；可对整个工厂的各种资源（如设备、能源、人员等）进行优化配置，提高效率，降低能耗；提高棉纺工厂的智能化、信息化、管控一体化水平。

2.3.2 大数据、云计算技术、物联网技术的融合

随着信息化的发展，棉纺工业将应对大数据时代来临的挑战。数字化纺织工厂设备（棉纺设备、辅助设备）众多，棉纺设备网络监控和管理系统实时采集成千上万个传感器的数据，并生成各种统计图表。企业ERP系统每天都在生成大量数据和报表。图 2 展示了数字化棉纺工厂信息数据处理流程图。这些数据不仅体量巨大，而且种类多样、实时性强。面对大数据，处理数据的效率就是企业的生命，传统关系型数据库对其难以存储，单机数据分析统计工具也无法对其处理。

拥有数千万台机器的大规模并行运行的云计算平台为这些海量数据提供了廉价的存储空间和超强的计算能力。云存储不仅为数字棉纺工厂提供了远端大容量存储空间，而且可以对这些数据进行管理，如对重要数据进行本地与云端的两级备份。另外，还可通过web方式、PC客户端、手机客户端等形式访问数据，对设备状态进行监控，对生产进行控制和管理等。

大数据的核心是要获得数据价值，数据需要理解才能转化为有用的信息，最关键的部分是数据分析。打造智能化的数字棉纺工厂，就要依靠专家系统与智能软件对大数据进行自动分析、归纳推理，从中挖掘出潜在的模式，调节纺织机械设备达到最优的状态，进而更好地控制生产，同时将有用的信息反馈给管理者帮助其正确决策、执行，减少风险。随着网络化、数字化技术的发展，基于机器学习、统计学、数据库、可视化等技术的数据挖掘方法有了很大的进步。利用数据挖掘技术对采集的数据进行分类统计、对比分析、关联分析、聚类分析、异常分析、预测分析等，能够及时发现设备的问题，并对生产异常状况进行报警、预测、判断和敏捷响应。

大数据和云计算技术相辅相成，与棉纺设备网络监控和管理系统、企业ERP等系统的融合，将会对棉纺企业带来革命性的影响，改变企业传统的管理和运营模式，成为企业的神经系统及决策中心，能有效降低管理成本，提高生产、商务和服务的智能化水平。

3 结论与展望

新型无人化数字棉纺工厂实现了从原料到筒纱的自动化生产流程；从工厂环境辅助设备的监控到设备运转数据的采集；从设备单元的自动化、智能化到工厂生产的连续化、网络化、智能化，并最终实现少人化、无人化管理。智能棉纺设备具有高速、高产、高效的性能，能极大提高成纱品质和产品附加值。联合机和基于AGV、EMS、机器人系统的物流仓储系统实现了棉纺工序之间的刚/柔性联接，保证了全流程运行的稳定性、可靠性、连续性，极大地提高了生产效率。大数据和云计算技术将助力棉纺设备网络监控和管理系统、ERP系统，提高棉纺工厂的信息化水平。因此，利用智能化技术，融合新思想、新技术，打造新型无人化数字棉纺工厂将成为当前和今后一段时期内纺织装备企业的主要任务之一。

建设新型无人化数字棉纺工厂，将对加快棉纺企业的转型升级，提高生产效率、技术水平和产品质量，降低能源、资源消耗，节约用工成本，实现纺纱生产过程的数字化、智能化、网络化，提高企业竞争力，在应对国际挑战中发挥重要作用。因此，智能化数字棉纺工厂将会给纺织行业、纺机制造业带来巨大的经济效益和社会效益，具有良好的发展前景。

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关键词：机械设计制造;自动化技术;应用

现代数字信息技术以及智能化技术的发展为人们日常生活以及社会生产发展提供了相应便利。故此，促进自动化技术在机械设计制造中的应用具有重要作用和意义。不仅能够提高机械产品设计和制造的质量和效率，还能在一定程度上促进工业生产发展。在这种情况下，加强对机械设计制造中自动化技术的重视程度，探究机械设计制造中自动化技术的有效应用策略已经成为了相关企业生存发展的首要任务。

一、机械设计制造中自动化技术应用的意义

1.提高资源利用效率。与传统的机械设计制造技术相比，运用自动化技术进行机械设计制造，能够有效的提高资源利用效率，降低机械设计制造的资源成本，从而提高企业的经济效益。在传统的机械设计制造技术影响下，我国的机械设计制造工作长期处于粗放式生产模式，这就导致了在生产过程中，大量的生产资源都被浪费，不仅增加了企业的生产成本，还会影响企业的生产效率。采用自动化技术进行机械设计与制造工作，可以提高机械设计与制造的精细化程度，这样能够有效降低生产过程中发生的能源损耗，减少能源浪费现象发生的几率。此外，利用自动化技术进行，还可以对机械设计制造生产过程中的废料进行加工处理，促进生产废料的合理回收利用，从而提高企业生产的资源消耗，降低企业生产成本。2.提高机械设计制造效率。随着社会生产的发展，在市场经济的调节作用下，对企业生产中的机械设计制造质量和效率要求也越来越高。在这种情况下，企业要想增强自己的经济效益，占领更多的市场份额，就需要采取有效措施，提高机械设计制造的质量和效率。故此可以将自动化技术更好的应用到机械设计制造中，从而促进机械设计制造质量和效率的提高。效率和质量是企业在生产过程中的一对固有矛盾，提高企业生产效率就必须要牺牲一定的产品质量，反之要想提高是产品质量，就需要牺牲一定的生产效率。但是运用自动化技术进行机械设计制造，能够帮助企业实现二者之间的有机统一，缓解企业生产过程中的效率和质量之间的矛盾，在保障企业的生产质量的同时，提高企业的生产效率，从而促进企业机械设计制造的可持续发展。3.提高机械制造的精准性。在当今时代，社会生产发展日新月异，工业机械设备也逐渐朝着小型化的方向发展。在这种背景下，对于工业机械设备及其自身各个部件精度、质量等的要求也越来越高，如果机械设备中重要部件的精度和质量达不到设备运行要求标准，就会影响设备的正常运行，从而导致设备的运行故障。运用自动化技术进行机械设计制造时，通过运行现代计算机信息技术能够有效强化机械设备及其部件的设计精准度，同时还可以对相应的生产环节进行有效控制，通过计算机软件或编程指令对数控机床进行有效控制，保障生产环节能够科学、有效进行，强化机械设备及其部件生产质量和精准性。

二、机械设计制造中自动化技术应用分析

1.自动化技术在智能化中的应用。随着我国智能化技术的发展，这种技术已经逐渐应用到了我国的工业生产发展之中，为工业生产发展提供了技术支持。鉴于智能化技术在工业生产发展中的应用，对工业生产机械设备人工智能系统的要求也更高，从而提高设备运行的思考、分析能力。故此就需要强化自动化技术在机械设计制造智能化中的应用。在进行机械设计制造时，通过运用自动化技术，采用一些高端的设备和软件进行机械设备及其软件的设计和制造，能够有效提高机械设备的智能化水平，弥补当前我国在机械设备设计制造过程中的不足，进而提高智能化技术的实际应用价值，使机械设备在工业生产过程中能够更好的发挥自身的优势，提高企业的智能化生产水平。2.自动化技术在虚拟化中的应用。虚拟化是机械设备生产过程中的一个重要方面，对于机械设备及其部件的生产质量和效率具有重要影响。在实际的生产过程中，当机械设备的设计工作完成时候，可以在正式生产之前利用虚拟化技术进行生产模拟，模拟出虚拟的生产设备以及部件，通过对虚拟设备和部件的观察和探索，能够有效发现设计中存在的不足，对设计进行相应的改进。故此，虚拟化不仅可以降低企业的能源消耗，还能够提升生产质量和效率，提高企业的经济效益。所以应将自动化技术更好的运用到虚拟化之中，促进企业虚拟化技术的发展，为企业的未来发展奠定基础。3.自动化技术在数控中的应用。数控是企业机械设计制造的一个重要环节，对于机械设计制造具有重要影响。数控技术是指将相应的计算机硬件以及数字化技术、机械自动化技术、控制技术等合理、有效的融合在一起，从而提高机械设计制造的高效性和便捷性。在机械设计制造的未来发展过程中，数控技术的发展是其中的一个重要方面。故此强化自动化技术在数控中的应用至关重要，对企业机械设计制造未来发展具有重要作用。但是在将自动化技术应用于企业的生产发展时，应安排专业的人员对实际生产过程进行把控，从而保证生产生产过程不会出现偏差和失误。

三、结语

在当前的社会背景条件下，提高机械设计制造质量和效率已经成为了企业发展的必然趋势，同时也是现代工业生产的要求。故此，在机械设计制造过程中，应加强对自动化技术的重视程度，更好的将自动化技术运用到机械设计制造过程中，从而提高机械设计制造的质量和效率，促进机械设计制造的可持续发展。

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关键词：数控机床；自动化；设计；制造

长期以来，世界诸多国家都非常重视机械制造产业，甚至将其作为国家经济发展水平与工业化水平的重要衡量指标。步入新时代以来，精密化已成为机电产品的发展趋向，尤其是数控技术的诞生与广泛应用，为设备的自动化作业与运行提供了至关重要的技术支撑，也为加工的柔性与高效率提供了关键性条件，促使机电制造业从传统的人工作业转向了智能化、自动化与集成化的现代作业。所以，本文针对数控机床自动化设计与制造的研究，具有一定的理论意义与经济价值。

1数控机床与数控机床自动化的基本概述

数控机床的概念。数控机床的全称为数字控制机床，英文名为Computernumericalcontrolmachinetools，数控机床为简称，指的是装有程序控制系统的一种自动化机床。其中，动化程序控制系统可以对具有控制编码与其他符号指令规定程序予以逻辑性的处理，并能够通过代码化形式对其译码进行数字式的表示，并通过一系列信息载体进行数控装置的输入。究其原因，数控机床属于集信息、微电子、液压、机械等多领域原理与技术为一体的机电产品，所涵盖的内容十分丰富，即便是在机械制造设备体系的整个领域中，也属于自动化水平高、效率高、精度高的工作母机。[1]与大众机床相比，数控机床独具特色，不需要对夹具、模具进行更换与制造，也不需要对机床进行常态化的调整，故而数控机床在技工零件需要高频率更换的状态下更为适用，这样能够大大缩短生产准备周期，并节约工艺装备所需的大量成本费用。与此同时，数控机床的加工密度通常可达到0.05~0.1mm，且控制方式为数字信号模式，每当数控装置将一脉冲的信号输出之后，机床就会移动部件一脉冲的当量，尤其是在此过程中由机床传送给传动链的丝杆螺距和反向间隙的误差平均值可以通过数控装置予以曲补偿，故而数控机床与传统机床相比，其精度更高。在工业生产能力与社会经济发展水平的评估体系中，数控机床的发展程度以及数控机床在金属切削加工机床产量中的占比也是可供参考的重要评估指标。由此可见，数控机床对工业的健康可持续发展有着不可替代的价值与影响。数控机床的自动化内涵。在当前机床控制技术领域，数控车床自动化的应用范围十分广泛，但其更多的应用于盘类零件或轴类零件等诸多切削加工作业中，如轴类或者盘类零件的复杂回转内外圆柱和曲面、内外圆柱面、圆锥螺纹、任意锥角的内外圆锥面等，同时还需要完成镗孔、铰孔、扩孔、钻孔、切槽等一系列作业程序。从本质上讲，数控机床自动化主要是前期予以设定好的具体加工流程，然后自动实现快速的零件加工程序。[2]在实际操作过程中，数控机床自动化技术工作者会根据零部件的加工路线、技术、位移量、工艺参数、辅助功能、切削参数等方面的指令性代码予以高度整合，进而设计编制出有机统一的详细加工程序单，罗列到该程序单上的有关内容能够被进一步转移到相关控制介质层面，进而最终在特定数控装置内部进行录入，此时加工作业指导任务也就完成了。借助于数字化技术，数控机床自动化控制的应用规模占数控机床总量的25%左右，是应用范围最广、普及程度最高的技术类型之一。

2数控机床自动化设计与制造的优势

2.1减少机械制造所需成本。在以往的传统机械制造领域，诸多工业类企业惯于借助人工操作方式实施工业产品的加工、生产与机床的制造等，因受多方面客观因素的制约，导致人工操作的失误率较高，机械制造质量与效率偏低，同时庞大繁重的工作量又同时给广大工人带来了巨大的压力，促使其很容易发生疲劳状态下生产作业的现象，这对生产制造的整体工作成本产生了直接影响，促使生产成本费用大大增加，而企业经济效益也随之显著下降，市场竞争力也会弱化。然而，科学应用自动化技术，不仅可以有效弥补人工操作的多种不足之处，而且可以最大程度保证工业生产的质量与效率，且能够促使产品精度更优更高。2.2提升机械制造质量与效率。随着数控机床自动化技术的积极推广，工业领域中的机械制造自动化水平也随之迅速提升。同时，因产品生产能够通过预设程序对自动运作进行指导，使得生产实际效率在无形之中得到优化与提升。加之，自动化技术的广泛普及促使机械设计和制造技术得到大幅升级，进而在很大程度上规避了传统机械制造模式带来的消极影响，机械制造的质量和制造效率都得到明显升级。2.3增强机械制造的资源利用率。自动化技术作为机械加工和机械制造流程中的重要技术资源之一，本身就具有人工操作所无法比拟的独特优势，如对人力资源的节约、降低物力和财力资源的消耗等。与此同时，还能够通过多方面的自动化技术推广、资源调配与优化使用得以最大化实现，有效增强了机械制造的资源利用率。

3数控机床自动化设计与制造路径

3.1数控机床的主体设计与加工主轴。数控机床的主轴回转精度的实际参数值的大小，对最终的加工精度有着直接影响，主轴的回转精度参数值高则加工精度高，主轴的回转精度参数值低则加工精度低。与此同时，主轴的回转速度和运行功率的参数，也是影响加工效率的重要因素和关键。[3]与传统机床制造不同，数控机床的主轴变速自动化水平以及定位的精准性等，都对数控机床的自动化水平高低有着决定性的影响（如图1所示）。究其原因，主轴箱主要负责机床的自动调速。截至目前，机械传动式的变速装置已经被取代，大范围推广与使用的是无级自动化调整，自动化加工程度大幅提升。导轨。数控机床中的导轨主要负责引导和控制加工任务，是保证加工运动精准性的核心与关键，更是促进车床精度加工实现的重要部件。目前，我国在数控机床领域中多采用金属型的滑动导轨，对于部分特定的数控机床，则采用新型的贴塑导轨。[4]与传统导轨相比，贴塑导轨优势十分突出，尤其具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，最为突出的就是性极好，且摩擦系数较小。3.2数控机床的伺服系统和数控装置与普通机床不同，数控机床配置了伺服系统和数控装置，同时机床检测装置也能对制造的全部过程进行测试与监督，而数控装置在整个运作系统中起着至关重要的调配作用，伺服系统则需要对数控机床进行配合完成作业。具体而言，数控装置的重要组成部件为计算机系统，其核心功能在于接受信息，再经对其他系统的精确调配和处理实现制造过程按照既定指挥有序执行，而数控装置则用以反馈信息并发出新的指令。伺服系统。传统的普通机床借助于伺服电机对机床进行驱动，进而完成作业加工，这一机构就是所谓的伺服机构。[5]但数控机床主要是借助于运算电路产生强烈的脉冲信号，并通过这些信号实现驱动电路控制的伺服系统。数控机床中的伺服系统能够将具体指令传送给元件、其他设备或指示电路，进而实现精准一位，其在生产与控制数控机床的过程中发挥着重要角色。

综上所述，数控机床能够有效促进产品的高效率生产，提升零件设备的精密度，并减小劳动强度，一定程度上为研发机电新产品节约了诸多人力与物力等，大幅增强了相关企业的竞争力。尤其是近些年来，我国在数控机床领域取得了一定成绩，不仅产量显著上升，而且质量明显改善，特别是在技术方面的重要突破，更是推动着我国数控机床行业进入快速发展轨道。然而，当前我国在数控机床方面的相关技术还有较大的创新与改进空间，自动化程度依然偏低，因而加大数控机床自动化设计与制造力度具有深远意义。

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关键词：机械制造；自动化技术；思考

机械制造自动化是指在机械制造过程的所有环节中采用自动化技术，以实现机械制造全过程的自动化。随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化已扩展为用机器（包括计算机）代替人的体力劳动和脑力劳动，自动地完成特定的作业。一个零部件（或产品）的制造包括着若干个工艺过程，如果不仅每个工艺过程都自动化了，而且它们之间是自动的有机联系在一起，也就是说从原材料到最终成品的全过程都不需要人工干预，这时就形成了制造过程的自动化。

机械制造自动化技术主要包括：包括上下料、装夹、换刀、加工、零件校验等环节的机械加工自动化技术；包括工件、刀具、其它物料的储运的物料储运自动化技术；包括零部件供应、装配过程等的装配自动化技术；包括零件检测、产品检测、刀具检测等的质量控制自动化技术。

在工业生产中，机械自动化的作用很大：⑴采用自动化技术后可以大幅度缩短产品制造过程中的辅助时间，有效缩短了生产周期，从而使生产率得以提高。⑵由于广泛采用各种高精度的加工设备和自动检测设备，减少了工人情绪波动的，提高了产品质量。⑶采用自动化技术后可减少占地面积，减少直接生产工人的数量，减少废品率等，提高经济效益。⑷采用现代制造技术使得变更制造对象更容易，适应的范围也较宽，十分有利于产品的更新。⑸体现一个国家的科技水平，可以带动自动检测技术、自动化控制技术、产品设计与制造技术，系统工程技术等相关技术的发展。

1 自动化机械制造规模

按规模大小FMS可分为如下4类

1.1 自动化制造单元

FMC：的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年，它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实{目单机自动化化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。

1.2 自动化制造系统

通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等），由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。

1.3 自动化制造线

它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f：MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床，亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统自动化的要求低于FMS，但生产率更高。

1.4 自动化制造工厂

FMt是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统（C1MS）投入实际，实现生产系统自动化化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统IMS）为代表，其特点是实现工厂自动化化及自动化。

2 自动化关键技术

2.1 计算机辅助设计

未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。

2.2 模糊控制技术

模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更起人们极大的关注。

2.3 工智能、专家系统及智能传感器技术

迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了自动化。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在FMS（尤其智能型）中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自组织能力。

2.4 人工神经网络技术

人工神经网络fANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。

3 启动控制技术发展趋势

自二战结束以来，世界各发达国家逐渐重视设计理论和设计方法的研究，先后产生了许多新概念、新思想、新理论和新技术。从设计方法来看，国内外先后提出了并行设计、虚拟设计、协同设计，相似性设计、智能设计等新概念；从设计准则来看，出现了优化设计、可靠性设计、有限元等概念，从设计的手段来看，出现了计算机辅助设计，不仅普及了二维设计 CAD 软件，而且功能全面的三维造型软件也进入了实用阶段。

3.1 FMC将成为发展和应用的热门技术

这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。近年来，计算机网络技术、 Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。它的出现，使得各制造企业可以充分利用 Internet 和 Web 的国际互联性和资源共享性，组建企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过组合分散在各个地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，同时不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。

3.2 朝多功能方向发展

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。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms）国际性开发项目，属于第二代FMS：完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。

进入新世纪，FMS获得迅猛发展，几乎成生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展，提供了可供集成一个整体系统的技术基础：另一方面，世界市场发生了重大变化，由过去传统、相对稳定的市场，发展为动态多变的市场，为了从市场中求生存、求发展，提高企业对市场需求的应变能力，人们开始探索新的生产方法和经营模式。

参考文献：

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关键词：机械 自动化 应用

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0327-01

一、前言

机械自动化：自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化就是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。机械自动化的实现将机械生产 引领向了一个新的领域，通过自动控制系统，真正达到了大工业生产及减少劳动强度，提高了劳动效率，令整个世界的生产水平迈上了一个新的台阶，并由此延伸出了电气自动化。而目前的各个行业都已经离不开自动化系统。随着科学技术的不断发展，如何在机械制造中，降低工人的劳动强度，节约人工的成本，提高生产的效率是必须考虑的问题。

二、机械自动化技术在机械制造中的应用现状

机械自动化顾名思义，就是将机械操作的各种固定形式，通过编程，将机械定式转化为信息语言，再将信息反馈给所需要控制的机械，也就是施加控制作用给被控制对象，从而使整个系统按照设计的要求进行运行，可以减少人为操作失误的发生。这可以解决目前在生产中存在的很多问题，而机械自动化的应用也为科技研究提高了数据支持，对今后自动化的更新提高都有重要作用，而通过自动化的应用，也彻底改变了机械制造企业长期、传统的生产与管理模式，目前在我国机械自动化主要应用在以下几个方面：

1、各种信息自动化

将传统的各种信息传递升级到了计算机的信息管理，比如将手绘设计图纸改为数字化制图设计，将原有的工艺改进提高到了自动工艺辅助设计，将原有的产品报表统计归纳到了数据库信息化系统。数字化制图设计是指通过电脑的图形设计软件进行图纸的绘制与改动；自动工艺辅助设计是将自动工艺辅助设计与数据库进行数据共享连接，有利于生产工艺的优化；数据库信息化系统是对在设计中、生产制造中出现的数据进行系统的信息化处理。

2、原料输送自动化

将原来机械制造中所需的各种原材料或成品输送到现在自动化系统预定的相应位置，就是原料输送自动化的描述，这即节省了原有的人力物力，也提高了生产效率，这个系统主要包括一个单机自动装一个自动输送的设备和一套自动化控制的组件等。

3、生产过程自动化

机械自动化应用到生产中的原因就是能自动持续的进行重复工序的循环生产，同时还可以自动装卸原、辅料。在生产过程中采用自动化系统的最终目的，是可以全面或多数代替人力进行的体力劳动，减少因为机械生产过程中由于人为的失误等造成的生产事故，从而提高产品的质量与品质。

4、机械组装自动化

通常机械设备的组装很多采用的是人借助辅助设备进行的组装，这不仅效率低，而且时不时就会因为精神力不集中导致的失误，甚至出现机械伤害事故。而机械组装自动化就是将需要组装的机械按照设计的技术要求，通过机械搬运、组装、调试、试验、验收等步骤，形成一套能够进行自动化组装的流水线。机械组装自动化代替了原来的人工操作，不仅仅提高了生产效率，而且保证了产品质量，对工人的安全也起到了作用。

5、规范检测自动化

随着现代化科学技术的发展，各种新型的材料和部件被不断应用到了机械制造当中，生产的产品也越来越尖端，越来越精细，我们过去凭借经验与肉眼的检测已经无法达到对产品的检验要求，这时候我们就需要自动化的检测仪器来帮忙了，将自动化检测仪器与技术引入到机械制造中是必然的结果。

三、机械自动化技术在机械制造中的应用前景

当前我国机械制造自动化技术的发展趋势是：更高程度的计算机集成化、计算机的智能化以及应用的虚拟化。

1、更高程度的计算机集成化

在机械制造中采用计算机集成技术，是新科技形势下一个机械制造企业成熟与否的标志。计算机集成系统构成主要是由很多个密不可分的部分组成的，其中有数控部分、辅助部分、程序控制部分、设计部分、管理系统等，其中管理系统可以分化到各个管理科室中，如原料供应、仓储管理、财务统计、设备维护、安全环保、人事管理等。

2、计算机的智能化

随着现代科技的飞速发展，对产品的制造已经由简单的设计制造发展成了一系列产品的集成，也就是说现代的制造技术就是将信息处理和产品设计组合起来的多功能技术，这就是计算机的智能化，这是一种融合了自动化技术、人工智能、制造技术的先进技术，计算机智能化机械制造系统我们也可以理解为是由智能化机械和操作的人员在一起合作的智能化机械生产系统，这个系统可以对自身的生产运行状态进行监控，一旦发现有故障能及时预测并作出应对措施，这是传统的机械制造系统所不具备的，我们目前应用到机械制造业中的有智能式的故障诊断及维护系统、机械智能化CAD绘图系统等，而且计算机智能化在机械制造中还可以进行逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。总而言之，计算机智能化能给机械制造技术带来质的飞跃，这对于生产人员，计算机智能化就意味着安全和高效；对于企业或社会，计算机智能化就代表着充分协作与合理竞争；对于环境而言，计算机智能化没有污染，可以节约能源和资源。

3、应用的虚拟化

应用的虚拟化制造技术里面主要有对精致理论的研究、计算机技术的更新、对媒体技术的使用、信息处理技术的应用以及人工智能化，就是使用计算机，综合现代的制造工艺等新技术对机械制造进行仿真模拟。

应用虚拟化的目的就是在正是投产之前，通过计算机的仿真技术进行虚拟制造，已全面描绘产品的生产过程，可以从中发现有可能存在的问题与不足，以便进行修正，可以保证正是投产的产品可以一次性成功制造，缩短生产周期，降低生产成本，提高市场竞争力。

四、结语

总的来说，只有将当代的信息技术、自动化技术、系统工程技术、数据库的管理技术和传统的机械制造技术进行有机的集合并加以应用，才能有效地促进目前的机械制造业发展。而自动化技术的柔性化、集成化、智能化以及虚拟化是必须要达到的，只有这样才能合理开展机械制造企业的产品开发、企业管理以及技术革新等多个方面的强强配置与升级，只有这样，才能提高产品质量，达到降低成本，提高效率，增强质量的目的，只有将自动化技术充分的应用到企业的生产中去，才能提高企业产品的市场竞争力，使企业在市场竞争中立于不败之地。

参考文献：

[1]王英.机械自动化技术应用与发展前景[J].科技传播，2010，12

篇10

关键词：机械制造工程；自动化技术；发展分析

我国的工业发展经历了一个漫长的历史发展过程，在工业的发展过程中，机械制造业对整个的工业发展都有着重大的意义。为了促进社会生产力的提高和适应社会经济的迅速发展，并且能够在机械制造的过程中提高机器的生产效率和创造出更大的经营效益，机械制造向着自动化的方向发展，不仅能够使机械工业得到一定程度的发展，还能够使人民的生活得到一定程度的改变，使人们的生活水平得到提高。

机械制造向着自动化的方向发展，是时展的必然趋势，所以，注重在该项目上的发展是非常关键和必要的。机械工业是在不断的社会实践中逐步发展和进步的。所以，在我们对机械制造业进行自动化改革的过程中，必须要以历史的经验和实际工作中的的状况作为基础，不断额总结经验教训，通过不断的总结和研讨最终获得提高。

一、机械制造工程的自动化

机械制造工程指的是大型的机械制造，具有一定的系统性和整体性，而机械制造的自动化指的是一种将现代科学的先进技术应用到机械制造中的一种理念。机械制造自动化的推广能够给人们带来很多的好处，能够使操作起来更加便捷、使机械生产的效率得到提高、并且能够降低能耗使生产的成本能够得到有效的建设，同时，也能够节约生产的世界，使生产力的水平得到一定程度的提升，从而增加企业的经济效益。机械制造的自动化是机器生产行业发展的必然趋势，它的自动化改革在二十一世纪是发展和成长得最为迅速的先进技术，并且在其生产过程中加入了创新的理念，在技术水平上也有所革新，所以受到了广泛的关注和高度的重视。通过对其应用的情况进行研究和分析发现，我国的机械自动化技术已经告别了过去单一的只为机械制造领域服务的模式，它的应用领域开始得到了广泛的扩展。将自动化的生产应用到机械制造领域，对中国工业的发展来说一次举足轻重的具有伟大意义的工业性革命。

过去落后的人工机器生产制造存在着很多的缺陷，在历史的发展过程中终将被先进的技术所代替，它不仅浪费了大量的生产力，使生产的世界延长，从而使生产成本增加，它的工作效率也相对低下，对机械制造业的发展有着一定的阻碍作用。而将自动化的机械制造应用到机械制造业中，必定能够解决上述所存在的这些问题，不仅能够减少人力资源的浪费、使生产的成本降低，还能够提高整个机械制造过程的生产效率，从而使企业的经济效益得到提高。所以，从这个层面上分析，机械制造自动化在未来机械制造业以及工业的发展中都有着远大的前景。

二、机械制造自动化的影响

（一）机械自动化的技术

机械自动化技术有着先进的理念作为指导，注重在实际生产生活中的应用，并且取得了明显的效果和一定的成就。技术的优劣主要是以科技的发展水平为基础的，但是却是以经济利益的高低为前提的。将先进的机械自动化技术应用到机械制造业中，能够实现成本的降低、人员和劳动力的浪费以及对成产效率和经济利益都有着正面意义的影响。这样与生产实际相结合，并注重实用，注重经济效益，其实际应用意义非常大。此外，机械自动化作为一个动态的概念，其包含的技术层面也是非常的广阔的。现如今主要研究系统技术、人机一体化技术、环境控制技术以及单元过程制造技术等等。

（二）以自动化为基础的优势产业分析

工业产业的优势核心竞争力，在我国，经常会谈论这样的问题。机械制造工业对于我国的工业发展而言，其作用十分巨大，所处地位也非常的高。从某种意义上说，机械制造业就是我国的基础工业，代表着我国工业经济的基础命脉。而自动化技术是一种先进技术的表现，其先进程度体现了一个国家的经济实力。就我国目前的状况而言，每个工业企业都具有大量的通用数控设备，在进行机械自动化技术的发展与推进时，应该能够将原有设备作为其基础，通过合理的变更并以较少的数控设备的加人来实现机械的自动化技术融人。目前，较为先进的自动化技术是基于计算机的自动化管理计算，这在机械制造业也将成为未来的发展趋势。但是，不管到了什么时候，一切都要以人为本。自动化技术并非是脱离了人的限制，设计上是在以自动化为先导，以单元化生产系统为依托，创造一个人的中心系统。我国的基本国情决定了在现阶段我们要以经济建设为中心，这样的发展方向，让我国的自然环境背负了沉重的包袱。

三、机械制造自动化的技术应用

（1）加工生产中的自动化技术应用

机械自动化技术应用于加工系统，进行循环加工处理，进行工件的自动拆装处理。自动化的加工处理，解决了传统的加工弊端。剔除了繁杂的体力劳动，而大幅度的降低了生产过程中的失误情况，产品的质量以及产量都有了大幅度的提高。

（2）检测工程中的自动化技术应用

现代科学技术的快速发展，工业技术的不断革新，新型材料、加工设备以及各种刀具的出现，并大量投入到工业机械制造业中，给产品的检测带来了极大的不便。而传统的人工检测虽然比较实用，但是其检测效果不佳，并且无法满足快节奏的生产以及制造。因此，自动化检测程序纳入到机械制造过程中，通过人工神经网络、电流信号等识别刀具的磨损状态，同时实现多专家系统的智能化设备诊断。

（3）装配的自动化技术应用

机械制造多涉及零配件的装配，根据其技术的要求，进行配件的组合、检验以及调试等多道工序。自动化的零件装配技术可以大幅度提高工作效率，减少故障的发生。装配过程中，需要自动检测系统采用高端的技术手段进行。

四、 结束语

一项技术的涌现，需要明确其发展方向及其发展的优势。自动化技术是当代技术革新的高端技术，在机械制造过程中得以广泛应用。传统的机械制造工程，无法满足现代对于工业发展的需要与要求。成本过高、人员使用过多、资源的浪费严重等等。而机械自动化技术则有效地解决了以上的问题。并承载智能化、绿色化以及数字化等高端先进的技术理念，其发展前景广阔，潜力巨大。在我国，大力发展机械自动化技术，是我国经济以及社会的需求，也是我国工业发展的要求。■

参考文献