智能制造业的发展趋势范文

时间:2023-11-07 17:52:12

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智能制造业的发展趋势

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摘要:当前,我国制造业正处在向创新驱动转型,加快打造世界制造强国的发展阶段。制造业发展呈现出制造业与服务业融合、信息技

>> 我国机械制造技术的现状及发展趋势研究 浅谈宽松货币政策给我国影响及发展趋势研究 我国机械制造的智能化技术发展趋势 全球制造业发展趋势及我国面临的机遇和挑战 试论我国先进机械制造技术的特点及发展趋势 浅谈我国机械制造业现状及未来发展趋势 我国现代机械制造技术现状及发展趋势浅析 浅谈我国机械制造技术及发展趋势 简论我国机械制造业存在问题及发展趋势 我国液晶显示产业发展趋势及政策建议 论我国劳动力市场发展趋势及干预政策 我国新的社会阶层发展趋势及政策完善 我国对外直接投资的 发展趋势及政策展望 我国酒精行业淘汰落后产能产业政策及发展趋势 我国煤炭产业发展趋势及政策建议 我国机械制造的智能化技术发展及趋势 我国档案管理智能化发展趋势研究 我国煤矿安全培训体系构建及发展趋势探讨 浅析我国先进机械制造技术的发展现状及发展趋势 我国广告业发展现状及发展趋势研究 常见问题解答 当前所在位置:l,2014年3月11日。⑤马岩:《发展潜力巨大智能制造亟待构建统一标准》,《中国高新技术产业导报》2017年2月13日。⑥刘垠:《二一七,科技任务清单“连连看”》,《科技日报》2017年3月6日。⑦杨帅:《我国产业融合创新发展趋势及其政策支持体系》,《中州学刊》2016年第4期。⑧左世全:《我国智能制造发展战略与对策研究》,《世界制造技术与装备市场》2014年第3期。⑨孙立:《工业大数据对智慧云制造的推动与创新》,《科技管理研究》2016年第13期。

Abstract:At present, China is in the crucial stage of quickly building a powerful manufacturing country. The development of manufacturing industry is showing the typical characteristics of the integration of manufacturing and service industries, the integration of information technology and manufacturing, and the integration of enterprises and consumers. China′s current finance, taxation, innovation laws and regulations and other aspects of the policies had been unable to adapt to the development of intelligent manufacturing industry ecosystem. The future should be guided by the concept of manufacturing service system, accelerate the formation of policy support system with the integration of manufacturing and service as the goal, and with the market mechanism as the core.

Key words:intelligent manufacturing; development trend; policy constraint; policy support system

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【关键词】机械制造;自动化技术

一、21世纪制造业的发展趋势

21世纪的制造业将进一步面临市场的分割、融合、变迁和深化等等变化,技术的发展和更新将日新月异,目不暇接。我国制造业面临挑战的严峻性,不仅仅在于我们与发达国家的差距,更严重的是我们对这些发展趋势还没有引起足够的重视和采取有力的措施。我国的机械制造业中自动化装备水平依然较低,自动化设备依然较少,在种类、水平、质量、效率等多个方面存在较大的提升空间。而这些应用与制造业的发展息息相关。而机械自动化技术水准的高低,对于机械制造业的发展前景,乃至于整个国民经济各部门的技术进步都产生巨大而深远的影响。

二、机械自动化与机械制造业的关系

机械自动化与机器制造业有着千丝万缕的联系。机械制造业依赖机械自动化的技术支持,机械自动化只有借助机械制造业才能将自身价值得以发挥,并且机械制造业整个行业的发展都依托机械自动化的技术进步。现在,机械类产品更新换代迅速,因而机械自动化在制造业中的地位日益变得不容小觑。此外,计算机等高新技术日新月异,只有提高机械制造业的生产效率,才能更好地促进经济的发展,提高人们的物质精神生活水平。我国的自动化也是没有充分开展起来。发达国家的机械自动化理念——计算机技术一体化操控,是我们目前无法达到的范畴,高度的自动化使我们一直追寻的梦想。实现这个梦想,需要我们不断加强自身技术,进一步加大人才培养力度,学习和掌握相关原理和方法,使机械自动化水平在人才的支撑下得到提升。

三、机械自动化技术在机械制造业中的应用

(1)集成化。集成化(CIMS)就是运用计算机操作与应用系统,达到继承多种技术与信息的目的。一般来讲,它可以分为管理分系统、工程技术信息分系统、质量信息分系统与制造自动化分系统。这一技术融合了计算机技术与机械自动化的优势,并不断汲取相关领域的精华。集成化是经济全球化的必然趋势,是全球竞争的产物。我国也在这一领域内开展了较为深入的研究,并且在众多集成应用中有着具体的体现与应用。(2)智能化。机械制造业牵涉多个领域,已不再是以前单一的生产加工制造,技术含量也日益增高。从数控技术中已经能看到机械智能化的雏形,现在智能化正在不断完善,使自身更具有人性化的功能,比如检测和预防之后采取一定措施处理,由人类专家与智能机械组合而成的人机一体化智能系统。上述这些智能化的系统能够灵活应对来自外界的变化,而且可以自动调整环境变化带来的差异。其宗旨就是快速适应外界环境,随时保持最好的状态,像人一样应对各种问题。(3)敏捷化。敏捷制造的基础是企业的竞争力和信誉度。其核心思想是:要提高企业对市场变化的快速反应能力,满足顾客的要求。除了充分利用企业内部资源外,还可以充分利用其他企业乃至社会的资源来组织生产。因而,敏捷制造比起其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。要拥有快速应变能力,关键技术是成功建立虚拟企业,建立的核心就是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。(4)绿色化。工业化的推进日益改变着人们的日常生活。一方面,物质生活的丰富带来精神上的愉悦。另一方面,自然资源锐减,物种濒临灭绝,生态破坏,环境污染。在这种背景下保护自然资源的绿色产品概念应运而生。绿色产品是大势所趋。因为绿色产品在设计、制造、使用和消亡的过程中,不污染环境,不危害人类健康,资源利用率极高。因此,设计出生产绿色产品的机械自动化设备,具有深远的意义和远大的发展前途。自动化产品的绿色化指的是使用时不危害环境,而且报废后还可以循环使用。

综上所述,在竞争全球化的今天,国民经济的高速发展,机械自动化技术已经逐步渗透到了多个部门的应用当中,并有力地带动了技术创新和经济发展。机械制造业已经逐步向集成化、智能化、敏捷化、绿色化的方向发展,这就是市场的需要,我们要做的是降低产品成本、提高产品质量、缩短生产周期、提升服务质量的目的,真正实现高质量、高效益的机械自动化,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参 考 文 献

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1)智能电子技术的发展实现了生产线的智能化控制,使得远程控制和无人控制成为可能。同时,借助智能算法、模糊控制和网络技术,智能电子通信设备通过对外界的信号判断实现对控制对象的无人控制和操作,智能控制在网络和遥控技术的参与下也更加的集中化、小型化。除此之外,智能电子技术对复杂多变的外界环境和生产要求还能很好地应对,比人工操作效率更高、更准确[1-2]。2)工业生产中除了需要提高自动化控制的效率保证产品质量外,还需要对生产过程中相关设备的故障进行及时的监测和预警。这些功能的实现,才能够最大程度的提升自动化生产线控制以及系统运行的效率,因此,智能故障诊断的实现对于工业生产来说是不可或缺的,特别是随着当前我国工业生产中复杂程度和将细化程度的不断提升,其相应的诊断难度和诊断复杂性也正在不断提升。因此,如果按照原有的故障诊断方法进行诊断,必然会影响其最终的诊断效率和准确性,而将智能电子技术和设备应用到监测当中,不仅能够有效的提升生产过程中的监测效率,还能够使得诊断故障的精确性和准确性得到进一步的提升和优化,确保自动化生产线及其控制系统能够正常有序的运行。3)智能电子技术推动了人机交互技术的发展,使得自动控制系统更具有实用性。同时通过直接的表达形式反馈系统参数,帮助工作人员了解系统工作情况。智能电子技术可以为操作人员提供更多的可视化模拟仿真操作,通过图片和动画等形式来反馈系统真实地工作状态,操作功能更加直观[3]。

2智能电子技术的发展趋势

随着工业4.0发展战略的提出,智能制造将成为自动化生产的发展趋势,我国对智能技术的发展及相关产业发展政策也越来越重视,并作为未来制造业发展核心技术,将对智能电子技术的发展产生重大影响。市场的需求和科学技术的进步在不断的推动智能电子技术的发展,随着信息科学技术的进步,制造业的资源配置不断的发生变化,向信息密集方向发展,制造业已经不再是单纯的制造工艺方法和产品的设计,而是一个功能体系和信息处理系统。随着智能电子技术的发展制造业的设计、生产、管理和服务等各个环节都将逐步的向智能化方向发展。自主创新能力对于任何一个国家而言意义都是巨大的,综合国力的提升与众多因素相关,企业升级改造,人才储备都是其中的一个方面,还有一个重要因素,则是自主创新能力。从某种意义上来讲我国在自主创新能力方面与发达国家整体能力相比仍存在的一定的差距,多项技术都是由国外引进的,因此,努力提升我国智能电子技术的自主创新能力,才能使我国的智能制造业在国际中具备竞争力[4]。

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【关键词】机器人;工业机器人;发展现状;发展趋势

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来,机器人技术及其产品发展很快,已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。

广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。

一、工业机器人的应用情况

经过五十多年的发展,工业机器人已在越来越多的领域得到了应用。在制造业中,尤其是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业。

随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高,机器人的应用范周还在不断地扩大,已从汽车制造业推广到其他制造业,进而推广到机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中,弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。

二、国内外工业机器人的发展现状

1、国外工业机器人的发展现状

在国外,工业机器人技术日趋成熟,已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而,相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司,它们包括:瑞典的ABB Robotics,日本的FANUC、Yaskawa,德国的KUKA Roboter,美国的Adept Technology、American Robot、Emerson Industrial Automation、S-T Robotics,这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。国外专家预测,机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起,世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头[1]。

在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。像国际上著名公司ABB、Comau、KUKA、BOSCH、NDC、SWISSLOG、村田等都是机器人自动化生产线及物流与仓储自动化设备的集成供应商。目前,日本、意大利、德国、欧盟、美国等国家产业工人人均拥有工业机器人数量位于世界前列,全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。

2、国内工业机器人的发展现状

在降低制造成本,解决用工严重不足等口号的呼喊下,近年来机器人产业在全世界范围内兴起。中国作为世界工厂,面临的形式更是尤为的严重。有数据显示中国每年工业机器人的装机量约占全球的1/8,仅次于日本、韩国,预计2015年中国的装机量会超过这两个国家,成为世界上使用工业机器人最多的国家。自2009年以来,中国机器人市场持续快速增长,工业机器人年均增长速度超过40%,到目前为止,中国工业机器人市场份额约占全球市场的1/5;以教育、清扫等为代表的服务机器人在国内也在逐步进入市场。随着我国门户的逐渐开放,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人研究的相关进展,显得十分重要。

2012年,四种新型工业机器人在中国哈尔滨研制成功。专家们认为这标志着我国已经掌握了第一代工业机器人的生产技术,新的机器人产业已经在我国诞生。这四种工业机器人分别是哈尔滨工业大学和哈尔滨风华机器厂等单位研制的华宇Ⅱ型弧焊机器人,华宇Ⅰ型点焊机器人,哈尔滨工业大学与航天部811厂等单位联合研制的东方1号喷漆机器人和国营星光机器厂研制的星光Ⅰ型直角坐标点焊机器人。

近年来,中国河南洛阳市越来越多的企业开始引进工业机器人等智能设备,但目前国内使用的机器80%是国外制造。位于洛阳工业园区的沃德福集团高端智能装备制造基地项目,总投资1。5亿元,将研发制造6轴工业机器人等高端智能设备,达到年产1万台工业机器人的生产、装配能力。该项目计划2014年建成投产,预计年产值20亿元,不久将在这里首次实现先进工业机器人大批量生产制造。随着便宜劳动力时代的结束,可以预计工业机器人将迎来一个伟大的时代,不仅在工业上,而且在服务、医疗等领域都有广泛的应用,从而推动一大批行业的发展,如高端制造业、制造业的个性化、医疗图像处理以及航空航天等。

近十年以来,在“十五”、“十一五”攻关计划和863计划等科技计划的支持下,我国有组织、有计划地发展工业机器人产业,通过研制、生产、应用等多个层面的不断探索,在技术攻关和设计水平上有了长足的进步。总的来看,已经掌握了工业机器人的设计、制造、应用过程中的多项关键技术,能够生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人[2]。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术、运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套设备的开发和制备技术等,某些关键技术已达到或接近了国际先进水平,中国工业机器人在世界工业机器人领域已占有一席之地。

三、工业机器人的发展趋势

工业机器人在许多生产领域的使用实践证明,它在提高生产自动化水平,提高劳动生产率和产品质量以及经济效益,改善工人劳动条件等方面,有着令世人瞩目的作用,引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。

1、国外发展趋势

日本将机器人列为战略产业,韩国将机器人作为“增长发动机产业”,各发达国家政府早年通过制定政策,采取一系列措施鼓励企业应用机器人,设立科研基金鼓励机器人的研发设计,从政策上、资金上给予大力支持,工业机器人的应用和研究走在世界的前列。世界工业机器人市场普遍看好,各国都在期待机器人的应用研究有技术上的突破。从近几年世界机器人推出的产品来看,工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展,其发展趋势主要为:结构的模块化和可重构化;控制技术的开放化、PC化和网络化;伺服驱动技术的数字化和分散化;多传感器融合技术的实用化;工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面[3]。

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

(1)工业机器人性能不断提高,而单机价格不断下降。

(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化、网络化;器件集成度提高,控制柜日见小巧,且采用模块化结构;大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(4)机器人中的传感器作用日益重要,装配、焊接机器人采用了位置、速度、加速度视觉、力觉等传感器,而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制,如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统,而是致力于操作者与机器人的人机交互控制,即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统,使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

(7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出虚拟轴机床以来,这种新型装置已成为国际研究的热点之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域[4]。

2、国内发展趋势

中国工业机器人在“七五”、“九五”、“十五”期间研究取得了较大进展,我国在关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,应用遍及各行各业,但进口机器人占了绝大多数。科学院机器人“十二五”规划研究目标:开展高速、高精、智能化工业机器人技术的研究工作,建立并完善新型工业机器人智能化体系结构;研究高速,高精度工业机器人控制方法并研制高性能工业机器人控制器,实现高速,高精度的作业;针对焊接,喷涂等作业任务,研究工业机器人的智能化作业技术,研制自动焊接工业机器人,自动喷涂工业机器人样机,并在汽车制造行业,焊接行业开展应用示范。

国家下一步的发展思路,将发展以工业机器人为代表的智能制造,以高端装备制造业重大产业长期发展工程为平台和载体,系统推进智能技术、智能装备和数字制造的协调发展,实现我国高端装备制造的重大跨越。具体分两步进行:第一步,2012~2020年,基本普及数控化,在若干领域实现智能制造装备产业化,为我国制造模式转变奠定基础;第二步,2021~2030年,全面实现数字化,在主要领域全面推行智能制造模式,基本形成高端制造业的国际竞争优势。

工业机器人市场竞争越来越激烈,中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战,加快工业机器人的研究开发与生产是使我国从制造业大国走向制造业强国的重要手段和途径。未来几年,国内机器人研究人员将重点研究工业机器人智能化体系结构,高速高精度控制,智能化作业,形成新一代智能化工业机器人的核心关键技术体系,并在相关行业开展应用示范和推广。

(1)工业机器人智能化体系结构标准

研究开放式,模块化的工业机器人系统结构,工业机器人系统的软硬件设计方法,形成切实可行的系统设计行业标准、国家标准和国际标准,以便于系统的集成,应用与改造。

(2)工业机器人新型控制器技术

研制具有自主知识产权的先进工业机器人控制器。研究具有高实时性的,多处理器并行工作的控制器硬件系统;针对应用需求,设计基于高性能,低成本总线技术的控制和驱动模式。深入研究先进控制方法,策略在工业机器人中的工程实现,提高系统高速,重载,高追踪精度等动态性能,提高系统开放性。通过人机交互方式建立模拟仿真环境,研究开发工业机器人自动/离线编程技术,增强人机交互和二次开发能力。

(3)工业机器人智能化作业技术

实现以传感器融合,虚拟现实与人机交互为代表的智能化技术在工业机器人上的可靠应用,提升工业机器人操作能力。除采用传统的位置,速度,加速度等传感器外,装配,焊接机器人还应用了视觉,力觉等传感器来进行实现协调和决策控制,基于视觉的喷涂机器人姿态反馈控制;研究虚拟现实技术与人机交互环境建模系统。

(4)成线成套装备技术

针对汽车制造业,焊接行业等具体行业工艺需求,结合新型控制器技术和智能化作业技术的研究,研究与行业密切相关的工业机器人应用技术,以工业机器人为核心的生产线上的相关成套装备设计技术,开发弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置,喷涂线的喷涂设备的研制以及相关功能部件并加以集成,形成我国以智能化工业机器人为核心的成线成套自动化制造装备。

(5)系统可靠性技术

可靠性技术是与设计、制造、测试和应用密切相关的。建立工业机器人系统的可靠性保障体系是确保工业机器人实现产业化的关键。在产品的设计环节、制造环节和测试环节,研究系统可靠性保障技术,从而为工业机器人广泛应用提供保证。

我国的机器人产业化必须由市场来拉动。机器人作为高技术,它的发展与社会的生产、经济状况密切相关。机器人的研制、开发只有从技术上实现可能性大为原则选择机器人优先应用的领域,并以此为突破口,向其他领域渗透、扩散至为重要。

综合国内外工业机器人研究和应用现状,工业机器人的研究正在超智能化、模块化、系统化、微型化、多功能化及高性能、自诊断、自修复趋势发展,以适应多样化、个性化的需求向更大更宽广的应用领域发展。

参考文献

[1]刘进长.回顾“十·五”展望未来——访“十·五”863计划机器人技术主题专家组组长王田苗[J].机器人技术与应用,2006(01):1-6.

[2]王田苗.全力推进我国机器人技术[J].机器人技术与应用,2007(2):17-23.

[3]中国机器人网().

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机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备。而机械产品是指机械厂家向用户或市场所提供的成品或附件,如汽车、发动机、机床等。任何机械产品按传统的习惯都可以看作是由若干部件组成,又可分为不同层次的子部件(也称分部件或组件),直至最基本的零件单元。自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。它的发展趋势为实现机电一体化、机械功能多元化、控制智能化、结构运动高精准化而不断改进中。

2我国机械制造业的现状分析

自动化技术可以运用于生产线中的各个环节。目前,我国生产线中高精度设备多引用于国外核心系统,我国的数控系统虽有研发但缺乏全面性,依旧没有得到普遍运用。此外,我国机械制造业在自动化管理方面仍依靠人工管理、手工操作,管理费和人工费是一笔不小的开销。但也有部门企业普及了自动化设备的使用,灵活地运用自动上下货设备、自动工艺定位、自动装夹设备、自动零件检验等,在实际工作中为机械制造业带来了便利的生产条件,使机械制造的每个环节都保持稳定的工作水准,因此,有效地运用自动化技术,应成为我国工程设计者和劳动人员齐头并进的方向。

3自动化技术在机械制造中的应用探讨

通过以上分析,明显得出自动化在机械制造中有极大的优势,对提高机械制造的质量水平有极大的作用,比如降低成本。自动化技术的迅猛发展必将成为机械制造业的核心目标,也是推动机械制造业前进的必然趋势。如仪表和机床这类高精准机械设备,对零件精度和生产要求都有极高的定位性,只有通过自动化技术解决部件结构错综复杂、机械制造难度较高的问题,才能生产出符合要求的产品[2]。3.1数控技术与自动化技术的融合。数控技术是一种对机床和其他机器实现自动控制的技术。控制指令采用数字代码形式,通过阅读机和计算装置将指令转变为控制机器运动的信号,使机器按指令规定的顺序、位置、速度、起停进行工作。因为和自动化技术相融合能产生鲜明的特点和优势,使机械制造更加高效,也使自动化技术的应用更普遍。自动化技术和数控技术的相关研究对机械制造业的发展有极大的价值,在这项技术的使用过程中也应谨慎行事、严格操作,避免由于操作失误给企业带来不必要的后续问题和损失。3.2集成系统与自动化技术的融合。新时期,高科技的快速传播已是机械制造业发展的必然趋势,应把新科技、新设备、新理念广泛融入机械制造业中,推动技术的创新变革,如上文提到的数控技术的优化。当然,集成系统与自动化技术同样可以融合互利,如此可以为信息工程开发资源提供有效的理论指导,利用信息技术进一步强化机械制造过程中的设计大纲,促使工程与结构有效地组合,完成信息自动化相关程序。再把数据信息与电脑联合使用,做到生产管理的共享性和统一性,从而完善高精准的产品质量要求。3.3人工智能与自动化技术的融合。受人口红利逐渐消失影响,我国制造业自动化生产程度逐步扩大,智能制造成为国家大力支持的行业之一,例如,机器人用减速机、高精度伺服系统、高速齿轮等设备都体现出人工智能与自动化技术紧密渗透、相互作用的结果。实现由智能机器和人工操作一体化的科学模式,可在机械制造过程中独立判断、分析、操作[3]。换言之,自动化技术与人工智能的融合使机械生产过程中每一个环节都得以被监控,避免了错误和失误,并且能自动纠正其失误点,全面地提升机械自动化的高效性。

4自动化技术在机械制造业中的发展趋势

据调查发现,我国制造业的发展方向逐渐扩大,制造水平逐步提高,在制造业竞争压力极大的状况下依旧突出其优势,取得了优异成绩。随着自动化技术的出现,机械制造业可谓进行了一次变革式发展,它为机械制造业注入了蓬勃的新生命,为机械制造业的跨国性发展带来了有利的机会。虽然我国机械自动化的起步较晚,但能灵活的操控这些自动化的设备,对传统机械制造业的冲击性是非常大的,也是引领我国赶超发达国家机械制造水平的龙头势力。那么,灵活地应用自动化技术,一定离不开优秀的操控人才,高质量的生产技术离不开高质量的专业人才,为培养专业的人才还需要各大机械制造企业对其重点关注,缓和我国目前自动化操作人才稀缺的现象,为我国机械制造业的自动化技术应用带来全面发展[4]。

5结语

综上所述,虽然我国的自动化技术在机械制造中的运用相对国外仍需要不断的改进,但中国科技的进步一定会研发出属于我们自己的系统。但不可否认的是,自动化在机械制造中的运用的确可以降低人工成本、提高产品质量、加快工作效率,带动机械制造业的未来发展方向。因此,人类社会在逐步走向机械化时代的同时是离不开自动化技术的渗入和支持。

【参考文献】

【1】李俊峰,王志坚.浅析机械制造技术智能化发展趋势[J].企业技术开发,2012(1):24-25.

【2】郭飞,王玉梅.科技资讯[J].机械自动化的发展探索,2011(31):76-77.

【3】郭启明.对我国机械自动化技术发展的思考[J].机电信息,2011(21):125.

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关键词:机械制造 智能化 趋势 问题

机械制造业的发展将会直接影响到我国国民经济各部门的发展,以及国计民生、国防力量的强大。制造业,尤其是机械制造业与高技术的关系中,存在着两种发展趋势,一是智能化科技极大的改变着制造业,二是制造业正在全方位的走向智能化。

1、机械制造技术的发展

在现代制造系统中,数控技术为关键技术,其集计算机、信息处理、微电子、自动检测、自动控制等高新技术于一体,有着高精度、高效率、柔性自动化等优势,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着重要的作用。当前,数控技术正在发生根本性的变革,由专用型封闭式的开环控制模式向通用型开放式的实时动态全闭环控制模式发展。在集成化的基础上,数控系统实现了超薄、超小型化;在智能化的基础上,综合计算机、多媒体、神经网络、模糊控制等多学科技术,使得数控系统实现了高速、高精、高效的控制,在加工的过程中,可自动的修正、调节和补偿各项参数,实现在线诊断及智能化的故障处理;在网络化的基础上,CAD/CAM和数控系统集成为一体,机床的联网,实现了中央集中控制的群控加工。

2、智能化技术发展趋势

2.1 性能发展方向

(1)高速高精度高效化。由于采用了高速CPU芯片、多CPU控制系统、RISC芯片,以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,此外,采取能有效改善机床动、静态特性等的措施,大大提高了机床的高速高精高效化。(2)柔性化。包含数控系统本身的柔性,其采用模块化设计,功能的覆盖面更大,可裁剪性更强,能满足不同用户的需求;群拉系统的柔性,同一群控系统可依据不同的生产流程的要求,使物料流与信息流能自动的进行动态调整,从以最大限度的发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化。复合加工正朝着多轴、多系列控制功能的方向发展。数控机床的工艺复合化为工件在一台机床上经过一次装夹后,通过自动的换刀、旋转主轴头或者转台等各种措施,以完成多工序、多表面的复合加工。(4)实时智能化。早期的实时系统其作用是如何调度任务,从而确保任务在规定期限内完成,但是人工智能则是试图用计算模型来实现人类的各种智能行为。

2.2 功能发展方向

(1)用户界面图形化。当前虚拟现实、Internet、科学计算可视化及多媒体等技术,对用户界面提出了更高的要求,图形用户界面极大的方便了非专业用户的使用,使用者可通过窗口、菜单进行操作。

(2)科学计算可视化。科学计算可视化可对数据进行高效的处理与解释,使信息交流不再局限于用文字、语言来表达,而可直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术同虚拟环境技术进行结合,进一步的拓宽了应用领域,对提高产品的质量、缩短产品设计的周期、降低产品的成有着重要的意义。

(3)插补和补偿方式多样化。多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NURBS插补、多项式插补等。

(4)内装高性能PLC。数控系统内装高性能PLC控制模块,可以直接用梯形圈或者高级语言进行编程,具有直观的在线调试与在线帮助功能,在编程工具中包含用于车床铣床的标准的PLC用户程序实例,用户可以在标准PLC用户程序的基础上进行编辑修改,以方便的建立自己的应用程序。

(5)多媒体技术应用。在数控技术领域应用多媒体技术可做到信息处理的综合化、智能化,在实时监控系统与生产现场设备的故障诊断、生产过程的参数监测等方面都有着重大的应用价值。

2.3 体系结构的发展

(1)集成化。采用高度集成化的CPU、RISC芯片,以及大规模的可编程集成电路EPLD、FPGA、CPLD、专用集成电路ASIC芯片等,可以提高数控系统的集成度、软硬件运行速度。应用先进的封装和互连技术,把半导体与表面安装技术融为一体,通过提高集成电路的密度,减少互连的长度及数量来降低产品的价格,改进产品的性能,减小组件的尺寸,提高系统的可靠性。

(2)模块化。根据不同的功能需求,将CPU、存储器、PLC、通讯等基本的模块作成标准的系列化产品,通过积木方式实现功能裁剪及模块数量的增减,以构成不同档次的数控系统。

(3)网络化。机床联网可以进行远程控制,以及实现无人化操作,通过对机床的联网,可在任何一台机床上对其它机床实现编程、设定、运行等操作,并且不同机床的画面可以同时显示在每一台机床的屏幕上。

(4)通用型开放式闭环控制模式。采用通用计算机组成的模块化、总线式、嵌入式、开放式的体系结构,便于系统的裁剪、扩展与升级。由于制造过程为一个具有多变量控制与加工工艺综合作用的复杂过程,所以为了实现加工过程的多目标优化,必须采用多变量的闭环控制。同时,在过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式,易于把计算机实时智能技术、自适应控制、动态仿真等高新技术融于一体。

3、机械制造的智能化发展的几点思考

机械制造智能化的发展过程中还应注意以下方面的问题:(1)实用性。这些智能化的发展应注意与其他技术进行有机连接,综合运用,以形成整体效能。(2)人工性。尽管这些智能化发展给机械制造带来了极大的便利,但其应在核心技术的研发中应予以论证。(3)价值性。将智能化技术运用于机械制造,要在体现机械制造核心价值的基础上注意其运用。

4、结语

综上所言,在机械制造中,运用计算机信息系统的智能化发展技术,可以克服在传统机械制造工艺中所存在的不足问题,进一步的提高机械制造的高精密度和产业化的发展趋势,同时还能减少环境污染,实现低碳经济的发展。

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【关键词】 工业机器人 现状 发展趋势 应用

工业机器人是一种涉及到电子、机械、计算机、自动控制等多门学科的自动化装备。它能够完成仿人操作并完成各种高难度作业,提高了生产效率,解放了劳动力,节约了生产成本。工业机器人已进入飞速发展阶段,全面了解其现状、发展及应用具有重要意义。

一、工业机器人的发展现状

1.1国外发展现状

美国是工I机器人的发源地,从1962年研发出第一台机器人开始,经过多年不断的进步,已成为制造技术先进、作业效率高、应用领域广泛的机器人强国。日本工业机器人的发展可追溯到1967年从美国引进了第一台机器人。此后,随着市场需求的不断扩大和各技术领域的全面发展,日本机器人制造业得到飞速发展并占据机器人生产数量之首。此外,德国、法国、英国、瑞典等欧洲国家和部分亚洲国家机器人的发展也得到稳定发展,工业机器人已在全球普及和推广。

1.2国内发展现状

我国工业机器人发展自1970年开始,历经40多年,已从萌芽逐渐转变为成熟。1970年,由于工业机器人的国际发展背景,我国开始着手于研发属于自己的工业机器人。此后经过改革开放等政策的影响,我国机器人技术进入发展高峰期。80年代后,我国的机器人产业取得了大量的研究成果,开始应用于实践中,开发出点焊、搬运、喷漆等不同类型的机器人,并形成了产业化生产基地。目前,我国已有大量企业、研究院和高校从事机器人研发等相关研究,市场需求量也在逐年增长,已在世界机器人领域占有一席之地。

二、工业机器人的发展趋势

2.1国际发展趋势

全球工业机器人数量呈递增态势,应用广泛,市场前景较好。据统计,全世界的工业机器人数量已达到230多万台,其中亚洲增长速度最为突出。工业机器人正朝着精密化、智能化、微型化方向发展,广泛应用于农业、建筑、医学、军事等各大领域。实践证明,工业机器人在完成复杂的作业要求、提高自动化水平和经济效益等方面发挥举足轻重的作用。

2.2国内发展趋势

我国工业机器人已得到长足发展,接下来将在多数领域实现数字化和智能化,加快与国际接轨,实现智能制造,逐步走向产业化,向制造业强国迈进。机器人面对复杂的外界环境,需要具有较强的环境适应性和感知能力。在无人控制的情况下,机器人需要具有自主控制能力。在一些领域将实现人机交互,提升机器人完成复杂作业的能力。工业机器人属于高新技术领域,虽然我国制造业发展迅速,取得了多项科技成果,但是存在市场秩序混乱、创新设计不足等不足,怎样能抓住这一机遇,形成集成产业链,实现产业化发展,仍值得我们思考。未来,我国需要加强政策引导,以市场为导向,围绕客户需求,增强创新能力,提高国际竞争力。

三、工业机器人的应用

由于机器人智能化水平的不断提高,无论是在传统的领域还是新兴的行业中都有工业机器人的应用,例如采矿机器人、汽车制造机器人、建筑机器人等等,机器人正向着应用更宽广、更深入方向发展。另外,随着生活水平的不断提高,未来服务型机器人将越来越和日常生活贴近,工业机器人在医疗卫生、食品加工、社会服务等方面应用也越来越常见,工业机器人可以缩短搬运时间和等待时间,提高产品质量和效率,降低劳动强度,一方面可以提高企业市场份额,另一方面也可以提高人们的生活质量和水平。

结束语:随着工业机器人领域的不断成熟,机器人应用越来越广泛,为实现生产制造智能化、精密化做出巨大贡献。工业机器人拥有着广泛的应用前景和巨大的市场潜力,迎来了前所未有的竞争压力和挑战。整体而言,我国工业自动化水平与国外相比处于较低地位,需要根据当前国情,利用自己的优势进行技术改进和突破,努力缩短与国际水平的差距,相信在未来几年内将进入工业机器人新时代。

参 考 文 献

[1]夏鲲,徐涛,李静峰,孔斌.工业机器人的发展与应用研究[J].广西轻工业,2008,(8):64-64.

[2]潘丽霞.论工业机器人的发展与应用[J].山西科技,2010(3):22-23.

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关键词:机械制造基础 智能制造 智能化 趋势

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)002-095-01

1 引言

“科技就是力量”,机械制造智能化直接影响着我国机械制造业的发展水平,先进的机械制造技术促进我国机械制造业的发展,落后的机械制造技术则影响我国机械制造也的发展水平。在“十二五”的背景下,对机械制造业新的设计、工艺、功能上的发展固不可少,不过,对机械制造智能化也应该关注。了解世界机械行业发展的现状,对改善我国机械制造水平的不足,以及帮助发展机械制造智能化都有重要的意义。

2 机械制造智能化发展的现状

智能制造是从80年代末发展起来的,最早的几本有关智能制造及系统方面的专著是在1988年由Wright MilaciC等人编写的,随后、Kusiak和Pain也相继出版了这方面的研究著作。

国际方面:国际智能化制造业采用或准备采用的先进制造技术主要体现在:(1)新型(非常规)加工方法的发展,包括激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术及两种以上加工方法复合应用等;(2)专业、科学间交叉融合,冷热加工、加工过程、检测过程、物流过程、设计、材料应用、制造等方面,界限逐渐淡化;(3)工艺研究由“经验”走向“定量分析”;(4)高新技术与传统工艺紧密结合,使传统工艺产生显著的、本质的变化,极大地提高生产效率和产品质量;(5)常规制造工艺的优化,以形成优质高效、低耗、少污染的制造技术为主要目标;(6)以计算机与网络技术为核心。

国内方面:我国也在这方面也有所作为。当前,国民经济各部门中智能化已露端倪。机械企业当务之急是进行产品结构调整。在面向市场,特别是面向全球化经济的形势下,我国机械工业各企业在选择产品时都要首先选择带有智能信息技术的机电一体化产品。

3 机械制造智能化发展的必然性分析

智能制造技术(Intelligent Manufacturing Technology,IMT)是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等职能活动,并将这些职能活动与智能机器有机的融合起来,将其贯穿应用于整个制造业企业的各种子系统(如经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造、装配、质量保证和市场销售等),以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、储存、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。

智能制造系统(IntellientManufactingS,IMS)是指基于智能制造技术,利用计算机综合应用人工智能技术(如人工神经网络、遗传算法等)、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术和系统工程理论和方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并使制造系统形成又网络集成的、高度自动化的一种制造系统。

4 机械制造智能化发展的趋势

未来必然是以高度的集成化、柔性化和自动化为特征的智能化制造系统,并以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标,也是当代传统制造技术、新兴计算机技术、人工智能技术等发展的必然结果,亦即在整个制造过程中通过计算机将人的智能活动与智能机器有机融合,以便有效地推广专家的经验知识,从而实现制造过程的最优化、智能化和自动化。对于它的研究不仅是为了提高产品质量和生产效率及降低成本,而且也是为了提高国家制造业响应市场变化的能力和速度,以及在未来竞争中求得生存和发展。它的研究成果,将不只是对制造业有促进作用,还对工业过程自动化或精密生产环境等有应用价值。它的出现将使人们从一个完全崭新的角度去从事科学技术和制造领域的研究。所以,机械制造智能化无疑是本世纪制造技术的最优选择。国际上对其研究的兴起也决非偶然,试想,发达国家一旦拥有这项技术,而我们又在这方面与之相差甚远的话,我们将面临失去更多与之竞争机会的危险。因为一方面它是本世纪的最先进的制造技术,发达国家将不再“依赖”发展中国家的“廉价”劳动力;另一方面专业技术人员和熟练技术工人缺乏问题在我国尤其严重,企业生产中的各个环节相脱节的现象也十分突出。再者,重复投资增大,企业生产的不规范化及自动化程度低下等也是大问题。目前发达国家正在积极起动这一高新技术,并投巨资、集中大批优秀人才进行跨国际合作研究与开发,我国也应当适度开展跟踪研究。因此,基于国外发达国家积极抢占这一国际制造业制高点的严峻形势,参照我国实情,我认为,当前应该系统深入地开展基础理论研究和现有加工单元技术与机器设备的智能自动化研究。特别是开发出具有自身特色的,即能实现高精度、易操作和无人管理的智能制造系统,以满足我国制造业日益发展的需要。如果条件许可。还可试点进行研究领域中的下一代设计过程、工厂、自主功能模块和虚拟制造系统等方面的前期实验研究工作。

另外,智能制造系统最终要从以人为主要决策核心的人机和谐系统向以机器为主体的自主运行转变,这就要求智能系统最终必须能够像人一样具备做出符合人文伦理和生态环境伦理的行为。因此,当前,在我国智能化发展初期就应当明确智理化(既智能又符合伦理标准)发展的大方向。

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【关键词】智能型机械自动化;应用;发展趋势

前言

机械自动化的应用,实现了设备的自动化运行。根据相应的指令,机械设备能够自主完成生产任务。在智能机械自动化当中,运用了智能技术、传感技术、通信技术、电子技术等,利用计算机远程控制技术和计算机模糊控制技术,智能型机械化设备能够在无人值守的情况下自动运行工作,其安全性和操作性都十分优秀。在运行过程中,智能型机械自动化设备可对自身的故障进行自动检测与排除,有效的应对短路、过载、过压等问题,从而降低损失,确保机械设备的安全。

一、智能型机械自动化的优势

近年来,随着对机械制造技术的不断深入研究,使得智能型机械自动化得到了一定的发展,在机械制造和加工领域当中,已经应用了很多的智能型机械自动化设备。与传统的机械设备相比,智能型机械化设备的信息传输系统、传感系统、报警系统等更加科学化,对于远程故障信息的动态故障检测、故障信息传输等功能,都能够良好的支持。在实际应用当中,智能型机械自动化具有生产效率高、智能化程度高、适应能力强、自我维护性高等优势。

智能型机械自动化设备的可靠性和稳定性普遍十分良好,在实际运行和工作的时候,能够体现出良好的预处理能力和自我判断能力。工作人员通过编程控制指令、语音控制指令、远程控制指令等方式,对机械设备命令。而设备在执行命令之前,会对接收到的指令进行智能化分析,从而更好的完成工作任务。在实际运行当中,对于错误、重复的指令,智能型机械自动化能够自动进行过滤和屏蔽,从而对运行精度进行更为有效的控制。智能型机械自动化的应用,使得生产效率、产品质量等都得到了极大的提高。

以计算机系统为基础,智能型机械自动化能够利用致动器、传感器等设备,反馈、记录、采集运行过程中产生的数据资料。然后以此为基础,在线或动态的进行自诊断、自修复、自监控、自检测,因此其自我维护性十分良好。在智能型机械自动化当中,融入了传感技术、模糊控制技术、仿生技术、通信技术等,极大的提高了自身的适应能力。对于外界环境的变化,能够清晰的感知,在不同环境下,都能够满足生产任务要求。在不同设备之间,智能型机械自动化还能够实现信息通信、自动反馈、自动校验、自动调整、数据传输等功能。

二、智能型机械自动化的应用

(一)工业生产

在工业生产领域当中,智能型机械自动化已经得到了十分广泛的应用。尤其是在流水线的生产当中,智能型机械自动化的应用,使得生产效率得到了极大的提升。例如,在生产食品的流水线当中,智能型机械自动化能够有效的控制包装、喷码、装箱、运货等全部生产过程,使得生产流水线的自动控制能力得到了极大的提高。同时,智能型机械自动化还能够自我筛选和检测产品质量,在提高生产效率的同时,还能够有效的保证产品的质量。

(二)农业生产

在农业生产领域当中,智能型机械自动化的应用也十分广泛。近年来,英国研制出一种激光拖拉机,其中对激光计算机导航装置进行了应用,对拖拉机的运行方向和所在位置,均能够进行精确的定位,误差能够被控制在25cm以内。同时,计算机系统能够利用输入其中的电子图标信息,对土地的排水沟位置、化学成分、湿度条件等进行准确测定。并以此为基础,自动计算出耕种所需的农药数量、肥料、种子等,从而确定最为合适的种植方案。在操作过程中,只需一个人利用计算机远程操作,就能够实现多台拖拉机的共同控制。这种拖拉机的应用,不但提高了农业耕种的效率,同时对农药、化肥、种子的消耗量也大大降低,在提高农作物产量的同时,还可以有效的降低成本。

三、智能型机械自动化的发展趋势

我国当前对于智能型机械自动化的应用,主要是集中在工业生产方面。虽然发展速度很快,但在智能化控制能力以及质量等方面,还存在着一定的不足,与发达国家之间的差距也比较大。因此,在智能型机械自动化的发展和研究当中,应当充分立足基础,大力发展高精尖技术,加强其在生产制造领域当中的适应性。就目前的形势来看,在未来的发展中,智能型机械自动化将会朝着光机电液一体化、信息集成化、绿色节能化的方向发展。

随着制造技术的不断发展,智能型机械自动化技术的集成化程度也将会不断提高。在此过程中,对于控制能力的要求,也会逐渐提升,因此,在未来的发展趋势中,智能型机械自动化将会融入液压技术、机电一体化技术、光学技术等先进的控制技术。随着知识信息时代的来临,在系统决策过程中,最为重要的基础条件就是对只是数据的挖掘。在制造业的自动化发展当中,这是一个必然的趋势,通过分析和挖掘制造过程数据,有力的支持自动化控制策略和自动化制造技术,从而实现智能型机械自动化技术全球信息化的发展。

在当今社会中,随着人们对于环境污染、能源紧缺等问题的重视程度不断提高,各个国家对于绿色生产制造技术、绿色可再生材料等方面的研究力度也大大提升。因此,在智能型机械自动化的未来发展中,必然会朝着低能耗、经济化、绿色化的方向发展,从而在提升产品质量和工作效率的同时,减少对能源的消耗,降低对环境的污染,实现绿色可持续化的发展。

结论

对于一个国家来说,工业制造技术的发展情况,对于国家的综合国力有着十分重要的影响。我国当前的工业制造技术虽然已经取得了一定的进步,但是相比于发达国家来说,仍然比较落后。而智能型机械自动化的应用,极大的提高了我国工业制造的水平,推动了我国工业的发展。随着智能型机械自动化应用范围的不断拓宽,在未来的发展中,其必将朝着更加先进、完善的方向发展。

参考文献

[1] 马侦. 智能型机械自动化的应用及发展分析[J]. 硅谷,2014,23:2-3.

[2]包成成. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技展望,2015,07:54.

[3] 莫有县. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技风,2014,11:127.

[4] 崔勇. 探析智能型机械自动化应用趋势[J]. 黑龙江科技信息,2013,19:16.

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关键词:数控机床 现状 趋势

1、前言

进入21世纪,我国的经济逐渐走进了全球经济一体化的舞台,进入了一个崭新的时代。我国机床制造业社会工业化进程中大规模需要的发展机遇,同时也遭受到了来自国外制造业的强势竞争压力,加速技术的引进和自主研发是解决机床制造业快速腾飞的关键。随着计算机技术和现代微电子技术的发展,数控机床的应用范围还在不断的扩大,因此,其发展前景十分广阔。本文简要分析了数控机床的现状,并指出了未来的发展趋势。

2、我国数控机床发展现状

改革开放后,我国数控技术得到了发展机遇。在80年代初,我国先后从美国、德国等发达国家引进了一些数控系统和伺服技术,填补了我国在这方面的空白。然后陆续研发了那个时代的的数控系统,通过不断的完善,这些系统的可靠性得到了用户的肯定,总而结束了我国数控技术在这一阶段的瓶颈,这个时期的数控机床技术我国还是主要以借鉴国外先进技术为主,对一些知识进行消化吸收。在90年代,我国的数控机床技术已经有了质的飞跃。在这个阶段国家针对实际情况,先后安排了“柔性制造系统技术(FMS)开发研究”、“计算机集成制造系统(CIMS工程)的研究”等一系列重大的科研项目,大力推动我国数控技术的自主研发进程。这样我国数控机床的数控系统和伺服驱动系统,也由进口发展到了自主研发的阶段。目前我国已有数十家的研究所和企业可以从事各类数控系统的研发和生产。其中比较知名的有北京的KND系统、南京的华兴系统、成都的广泰系统等。

但是由于我国数控机床的技术水平和工业基础的起步比较晚,在一些领域的研究还是很存在差距。导致在数控机床的性能和可靠性方面与发达国家相比还是存在着距离。目前在推动数控机床发展的工业化和产业化的过程中,我国的数控行业还存在着很多的问题。如:缺乏核心技术、技术创新能力不足、缺乏有效的管理机制、在与国际企业竞争时缺乏实力等问题。

3、数控机床未来的发展趋势

3.1 高速化和高精度化

尽管很多年前就已经提出了数控机床的高速化和高精度发展的目标,但是在科学探索的路上是没有尽头的。而且目前对高精度、高速度的内涵和需求也在不断的变化。保障工作的效率和产品的质量是数控机床一直的追求。更高的速度和更精准的加工技术可以提高产品的质量和生产效率,缩短生产周期和提高企业在市场上的竞争力。

3.2 智能化

21世纪的数控技术的主要发展方向将一定是智能化。目前,智能化的理念已经渗透到了数控机床的各个部分。如加工过程的对工艺的自调节控制,工艺参数自动检测显示。还为了提高驱动方便的各种人性化设计,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。在故障诊断方面也摆脱了原始的人工检修,已经有智能诊断、智能监控程序和感应装置,方便系统在出现问题时及时进行反馈和维护,减少了查找故障的时间,为数控产业的规模化发展提供了机会。

3.3驱动并联化

并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动,可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。

3.4 网络化

现在国外已经开始尝试对数控机床联网技术的研究和试验。就是利用网络技术将各个机床进行连接,可以实现机床的统一管理和在线监测功能,同时也方便对机床程序的修改。目前数控机床联网要具备以下几个方面的能力:一是可以将程序从监测室可靠的传输到每台机床,然后对其运行情况实现实时监控;二是可以随时采集到每台机床的数据参数进行查看和备份;三是可以将不同机床间的程序进行相互交换,确保系统的稳定性;四是可以在线提取到每台数控机床的刀具磨损情况和估计刀具的使用寿命,然后电脑实现和监控换刀程序的执行。

4、结语

目前,数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国,数控产品的核心技术研发方面还是与国际同行存在着很多的不足。中国的数控产业在引进先进技术的同时应该重视对国内技术人才的培养,努力打造具有自主品牌的核心产品。力争早日摆脱目前在高精端设备上依赖进口的局面,为把我国从一个制造大国发展成为一个研发大国而奋斗。

参考文献

[1]秦宏伟.我国数控机床发展现状及方向[M].机械制造与研究,2007.

[2]贾亚洲,杨兆军.数控机床可靠性国内外现状与技术发展策略[J].中国制造业信息化,2008,4.

[3]杨红华.数控机床技术发展现状[J].湖南农机,2008(5).