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機械制造自動(dòng)化的實(shí)際應用分析論文
主要包括(1)計算機輔助設計,即CAD,是利用計算機圖形設備來(lái)輔助機械設計人員展開(kāi)機械設計的相關(guān)工作。(2)機械輔助制造,即CAM。在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中,利用計算機技術(shù)中的數值控制技術(shù)來(lái)輔助產(chǎn)品制造。(3)計算機輔助工藝設計,即CAPP。是計算機輔助設計與輔助制造的聯(lián)系紐帶�？商岣吖に嚲幊绦�,進(jìn)而促使工藝設計得到優(yōu)化,從而達到標準化。(4)計算機輔助產(chǎn)品的數據管理,主要是對產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程中所產(chǎn)生的全部數據、信息加以管理。要使機械制造自動(dòng)化技術(shù)充分發(fā)揮其真正作用,必須和計算機輔助工藝設計技術(shù)相結合。工藝設計過(guò)程是一個(gè)具有很強經(jīng)驗性并且影響因素較多的決策過(guò)程。以往的工藝設計已無(wú)法適應現階段我國機械產(chǎn)品市場(chǎng)中小批量、多品種的發(fā)展要求。要發(fā)展現代制造技術(shù)。必須促使CAM及CAD系統不斷朝智能化和集成化方向發(fā)展。而要實(shí)現這些目標,CAPP技術(shù)必不可少。
CAPP技術(shù)的基本功能主要有:(1)輸入設計的相關(guān)信息。(2)選取具體的工藝路線(xiàn),確定工序內容、選擇機床、道具以及夾具等。(3)明確切削量。(4)對工時(shí)及成本進(jìn)行估算。(5)輸出具體的工藝文件。等等。在機械制造工業(yè)中,CAPP技術(shù)徹底改變傳統的手工編制相關(guān)工藝文件的模式,其還有效提高編制工藝的效率,縮短生產(chǎn)時(shí)間,確保各項工藝規程的準確度,有效減少或避免一定的差錯,為達到工藝最優(yōu)化以及集成制造提供條件。對于計算機集成制造系統(簡(jiǎn)稱(chēng)CIMS)而言,其最關(guān)鍵之處在于系統集成,而集成化后的CAD/CAMS是CIMS中最核心的單元技術(shù)。在整個(gè)集成系統中,計算機輔助工藝設計可從計算機輔助設計模板之中直接獲取相關(guān)零件信息,例如幾何信息、工藝信息以及材料信息等,這樣就可取代以人機交互方式輸入零件信息。CAM需要用到的信息是由CAPP輸出的,因此需要在產(chǎn)品設計以及產(chǎn)品制造的過(guò)程中,實(shí)現信息提取、互換以及共享交流、處理的集成化。
現階段,隨著(zhù)CIMS不斷得到深入研究及推廣,CAPP技術(shù)又是作為CIMS最為關(guān)鍵的技術(shù),其受到更多的重視,其不再如CAD、CAM需要在人為的指導之下,借助圖紙對信息進(jìn)行提取、互換以及處理等,有效避免了在這過(guò)程中可能會(huì )出現重復處理及中斷處理的現象,從而確保產(chǎn)品設計以及工藝設備效率及質(zhì)量。在機械制造自動(dòng)化系統中極為重要的一個(gè)部分為物流供輸系統,其可將機械制造中所需的各種原料及成品運輸至所需地點(diǎn),該系統有單機自動(dòng)裝置以及自動(dòng)運輸系統等組成。裝配自動(dòng)化是將零配件按照相關(guān)技術(shù)要求,以搬運、組合以及調節、檢驗、試用等步驟,完成一個(gè)成品的組合。裝配在一定程度上確保了機械產(chǎn)品的質(zhì)量,且提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率及質(zhì)量,其是機械制造自動(dòng)化技術(shù)的重要應用。
加工自動(dòng)化可進(jìn)行自動(dòng)化的加工循環(huán),并能自動(dòng)地裝卸各種工件,其替代了人的體力勞動(dòng),有效減少在生產(chǎn)加工中出現的失誤,確保了產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。隨著(zhù)我國現代化科技的不斷發(fā)展,由于在機械制造中,各類(lèi)新型的材料及夾具、刀具、多樣化的加工設備等不斷被推廣使用,使得在檢測產(chǎn)品的過(guò)程中,出現各種困難,若是仍依靠傳統的人工檢測方法,是難以達到現代化發(fā)展需求的。因而,自動(dòng)化檢測則被引入機械產(chǎn)品制造過(guò)程中,主要包括對時(shí)序、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )以及電流信號對夾具、刀具等磨損狀態(tài)的診斷識別,此外,還有多專(zhuān)家系統設備的智能診斷技術(shù)。
現階段我國機械制造自動(dòng)化的發(fā)展現狀
1920年初,機械自動(dòng)化在我國各行業(yè)得到較為快速的發(fā)展及應用。尤其是近些年來(lái),計算機日趨集中化,采用集成化的計算機制造系統,促進(jìn)我國機械制造自動(dòng)化的發(fā)展,但總體上看,我國仍處于初級自動(dòng)化操作的階段,與國外發(fā)達國家相比,差距仍較大。首先,在管理上。和工業(yè)發(fā)達的國家相比,發(fā)達國家以廣發(fā)應用計算機進(jìn)行管理,且高度重視管理體制以及生產(chǎn)模式等方面的發(fā)展,逐步推出精益生產(chǎn)、準時(shí)生產(chǎn)等新型管理技術(shù)。我過(guò)卻仍有部分企業(yè)未采用計算機輔助管理。其次,在設計上。工業(yè)發(fā)達的國家不斷創(chuàng )新設計方法,已廣泛應用CAD技術(shù)。部分大型的企業(yè)則發(fā)展到無(wú)圖紙的設計以及生產(chǎn)。而我國在應用CAD技術(shù)方面僅是少數。第三在制造工藝上。國外工業(yè)發(fā)達的國家已廣泛應用各種新型的加工方法。例如高精密加工技術(shù)、納米技術(shù)、精微細加工技術(shù)、激光加工技術(shù)以及超塑加工技術(shù)等。這些新型加工方法在我國的普及率相對較低,仍處于開(kāi)發(fā)及掌握階段。第四,自動(dòng)化技術(shù)。發(fā)達國家已普遍應用柔性制造單元、數控機床、計算機集成制造系統等,達到了柔性智能化、自動(dòng)化以及集成化。我國卻還停留在剛性發(fā)展階段。
我國機械制造自動(dòng)化的發(fā)展趨勢
數字化是制造技術(shù)先進(jìn)性發(fā)展的核心。數字化制造是集制造技術(shù)、計算機技術(shù)以及管理科學(xué)的貫通、融合、發(fā)展和應用為一體的制造結果。其包括數字化設計、制造以及控制等。對制造設備來(lái)說(shuō),控制參數都是以數字信號表現出來(lái)的;對制造公司來(lái)說(shuō),各類(lèi)信息,如數據、圖形等都是通過(guò)數字形式在各企業(yè)內傳遞,利于從市場(chǎng)信息出發(fā),快速收集各種資料信息。在虛擬現實(shí)技術(shù)等各種數字技術(shù)的幫助下,能有效地對產(chǎn)品、工藝以及資源信息進(jìn)行歸納、分析、重組,以達到對產(chǎn)品設計、加工等過(guò)程的仿真目的,進(jìn)而實(shí)現生產(chǎn)的迅速整合和對市場(chǎng)信息的有效響應,從而滿(mǎn)足客戶(hù)的需求;對世界范圍內的制造業(yè)來(lái)說(shuō),使用者借助網(wǎng)絡(luò )平臺來(lái)發(fā)布信息,各大企業(yè)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù),以需求為根據,利用電子商務(wù)來(lái)達到優(yōu)勢互補、形成一個(gè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟,快速地設計并造出產(chǎn)品的目的�；诖�,在數字化制造的環(huán)境下,在各個(gè)領(lǐng)域甚至是跨越地區、跨越國界形成了一個(gè)由數字信息組成的網(wǎng),車(chē)間、員工、設備等均可成為這個(gè)網(wǎng)上的一個(gè)有用的“結點(diǎn)”。在此基礎上還應指出,制造知識,包含技能的獲得、表達、公式化等,均是制造技術(shù)自動(dòng)化發(fā)展成制造科學(xué)的重點(diǎn),而這些與數字化是密不可分的。
“綠色”是從環(huán)境保護范疇延伸到機械制造中的,人類(lèi)與自然的和諧發(fā)展是社會(huì )可持續發(fā)展的必經(jīng)之路。人類(lèi)社會(huì )實(shí)際上也屬于自然界的一部分,部分是無(wú)法脫離整體而存在的,更不能對整體進(jìn)行破壞及對抗。人類(lèi)須從多方面促使人與自然界的和諧統一,制造自動(dòng)化技術(shù)也不能例外。制造業(yè)制造產(chǎn)品從開(kāi)始構思,到設計、到產(chǎn)品制造、到產(chǎn)品銷(xiāo)售、到產(chǎn)品使用以及維護,最后回收、再利用的各個(gè)階段,產(chǎn)品均要給予環(huán)境保護充分的考慮。環(huán)境保護的含義是廣義的,我們在保護環(huán)境的同時(shí)還必須保護生產(chǎn)環(huán)境以及社會(huì )環(huán)境,甚至是要保護生產(chǎn)人員的身心健康。在此基礎及要求下,應該致力于制造物美、價(jià)廉、供貨周期短、售后好的產(chǎn)品。所謂的“綠色”制造是指產(chǎn)品應該在一定范圍上是一件好的藝術(shù)品,以滿(mǎn)足用戶(hù)的工作、生產(chǎn)、生活場(chǎng)所的要求,給用戶(hù)優(yōu)雅的視覺(jué)享受,將精神文明物質(zhì)文明以及環(huán)境文明高度結合起來(lái)。每研究與應用一項新的技術(shù)時(shí),都必須立足于哲學(xué)的高度,必須給予環(huán)境文明充分考慮,促進(jìn)可持續發(fā)展。我國的機械制造自動(dòng)化必將走向“綠色”自動(dòng)化。
智能化是機械制造發(fā)展的前景。近年來(lái),機械制造系統正從原來(lái)的能量驅動(dòng)型轉化為現在的信息驅動(dòng)型,這就需要機械制造系統同時(shí)具備柔性、智能性,便于處理大量而繁雜的信息,適應多變的市場(chǎng)需求以及競爭激烈環(huán)境,正因為如此,制造智能化備受關(guān)注。智能化制造系統是智能制造模式的基礎,智能化制造系統是由智能與技術(shù)的融合而建立起來(lái)的應用環(huán)境,同時(shí)也是智能化制造模式的載體。相比傳統的制造模式,智能化制造系統具備下列特征:(1)學(xué)習能力。(2)自我維護能力。(3)人與機一體化。(4)組織性、超柔性。在未來(lái)發(fā)展中,機械制造將具備更高級的思維能力。在此基礎上,可總結為,智能化制造模式是集成化、自動(dòng)化以及智能化的結合體,它是具備不斷深入發(fā)展的高技術(shù)水平的制造系統,同時(shí)也是一種由專(zhuān)家和機器共同組成的人與機一體化的系統,它以超級柔性與集成的方式表現在制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節中,應用網(wǎng)絡(luò )模擬專(zhuān)家的智能活動(dòng),對之進(jìn)行判斷、分析、構思、推理以及決策,最后取代甚至延伸人類(lèi)的部分腦力勞動(dòng),與此同時(shí),收集、處理、完善、存儲、共享、繼承進(jìn)而發(fā)展專(zhuān)家的制造智能;當然,目前也只是起步階段,但具有巨大潛力,前景非常廣闊。
結束語(yǔ)
綜上所述,我國的機械制造業(yè)中,機械制造自動(dòng)化技術(shù)已得以開(kāi)發(fā)及應用,雖然我國機械制造自動(dòng)化的發(fā)展現狀較國外發(fā)達國家落后,但是,隨著(zhù)我國當前綜合國力的不斷增強,我國的機械制造在未來(lái)不僅會(huì )不斷向自動(dòng)化發(fā)展,還會(huì )向數字化、智能化、虛擬化、綠色化方向發(fā)展。(本文作者:吳曉明 單位:廣西防城港廣播電視大學(xué))
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