先进制造技术论文1

1、先进制造技术论文先进制造技术(Advanced Manufactuing Technology),人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。一、先进的工程设计技术先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD、C

2、AE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。（1）产品（投放市场的产品和制造产品的工艺装备（夹具、刀具、量检具等）设计现代化。以CAD为基础（造型，工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等），全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析，动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等；（2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。在信息集成环境下，采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP，数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备

3、的计算机辅助工作程序设计即CAM等。二、先进制造工艺技术（1）高效精密、超精密加工技术，包括精密、超精密磨削、车削，细微加工技术，纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在100.1m（相当于IT5级精度和IT5级以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1m以下的加工方法，如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工，如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等，在当前制造工业中占有极重要的地位。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为0.10.01m数量级，表面粗糙度Ra值为0.001m数量级的加工方法。此外

4、，精密加工与特种加工 一般都是计算机控制的自动化加工。（2) 精密成型制造技术，包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。（3）现代特种加工技术，包括高能束流（主要是激光束、以及电子束、离子束等）加工，电解加工与电火花（成型与线切割）加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工(Electrical discharge machining (EDM)电火花加工 electric spark machining )是指在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。可分为电火花成型加工(EDM

5、)和电火花线切割加工(电火花线切割加工 electrical discharge wire cutting-EDW)两大类。一般都采用CNC控制。（4）快速成型制造（RPM).快速成形技术是在计算机控制下，基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看，零件可视为“点” 或“面” 的叠加而成。从CAD电子模型中离散得到点、面的几何信息，再与成型工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。（5）先进制造工艺发展趋势1）采用模拟技术，优化工艺设计； 2）成形精度向近无余量方向发展；3）成形质量向近无“缺陷”方向发展；4）机械加工向超精密、

6、超高速方向发展； 5）采用新型能源及复合加工，解决新型材料的加工和表面改性难题；6）采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制；7）采用清洁能源及原材料，实现清洁生产；8）加工与设计之间的界限逐渐谈化，并趋向集成及一体化； 9）工艺技术与信息技术、管理技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展。三、制造自动化技术计算机控制自动化技术（1）数控技术与数控机床；数控加工技术是为了实现机床控制自动化要求而发展的。它是指用代码化的数字、字母及符号表示加工要求、零件尺寸及其参数、加工步骤等，通过控制介质，输入到控制装置，经过微机进行处理与计算，发出各种控制信号与数据，使机床各部件自动协调运动，实现自动加工的

7、技术。采用数控加工技术的机床，称为数控机床。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高；生产效率高；特别适合加工形状复杂的轮廓表面；有利于实现计算机辅助制造；对操作者（不含编程人员）技术水平的要求相对较低；初始投资大、加工成本高。此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。（2）工业机器人（用于物流与加工）及物流设备；工业机器人是一种可编程的智能型自动化设备，是应用计算机进行控制的替代人进行工作的高度自动化系统。最近，联合国标准化组织采用的机器人的定义是：“一种可以反复编程的多功能的、用来搬运材料、零件、工具的

8、操作机”。在无人参与的情况下，工业机器人可以自动按不同轨迹、不同运动方式完成规定动作和各种任务。机器人和机械手的主要区别是：机械手是没有自主能力，不可重复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作；机器人是由计算机控制的，可重复编程，能完成任意定位的复杂运动。（3）柔性制造系统（FMC,FMS,FML）：包括加工设备（CNC机床）、检测设备、物料输送（工业机器人、自动交换托盘（APC）、自动输送台车（RGV、AGV）等）和储存设备（立体仓库等）；数柔性制造系统（FMS）是现代机械制造业中的新型自动化生产设备，它是为填补占机械制造中70的中小批量生产自动化而发展起来的。它主要包括若干台数控机床和加

9、工中心（或其他直接参加产品零部件生产的自动化设备），用一套自动物料（包括工件和刀具）搬运系统连接起来，由分布式多级计算机系统进行综合管理与控制，以适应柔性的高效率零件加工（或零部件生产）。所谓柔性的零件加工是指能够同时地和交替地加工不同的但是同系统的零件。柔性制造系统的适用范围很广，它主要解决了单件小批生产的自动化和中大批多品种的自动化加工。它把高柔性、高质量、高效率结合和统一起来，在当今具有很强的生命力（4）计算机集成制造（CIM）和工厂自动化（FA）。计算机集成制造系统（CIMS）是由计算机管理系统、计算机辅助设计与制造CAD/CAM以及柔性制造系统FMS（还可能有其他生产单元）组成。CI

10、MS是产品生产过程的各子系统的完美集成，即把工程设计、生产制造、市场分析和其他支持功能合理地通过计算机网络有机地集合成一个整体，以实现生产的柔性化、优化、自动化和集成化，达到高效率、高质量、低成本而灵活生产的目的。机械制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20一55。在一个国家的企业生产力构成中，机械制造技术的作用一般占60左右。世界上各个国家经济实力的竞争，主要是先进制造技术的竞争，其竞争能力最终体现在所生产产品的市场占有率上。 现如今，先进制造技术发展已经成为一个庞大的技术群。在机械制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发，还是在产品生产制造或是经

11、营管理中，都能充分利用先进制造技术。也正是先进制造技术的快速发展，促进了机械制造业产生了根本性的变化。由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了5个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变；从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变；从以技术为中心向以人为中心转变。 .先进制造工艺以及自动化技术在整个机械制造的过程中，工艺过程是最主要的过程。由于机械制造业本身的需要，形成和发展了许多先进的制造工艺及自动化技术，从而充实、发展

12、了整个先进制造技术群，带动了其他制造业的发展。这些先进制造工艺及自动化技术主要包括以下几个方面。 1.毛坯制造工艺。毛坯制造是机械制造工艺的基础和前提。近几年，出现了许多先进的制造工艺及技术。铸造方面出现了一套精密洁净铸造成形工艺，例如，外热风冲天炉熔炼、处理、保护成套技术；钢液精炼与保护技术；高效金属型铸造工艺及设备；气化模铸造工艺与设备等。 锻压方面出现了精确高效塑性成型技术，主要有热精锻生产线成套技术；冷温成型成套技术；辊锻和楔横轧成形技术；精密冲裁工艺及设备等。焊接与切割方面出现了新型焊接电源及控制技术；激光焊接技术；微连接技术；数控切割技术等。 2.机械加工工艺。机械加工是机械制造工

13、艺过程的主要组成部分，在这方面的趋势是向高效、高精度方向发展。主要有精密加工和超精密加工；高速切削与高速磨削；复杂型面的数控加工；游离磨料的高效加工等。 3.表面处理。随着机械产品表面质量的要求越来越高，出现了许多表面处理工程新技术，包括化学镀非晶态合金技术；新型节能表面涂装技术；高速燃气喷涂技术；等离子体化学气相沉积技术；离子束辅助镀膜技术等。 4.热处理。热处理工艺近几年出现了可控气氛热处理、真空热处理、离子化学热处理、激光表面合金化等先进技术。 5.自动化技术。在机械制造过程中，除了发展应用先进制造工艺以外，自动化技术的发展与应用是另一大特征。这些自动化技术包括机床数控技术、工业机器人、

14、柔性制造技术、传感技术、集成制造技术、自动检测及信号识别技术等。 先进制造模式与先进制造技术的关系人们对于制造技术与先进制造技术IET（in-dustry engineering technology）的联系与区别是比较清楚的。既然把制造模式与制造技术看作两个不同的概念，就应研究AMM 与IET 的关系。 由于AMM 的动态性、继承性和重叠性导致了各种AMM 的关联性，而IET 在应用上本身也具有普遍性，因此，它们已不再是过去那样一种技术只应用于一项模式、一项模式只利用一种技术的一对一的关系，而是演变为一种相互渗透、相互交叉和多对多的模式，其交叉互用的关系如图1 所示。下面简要说明图1 中的几

15、项关系。 a）在柔性制造模式中应用设施规划与物流分析技术，对其物流的运储环节中物流的搬运、移动、贮存和控制各个环节分别进行研究，按照物料搬运原则，选择合理的搬运方法，同时根据物料的特性和需求时间选择合适的储存位置，以便于控制和节省搬运时间，从而达到压缩库存的目的； b）考虑到精益生产强调向管理要效益，最大限度地调动人的积极性，以及人力资源本身具有的支配性、自控性、成长性和社会性等特征，应将人因工程技术引入到精益生产中，协调人- 机- 环境之间的关系，使系统和谐、流畅的运行； c）将人力资源开发技术与创新技术引入敏捷制造中，满足敏捷制造对企业整体创新性的要求，使企业更具“敏捷性”，对用户需求、个

16、性化设定和市场变化，做出全方位快速响应； d）利用工程经济分析、安全工程、品质控制、成本控制和价值工程等技术可以对各制造模式所应用的系统进行全面的研究、改进，使各模式能更好地与其应用的系统配套运行，达到提高品质和降低成本的目的。 因此，解决先进制造系统中的各种问题，诸如如何分析企业现状，确定发展战略；如何依靠科技进步，提高效率和效益；如何提高管理水平，适应两个市场竞争的要求等，均是各项IET 的用武之地。 IET 将为实现AMM 提供更具体、更工程化、更科学化的方法和手段，优化利用企业内外的各种资源，确保企业不断提高效益。结论IET 为AMM 的成功实施提供了有力的技术支持；AMM 对IET 的发展提出了新的研究课题，要求IET 更多地融入计算机技术、仿真技术和信息技术等方面的内容。二者相互促进，共同发展。 因此，大力推广应用AM T 和IET，重视AMM 的研究与应用，促进AM T 和IET 与各种AMM 的集成与融合，必将使先进制造系统获得更有效、更满意的运行效果。主要参考文献 1孙林岩,汪建.先进制造模式理论与实践M.西安:西安交通大学出版社,2003. 2房贵如,刘维汉。先进制造技术的总体