機械制造與自動化畢業(yè)論文.doc

機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)論文論文題目 機械制造自動化技術的發(fā)展指導老師 熊紀予 學生姓名 何峻龍 準考證號 2012年5月5日摘要制造業(yè)特別是機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動力資源，世界的制造業(yè)正在向中國轉移，中國正在成為世界的制造大國。因此，機械制造自動化在中國的機械制造業(yè)中的顯得尤為重要。機械制造自動化,主要是指在機械制造業(yè)中應用自動化技術,實現(xiàn)對加工對象的連續(xù)自動生產,實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動化生產過程,加快生產投入原料的加工變換和流動速度,節(jié)約人力資源。機械自動化技術的應用與發(fā)展,是機械制造業(yè)技術改造、升級和進步的主要手段,是未來機械制造業(yè)技術發(fā)展的主要方向和核心。科技的進步發(fā)展,是不斷開發(fā)、應用、實踐的結果。大力推廣科技成果,加快科學技術商品化,正確判斷、識別并堅持機械自動化技術的發(fā)展走向,對于機械自動化技術的發(fā)展至關重要。隨著我國機械制造業(yè)的快速發(fā)展,對于機械自動化技術的發(fā)展至關重要?；仡櫸覈鴻C械自動化技術近些年的發(fā)展,是一項理論課題,也是一項實踐性課題,具有非常重要的理論意義和現(xiàn)實意義。總結了幾個方面著重介紹我國近些年來機械自動化技術發(fā)展歷程中出現(xiàn)的一些經驗。【關鍵詞】：機械自動化 發(fā)展 技術 發(fā)展目錄摘要.11 如何發(fā)展機械制造自動化技術.4 1.1實用機械自動化技術.41.2低成本機械自動化技術.41.3現(xiàn)代機械自動化技術.51.4配套發(fā)展機械自動化技術.62 機械制造技術的特點.72.1機械制造技術是一個系統(tǒng)工.72.2機械制造技術是一個綜合性技術.72.3機械制造技術是市場競爭要素的統(tǒng)一體.72.4機械制造技術是一個世界性技術.83 機械自動化在我國的特點及作用.83.1機械自動化的特點.83.2機械自動化的作用.84 機械自動化的產生.95 機械自動化的現(xiàn)狀.9 5.1管理方面.95.2設計方面.105.3制造工藝方面.105.4自動化技術方面.106 機械自動化的發(fā)展歷程.107 機械自動化的發(fā)展趨勢和方向.117.1機械自動化的發(fā)展趨勢-農業(yè)自動化.117.2我國機械制造技術的發(fā)展方向.11結論.14致謝.15參考文獻.161 如何發(fā)展機械制造自動化技術首先先介紹機械自動化技術的應用與發(fā)展是機械制造業(yè)技術改造、技術進步的主要手段和技術發(fā)展的主要方向。就如何發(fā)展機械制造自動化技術從四方面進行闡述。 機械自動化, 主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術, 實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產,實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產過程, 加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發(fā)展, 是機械制造業(yè)技術改造、技術進步的主要手段和技術發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術水準, 不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展, 而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。 如何發(fā)展我國的機械自動化技術, 應實事求是, 一切從我國的具體國情出發(fā), 做好各項基礎工作, 走中國的機械自動化技術發(fā)展之路。 1.1 實用機械自動化技術結合生產實際, 注重實用發(fā)展機械自動化技術。先進制造技術的全部真諦在于應用。發(fā)展機械自動化技術, 應以企業(yè)的生 產和發(fā)展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產, 才能收到良好的技術經 濟效益和社會經濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術, 應結合實際, 注重實用, 即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、 自動線的做法, 全年生產任務只需12 個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正, 對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益, 而不單純的是速度。 1.2 低成本機械自動化技術發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術。發(fā)展低成本自動化技術, 潛力大, 前景廣, 投資省, 見效快, 提高自動化程度, 可以收到事半功倍的經濟效果, 適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。20 世紀90 年代美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產lp ( lean production) 模式, 就是以最小的投入, 取得最大的產出的具體表現(xiàn)。借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備, 在發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術時, 應以原有的設備為主, 合理調整機床布局, 添加少量的數(shù)控設備, 引入cad/cam技術, 充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性, 共同構成一個以人為中心, 以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統(tǒng), 為我國機械制造業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑。通用機的局部自動化改裝有重要意義。近期內我國對成本低、維修方便的通用機的需要量還是不會急劇下降的, 因為有廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場, 有小工廠、試驗室、大型企業(yè)的工具車間等。1.3 現(xiàn)代機械自動化技術結合中國國情, 發(fā)展現(xiàn)代機械自動化技術。實現(xiàn)機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機械的操作采用自動控制器后, 生產方式才從機械化逐 步過渡到機械控制( 傳統(tǒng)) 自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后, 生產過程才能全盤自動化,才能使生產率全面提高, 達到自動化的高級理想階段。 中國實現(xiàn)機械自動化技術應是一個長期的過程, 不可能一蹴而就。當前, 中國機械制造業(yè)同世界先進水準也存在階段性差 距。在我國這種國情下, 普遍發(fā)展應用計算機集成制造系統(tǒng)的“全盤自動化”或“高度自動化”, 并不具備必要的基礎技術、經驗和投資能力。因此, 要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化cims 技術, 一定要慎重行事。而且全盤自動化或高度自動化的cims 技術也并非我國機械制造業(yè)的當務之急, 只能列為機械制造自動化技術的主要發(fā)展方向。應該發(fā)展工藝成熟的大批量生產的自動化技術。我國現(xiàn)階段, 在產品數(shù)量較大的同類產品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產中, 自動化設備仍然是半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉體零件加工自動線等。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產中, 采用剛性自動化( 自動單機和自動線) 則是合理可行的, 能取得較好的經濟效益; 對于品種稍多的成批生產, 應采用由快速重新調整的設備組成成組工段或流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元, 實現(xiàn)成組自動化; 而單件小批量生產, 應從推廣成組技術入手, 適當發(fā)展采用數(shù)控機應酬或加工中心, 有針對性地建立一些揉性制造單元fmc( flexible manu- facturing cell) , 可取 得較好的經濟效果。我國作為一個發(fā)展中國家, 考慮一切生產技術問題時的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統(tǒng)( pseudo- fms) , 是要確保必要的生產柔性的前提下, 優(yōu)化人機界面, 不過分追求 自動化, 盡可能建立較為完善的信息系統(tǒng), 充分發(fā)展計算機管理的效益。系統(tǒng)中先進的自動化裝備和普通設備并存, 系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)允許人工干預。這是一個典型的結合國情、實施適用先進方針的自動化技術解決方案。我國目前在消化呼吸、融會貫通國際上有用的自動化技術理論的基礎上, 要努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā), 發(fā)展創(chuàng)新, 形成有國情特征的發(fā)展自動化技術理論和學說, 進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術的開發(fā)研究, 以適用為前提, 急需什么就解決什么, 取得實踐經驗再 推廣應用。 1.4 配套發(fā)展機械自動化技術抓好基礎, 注重配套發(fā)展機械自動化技術。發(fā)展應用機械自動化技術, 要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作, 既要發(fā)展主機, 也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統(tǒng)。可編程控制器、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計算機等將是今后機械自動化的主要技術基礎。研究生產大量性能優(yōu)良、自動化水準高的機電產品是發(fā)展應用機械自動化技術的關鍵。自動化生產時, 在系統(tǒng)的結構、質量( 重量) 、體積、剛性和耐性等方面對現(xiàn)代機械自 動化技術有著重要的影響, 機械技術應利用其它高新技術來更新, 實現(xiàn)與適應現(xiàn)代機械自動化技術的發(fā)展; 自動化生產時, 機械制造系統(tǒng)的自動控制、自動檢測、伺服系統(tǒng)的操作等都少不了要應用微電子技術和自動控制理論; 自動化生產時, 信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等都少不了要應用計算機與信 息處理技術。 總之, 我國機械制造業(yè)發(fā)展應用自動化技術, 不但要起點高, 瞄準世界先進水準, 而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術, 堅持提高與普及相結合的方針, 我國的機械自動化技術發(fā)應應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。 2 機械制造技術的特點做好基礎自動化得工作仍是我國制造企業(yè)一項緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數(shù)量還是利用率都很低，可編程控制器的使用并不普及，工業(yè)機器人的應用還很有限。因此，我們要立足于我國的實際情況，在看到國際上制造業(yè)發(fā)展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。2.1 機械制造技術是一個系統(tǒng)工程先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統(tǒng)制造技術相結合，使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。2.2 機械制造技術是一個綜合性技術先進制造技術應用的目標是為了提高企業(yè)競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此，它應不限于制造過程本身，它涉及產品從市場調研、產品開發(fā)及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容，并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業(yè)的綜合經濟效益和社會效益。2.3 機械制造技術是市場競爭要素的統(tǒng)一體市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發(fā)展，20世紀80年代以后，制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把三個矛盾有機結合起來，使三者達到了統(tǒng)一。2.4 機械制造技術是一個世界性技術20世紀80年代以來，隨著全球市場的形成，發(fā)達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場，傾銷產品，輸出資本，使得市場競爭變得越來越激烈，為適應這種激烈的市場競爭，一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平，應能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。同時，機械制造技術是面向21世紀的技術，應與現(xiàn)代高新技術相結合，應有明確范疇的新的技術領域。3 機械自動化在我國的特點及作用機械自動化, 主要指在機械制造業(yè)中應用自動化技術, 實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產, 實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產過程, 加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發(fā)展, 是機械制造業(yè)技術改造、技術進步的主要手段和技術發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術水準, 不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展, 而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國的機械自動化技術, 應實事求是, 一切從我國的體國情出發(fā), 做好各項基礎工作, 走中國的機械自動化技術發(fā)展之路。3.1 機械自動化的特點 機械自動化的特點很多:第一,機械自動化是面向21世紀的技術,是具有明確的范疇的新的技術領域;第二,機械自動化技術是面向工業(yè)應用的技術,可以提高制造業(yè)的綜合經濟效益和社會效益;第三,機械自動化技術是面向全球競爭的技術,同時是駕馭生產過程的系統(tǒng)工程,是市場競爭核心時間、質量和成本三要素的統(tǒng)一。3.2 機械自動化的作用在工業(yè)生產中,機械自動化的作用很大:第一,機械自動化的應用,可以提高生產過程的安全性;第二,機械自動化可以提高生產效率;第三,機械自動化可以提高產品的質量;第四,機械自動化可以減少,生產過程的原材料和能源損耗。 很多方面機械自動化的特點與作用相輔相成,在工業(yè)中起到很大的作用,并且我國處于機械自動化的初期,需要循序漸進,不斷努力,創(chuàng)造條件,向自動化的高級理想階段邁進。 4 機械自動化的產生機械自動化技術從上個世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發(fā)展應用，上世紀60年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應的能力，開始建立可變性自動化生產系統(tǒng)，即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機器設備或生產管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。社會實踐證明，這種定義下的制造系統(tǒng)自動化與當代大多數(shù)企業(yè)的實際不相容。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。5 機械自動化的現(xiàn)狀機械自動化技術從上世紀20年代開始發(fā)展應用以來,在各行各業(yè)都得到了迅速發(fā)展和廣泛的應用,特別是近年來計算機的高度集成化,開始采用計算機集成制造系統(tǒng),大大加快了機械自動化的發(fā)展,但我國讓處于初級操作階段的自動化。 近年來,我國的制造業(yè)不斷采用先進制造技術,但與工業(yè)發(fā)達國家相比,仍然存在一個階段性的整體上的差距。 5.1 管理方面工業(yè)發(fā)達國家廣泛采用計算機管理,重視組織和管理體制、生產模式的更新發(fā)展,推出了準時生產(jit)、敏捷制造(am)、精益生產(lp)、并行工程(ce)等新的管理思想和技術。我國只有少數(shù)大型企業(yè)拒不采用了計算機輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經驗管理階段。 5.2 設計方面工業(yè)發(fā)達國家不斷更新設計數(shù)據(jù)和準則,采用新的設計方法,廣泛采用計算機輔助設計技術(cad),大型企業(yè)開始無圖紙的設計和生產。我國采用cad技術的比例比較低。 5.3 制造工藝方面工業(yè)發(fā)達國家較廣泛的采用高精密加工、精細加工、微細加工、微型機械和微米、納米技術、激光加工技術、電磁加工技術、超塑加工技術以及復合加工技術等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。 5.4 自動化技術方面工業(yè)發(fā)達國家普遍采用數(shù)控機床、加工中心及柔性制造單元(fmc)、柔性制造系統(tǒng)(fms)、計算機集成制造系統(tǒng)(cims),實現(xiàn)了柔性自動化、只是智能化、集成化。我國尚處在單機自動化、剛性自動化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)可見。 6 機械自動化的發(fā)展歷程機械自動化技術從本世紀20年代首先在機械制造冷加工大批量生產過程中開始發(fā)展應用，60年代后為適應市場的需求和變化，為增強機械制造業(yè)對市場靈活快速反應的能力，開始建立可變性自動化生產系統(tǒng)，即圍繞計算機技術的柔性自動化。它是在制造系統(tǒng)不變或變化較小的情況下，機器設備或生產管理過程通過自動檢測、信息處理、分析判斷自動地實現(xiàn)預期的操作或某種過程，并能夠自動地從制造一種零件轉換到制造另一種不同的零件。 7080年代國際上出現(xiàn)了開始采用計算機集成制造系統(tǒng)cims(computer integrated manufacturing），柔性自動化生產模式也有這種情況。初期以信息集成為重點，以較高的自動化程度為特征，但在實現(xiàn)過程中遇到了困難。鑒于實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)的全盤自動化所需的巨額投入（一個全盤自動化工廠耗資數(shù)百億美元，柔性制造系統(tǒng)一般價格為6002500萬美元），所承擔的巨大風險，加之技術上的難度與可靠性等問題，世界工業(yè)發(fā)達國家已開始“碰壁轉產”，轉而注重信息集成的效果，追求低成本自動化lca(low cost automation）的企業(yè)組織結構和運行方式。目前，世界各國的機械自動化水準除少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家的某些生產部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動化。我國也不例外，需要循序漸進，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動化的高級理想階段邁進。 實現(xiàn)我國機械自動化技術是一個長期的過程，不可能一蹴而就。我國機械制造業(yè)目前有.萬個企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準的產業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動占有相當?shù)谋戎兀覈塥毩㈤_發(fā)現(xiàn)代機械自動化技術的企業(yè)可以說沒有；我國機械制造業(yè)企業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數(shù)量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、使用上，同世界先進水準也存在階段性差距。7 機械自動化的發(fā)展趨勢和方向7.1機械自動化的發(fā)展趨勢-農業(yè)自動化近些年來, 國外農業(yè)自動化飛速發(fā)展, 農業(yè)機械設計向高速、寬幅、大功率、舒適的方向發(fā)展。自動化控制技術在農業(yè)機械上的應用已相當普及, 一些著名廠商把自動控制、信息處理、全球定位系統(tǒng)和激光、遙感等現(xiàn)代尖端技術、裝備應用于農業(yè)機械上。由于歷史、觀念和技術等方面的原因, 我國傳統(tǒng)農業(yè)機械與發(fā)達國家相比有很大差距, 已遠遠不能適應農業(yè)的科技進步。近些年來, 自動化的研究逐漸被人們所認識, 自動控制在農業(yè)上的應用越來越受到重視。7.2 我國機械制造技術的發(fā)展方向 先進制造技術是制造技術的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術發(fā)展起來的，既保持了過去制造技術中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術成果，并滲透到產品生產的所有領域及其全部過程。 20世紀80年代，隨著掃描顯微鏡的發(fā)明和使用，人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度，納米技術是指實現(xiàn)納米級精度，是一種在納米尺度上研究原子和分子結構，物質特性及相互作用與運動，并運用這種技術為人類服務的高新技術，納米技術對制造業(yè)產生了很大的影響，其應用范圍將非常廣泛，包括納米材料技術、納米加工技術、納米裝配技術和納米測量技術等 超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級，在21世紀初開發(fā)的分子束生長技術、離子注入技術和材料合成、掃描隧道工程（ste）可使加工精度達到0.00030.0001m，現(xiàn)在精密工程正向其終極目標原子級精度的加工逼近，也就是說，可以做到移動原子級別的加工。 現(xiàn)代機械制造技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方向上：一是精密工程技術，以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術為代表，將進入微型機械電子技術和微型機器人得時代；二是機械制造的高度自動化，以cims和敏捷制造等的進一步發(fā)展為代表。(1)精密成形技術成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術包括：精密鑄造（濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯）、精密鍛壓（冷濕精密成形、精密沖裁）、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。(2)無形切削加工無切削液加工的主要應用領域是機械加工行業(yè)，無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。（3）快速成形技術快速原型零件制造技術（rpm），其設計突破了傳統(tǒng)加工技術所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術有分層實體制造（lom），熔化沉積制造（fdm）等等。由于以上工藝和技術不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進對環(huán)境起到保護作用，因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術，通過計算機的模擬、仿真，才能實現(xiàn)。 綜上所述,我國要搞好機械自動化,不但要起點高,瞄準世界先進水準,而且必須包括各種靈活的提成本、見效快的技術,堅持提高與普及相結合的方針,同時從我國具體的基本國情出發(fā),使我國的機械自動化技術發(fā)揮應有的才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。結 論通過對我國目前制造業(yè)的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢的了解。在新的世紀里,科學技術必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向。 它的發(fā)展趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調的柔性,使生產推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產,追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質和能量的力量生產出價