導(dǎo)語：如何才能寫好一篇柔性制造系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關(guān)鍵詞]柔性制造系統(tǒng)(FMS) 組成 優(yōu)勢 發(fā)展方向

70年代末80年代初,隨著計算機輔助管理、物料自動搬運、刀具管理和計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的發(fā)展以及CAD/CAM技術(shù)、成組技術(shù)(GT)、工業(yè)機器人等技術(shù)的成熟,更加系統(tǒng)化、規(guī)模化的柔性制造系統(tǒng)(FMS)就出現(xiàn)了。

所謂FMS,是一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設(shè)備,由計算機信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運系統(tǒng)有機結(jié)合的整體,能適應(yīng)加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System)。下面就柔性制造系統(tǒng)的組成、分類、優(yōu)勢及發(fā)展趨勢進行闡述。

一、柔性制造系統(tǒng)(FMS)的組成

1.加工系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定,主要有加工中心、車削中心或計算機數(shù)控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機床等,用以自動地完成多種工序的加工。

2.物料系統(tǒng)

物料系統(tǒng)用以實現(xiàn)工件及工裝夾具的自動供給和裝卸,以及完成工序間的自動傳送、調(diào)運和存貯工作,包括各種傳送帶、自動導(dǎo)引小車、工業(yè)機器人及專用起吊運送機等。

3.計算機控制系統(tǒng)

計算機控制系統(tǒng)用以處理柔性制造系統(tǒng)的各種信息,輸出控制CNC機床和物料系統(tǒng)等自動操作所需的信息。通常采用三級(設(shè)備級、工作站級、單元級)分布式計算機控制系統(tǒng),其中單元級控制系統(tǒng)(單元控制器)是柔性制造系統(tǒng)的核心。

4.系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件用以確保柔性制造系統(tǒng)有效地適應(yīng)中小批量多品種生產(chǎn)的管理、控制及優(yōu)化工作,包括設(shè)計規(guī)劃軟件、生產(chǎn)過程分析軟件、生產(chǎn)過程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。

二、柔性制造系統(tǒng)的分類

1.柔性制造單元(FMC)

FMC由單臺帶多托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺以下的CNC機床組成,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC的柔性最高。

2.柔性制造線(FML)

柔性制造線FML是處于非柔性自動線和FMS之間的生產(chǎn)線,對物料系統(tǒng)的柔性要求低于FMS,但生產(chǎn)效率更高。

3.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

FMS通常包括3臺以上的CNC機床(或加工中心),由集中的控制系統(tǒng)及物料系統(tǒng)連接起來,可在不停機情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。FMS是使用柔性制造技術(shù)最具代表性的制造自動化系統(tǒng)。

三、柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢

1.設(shè)備利用率高。由于采用計算機對生產(chǎn)進行調(diào)度,一旦有機床空閑,計算機便分配給該機床加工任務(wù)。在典型情況下,采用柔性制造系統(tǒng)中的一組機床所獲得的生產(chǎn)量是單機作業(yè)環(huán)境下同等數(shù)量機床生產(chǎn)量的3倍。

2.減少生產(chǎn)周期。由于零件集中在加工中心上加工,減少了機床數(shù)和零件的裝卡次數(shù)。采用計算機進行有效的調(diào)度也減少了周轉(zhuǎn)的時間。

3.具有維持生產(chǎn)的能力。當(dāng)柔性制造系統(tǒng)中的一臺或多臺機床出現(xiàn)故障時,計算機可以繞過出現(xiàn)故障的機床,使生產(chǎn)得以繼續(xù)。

4.生產(chǎn)具有柔性。可以響應(yīng)生產(chǎn)變化的需求,當(dāng)市場需求或設(shè)計發(fā)生變化時,在FMS的設(shè)計能力內(nèi),不需要系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的變化,系統(tǒng)具有制造不同產(chǎn)品的柔性。并且,對于臨時需要的備用零件可以隨時混合生產(chǎn),而不影響FMS的正常生產(chǎn)。

5.產(chǎn)品質(zhì)量高。FMS減少了卡具和機床的數(shù)量,并且卡具與機床匹配得當(dāng),從而保證了零件的一致性和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時自動檢測設(shè)備和自動補償裝置可以及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,并采取相應(yīng)的有效措施,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

6.加工成本低。FMS的生產(chǎn)批量在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,其生產(chǎn)成本是最低的。它除了一次性投資費用較高外,其他各項指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)的生產(chǎn)方案。

四、FMS發(fā)展方向

1.FMS仍將迅速發(fā)展

FMS在20世紀(jì)80年代末就已進入了實用階段,技術(shù)已比較成熟。由于它在解決多品種、中小批量生產(chǎn)上比傳統(tǒng)的加工技術(shù)有明顯的經(jīng)濟效益,因此隨著國際競爭的加劇,無論發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都越來越重視柔性制造技術(shù)。

從機械制造行業(yè)來看,現(xiàn)在FMS不僅能完成機械加工,而且還能完成鈑金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和激光、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、注塑和橡膠模制等工作。從整個制造業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品看,現(xiàn)在FMS已不再局限于汽車、車床、飛機、坦克、火炮、艦船等,還可用于計算機、半導(dǎo)體、木制產(chǎn)品、化工等產(chǎn)品生產(chǎn)。從生產(chǎn)批量來看,FMS已從中小批量應(yīng)用向單件和大批量生產(chǎn)方向發(fā)展。

隨著計算機集成制造技術(shù)和系統(tǒng)(CIMS)日漸成為制造業(yè)的熱點,很多專家學(xué)者紛紛預(yù)言CIMS是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。柔性制造系統(tǒng)作為CIMS的重要組成部分,必然會隨著CIMS的發(fā)展而發(fā)展。

2.FMS系統(tǒng)性能不斷提高

構(gòu)成FMS的各項技術(shù),如加工技術(shù)、運儲技術(shù)、刀具管理技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展,毫無疑問會大大提高FMS系統(tǒng)的性能。在加工中采用噴水切削加工技術(shù)和激光加工技術(shù),并將許多加工能力很強的加工設(shè)備如立式、臥式鏜銑加工中心,高效萬能車削中心等用于FMS系統(tǒng),大大提高了FMS的加工能力和柔性,提高了FMS的系統(tǒng)性能。AVG小車以及自動存儲、提取系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用,為FMS提供了更加可靠的物流運儲方法,同時也能縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)率。刀具管理技術(shù)的迅速發(fā)展,為及時而準(zhǔn)確地為機床提供適用刀具提供了保證。同時可以提高系統(tǒng)柔性、生產(chǎn)率、設(shè)備利用率,降低刀具費用,消除人為錯誤,提高產(chǎn)品質(zhì)量,延長無人操作時間。

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【關(guān)鍵詞】柔性制造系統(tǒng)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

中圖分類號：S219.06 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

柔性制造系統(tǒng)是數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。其總趨勢是：生產(chǎn)線越來越短，越來越簡潔，設(shè)備投資越來越少；中間庫存越來越少，場地利用率越來越高；生產(chǎn)周期越來越短，交貨速度越來越快；各類損耗越來越少，效率越來越高。

一、柔性制造系統(tǒng)的現(xiàn)狀

1、柔性制造系統(tǒng)的特點和分類

FMS 有2 個主要特點：柔性和自動化。一個理想的FMS應(yīng)具備8 種柔性：設(shè)備柔性、工藝柔性、產(chǎn)品柔性、工序柔性、運行柔性、批量柔性、擴展柔性和生產(chǎn)柔性。FMS將“柔性”和“自動”兩者結(jié)合。按規(guī)模大小FMS可分為如下4 類：

（1）柔性制造單元(FMC)。FMC 的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS 晚6~8 年，它是由1~2 臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設(shè)備構(gòu)成，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC 可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS 向廉價化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，迄今已進入普及應(yīng)用階段。

（2）柔性制造系統(tǒng)(FMS)。通常包括4 臺或更多臺全自動數(shù)控機床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來，可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。

（3）柔性制造線(FML)。它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS 之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC 機床；亦可采用專用機床或NC 專用機床，對物料搬運系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過程中的分散型控制系統(tǒng)(DCS)為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。

（4）柔性制造工廠(FMF)。FMF 是將多條FMS 連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統(tǒng)進行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計、加工、裝配、檢驗、運送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實際，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動化，進而實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF 是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化。

2、柔性制造系統(tǒng)優(yōu)勢

柔性制造系統(tǒng)作為一種新興的制造方式和傳統(tǒng)的制造方式比有明顯的優(yōu)勢。

(1)生產(chǎn)周期減少。由于零件集中在加工中心上加工，減少了機床數(shù)和零件的裝卡次數(shù)。采用計算機進行有效的調(diào)度也減少了周轉(zhuǎn)的時間。

(2)設(shè)備利用率高。由于采用計算機對生產(chǎn)進行調(diào)度，一旦有機床空閑，計算機便分配給該機床加工任務(wù)。在典型情況下，采用柔性制造系統(tǒng)中的一組機床所獲得的生產(chǎn)量是單機作業(yè)環(huán)境下同等數(shù)量機床生產(chǎn)量的3 倍。

(3)生產(chǎn)具有柔性。當(dāng)市場需求或設(shè)計發(fā)生變化時，在FMS 的設(shè)計能力內(nèi)，不需要系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的變化，系統(tǒng)具有制造不同產(chǎn)品的柔性。并且，對于臨時需要的備用零件可以隨時混合生產(chǎn)，而不影響FMS 的正常生產(chǎn)。

(4)加工成本低。FMS 的生產(chǎn)批量在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，其生產(chǎn)成本是最低的。它除了一次性投資費用較高外，其他各項指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)的生產(chǎn)方案。

(5)產(chǎn)品質(zhì)量高。FMS 減少了卡具和機床的數(shù)量，并且卡具與機床匹配得當(dāng)，從而保證了零件的一致性和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時自動檢測設(shè)備和自動補償裝置可以及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，并采取相應(yīng)的有效措施，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

二、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1、 FMS 仍將迅速發(fā)展

FMS 在20 世紀(jì)80 年代末就已進入了實用階段, 技術(shù)已比較成熟。由于它在解決多品種、中小批量生產(chǎn)上比傳統(tǒng)的加工技術(shù)有明顯的經(jīng)濟效益, 因此隨著國際競爭的加劇, 無論發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都越來越重視柔性制造技術(shù)。

FMS 初期只是用于非回轉(zhuǎn)體類零件的箱體類零件機械加工, 通常用來完成鉆、鏜、銑及攻絲等工序。后來隨著FMS 技術(shù)的發(fā)展, FMS 不僅能完成其他非回轉(zhuǎn)體類零件的加工, 還可完成回轉(zhuǎn)體零件的車削、磨削、齒輪加工, 甚至于拉削等工序。

從機械制造行業(yè)來看, 現(xiàn)在FMS 不僅能完成機械加工, 而且還能完成鈑金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和激光、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、注塑和橡膠模制等工作。從整個制造業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品看, 現(xiàn)在FMS 已不再局限于汽車、車床、飛機、坦克、火炮、艦船, 還可用于計算機、半導(dǎo)體、木制產(chǎn)品、服裝、食品以及醫(yī)藥品和化工等產(chǎn)品生產(chǎn)。從生產(chǎn)批量來看.FMS 已從中小批量應(yīng)用向單件和大批量生產(chǎn)方向發(fā)展。有關(guān)研究表明, 凡是可采用數(shù)控和計算機控制的工序均可由FMS 完成。

隨著計算機集成制造技術(shù)和系統(tǒng)( CIMS) 日漸成為制造業(yè)的熱點, 很多專家學(xué)者紛紛預(yù)言CIMS 是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。柔性制造系統(tǒng)作為CIMS 的重要組成部分, 必然會隨著CIMS 的發(fā)展而發(fā)展。

2、FMS 系統(tǒng)配置朝FMC 的方向發(fā)展

柔性制造單元FMC 和FMS 一樣, 都能夠滿足多品種、小批量的柔性制造需要, 但FMC 具有自己的優(yōu)點。

首先, FMC 的規(guī)模小, 投資少, 技術(shù)綜合性和復(fù)雜性低, 規(guī)劃、設(shè)計、論證和運行相對簡單, 易于實現(xiàn), 風(fēng)險小, 而且易于擴展, 是向高級大型FMS 發(fā)展的重要階梯。因此, 采用由FMC 到FMS 的規(guī)劃, 既可以減少一次投入的資金, 使企業(yè)易于承受, 又可以減小風(fēng)險,易于成功, 一旦成功就可以獲得效益, 為下一步擴展提供資金, 同時也能培養(yǎng)人才、積累經(jīng)驗, 便于掌握FMS的復(fù)雜技術(shù), 使FMS 的實施更加穩(wěn)妥。

其次, 現(xiàn)在的FMC 已不再是簡單或初級FMS 的代名詞, FMC 不僅可以具有FMS 所具有的加工、制造、運儲、控制、協(xié)調(diào)功能, 還可以具有監(jiān)控、通訊、仿真、生產(chǎn)調(diào)度管理以至于人工智能等功能, 在某一具體類型的加工中可以獲得更大的柔性, 提高生產(chǎn)率, 增加產(chǎn)量, 改進產(chǎn)品質(zhì)量。

3、FMS 系統(tǒng)性能不斷提高

構(gòu)成FMS 的各項技術(shù), 如加工技術(shù)、運儲技術(shù)、刀具管理技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展, 毫無疑問會大大提高FMS 系統(tǒng)的性能。在加工中采用噴水切削加工技術(shù)和激光加工技術(shù), 并將許多加工能力很強的加工設(shè)備如立式、臥式鏜銑加工中心, 高效萬能車削中心等用于FMS 系統(tǒng), 大大提高了FMS 的加工能力和柔性, 提高了FMS 的系統(tǒng)性能。AGV 小車以及自動存儲、提取系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用, 為FMS 提供了更加可靠的物流運儲方法, 同時也能縮短生產(chǎn)周期, 提高生產(chǎn)率。刀具管理技術(shù)的迅速發(fā)展, 為及時而準(zhǔn)確地為機床提供適用刀具提供了保證。同時可以提高系統(tǒng)柔性、生產(chǎn)率、設(shè)備利用率, 降低刀具費用, 消除人為錯誤, 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 延長無人操作時間。

4、從CIMS 的高度考慮FMS 規(guī)劃設(shè)計

盡管FMS 本身是把加工、運儲、控制、檢測等硬件集成在一起, 構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。但從一個工廠的角度來講,它還只是一部分, 不能設(shè)計出新的產(chǎn)品或設(shè)計速度慢,再強的加工能力也無用武之地?？傊? 只有站在工廠全面現(xiàn)代化的高度、站在CIMS 的高度分析, 考慮FMS的各種問題并根據(jù)CIMS 的總體考慮進行FMS 的規(guī)劃設(shè)計, 才能充分發(fā)揮FMS 的作用, 使整個工廠獲得最大效益, 提高它在市場中的競爭能力。

參考文獻：

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1 柔性制造系統(tǒng)的理念

柔性制造系統(tǒng)是把信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，使加工的對象能夠適應(yīng)自由變化的模式，也被叫做自動化機械制造系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要是以技術(shù)為基礎(chǔ)的，根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)計劃進行整個生產(chǎn)流程的自由調(diào)換，大部件和小的零件的生產(chǎn)同步進行，這樣的生產(chǎn)模式節(jié)約了時間，讓生產(chǎn)更加的高效，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)上的成本，這種技術(shù)值得推廣。

柔性生產(chǎn)系統(tǒng)包括四個生產(chǎn)線，有焊接、加工、熱處理和裝配。大型機械產(chǎn)品在制作時需要把小的零部件進行焊接，在焊接時要進行部件的加工處理，使部件之間可以進行安裝，有一些還需要進行熱處理才能進行安裝，這就是機械安裝的簡單流程，但是在實際操作中是非常困難的，機械設(shè)備是由很多個部件組成的，在安裝時要進行的處理步驟比較多，因此柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。柔性制造系統(tǒng)采用分級管理的方式進行，每一個加工過程都是不一樣的，以下是對焊接柔性制造技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用進行解析。

2 焊接柔性制造系統(tǒng)

焊接柔性制造系統(tǒng)使用了生產(chǎn)系統(tǒng)和物流儲運系統(tǒng)，運用這兩種技術(shù)軟件進行控制系統(tǒng)，現(xiàn)在系統(tǒng)的應(yīng)用是通過管理平臺進行的，焊接柔性制造技術(shù)是整個柔性制造系統(tǒng)的關(guān)鍵，是重點系統(tǒng)，主要的流程是：先進行一次組隊，在進行一次爆合，進行二次組隊，在進行二次爆合，這樣分解組合之后由機器人進行連接，機器人連接完整之后用焊接技術(shù)進行補充縫隙，把松的地方進行碾壓，要保證機器的緊實度，這樣的機器才能夠使用長久，使用壽命上不用擔(dān)心過短。從整體上地分析這種方法會使物流順暢，少走彎路，全部自動化，減少車輛的使用，調(diào)高了搬運的效率。

這種系統(tǒng)在使用時比較靈活，其中靈活體現(xiàn)在自動化和柔性化上面，工具的組合柔性好，使用自動化，脫離人工的組裝讓機器人進行全程的加工，這種作業(yè)模式才是先進的工程制造技術(shù)。

3 柔性組合工裝和控制系統(tǒng)

3.1 柔性組合工裝

柔性組合工裝是由平臺、定位、縮進、調(diào)整和匹配裝置構(gòu)成的，通過平臺進行機械的制造，安裝位置的確定在安裝完成時進行的調(diào)整都是在平臺上面進行的，在平臺上把柔性組合工裝全部完成，這種方法讓部件的組裝和拆卸更加的方便，尺寸也能進行調(diào)整，定位也比較快，這種方法大大地提高了生產(chǎn)效率減少了勞動的工作強度。

3.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用先進的可視化工作界面，運行穩(wěn)定，通過程序控制系統(tǒng)內(nèi)各軸，包括本體和各外部軸。機器人本體、移動裝置及變位機具有協(xié)調(diào)聯(lián)動功能，可實現(xiàn)比較復(fù)雜的運動，達到焊接姿態(tài)最佳的目的。PLC與機器人之間采用Profibus-DP通信方式進行信號交換，實現(xiàn)PLC對機器人的控制；機器人與弧焊機控制器之間采用Devicenet通信方式進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了機器人對弧焊機的控制及弧焊機參數(shù)的設(shè)置。當(dāng)操作人員按下工件裝夾完成按鈕后，PLC程序自動通過電磁閥和傳感器對伺服電機進行控制使變位機旋轉(zhuǎn)到工件最佳施焊位置，隨后依據(jù)選擇的工件類型，向機器人控制器發(fā)送程序選擇和工件到位信號，機器人依據(jù)信號對工件進行焊接，焊接完畢后，機器人回到原點。

4 柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展方向

由單純加工型FMS進一步開發(fā)以焊接、裝配、檢驗及板材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。FMS是實現(xiàn)未來工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢，是決定制造企業(yè)未來發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。智能化機械與人之間將相互融合、柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂單貨至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的全部活動。FMS獲得迅猛發(fā)展幾乎成了生產(chǎn)自動化之熱點，一方面是由于單項技術(shù)、資源管理及高度技術(shù)等的發(fā)展提供了可供集成一個整體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)；另一方面，世界市場發(fā)生了重大變化，由過去傳統(tǒng)、相對穩(wěn)定的市場，發(fā)展為動態(tài)多變的市場，為了從市場中求生存、求發(fā)展。提高企業(yè)對市場需求的應(yīng)變能力，人們開始探索新的生產(chǎn)方法和經(jīng)營模式。近年來柔性制造系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)哲理和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認。

5 柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點

柔性制造系統(tǒng)具體優(yōu)點如下：（1）設(shè)備利用率高。一組機床編入柔性制造系統(tǒng)后，產(chǎn)量比這組機床在分散單機作業(yè)時的產(chǎn)量提高數(shù)倍。（2）在制品減少80%左右。（3）生產(chǎn)能力相對穩(wěn)定。自動加工系統(tǒng)由一自或多臺機床組成，發(fā)生故障時，有降級運轉(zhuǎn)的能力，物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過故障機床的能力。（4）產(chǎn)品質(zhì)量高。零件在加工過程中，裝卸一次完成，加工精度嵩，加工形式穩(wěn)定。（5）運行靈活。有些柔性制造系統(tǒng)的檢驗、裝卡和維護工作可在第一班完成，第二、第三班可在無人照看下正常生產(chǎn)。在理想的柔性制造系統(tǒng)中，其監(jiān)控系統(tǒng)還能處理諸如刀具的磨損調(diào)換、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預(yù)料的問題。（6）經(jīng)濟效果顯著。采用FMS的主要技術(shù)經(jīng)濟效果是：能按裝配作業(yè)配套需要，及時安排所需零件的加工，實現(xiàn)及時生產(chǎn)，從而減少毛坯和在制品的庫存量，及相應(yīng)的流動資金占用量，縮短生產(chǎn)周期；提高設(shè)備的利用率，減少設(shè)備數(shù)量和廠房面積；減少直接勞動力，在少人看管條件下可實現(xiàn)晝夜24小時的連續(xù)“無人化生”；提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

篇4

關(guān)鍵詞：監(jiān)測系統(tǒng)；遠程控制

中圖分類號： 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

進入21世紀(jì)以來，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕功、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，而這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。工業(yè)機器人柔性制造單元監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了柔性制造過程中的機床信息的采集和顯示。通過開發(fā)計算機軟件系統(tǒng)對柔性單元的數(shù)控和計算機等設(shè)備進行監(jiān)測，獲取生產(chǎn)過程信息。本文介紹了基于計算機系統(tǒng)下的監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，分別從總體設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)計原理多角度進行闡述。

1.總體設(shè)計

1.1 基于PC機和機器人及數(shù)控機床通信技術(shù)

以現(xiàn)有數(shù)控機床和工業(yè)機器人通訊設(shè)備為平臺，研究通用以太網(wǎng)通信、串口通信和第三方通信協(xié)議和硬件的可行性，最終確通信方法，以減低硬件投入，增強數(shù)據(jù)通訊能力。

1.2 工業(yè)機器人和數(shù)控機床關(guān)鍵運行數(shù)據(jù)的提取和處理技術(shù)

對數(shù)控機床研究數(shù)控系統(tǒng)典型的數(shù)據(jù)如操作方式數(shù)據(jù)、程序運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、主軸數(shù)據(jù)、進給數(shù)據(jù)、軸坐標(biāo)和軸負載等數(shù)據(jù)的提取技術(shù)

1.3 基于PC機的監(jiān)測軟件架構(gòu)與開發(fā)

研究基于C#、VB和.NET等高級語言對整個系統(tǒng)進行架構(gòu)，開發(fā)實用有效的監(jiān)測軟件系統(tǒng)，可實時監(jiān)視生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為后續(xù)的控制提供數(shù)據(jù)保障，有助于縮短工廠生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間和提高產(chǎn)品質(zhì)量，這樣的軟件更加體現(xiàn)專業(yè)性和易用性。

2.系統(tǒng)開發(fā)

2.1 通信線路的建立

數(shù)控車床網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)工具為C#、SQL SERVER數(shù)據(jù)庫。為了應(yīng)用程序的正常應(yīng)用，需將FOCAS2庫函數(shù)Fwlib32.dll、Fwlibe1.dll、Fwlib32.lib及頭文件Fwlib32.h復(fù)制到工程文件夾中。并調(diào)用語句 short ret = cnc_allclibhndl3（“192.168.1.1”，8193，10，out Flibhndl）來建立通訊線路，正常時將返回0（0=EW_OK）。其中192.168.1.2為機床IP地址，8193為端口號。設(shè)置時PC側(cè)的IP地址前三位（192.168.1.x）需與機床相同，從而實現(xiàn)機床與PC之間的通訊。

2.2 數(shù)據(jù)參數(shù)的提取

建立PC與CNC的以太網(wǎng)連接后，使用Visual Studio 2015軟件，引用FOCAS2函數(shù)庫進行程序編寫?，F(xiàn)在以讀絕對軸位置（Read absolute axis position）為例：ret = c_absolute（Flibhndl， -1， 16， odbaxis）（先讀取刀具軸的位置）；string absoluteX = odbaxis.data[0].ToString（）（后將XYZ軸3個值分別賦值給absoluteX、absoluteY、absoluteZ）。生成工程文件，獲取坐標(biāo)信息。除此之外，PMC數(shù)據(jù)、主軸轉(zhuǎn)速、進給率等都是需被提取的重要參數(shù)。

2.3 應(yīng)用程序用戶界面的設(shè)計

圖1是應(yīng)用程序界面設(shè)計中重要的組成部分。其所能記錄的數(shù)據(jù)有電流、轉(zhuǎn)速、進給率、坐標(biāo)、溫度等。以上都是有關(guān)監(jiān)測軟件對于數(shù)據(jù)記錄的要求。

在機床加工過程中，狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用性研究的基礎(chǔ)是分析這些過程數(shù)據(jù)的變化規(guī)律和特點，因此需要對監(jiān)測的過程數(shù)據(jù)詳細記下來，供后續(xù)的研究分析。

本軟件的數(shù)據(jù)庫功能的開發(fā)是基于Access數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的。機床加工過程中參數(shù)監(jiān)測的研究。

3 結(jié)束語

現(xiàn)在是信息時代、底只時代，各種系統(tǒng)應(yīng)用軟件層出不窮，作為一名電氣自動化的學(xué)生，應(yīng)用系統(tǒng)控制技術(shù)進行相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計是一個對理論知識的拓展和深層認識、將實踐理論相結(jié)合的完美過程。通過應(yīng)用軟件能夠給人們監(jiān)測機床帶來極大的方便，更節(jié)省了時間。本文由整體到分散部分詳細而具體的對系統(tǒng)進行分析，完善對機床的監(jiān)測，通過遠程電腦便可控制改變傳統(tǒng)的狀況。但程序的完全智能化發(fā)展還需要以科技為支撐，依靠廣大專業(yè)性技術(shù)人員以及設(shè)備資金投入，才能為人們的生活帶來更大的便利。

參考文獻：

[1] 儲曉承，葉文華.開放式 CNC 機床加工過程狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究[J].機械，2011.1（11）：43-44.

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    隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產(chǎn)品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統(tǒng)的制造技術(shù)已不能滿足市場對多品種小批量,更具特色符合顧客個人要求樣式和功能的產(chǎn)品的需求。90年代后,由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、機械與控制設(shè)備的發(fā)展,制造業(yè)自動化進入一個嶄新的時代,技術(shù)日臻成熟。柔性制造技術(shù)已成為各工業(yè)化國家機械制造自動化的研制發(fā)展重點。

    1 基本概念

    1 1 柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力,可用系統(tǒng)滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量;第二方面是系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現(xiàn)故障)情況下,系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線主要實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。其優(yōu)點是生產(chǎn)率很高,由于設(shè)備是固定的,所以設(shè)備利用率也很高,單件產(chǎn)品的成本低。但價格相當(dāng)昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換,一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi),生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。柔性主要包括  1) 機器柔性 當(dāng)要求生產(chǎn)一系列不同類型的產(chǎn)品時,機器隨產(chǎn)品變化而加工不同零件的難易程度。

    2) 工藝柔性 一是工藝流程不變時自身適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化的能力;二是制造系統(tǒng)內(nèi)為適應(yīng)產(chǎn)品或原材料變化而改變相應(yīng)工藝的難易程度。

    3) 產(chǎn)品柔性 一是產(chǎn)品更新或完全轉(zhuǎn)向后,系統(tǒng)能夠非常經(jīng)濟和迅速地生產(chǎn)出新產(chǎn)品的能力;二是產(chǎn)品更新后,對老產(chǎn)品有用特性的繼承能力和兼容能力。

    4) 維護柔性 采用多種方式查詢、處理故障,保障生產(chǎn)正常進行的能力。

    5) 生產(chǎn)能力柔性 當(dāng)生產(chǎn)量改變、系統(tǒng)也能經(jīng)濟地運行的能力。對于根據(jù)訂貨而組織生產(chǎn)的制造系統(tǒng),這一點尤為重要。

    6) 擴展柔性 當(dāng)生產(chǎn)需要的時候,可以很容易地擴展系統(tǒng)結(jié)構(gòu),增加模塊,構(gòu)成一個更大系統(tǒng)的能力。

    7) 運行柔性 利用不同的機器、材料、工藝流程來生產(chǎn)一系列產(chǎn)品的能力和同樣的產(chǎn)品,換用不同工序加工的能力。

    1 2 柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群,我們認為凡是側(cè)重于柔性,適應(yīng)于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前按規(guī)模大小劃分為:

    1) 柔性制造系統(tǒng)(FMS)

    關(guān)于柔性制造系統(tǒng)的定義很多,權(quán)威性的定義有:

    美國國家標(biāo)準(zhǔn)局把FMS定義為:“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設(shè)備,傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備,使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統(tǒng),柔性制造系統(tǒng)有時可同時加工幾種不同的零件。 國際生產(chǎn)工程研究協(xié)會指出“柔性制造系統(tǒng)是一個自動化的生產(chǎn)制造系統(tǒng),在最少人的干預(yù)下,能夠生產(chǎn)任何范圍的產(chǎn)品族,系統(tǒng)的柔性通常受到系統(tǒng)設(shè)計時所考慮的產(chǎn)品族的限制。” 而我國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)則定義為“柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的自動化制造系統(tǒng),它包括多個柔性制造單元,能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整,適用于多品種、中小批量生產(chǎn)?！?簡單地說,FMS是由若干數(shù)控設(shè)備、物料運貯裝置和計算機控制系統(tǒng)組成的并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)。 目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機床(加工中心與車削中心等),由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來,可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS,日本從1991年開始實施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS)國際性開發(fā)項目,屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預(yù)計本世紀(jì)十年代后才會實現(xiàn)。

    2) 柔性制造單元(FMC)

    FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年,FMC可視為一個規(guī)模最小的FMS,是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物,它是由1~2臺加工中心、工業(yè)機器人、數(shù)控機床及物料運送存貯設(shè)備構(gòu)成,其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進入普及應(yīng)用階段。

    3) 柔性制造線(FML)

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關(guān)鍵詞：模塊化；柔性制造系統(tǒng)；實驗室；方案；特征；范圍

同濟大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院從1997年起承擔(dān)了中德兩國政府簽署的職教師資培養(yǎng)的合作項目，項目合作期限共八年，分三個階段執(zhí)行。現(xiàn)設(shè)有機械工程及其自動化、電子與信息工程、土木工程、工商管理四個職教師資本科專業(yè)，生源主要是職校和大專的優(yōu)秀應(yīng)屆畢業(yè)生。學(xué)院同時還是上海市和全國中、高等職業(yè)教育師資重點培訓(xùn)基地以及中德職業(yè)教育師資培訓(xùn)中心。

根據(jù)中德合作項目要求，學(xué)院按中德雙方共同開發(fā)、制定的培養(yǎng)模式、教學(xué)計劃與大綱，培養(yǎng)集專業(yè)知識和技能及師范教學(xué)能力于一身的復(fù)合型職業(yè)教育高級人才。在職教師資培養(yǎng)過程中，學(xué)院借鑒和引進德國職教師資培養(yǎng)的教育思想與教學(xué)方法，特別注重對學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)與訓(xùn)練，大力加強專業(yè)實驗室的建設(shè)。

一、現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備的引進

傳統(tǒng)的工程學(xué)科教學(xué)中，通常做法是各門課程單獨傳授，學(xué)生很少有機會了解各種技術(shù)在實際工程中是如何被綜合性應(yīng)用的。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程時，每門課程雖然都有相應(yīng)的實驗，但這些實驗都是各自獨立進行的。在很多情況下，實驗中所使用的設(shè)備和器件很多都是實驗室專用的，與工業(yè)生產(chǎn)中所使用的實際設(shè)備和器件有著較大的差異。自動化技術(shù)是一門融機械、電氣、電子及計算機等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，在這種技術(shù)中，不同領(lǐng)域和層次的知識與能力融會在一起。與其他工程領(lǐng)域相比，在自動化生產(chǎn)中所使用的生產(chǎn)設(shè)備都是資金密集型的。因此，一方面，一般教學(xué)或培訓(xùn)單位是沒有經(jīng)濟實力專門為教學(xué)購置真實的、昂貴的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的；另一方面，擁有自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的企業(yè)，因經(jīng)濟原因而不愿將其作為實訓(xùn)設(shè)備給學(xué)生使用。這樣，學(xué)校在傳授自動化技術(shù)時，只能用模型或采用計算機仿真作為一種彌補的手段，但采用模型或計算機仿真的手段，學(xué)生無法學(xué)到真實生產(chǎn)系統(tǒng)所需的知識。從某種意義上說，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生是“半成品”，學(xué)生走上工作崗位后，面對實際的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、器件仍然感到陌生，需要經(jīng)過較長的工作崗位適應(yīng)期。

同濟大學(xué)職教學(xué)院在職教師資培養(yǎng)過程中，充分地認識到了上述問題。為使機械工程及其自動化專業(yè)方向的職教師范生在學(xué)習(xí)過程中，有機會將所學(xué)到的各門專業(yè)課的知識綜合性地應(yīng)用到接近于生產(chǎn)實際的過程中，為他們走上教學(xué)崗位后應(yīng)用這種新的教學(xué)理念打下基礎(chǔ)，學(xué)院除了建立適合于現(xiàn)代教學(xué)法模式的幾個獨立的專業(yè)實驗室外，正在籌建一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，將開發(fā)一套完全接近于生產(chǎn)實際的模塊化柔性制造系統(tǒng)，由同濟大學(xué)和德國技術(shù)合作公司(GTZ)共同投資。實驗室的開放性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是系統(tǒng)組成具有開放性，系統(tǒng)中不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備可相互兼容，便于以后擴展；二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內(nèi)外各種層次的學(xué)生或培訓(xùn)學(xué)員，做到資源共享，擴大受益面，使得高投資的設(shè)備取得盡可能大的社會效益。

二、模塊化柔性制造系統(tǒng)的配置

建成后的模塊化柔性制造系統(tǒng)，應(yīng)該能夠完成不同形狀和結(jié)構(gòu)尺寸零件的加工?，F(xiàn)計劃在該系統(tǒng)中加工制造東方明珠電視塔模型、國際象棋等，從毛坯進來直到成品制成的所有工序都要在該系統(tǒng)中完成。為了達到這些工藝要求，系統(tǒng)集成了下列主要功能模塊：

(一)切削加工工位

該工位由一臺數(shù)控車床和一臺數(shù)控銑床組成，能完成車、銑、鉆的切削加工任務(wù)。數(shù)控裝置采用的是具有開放性和兼容性的通用PC機，操作鍵盤為標(biāo)準(zhǔn)的PC機鍵盤，操作系統(tǒng)為WIN95／98／2000／ME／NT4.0／XP，采用圖形操作界面，具有人機對話編程功能。在這兩臺機床上可以選用手動、半自動、全自動數(shù)控加工方式，學(xué)生在工位上可以學(xué)習(xí)編制數(shù)控程序、操作和調(diào)整數(shù)控機床。

(二)上、下料工位

在該工位上配置一臺Eshed公司的五軸機器人，通過在線模塊，可以將PC機上編好的程序直接傳送到機器人控制器中。學(xué)生在該工位上可以學(xué)習(xí)機器人編程語言，并學(xué)習(xí)如何操作使用機器人。

(三)倉儲系統(tǒng)

倉儲系統(tǒng)采用的是一個四層28個庫位的立體高架倉庫，共分三個區(qū)域，分別用于存放毛坯、半成品和成品零件，同時配備一個物料搬運機械手。

(四)柔性物料輸送系統(tǒng)

在各個工位之間零件的傳輸，是由一個環(huán)形的可按需拼裝的傳送帶和有軌輸送小車完成的，該傳送系統(tǒng)具有零件的傳送、交換等功能。

(五)監(jiān)控系統(tǒng)

每個自動工位都配備一個可編程控制器，各自動工位之間是通過工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)(如Profibus)相連接的，由一臺PC機實現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。為了實時監(jiān)控系統(tǒng)中每個自動工位的工況，在這臺PC機上還可實時顯示各自動工位的工況信息。

三、模塊化柔性制造系統(tǒng)的特性

在綜合性的專業(yè)實驗室里，主要傳授與實踐有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容和實際的操作技能，在建立綜合性的專業(yè)實驗室時，必須考慮到使學(xué)習(xí)的內(nèi)容與勞動過程緊密相關(guān)。因此，所要建立的模塊化柔性制造系統(tǒng)具備了下述重要特性：

(一)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化特性

在系統(tǒng)中絕大部分的設(shè)備和器件都符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，盡可能不使用過分簡化了的教學(xué)設(shè)備與器件，使學(xué)生可以在一個能反映真實生產(chǎn)過程的系統(tǒng)中學(xué)到專業(yè)知識與操作技能。

(二)模塊化特性

系統(tǒng)被設(shè)計成具有模塊化的特性，也就是系統(tǒng)中的每個功能部件都能獨立運行，重要的功能部件應(yīng)該是分布式控制的。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生不僅可以對各個功能部件進行操作，而且還可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容增減功能部件，功能部件的增減同時又不影響系統(tǒng)中其他功能部件的運行。

(三)結(jié)構(gòu)的開放性和兼容性

由于電子技術(shù)、信息技術(shù)和自動化技術(shù)的快速發(fā)展，所建系統(tǒng)必須與變化了的技術(shù)要求相匹配。在設(shè)計該系統(tǒng)時，我們充分考慮了其硬件結(jié)構(gòu)與軟件系統(tǒng)的開放性和兼容性，使得組成該系統(tǒng)的設(shè)備不僅能與當(dāng)今其他設(shè)備相組合和匹配，而且還具有進一步開發(fā)的可能性，為將來技術(shù)更新留有余地。

(四)學(xué)習(xí)的實踐特性

學(xué)生在綜合性的專業(yè)實驗室中學(xué)習(xí)時應(yīng)該具有創(chuàng)造性勞動的可能性，也就是允許學(xué)生對某些設(shè)備進行拆裝、更改，以使他們能夠真正學(xué)到生產(chǎn)實際所需的專業(yè)技能。在該系統(tǒng)中采用的元器件雖然是工業(yè)用的，但是，在設(shè)計這些元器件時已經(jīng)充分考慮到了拆裝的方便性。所以，學(xué)生能較容易地把建好的系統(tǒng)重新拆開，然后再組裝起來，而且還可以通過增減器件來對系統(tǒng)的配置進行重構(gòu)。

(五)現(xiàn)代教學(xué)特性

在現(xiàn)代職業(yè)勞動中，勞動組織形式是以小組勞動為特征的，在職業(yè)技術(shù)教育中，學(xué)生在學(xué)校就應(yīng)該了解并習(xí)慣于這種勞動組織形式。模塊化柔性制造實驗系統(tǒng)為學(xué)生提供了這種可能性，這是因為每個功能部件都能獨立運行，各功能部件又通過局域網(wǎng)絡(luò)相連接，通過協(xié)調(diào)控制連成一個系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生在該系統(tǒng)中學(xué)習(xí)時，可以將“構(gòu)建系統(tǒng)”作為一個學(xué)習(xí)課題，先構(gòu)思出整個系統(tǒng)的方案，然后各小組分別對各功能部件進行設(shè)計、安裝、編程和調(diào)試。在各功能部件調(diào)試通過之后，將組合系統(tǒng)進行整體調(diào)試。在整體調(diào)試通過之后，再對系統(tǒng)進行評價，最后，整個學(xué)習(xí)課題才算完成。

學(xué)習(xí)的任務(wù)是以課題的形式出現(xiàn)的，學(xué)生參與了從整體構(gòu)思、設(shè)計直至安裝、編程、調(diào)試、評價的所有學(xué)習(xí)過程，這樣的學(xué)習(xí)過程符合行為導(dǎo)向和創(chuàng)造導(dǎo)向的教學(xué)思想。學(xué)生在這樣的系統(tǒng)中學(xué)習(xí)，除了能學(xué)到有關(guān)專業(yè)知識和技能外，還能培養(yǎng)包括獨立工作能力、決策和判斷能力在內(nèi)的個人能力，以及包括協(xié)作能力、交往能力以及強烈的責(zé)任心在內(nèi)的社會能力。

四、模塊化柔性制造系統(tǒng)的適用范圍

(一)學(xué)習(xí)內(nèi)容

在該模塊化柔性制造系統(tǒng)中，可以進行下列單項或多項內(nèi)容組合式的教學(xué)與培訓(xùn)：

數(shù)控機床操作、編程和加工功能擴展重構(gòu)以及數(shù)控機床精度檢查及調(diào)整

機器人的操作、調(diào)整、編程和保養(yǎng)

數(shù)控機床和機器人的聯(lián)機

倉儲管理

傳送帶調(diào)整、重構(gòu)和編程

傳送帶與倉庫以及各工位之間的聯(lián)機

工件檢驗和質(zhì)量管理

計算機網(wǎng)絡(luò)

電子、電氣、氣動等的安裝

復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)試、維護、保養(yǎng)和故障查找

編制教學(xué)軟件并制作新的教學(xué)媒體

(二)適用對象

由于該系統(tǒng)與一般的實驗設(shè)備相比價格較昂貴，而且從技術(shù)的角度看系統(tǒng)比較復(fù)雜，所以如何充分、合理地使用好該系統(tǒng)是非常重要的。建成的綜合性的自動化專業(yè)實驗室將成為開放性實驗室，主要面對下列學(xué)習(xí)對象：

1．本學(xué)院的學(xué)生。主要是已經(jīng)學(xué)過專業(yè)基礎(chǔ)課的機械工程及自動化、電子與信息工程等專業(yè)不同竿級的學(xué)生。

2．同濟大學(xué)其他院系的學(xué)生。為了實現(xiàn)資源共事，可以讓本校其他院系需要做機電一體化實驗的學(xué)生共同使用該實驗室。這樣不僅可以提高設(shè)備的利用率，而且可以增進院系之間的合作交流。

篇7

引言

制造技術(shù)是當(dāng)前社會以及未來社會發(fā)展的基本技能，是一個國家走向富強的關(guān)鍵，先進制造技術(shù)的提出源于美國，其為了提高國民經(jīng)濟增長與制造業(yè)的市場競爭力，研發(fā)了以計算機技術(shù)為核心，結(jié)合傳統(tǒng)制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)演變而成的先進制造技術(shù)，它的運用，使得制造技術(shù)實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、敏捷、低耗等優(yōu)秀特點，并使得經(jīng)濟效益明顯提高，像日韓這類發(fā)達國家，九十依靠著先進制造技術(shù)，維持著國民經(jīng)濟的平穩(wěn)增長，而我國雖然作為制造大國，但是由于受到技術(shù)水平等方面的諸多限制，導(dǎo)致其進展緩慢，在學(xué)科間不斷互相滲透的今天，如何加快先進制造技術(shù)的發(fā)展，成為了當(dāng)下國人所要思考的主要問題。

一、先進制造特點介紹

1、先進制造技術(shù)內(nèi)涵

制造技術(shù)自人來誕生以來就已經(jīng)出現(xiàn)簡單的雛形，期初由于對自然的認知不夠，所以都是簡單的手工生產(chǎn)模式，而在不斷的演變中，隨著學(xué)科間的不斷相互滲透，使得制造技術(shù)逐漸擺脫了傳統(tǒng)的手工為主生產(chǎn)模式，逐漸形成了以機械為主的可以實現(xiàn)產(chǎn)品量化生產(chǎn)的現(xiàn)代化先進制造技術(shù)。自第一次工業(yè)革命之后，各行業(yè)開始逐漸形成了自動流水生產(chǎn)線，從而開啟了量化生產(chǎn)的大門，我們現(xiàn)在所使用的電腦、冰箱、汽車等很多東西，都是運用這種模式生產(chǎn)的。然而由于產(chǎn)品的單一性使其不能滿足不同用戶的需求，因此，人們又開始著手研發(fā)微機數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造單元，柔性制造生產(chǎn)線等，較傳統(tǒng)的制造而言，先進制造技術(shù)更加重視技術(shù)和管理的統(tǒng)一，重視制造過程中管理者組織和管理體制的合理性。

2、先進制造技術(shù)特征分析

先進制造技術(shù)具有先進性、系統(tǒng)性、集成性等特征，以以往的制造技術(shù)不同，先進性是其一個重要的特征，它是優(yōu)化先進工藝，并與新技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)局部或系統(tǒng)的集成。并且針對不同的市場需求，具有一定的靈活性。另外，其具有一定的系統(tǒng)性，是在生產(chǎn)過程中形成的能量流、物質(zhì)流和信息流等的系統(tǒng)工程，當(dāng)然，還有集成性特征，它是將機械、電子、信息、材料和管理技術(shù)等融合一體的新興交叉學(xué)科。

二、先進制造技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)

1、現(xiàn)代設(shè)計方法

現(xiàn)代設(shè)計方法是基于先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的，傳統(tǒng)的設(shè)計方法，在加工過程中，存在切削力過大、刀具磨損嚴重等問題，且對技術(shù)人員的要求也非常的高，并難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而現(xiàn)代設(shè)計方法運用了優(yōu)化設(shè)計、人機工程設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計等，使這些問題得到了妥善的解決，通過對刀具幾何角度、切割方法進行分析，進行系統(tǒng)優(yōu)化，靈活運用數(shù)控切削中螺紋加工循環(huán)指令等，發(fā)開新的加工方法，實現(xiàn)數(shù)控機床的二次發(fā)展。

2、先進制造工藝技術(shù)

先進制造工藝技術(shù)，是通過對各類零件特征分析，編制適合于不同零件的數(shù)控加工程序，并將其儲存在PC機中，在數(shù)控機床加工時，通過輸入對應(yīng)的零件特征，生成適合于加工的該零件的程序。它在粗加工過程中可以提高生產(chǎn)效率，在細加工過程中，可以提高產(chǎn)品的精度，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

3、制造自動化技術(shù)

自動化技術(shù)與信息論、控制論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)等技術(shù)都有著密不可分的關(guān)系，是一門綜合性技術(shù)，且是一個動態(tài)概念，在工業(yè)發(fā)達的國家里，為了實現(xiàn)柔性自動化、知識智能化、集成化，因此在生產(chǎn)中主要采用數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、計算機集成制造系統(tǒng)等，它的發(fā)展，大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，解放了勞動生產(chǎn)力，對推動制造企業(yè)發(fā)展有著巨大的作用。

三、先進制造技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

1、柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)主要是由物料儲運系統(tǒng)、信息控制系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，是依靠計算機為基礎(chǔ)，實行管理與控制的高度自動化加工系統(tǒng)，是可以運用于不同種類零件加工的機械自動化制造系統(tǒng)，主要包含柔性自動生產(chǎn)線、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)三類系統(tǒng)，它的應(yīng)用，提高了神杯利用率，使生產(chǎn)能力相對平穩(wěn)、產(chǎn)品的質(zhì)量提升等諸多優(yōu)勢。

2、虛擬制造技術(shù)

虛擬制造技術(shù)是在仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上，對產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程統(tǒng)一建模，從而在計算機上實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的模擬和仿真。它的應(yīng)用大體分為四種，即虛擬企業(yè)、虛擬產(chǎn)品設(shè)計、虛擬產(chǎn)品制造和虛擬生產(chǎn)過程，它的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)過程開發(fā)效率，優(yōu)化資源的利用，縮短生產(chǎn)周期，并可對產(chǎn)品按客戶需求做出一定的更改。

結(jié)束語

終上所述，大力發(fā)展先進制造技術(shù)，對于推行我國工業(yè)化建設(shè)具有深遠的意義，是提高我國工業(yè)化水平的重要手段，是提高我國國民經(jīng)濟的必要途徑。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：班組；能力提升；模型分析

能力提升是企業(yè)深化改革、轉(zhuǎn)型發(fā)展的永恒主題。機械加工班組作為機械加工制造具體工作的執(zhí)行者，作為制造企業(yè)組織生產(chǎn)經(jīng)營活動的基本單位和最基層組織，其生產(chǎn)能力和管理水平高低不僅是企業(yè)優(yōu)劣形象的體現(xiàn)，也是衡量企業(yè)素質(zhì)及管理水平高低的重要標(biāo)志，同時也直接影響企業(yè)生產(chǎn)決策的實施，影響著企業(yè)目標(biāo)利潤的最終實現(xiàn)。航天企業(yè)擔(dān)負著不斷探索太空未知領(lǐng)域和國防建設(shè)的神圣使命，高技術(shù)、高精度、高可靠性以及高安全性產(chǎn)品是企業(yè)的終生追求，為此，全面提升機械加工班組生產(chǎn)能力和管理水平是確保企業(yè)按時高質(zhì)量交付產(chǎn)品的重要保證，是新時期企業(yè)增強市場競爭力、加快“戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、改革創(chuàng)新”的堅實基礎(chǔ)。從機械加工班組能力提升專題調(diào)研統(tǒng)計結(jié)果看，部分班組管理僅停留在班組人員調(diào)動和生產(chǎn)排班上，沒有發(fā)揮班組管理的領(lǐng)導(dǎo)和示范作用，現(xiàn)有制度執(zhí)行不力、組員綜合素質(zhì)不強、解決生產(chǎn)中實際問題方法不多、承接繁重科研生產(chǎn)任務(wù)勇氣不足，很大程度上是班組成員能力低下，不能適應(yīng)一流企業(yè)一流生產(chǎn)能力的新要求，如何提升每個班組成員在“精益生產(chǎn)、安全生產(chǎn)、創(chuàng)新生產(chǎn)”以及生產(chǎn)班組在“現(xiàn)場管理、人文管理、基礎(chǔ)管理”方面全面提升綜合能力是我們目前迫切需要研究的課題。

一、模型建立分析

（一）精密機械加工班組能力提升的三支柱模型

以楊國安的組織能力三角模型（以下簡稱楊三角模型）為基礎(chǔ)，通過加以改進為精密機械加工班組能力提升模型，模型正視圖如圖1。這個三支柱模型比楊三角模型更為清晰直觀，通過運用組織能力的三支柱模型來打造精密機械加工班組能力。該模型的三根支柱即楊三角模型的三個角，而地基是構(gòu)成支柱的基石，也即管理工具和方法。三個支柱原則上一樣強，相互匹配，又相互影響、相互作用，促使精密機械加工生產(chǎn)班組能力提升成功。精密機械加工班組生產(chǎn)能力提升成功方程式：精密機械加工班組能力提升成功=班組成員能力*機器設(shè)備能力*環(huán)境優(yōu)化能力，精密機械加工班組能力提升模型俯視圖如圖2.構(gòu)成班組能力三支柱模型的基石是能力評估、課程設(shè)計、專題培訓(xùn)、柔性制造系統(tǒng)、“7S”管理、完善制度和文化落地等工具，三支柱分別是班組成員能力提升、班組設(shè)備升級、班組生產(chǎn)環(huán)境和人文環(huán)境改善，它強調(diào)以班組成員能力提升為內(nèi)核，配合設(shè)備升級和環(huán)境改善，共同提升班組能力，突出了“人”與“機器設(shè)備”、“環(huán)境”的協(xié)調(diào)和適應(yīng)，更強化了班組組織能力提升理論的可操作性。這三個要素在實踐中是影響班組能力提升的最關(guān)鍵內(nèi)因，三支柱模型也滿足了精密機械加工班組發(fā)展需要的各類條件，更契合了以用戶為導(dǎo)向的科研生產(chǎn)管理體系的要求。

（二）班組成員能力提升策略

從針對調(diào)研結(jié)果進行統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，確定機械加工生產(chǎn)班組成員能力提升引入十個要素，十個要素分別為“生產(chǎn)能力評量、執(zhí)行能力評量、創(chuàng)新能力評量、現(xiàn)場管理力評量、資訊收集力評量、人際溝通力評量、服務(wù)導(dǎo)向力評量、壓力承受力評量、團隊合作力評量、互助培養(yǎng)力評量”。根據(jù)要素對生產(chǎn)班組能力影響程度確定要素權(quán)重，對生產(chǎn)班組成員能力進行評估測評。首先進行量化評估，量化提升分值，確定提升方案，實施方案，二次反饋再評估，形成螺旋式上升閉環(huán)控制能力提升系統(tǒng)。班組成員能力螺旋式上升閉環(huán)控制系統(tǒng)流程圖，如圖3。綜合提升分值=∑要素權(quán)重*[理論預(yù)期分值-（自評分值*40%+考核分值*60%）]針對綜合提升分值，有針對性進行班組成員能力提升培訓(xùn)課程設(shè)計，培訓(xùn)形式采用“體驗式活動、案例談?wù)?、團隊活動、游戲、影片、測試、專家授課”等環(huán)節(jié)，開展專題培訓(xùn)，培訓(xùn)結(jié)束后，再評估，將評估結(jié)果二次反饋，重新制定提升實施計劃。

（三）精密機械加工制造系統(tǒng)自動化策略

近年來，精密機械制造加工班組使用的設(shè)備已經(jīng)由普通機床向單機自動化和局部自動化轉(zhuǎn)變，隨著計算機科學(xué)的進一步發(fā)展，以剛性自動化為基礎(chǔ)的精密機械加工制造系統(tǒng)不能適應(yīng)多品種、中小批量產(chǎn)品的市場競爭和型號任務(wù)配套高精度需求，只有以計算機技術(shù)和柔性制造技術(shù)結(jié)合的柔性制造系統(tǒng)（FMS--FlexibleManufacturingSystems）才能適應(yīng)這一要求。為此，在提高班組成員綜合素質(zhì)和能力的同時，探索提高精密機械加工制造系統(tǒng)柔性和加工精度的自動化策略已經(jīng)成為提升機械加工班組生產(chǎn)能力的一個關(guān)鍵要素。西歐和美國的工業(yè)統(tǒng)計表明，機械產(chǎn)品生產(chǎn)中單件、中小批生產(chǎn)零件占90%，大批大量生產(chǎn)僅占10%左右；機床在多品種、中小批量生產(chǎn)中，用于加工工件的時間僅占機床全年可利用時間的6%；工件整個制造加工中在機床上加工的時間僅占5%。這些分析表明升級現(xiàn)有剛性自動化機械加工系統(tǒng)，引入柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)使生產(chǎn)班組存在提高生產(chǎn)率的巨大潛力。因為柔性制造系統(tǒng)是借助于自動化物料傳輸裝卸與存儲和一組加工、處理、監(jiān)測、計算機控制（CNC）設(shè)備或裝配站組成的制造系統(tǒng)，有可能充分發(fā)揮工序集中的加工中心功能，減少工件在生產(chǎn)過程中的流動與等待時間；同時才有可能“延長”機床工作時間，提高機床的利用率，綜合這兩方面以便提高精密機械加工班組制造生產(chǎn)率。

（四）生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化策略

精密機械加工班組的生產(chǎn)環(huán)境改善包含“硬環(huán)境”和“軟環(huán)境”建設(shè)兩部分?！坝箔h(huán)境”注重生產(chǎn)現(xiàn)場管理優(yōu)化，“軟環(huán)境”注重人文環(huán)境改善即管理升級、制度完善、文化落地等策略。1.以“7S”管理（Seiri整理、Seiton整頓、Seiso清掃、Seikeetsu清潔、Shitsuke素養(yǎng)、Safety安全、Saving節(jié)約）為工具強化“硬環(huán)境”建設(shè)，推進“現(xiàn)場目視化管理”，設(shè)立現(xiàn)場區(qū)域管理看板、研制生產(chǎn)進度管理看板、人員管理看板，優(yōu)化現(xiàn)場U型化布局、促進流程改善，以滿足柔性制造單元精密加工中心對環(huán)境較高要求。2．人文環(huán)境改善包含兩部分班組管理和班組優(yōu)秀文化培育班組管理從縱向上應(yīng)注重目標(biāo)管理、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理、設(shè)備管理、成本管理、資料管理七個方面制度完善和管理升級。從橫向上應(yīng)加強人員管理包括班組成員思想管理、素質(zhì)管理。精密機械加工班組在優(yōu)秀班組文化建設(shè)上更應(yīng)倡導(dǎo)精品文化、高效文化、“三嚴”文化、創(chuàng)新文化、學(xué)習(xí)文化、關(guān)愛文化，以班組文化清晰、明確的導(dǎo)向力、凝聚力、輻射力、匯集班組與個人同頻共振的發(fā)展動力。與此同時要將班組的文化理念和價值觀融入到班組的激勵機制之中，用文化為班組管理注入新的活力，用機制支撐班組文化，從而引導(dǎo)班組成員思想、規(guī)范班組成員行為，激發(fā)班組成員潛能，引領(lǐng)班組健康發(fā)展。培育精品文化是精密機械加工班組提升“軟實力”的需要，以精湛的技藝，通過精細管理，在精良設(shè)備上精益生產(chǎn)出精尖的產(chǎn)品，培育出精英人才，應(yīng)該是精品文化生動寫照。嚴肅的態(tài)度、嚴謹?shù)淖黠L(fēng)、嚴格的管理即“三嚴”文化是從事航天高科技事業(yè)最起碼的要求。

二、模型應(yīng)用分析

精密機械加工班組能力提升的三支柱模型，通過在航天四㎡一所車銑削班組實踐應(yīng)用，在班組能力全面提升方面得到驗證并取得實質(zhì)性進展。（1）班組成員能力提升，以數(shù)控車床操作工李某為例，技能等級為高級工，參加工作時間三年，“能力評估模型”測評4分，針對性為其設(shè)計“柔性制造系統(tǒng)原理、自動化控制概論、局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)控機床編程技巧”等一級培訓(xùn)課程，培訓(xùn)形式采用“體驗式活動、案例談?wù)?、測試、銀川小巨人車床廠專家授課”四個重要環(huán)節(jié)。重點加強了李某在操作能力和創(chuàng)新能力方面的欠缺，經(jīng)過兩個月實踐環(huán)節(jié)一期跟蹤，二次測評提高到7分，能力提升超過預(yù)期。（2）現(xiàn)代制造系統(tǒng)升級，四㎡一所采取引進小型化與經(jīng)濟性FMS即FMC(FMC—FlexibleManufacturingCell柔性制造單元)5臺設(shè)備。介于單機NC機床和FMS之間，即可以未來升級FMS或自動化工廠、車間的組成模塊，亦可獨立使用或組合FMC使用，配備網(wǎng)絡(luò)終端，具備自動加工與刀具破損檢監(jiān)測控制功能；銑削加工采用臥式加工中心配備6個自動交換托盤雙交換工作臺，同時培養(yǎng)班組成員工業(yè)工程化生產(chǎn)習(xí)慣，以適應(yīng)航天產(chǎn)品單件試制與小批量生產(chǎn)的自動化柔性生產(chǎn)能力，最終實現(xiàn)兩班有人值守加一班無人看守的高效生產(chǎn)模式，真正意義上實現(xiàn)精益生產(chǎn)。實踐證明目前FMC的運轉(zhuǎn)工作利用率是MC的1.5倍，發(fā)揮了應(yīng)有的效果。日本的經(jīng)驗證明：完成相同任務(wù)的FMC的投資可比MC系統(tǒng)投資省17.34%,而應(yīng)用三年獲取利潤則是MC的90倍以上（按三年折舊完計）。操作人員只有MC的82.67%.（3）現(xiàn)場環(huán)境和人文環(huán)境改善，擴建車銑削班組近1000平方米廠房，堅持科學(xué)管理原則、經(jīng)濟效益原則、把握生產(chǎn)現(xiàn)場管理整體性、系統(tǒng)性、開放性等特征，重點樹立“現(xiàn)場也是市場”的理念，在完善班組制度的基礎(chǔ)上通過“7S”以及“目視化”星級現(xiàn)場管理活動強化生產(chǎn)現(xiàn)場管理、優(yōu)化生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，逐步建立起比較有效的生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部與外部、環(huán)境之間物質(zhì)和信息交換與反饋系統(tǒng)。井然有序的生產(chǎn)現(xiàn)場不僅給客戶留下深刻印象，同時改變了部分領(lǐng)導(dǎo)者把全部精力投入“外交”、抓市場、籌資金，而顧不上抓現(xiàn)場，認為即便抓了也“遠水解不了近渴”的片面看法。優(yōu)秀文化落地，車銑削班組組先后將“精品文化”、“三嚴”文化理念強化滲透到班組管理制度，通過強化制度執(zhí)行，從而有效地彌補人的有限理性的不足，讓文化理念深入“人心”，實現(xiàn)從自發(fā)到自覺的轉(zhuǎn)變，再從文化反過來又進一步促進管理制度升級，促使班組不斷突破成長上限，實現(xiàn)人文管理的深刻變革。

三、結(jié)論

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【關(guān)鍵詞】機械制造；工藝；精密加工

機械技術(shù)是機電控制系統(tǒng)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)。近些年來，各種新興技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)機械技術(shù)也受到嚴峻挑戰(zhàn)，它的主要支柱，如機械設(shè)計、制造工藝等出現(xiàn)了重大的變化，這些為機電控制系統(tǒng)的運用創(chuàng)造條件。

1、機械設(shè)計與制造工藝

1.1 機械設(shè)計

機械設(shè)計技術(shù)主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、材料選用及設(shè)計理論和方法等。目前，傳統(tǒng)的機械設(shè)計技術(shù)和方法，已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)實踐的需要。例如，汽輪機葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)控機床設(shè)計、高效節(jié)能電機設(shè)計等，一般的機械設(shè)計技術(shù)已很難實現(xiàn)設(shè)計要求。如高度自動化的數(shù)控機床，在生產(chǎn)加工中不能實施人工補償和調(diào)整，應(yīng)在設(shè)計上采用新結(jié)構(gòu)、新材料，保證機床結(jié)構(gòu)及工藝中的高精度、高剛度、微少熱變形和良好的精度保持性?，F(xiàn)在，設(shè)計方法已由直覺設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計發(fā)展到現(xiàn)代設(shè)計。設(shè)計方法是在設(shè)計的各個階段應(yīng)用先進理論和有效方法，解決設(shè)計中遇到的各類問題?，F(xiàn)代設(shè)計涉及系統(tǒng)工程、仿真技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機輔助設(shè)計(CAD）、動態(tài)載荷和模態(tài)分析等內(nèi)容。它是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，進行科學(xué)思維，有效利用設(shè)計方法。提高了設(shè)計的水平、設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率，促進了機械設(shè)計技術(shù)的高速發(fā)展。

1.2 制造工藝

（1）高效率。這是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要特征。制造工藝的高效可縮短加工周期，提高加工速度。如：冷加工工藝，一般采用三種方法：①提高切削速度。因涂層刀具、TiC硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具和金剛石刀具等一批高性能刀具的使用，高速切削的線速度可達10m/s以上。②采用新的加工工藝。對一些性能特殊、不易加工的材料，要采用新的加工工藝，比如在振動和加溫過程中進行切削；應(yīng)用激光、電火花、化學(xué)腐蝕等方法進行加工。③實行集中加工方法。加工中心等設(shè)備集各類加工于一體，在計算機控制條件下，完成對工件的各種切削加工，縮短了加工周轉(zhuǎn)時間和輔助時間。

（2）高精度。精度對計算機科學(xué)、國防、航空航天、核工業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展做出的貢獻重大。

（3）高柔性。加工的柔性化是機械技術(shù)發(fā)展的重要方向。加工柔性化是加工品種的多樣性，加工的靈活性和多適應(yīng)性。各類程控、數(shù)控機床和工業(yè)機器人等高度自動化設(shè)備的出現(xiàn)，使柔性制造系統(tǒng)成為現(xiàn)實。柔性制造系統(tǒng)分為柔性制造單元、柔性制造自動線和柔性制造系統(tǒng)，它們都是以數(shù)控設(shè)備為基礎(chǔ)的，以自動運儲系統(tǒng)連接，由計算機控制的能加工多品種零部件的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)。它的出現(xiàn)有力推動了機械制造工藝的發(fā)展。

制造工藝對高精度的要求，使得傳統(tǒng)機械技術(shù)與新興技術(shù)相結(jié)合，形成了現(xiàn)代機械技術(shù)的重要發(fā)展方向，即精密機械技術(shù)，包括精密加工技術(shù)和微機械技術(shù)。

2、精密加工技術(shù)與微機械技術(shù)

2.1 精密加工技術(shù)

（1）精密切削技術(shù)。目前，直接用切削方法獲得高精度仍然是一種常用方法。但是，要用切削方法獲得高精度和高水平的表面粗糙度，必須排除機床、刀具、工件和外界等因素的影響。比如，為了提高機床的加工精度，要求機床具有高的剛度，小的熱變形和良好的抗振性能。這就要求采用更先進的技術(shù)，如空氣靜壓軸承、精密陶瓷導(dǎo)軌、微驅(qū)動和微進給技術(shù)、精密定位技術(shù)、精密控制技術(shù)及其他先進技術(shù)。當(dāng)然，提高機床主鈾的轉(zhuǎn)速也是行之有效的辦法?，F(xiàn)在超精密加工機床的轉(zhuǎn)速已從每分鐘幾千轉(zhuǎn)提高到幾萬轉(zhuǎn)。

（2）模具成型技術(shù)。據(jù)相關(guān)資料顯示，汽車、飛機、電機、儀表及家電產(chǎn)品的1/3以上零部件是用模具加工出來的，預(yù)計近幾年產(chǎn)品粗加工的3/4和精加工的1/4將由模具來完成。模具成型的關(guān)鍵是如何提高模具本身的加工精度。它已成為衡量一個國家制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。電解加工工藝可以使模具達到微米級精度，并能有效地解決工件的表面質(zhì)量問題。數(shù)控電火花成型機床能可靠地解決電極自動更換相重復(fù)定位精度間題，有利于復(fù)雜型腔的加工。

（3）超精密研磨技術(shù)。用于集成電路基板的硅片，其表面粗糙度要求達到1~2mm，需要進行原子級的研磨拋光。用傳統(tǒng)的磨削、研磨和拋光等方法已很難滿足。為此，采用各種新原理、新方法的超精密研磨就應(yīng)運而生。比如，包括彈性發(fā)射加工和流體動壓型懸浮研磨的非接觸研磨；利用機械加工液，促進化學(xué)反應(yīng)的機械化學(xué)研磨。這些新的研磨原理和方法，將為超精密研磨做出貢獻。

（4）微細加工技術(shù)。為了滿足電子元器件體積越來越小，運行頻率越來越高，能量消耗越來越小的要求。日本利用超微細離子技術(shù)，在半導(dǎo)體上的加工精度達到了幾百個埃的水平。

（5）納米技術(shù)。它是一個多學(xué)科交叉的學(xué)科，是現(xiàn)代物理和先進工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)品。納米機械技術(shù)發(fā)展十分迅速。它能在硅片上刻寫幾個納米寬的線，這表明信息存儲的數(shù)據(jù)密度能提高幾個數(shù)量級。

2.2 微機械技術(shù)

目前，微細加工技術(shù)已從一維、二維的平面結(jié)構(gòu)發(fā)展到三維立體結(jié)構(gòu)，這為微機械制作打下了良好的基礎(chǔ)。

（1）微機械驅(qū)動技術(shù)。微機械技術(shù)能不能進入更廣泛的應(yīng)用范圍，驅(qū)動技術(shù)是個關(guān)鍵?，F(xiàn)在一般運用靜電力學(xué)原理的靜電動機和壓電元件制成的微驅(qū)動器，其動作響應(yīng)快、精度較高、易于操作。

（2）微機械傳感技術(shù)。微機械除了要求傳感器微型化，還要求它具有更高的分辨率、靈敏度和數(shù)據(jù)密度。目前，用大規(guī)模集成電路技術(shù)已能生產(chǎn)如力傳感器、加速度傳感器、觸覺陣列傳感器等微型傳感器。而為了適應(yīng)微機械的特點和要求，已在研究開發(fā)無源傳感器、復(fù)合傳感器及驅(qū)動、傳感合一的集成部件。

篇10

關(guān)鍵詞：機械制造工藝;精密加工;技術(shù)

現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的發(fā)展具有重要作用，不僅能夠提高機械制造業(yè)以及加工技術(shù)的發(fā)展水平，還能夠促進機械制造業(yè)以及精密加工技術(shù)的革新，提升機械建造業(yè)的綜合實力。

1現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的特點

隨著傳感技術(shù)、計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，機械制造方面取得了長遠的進步與發(fā)展。將現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于機械制造具有重要作用，可促進現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，提高現(xiàn)代機械制造水平?，F(xiàn)代機械制造工藝是一門綜合性較強的學(xué)科，具有關(guān)聯(lián)性特點。首先，知識不是單一片面的，而是融合了計算機、自動控制、信息檢測等多門專業(yè)知識的綜合性學(xué)科，知識內(nèi)容豐富、全面[1]。其次，在制造技術(shù)方面，現(xiàn)代機械制造工藝不僅融匯于制造工藝，還包含了產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品工藝設(shè)計以及產(chǎn)品加工等多方面內(nèi)容。這些內(nèi)容具有關(guān)聯(lián)性，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞就會影響整體工藝技術(shù)，產(chǎn)生嚴重的不良影響。由此可見，現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的顯著特征就是關(guān)聯(lián)性。因此，注重關(guān)聯(lián)性特征，合理利用，充分了解其特征，具有重要的意義。系統(tǒng)性?，F(xiàn)代機械制造工藝及精密技術(shù)是一個整體，具有系統(tǒng)性。產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、工程制造等內(nèi)容是一套完整的工序。作為一個有機的整體，注重制造工藝的系統(tǒng)性至關(guān)重要。通過合理控制系統(tǒng)性，能夠提升機械制造業(yè)的工作效率，促進現(xiàn)代機械制造業(yè)的進步發(fā)展[2]。由此可見，系統(tǒng)性是現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的顯著特征之一。全球化。全球化是世界大背景下的社會趨勢。在這一背景下，挑戰(zhàn)與機遇共存，現(xiàn)代機械制造工藝以及精密加工技術(shù)同樣受到了全球化的影響，全球化成為現(xiàn)代制造業(yè)的顯著特征。通過全球化能夠發(fā)展技術(shù)，占取先機，提高自身競爭力，使我國的制造技術(shù)發(fā)展更為迅速，達到良性循環(huán)。

2現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的分類

2.1柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)是實現(xiàn)信息流與物流自動控制的生產(chǎn)系統(tǒng)。一般情況下，它是用主機與數(shù)控機床連接而實現(xiàn)的。柔性制造系統(tǒng)具有顯著特征，最主要特點是代表了現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展方向。它不僅可以實現(xiàn)不同工序的加工，而且生產(chǎn)相似零件的同時能夠生產(chǎn)不同零件，還能夠進行自動化生產(chǎn)，具有重要作用。柔性制造系統(tǒng)技術(shù)中的成組技術(shù)，是計算機輔助工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代機械制造的主要方法之一。由此可知，柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展具有深遠的意義。

2.2分類編碼系統(tǒng)

分類編碼系統(tǒng)是識別零件相似性的一種有效方法，是指通過數(shù)字描述零件以達到識別零件目的的方法。通過利用數(shù)字識別零件的工藝特征、幾何形狀以及尺寸大小等內(nèi)容，實現(xiàn)零件特征的數(shù)字化具有重要作用[3]。分類編碼系統(tǒng)的特征主要有以下幾點。第一，結(jié)構(gòu)特征。結(jié)構(gòu)特征主要是指零件的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、毛坯類型以及功能等特征，在零件分類編碼中至關(guān)重要。第二，工藝特征。工藝特征主要包括零件加工精度、外表粗糙度、機械加工方法、毛坯材料及形狀以及選用機床類型等內(nèi)容。第三，計劃與組織特征。計劃與組織特征包括加工的批量、資源、場記協(xié)作等情況。通過標(biāo)志描述分類系統(tǒng)中的相應(yīng)環(huán)節(jié)，使工藝設(shè)計更加具有科學(xué)性以及規(guī)范性，從而促進現(xiàn)代機械制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，奠定現(xiàn)代機械制造業(yè)及精密加工技術(shù)的基礎(chǔ)，提高組織生產(chǎn)的能力。

2.3特種加工方法

特種加工方法包括納米加工、精密加工、超精密加工三種檔次，又被稱為非傳統(tǒng)加工。特種加工方法主要包含一些化學(xué)的、物理的加工方法，如電解、電火花、激光、超聲波等加工方法。這幾種加工方法都是特種加工方法的主要形式，具有重要作用[4]。特種加工方法是一種有效的加工方法，適用于較難加工的材料。例如，陶瓷、金剛石等超級硬的材料，就需要運用特種加工方法才能取得較好的效果。特種加工方法具有一個顯著優(yōu)勢，加工精確度較高，加工精度可達分子級甚至是原子級加工單位，是精密加工以及超精密加工的重要手段。

3現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的原理

3.1精密加工技術(shù)

精密加工技術(shù)包括超精密加工技術(shù)和微細加工技術(shù)，主要目標(biāo)是提高加工水平，達到常規(guī)加工方式無法企及的高精度加工方式。精密加工技術(shù)主要包括以下三點內(nèi)容。第一，超精密研磨技術(shù)。超精密研磨技術(shù)的精確度較高，與一般研磨技術(shù)相比具有顯著優(yōu)勢。首先，超精密研磨技術(shù)涵蓋了化學(xué)機械研磨以及線修整固研磨等創(chuàng)新型技術(shù)，研磨的精確度高，效果較好[3]。其次，設(shè)備簡單，并能符合繁雜電路研磨的要求，應(yīng)用性廣，認可度高。第二，微細加工技術(shù)。微細加工技術(shù)的發(fā)展符合社會潮流。當(dāng)前，高科技產(chǎn)品以及電子設(shè)備的體積越來越小，迷你已經(jīng)成為電子設(shè)備的一大特點。因此，電子設(shè)備的零件也越來越精細化，對精細教工技術(shù)的要求越來越高。微細加工技術(shù)能夠滿足這一要求，提高微細零件的制作水平，方便微細零件的制作，在電子零件微細迷你的基礎(chǔ)上保證零件的功能屬性。第三，超精密切割技術(shù)。超精密切割技術(shù)應(yīng)用廣泛，是一種通過切割手段實現(xiàn)精密切削的技術(shù)，具有兩個顯著的特征。一是超精定位，由于零件、機床等易受外部因素的影響，實現(xiàn)精確定位十分重要，是精密切割的關(guān)鍵，因此超精定位十分重要，是超精切割的關(guān)鍵。二是微控制，通過微控制能夠增強切割的準(zhǔn)確度，具有重要意義。通過分析以上內(nèi)容可知，精密加工技術(shù)具有重要作用，在現(xiàn)代機械制造方面具有重要的應(yīng)用價值。

3.2現(xiàn)代機械制造技術(shù)

現(xiàn)代機械制造技術(shù)涵蓋內(nèi)容十分廣泛，主要包括以下幾點內(nèi)容，分別為電阻焊焊接工藝以及氣體保護焊焊接工藝，下面根據(jù)其原理分別進行簡要概述[4]。電阻焊焊接工藝是一種利用電阻熱效應(yīng)焊接物體的一種工藝，通過對焊接物體正負極之間進行通電，使物體表面以及周圍產(chǎn)生熱電阻效應(yīng)，從而使物體溫度升高融化將金屬進行有效融合，完成焊接。氣體保護焊焊接工藝是使電弧周圍產(chǎn)生氣體保護層，在完成焊接的同時，使有害氣體無法對焊接產(chǎn)生不良影響的一種焊接方式。該技術(shù)經(jīng)濟實惠，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機械制造業(yè)中。

4總結(jié)

綜上所述，本文主要研究現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的特點、現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的分類、現(xiàn)代機械制造工藝及精密加工技術(shù)的原理三大部分內(nèi)容，簡要概述現(xiàn)代機械制造業(yè)與精細加工的相關(guān)知識，并希望通過對相關(guān)知識的研究，推進機械建造業(yè)的發(fā)展，以達到提升企業(yè)的綜合實力和市場競爭力的目的。

作者:王桂林 單位:白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻:

[1]王美，宋廣彬，張學(xué)軍.對現(xiàn)代機械制造企業(yè)工藝技術(shù)工作的研究[J].新技術(shù)新工藝，2015，（2）：83-86.

[2]李斌.基于機械制造工藝的合理化機械設(shè)計策略研究[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2016，（3）.