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机械制造业中的先进制造技术及应用!

2020/4/20 16:11:10

制造业是国家经济发展的重要支柱,制造技术是制造业赖以发展的支撑,是发展竞争优势的有力武器。在制造技术近200年的发展过程中,经历了从作坊—机器生产,向批量生产、低成本大量生产、高质量生产、柔性生产,直到目前面向市场的生产的变化过程,并进一步向面向顾客生产方向前进。正是为了实现这种生产方式的转变,先进制造技术(AdvancedManufacturingTechnology,简称AMT)应运而生。它是传统制造技术不断吸收机械、电子、材料、能源、信息及现代管理等技术成果,将其综合应用于制造全过程,实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产,取得理想经济效果的制造技术的总称。

1 先进制造技术的概念

先进制造技术一词出现于20世纪80年代末,在1994年美国政府就已批准将先进制造技术列为当今唯一重点支持的科学领域。它是美国学者根据当时本国制造业面临的挑战和机遇,对其制造业中存在的问题进行深刻反省,重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用后提出的一个新概念。关于先进制造技术的定义,目前理论界尚没有一个一致公认的严格定义。有学者认为:先进制造技术是一个技术群,它是以计算机技术为支柱,综合应用信息、材料、能源、环保等高新技术及现代管理技术于产品设计、加工、生产管理和产品销售等制造全过程的制造技术的总称。

今天的先进制造技术已由传统的机械制造技术经过改造融合吸收、蜕变升华为集机械、液压、电子、光声射线、信息科学、材料科学、检测、通讯、自动控制及其他领域最新成就的崭新科学与高新科技的浓缩一体化的结合产物,是机械、材料、电子、信息、自动化、管理、环保等多门学科的理论和技术相互渗透,共同发展而形成的技术综合体。它的基本内容包括:柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、数控技术(CNC)、激光加工、特种加工、机器人、自动检测技术、自动化仓库以及自动化车间、自动化工厂等硬件装备和物料需求计划(MRP)、网上制造技术(e—M)、制造资源计划、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机管理信息系统(MIS)、专家系统等软件工具和技术体系。

2 先进制造技术在机械制造业中的应用基础及应用领域

2.1 数控技术是应用与发展先进制造技术的基础

2.1.1 数控技术是应用制造技术的基础和核心

数控技术是数字化技术在机械制造行业应用的高新技术,是机械加工工业向现代化发展的关键技术。数控技术是现代化工业的基础技术,数控技术的推广应用,为机械制造业由刚性自动化向柔性自动化的过渡发展做出了重要的贡献,揭开了机械制造业第三次历史性的技术改造的序幕。

随着微电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展,数控技术得到了新的发展。特别是PC机进入数控系统后,使数控系统由封闭型向开放型的体系结构转化,数控技术已应用在各种各样的机床上,形成了数控车床、数控铣床、数控磨床等,并发展了工序集中的复合数控机床(加工中心),开发出了FMC,从而为FMS和CIMS奠定了基础。数控技术广泛应用于制造业的各部门,已成为先进加工技术的基础。

2.1.2 数控技术的推广应用给机械制造业带来了重大变革

(1)数控技术的推广应用带来了机床行业的重大变革。

数控技术的典型产品是数控机床。数控机床是工厂自动化的基础,数控机床拥有量的多少是衡量一个国家制造业现代化水平的重要标志。数控机床的发展直接影响到国民经济各部门制造技术水平的提高,是发展航空、航天等国防工业的重要装备,是实现国民经济各部门制造技术与国际接轨的关键设备。

数控技术的推广应用给机床行业带来的重大变革主要体现在以下两个方面:

a.数控技术促进了旧机床数控化的改造;

b.数控技术为数控机床发展奠定了基础。

(2)数控技术的推广应用促进了制造工艺的发展。

随着数控技术的发展,常规加工工艺条件得以变更,工艺参数的优化成为可能,从而为实现优质、低耗、洁净、灵活的目标奠定了基础。数控技术的推广应用使得以优质、低耗、洁净、灵活为特征的先进制造工艺在国内得到高度重视及应用。

(3)数控技术的推广应用促进了制造技术向高层次发展。数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。数控技术的推广应用和产业化,将大大促进机械加工工业的产业结构、产品结构、生产方式和管理体制发生深刻的变革。

2.2 先进制造技术在机械制造业中的应用领域

近年来,由于先进技术的发展和市场需求的变化,通用机床、专用机床及组合机床自动线都向着柔性化方向发展,传统的以单台机床为单位的“机台”的概念,也逐渐让位于“制造单元”和以“加工中心为基础的制造系统”,并且出现了带自动刀库的加工中心和可换主轴箱的加工中心,通过加工中心,将通用机床和专用机床溶为一体,演变成为“柔性加工系统”。加工中心的出现和发展是依赖于NC、CNC技术以及机械手、机器人和自动仓库技术的发展。结合光学、电子学和其他机电一体化技术的柔性化的可变制造系统已经进入实用化阶段。

据统计,工业


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