先进制造技术论文智能制造

先进制造技术论文智能制造（共8篇）

先进制造技术论文智能制造 篇1

作者：王玉石

湖北文理学院机械与汽车工程学院工业工程1311班 学号2013123106

摘要：介绍了智能制造提出的背景、主要研究内容和目标,人工智能与IMT、IM的关系,IMS和CIMS,智能制造的物质基础及理论基础,智能制造系统的特征及框架结构,并简要介绍了智能加工中心IMC,智能制造技木的发展趋势，以及智能制造系统研究成果及存在问题。

关键词：智能制造，IMS,IMC,IMT。1.主要研究内容和目标

智能制造在国际上尚无公认的定义。目前比较通行的一种定义是, 智能制造技术是指在制造工业的各个环节,以一种高度柔性与高度集成的方式,通过计算机来模拟人类专家的制造智能活动。因此,智能制造的研究开发对象是整个机械制造企业, 其主要研究开发目标有二: ①整个制造工作的全面智能化,它在实际制造系统中首次提出了以机器智能取代人的部脑力劳动作为主要目标,，强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力;②信息和制造智能的集成与共享, 强调智能型的集成自动化。目前,IMT和IMS的研究方向已从最初的人工智能在制造领域中的应用(AiM)发展到今天IMS,研究课题涉及的范围由最初仅一个企业内的市场分析、产品设计、生产计划、制造加工、过程控制、信息管理、设备维护等技术型环节的自动化,发展到今天的面向世界范围内的整个制造环境的集成化与自组织能力,包括制造智能处理技术、自组织加工单元、自组织机器人、智能生产管理信息系统、多级竞争式控制网络、全球通讯与操作网等。2.人工智能与IMT，IMS 人工智能的研究一开始就未能摆脱制造机器生物的思想,即“机器智能化”。这种以“自主”系统为目标的研究路线,严重地阻碍了人工智能研究的进展。许多学者已意识到这一点, Feigenbaum、Newell、钱学森从计算机角度出发,提出了人与计算机相结合的智能系统概念。目前国外对多媒体及虚拟技术研究进行大量投资,以及日本第五代智能计算机研制计划的搁浅等事例, 就是智能系统研究目标有所改变的明证。人工智能技术在机械制造领域中的应用涉及市场分析、产品设计、生产规划、过程控制、质量管理、材料处理、设备维护等诸方面。结果是开发出了种类繁多的面向特定领域的独立的专家系统、基于知识的系统或智能辅助系统,形成一系列的“智能化孤岛”。随着研究与应用的深入,人们逐渐认识到, 未来的制造自动化应是高度集成化与智能化的人—机系统的有机融合, 制造自动化程度的进一步提高要依赖于整个制造系统的自组织能力。如何提高这些“孤岛”的应用范围和在实际制造环境中处理问题的能力, 成为人们的研究焦点。在80 年代末和90年代初,一种通过集成制造自动化、新一代人工智能、计算机等科学技术而发展起来的新型制造工程—— IMT和新——代制造系统—— IMS 便脱颖而出。人工智能在制造领域中的应用与 IMT 和IMS 的一个重要区别在于, IMS 和 IMT 首次以部分取代制造中人的脑力劳动为研究目标, 而不再仅起“辅助和支持”作用,在一定范围还需要能独立地适应周围环境, 开展工作。四IMS和CIMS发展的道路不是一帆风顺的。今天,CIMS的发展遇到了不可逾越的障碍,可能是刚开始时就对CIMS提出了过高的要求,也可能是CIMS本身就存在某种与生俱来的缺陷,今天的CIMS在国际上已不像几年前那样受到极大的关注与广泛地研究。从CIMS的发展来看,众多研究者把重点放在计算机集成上,从科学技术的现状看,要完成这样一个集成系统是很困难的。CIMS作为一种连接生产线中的单个自动化子系统的策略,是一种提高制造效率的技术。它的技术基础具有集中式结构的递阶信息网络。尽管在这个递阶体系中有多个执行层次,但主要控制设施仍然是中心计算机。CIMS存在的一个主要问题是用于异种环境必须互连时的复杂性。在CIMS概念下,手工操作要与高度自动化或半自动化操作集成起来是非常困难和昂贵的。在CIMS深入发展和推广应用的今天,人们已经逐渐认识到,要想让CIMS真正发挥效益和大面积推广应用,有两大问题需要解决:①人在系统中的作用和地位;②在不作很大投资对现有设施进行技术改造的情况下亦能应用CIMS。现有的CIMS概念是解决不了这两个难题的。今天,人力和自动化是一对技术矛盾,不能集成在一起,所能做的选择,或是昂贵的全自动化生产线,或是手工操作,而缺乏的是人力和制造设备之间的相容性,人机工程只是一个方面的考虑,更重要的相容性考虑要体现在竞争、技能和决策能力上。人在制造中的作用需要被重新定义和加以重视。

3．智能制造的物质基础及理论基础

3.1.智能制造系统的物质基础主要有：

(1)数控机床和加工中心美国于1952年研制成功第一台数控铣床,使机械制造业发生一次技术革命。数控机床和加工中心是柔性制造的核心单元技术。(2)计算机辅助设计与制造提高了产品的质量和缩短产品生产周期,改变了传统用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技木管理模式。

(3)工业控制技术、微电子技术与机械工业的结合———机器人开创了工业生产的新局面,使生产结构发生重大变化,使制造过程更富于柔性扩展了人类工作范围。

(4)制造系统为智能化开发了面向制造过程

中特定环节、特定问题的“智能化孤岛”,如专家系统、基干知识的系统和智能辅助系统等。

(5)智能制造系统和计算机集成制造系统用计算机一体化控制生产系统,使生产从概念、设计到制造联成一体,做到直接面向市场进行生产,可以从事大小规模并举的多样化的生产;近年来,制造技术有了长足的发展和进步,也带来了很多新问题。数控机床、自动物料系统、计算机控制系统、=机器人等在工业公司得到了广泛的应用,越来越多的公司使用了“计算机集成制造系统(CIMS)”、“柔性制造系统(FMS)”、“工厂自动化(FA)”、“多目标智能计算机辅助设计(M1CAD)”、“模块化制造与工厂(MXMF)、并行工程(CE)”、“智能控制系统(ICS)”以及“智能制造(IM)”、“智能制造技术(IMT)”和“智能制造系统(IMS)”等等新术语。先进的计算机技术、控制技术和制造技术向产品、工艺和系统的设计师和管理人员提出了新的挑战,传统的设计和管理方法不能再有效地解决现代制造系统提出的问题了。要解决这些问题、需要用现代的工具和方法,例如人工智能(AI)就为解决复杂的工业问题提出了一套最适宜的工具。3.2.智能制造技术的理论基础

智能制造技术是采用一种全新的制造概念和实现模式。其核心特征强调整个制造系统的整体“智能化”或“自组织能力”与个体的“自主性”。“智能制造国际合作研究计划JIRPIMS”明确提出:“智能制造系统是一种在整个制造过程中贯穿智能活动,并将这种智能活动与智能机器有机融合,将整个制造过程从订货、产品设计、生产到市场销售等各个环节以柔性方式集成起来的能发挥最大生产力的先进生产系统“。基于这个观点,在智能制造的基础理论研究中,提出了智能制造系统及其环境的一种实现模式,这种模式给制造过程及系统的描述、建模和仿真研究赋予了全新的思想和内容,涉及制造过程和系统的计划、管理、组织及运行各个环节,体现在制造系统中制造智能知识的获取和运用,系统的智能调度等,亦即对制造系统内的物质流、信息流、功能决策能力和控制能力提出明确要求。作为智能制造技术基础,各种人工智能工具,及人工智能技术研究成果在制造业中的广泛应用,促进了智能制造技术的发展。而智能制造系统中,智能调度、智能信息处理与智能机器的有机融合而构成的复杂智能系统,主要体现在以智能加工中心为核心的智能加工系统的智能单元上。作为智能单元的神经中枢——智能数控系统,不仅需要对系统内部中各种不确定的因素如噪声测量、传动间隙、摩擦、外界干扰、系统内各种模型的非线性及非预见性事件实施智能控制,而且要对制造系统的各种命令请求做出智能反应。这种功能已远非传统的数控系统体系结构所能胜任,这是一个具有挑战性的新课题。对此有待研究解决的问题有很多,其中包括智能制造机理、智能制造信息、制造智能和制造中的计算几何等。总之,制造技术发展到今天,已经由一种技术发展成为包括系统论、信息论和控制论为核心的、贯穿在整个制造过程各个环节的一门新型的工程学科,即制造科学。制造系统集成与调度的关键是信息的传递与交换。从信息与控制的观点来看,智能制造系统是一个信息处理系统,由输入、处理、输出和反馈等部分组成。输入有物质(原料、设备、资金、人员)、能量与信息;输出有产品与服务;处理包括物料的处理与信息处理;反馈有产品品质回馈与顾客反馈。制造过程实质上是信息资源的采集、输入、加工处理和输出的过程,而最终形成的产品可视为信息的物质表现形式。4．结语

制造业是国家经济和综合国力的基础,被称为“立国之本”。而我国的制造工业与发达国家相比,差距很大,主要表现为自主开发能力和技术创新能力薄弱,核心技术、关键技术仍依赖进口。对此,我国已引起重视,在“九五”科技规划和15年科技发展规划中,将先进制造技术列为重点发展领域之一。进入21世纪,经济全球化的进程日益加快,制造业领域的竞争日益加剧,而竞争的核心是先进制造技术。在此环境下,我们只有抓住机遇,迎接挑战,利用先进制造技术改造传统产业,实现技术创新、机制创新、管理创新及人才创新,才能实现我国跻身世界制造强国的目标。

参考文献

先进制造技术论文智能制造 篇2

智能制造代表着未来先进制造业的发展方向, 已受到国内外广泛重视, 多国政府均将此列入国家发展计划, 大力推动实施, 其中以美国工业互联网和德国工业4.0最为代表。德国实施工业4.0战略, 美国推动工业互联网概念, 二者基本理念相近, 都是将虚拟网络与实体连接, 是对工业未来发展方向和发展模式的探索。工业4.0旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变, 帮助实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。工业互联网更加注重软件、网络和大数据, 目的是实现通信、控制和计算的集合, 二者在应用范围、强调重点和实现方式等方面存在一定差异。

当前, 我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存发展阶段, 整体来看, 我国尚未实现工业化 (尚处于前工业2.0时代) , 对多数企业而言, 处于由工业2.0向工业3.0过渡阶段, 离全面数字化还有很长的距离。一是我国工业基础落后。高端传感器、重要操作系统和数字化基础的智能化水平还有待提高, 数控机床、机器人 (300024) 、控制系统等智能制造装备需进一步向中高端迈进, 关键基础材料、核心基础零部件 (元器件) 、先进制造工艺、产业技术基础等“四基”领域有待提升, 宽带网络、集成软件、感知和通信系统等智能制造基础设施有待建设, 互联网与工业的融合发展还有很大空间。二是我国制造业自动化水平存在区域、行业间、行业内部的多层次不均衡。如航空、航天、钢铁、石化、机床、汽车、集成电路领域的大中型企业, 在数字化设计、自动化生产线、生产加工的数字控制、企业信息管理方面都具有较好的基础和水平, 而大部分中小型企业在设计环节cad技术应用具有一定基础, 而在自动化及智能化装备 (生产线) 、生产加工的数字控制、企业信息管理方面基础较为薄弱。

总之, 目前我国不具备全面启动“工业4.0”的条件。相对于工业发展国家, 推动我国制造业智能转型, 环境更为复杂, 形势更为严峻, 任务更加艰巨。但我国不能自外于新工业革命之外, 而是要立足我国的基本国情和工业发展实际, 探索有中国特色的智能制造发展道路。

根据以上的分析, 我国应从应用层、装备层、网络层、平台层和数据层协同推进智能制造发展。

(1) 以应用为抓手, 带动制造业智能化升级。聚集重点领域, 紧扣关键工序智能化、生产过程智能优化控制、供应链及能源管理优化, 建设智能工厂/数字化车间, 分类实施流程制造试点示范与离散制造试点示范, 推广应用个性化定制、柔性化制造、异地协同开发、云制造等智能制造新模式, 推广应用在线监测、远程诊断等智能服务和智能化管理。 (2) 以装备为支撑, 推动软硬件一体化发展。聚焦感知、控制、决策、执行等智能制造核心关键环节瓶颈, 突破关键核心与关键零部件, 开发工业机器人、增材制造装备、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等核心技术装备。 (3) 以网络为纽带, 实现人、机、物的互联互通。加快高速、互联、安全、泛在的基础网络设施建设, 实现设备、加工对象、生产线、制造系统、产品、供应商、人之间的智能互联。支持研发和应用高速度宽带的工业以太网交换机、网络交换机等信息网络设备, 形成以“服务互联网”和“物联网”为基础的智能传输网络。 (4) 以平台为载体, 促进全产业链的智能协作。制定一批智能制造的基础共性标准、关键技术标准和行业应用标准与规范, 在制造业各个领域进行全面推广。集中力量突破依托泛在网络的工业互联网软件平台, 实现制造系统中的物理对象与相应的虚拟对象之间无缝融合。加快发展智能制造基础软件统一开发平台和工程软件统一开发平台, 基于上述平台自主开发智能装备亟须的嵌入式软件以及面向重点行业应用的核心工业软件。 (5) 以数据为驱动, 重塑制造业竞争优势。建立面向重点行业的工业云, 采集产品数据、运营数据、价值链数据以及外部数据, 实现经营、管理和决策的智能优化。支持制造企业加大数据分析与挖掘力度, 发展在线服务、虚拟试验、故障诊断、预测型维护以及视觉化管理等应用。鼓励制造企业发展与用户数据对接的“以销定产”、“个性化定制”等销售和服务模式, 培育大数据分析处理、咨询服务、行业应用、评估担保等智能制造新产业。

我国先进制造技术发展趋势 篇3

关键字:机械制造;发展现状;趋势

中图分类号:TH16文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0137-1

制造业对我国国民经济的贡献作用毋庸置疑,而先进制造技术是保障制造业高水平持续快速发展的基础。我国制造业产值占国民生产总值的40%,预计未来15年内制造业的年平均增长率将高于国民生产总值的年平均增长率。随着市场的全球化和多样化,制造业蓬勃发展必将成为振兴国家的经济、提高国家综合竞争力的根本动力。

一、先进制造技术的概念和内涵

先进制造技术(Advanced Manufactuing Technology), 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。

(一)狭义说,它是指各种计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统。如果将其与人作一个比拟的话,传统的制造业和自动化相当于人的四肢和体力,而以计算机辅助制造设备和计算机集成制造系统为主体的先进制造技术(AMT)则从某种意义上相当于人的大脑进行思维分析和判断,它也并将引领传统制造业进行一场前所未有的革命。

(二)广义说,先进制造技术包含两大方面:

1.计算机辅助设计和制造系统,如计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE以及计算机辅助制造CAM、计算机集成制造系统CIMS、柔性制造系统FMS、成组技术GT、准时化生产JIT等。

2.利用计算机进行生产任务和制造资源合理组织与调配的各种管理技术,如管理信息系统MIS、物料需求计划MRP、制造资源计划MRPII、企业资源计划ERP、工业工程IE、办公自动化OA、条形码技术BCT、产品数据管理PDM、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM等。

二、当前我国先进制造技术(AMT)的现状

制造业在一个国家的地位是不容忽视的。我国随着科学技术的不断发展和进步已经成为一个制造大国,但并非制造强国。主要体现在许多现代制造基础技术尚未掌握,许多重要装备不能自主制造,缺乏创新能力等。我国的制造技术和发达国家相比,还有一定的差距,主要体现在一下几方面:

(一)制造技术基础薄弱

设计技术、基础材料、基础制造装备等发展相对落后,限制了制造业的进步。多数企业开发能力不足,沦为外国公司的代工工厂,没有形成技术创新的主体。

(二)设计研发手段滞后

当前世界的现代设计理念已经形成体系,诸如全寿命设计、绿色设计等,将生产过程和环保等要素贯穿于设计始末,而我国大部分企业的设计还处在经验设计阶段,同时缺乏自主设计研发的能力。

(三)自主创新能力不强

许多关键技术,如航天、炼油等方面的自主创新虽有一定成绩,但与国外相比仍有较大差距;光纤设备、大型科学医疗设备主要依赖进口。

(四)产品的研发与生产过程严重脱节

长期以来,产品品种单调,竞争力不强,尤其是市场需求与企业技术创新上的矛盾。另一方面,科研、教育机构对企业的技术需求认识不足,许多科研成果仅仅停留在图纸上,锁在卷柜中,并没有认识到企业的迫切需求,最终导致产、学、研的脱节。

三、我国未来先进制造技术的发展趋势

(一)制造技术自动化

自动化的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。如采用自动送料装置的冷冲压模具,加工精度和生产效率均较高,而且长期效益明显。

(二)纳米制造科技

纳米制造技术作为纳米技术的中心之一,是融合其它各种学科的基本“艺术”,它不仅为纳米科学各个领域的研究和拓展提供强有力的支撑,而且是未来纳米产业的支柱。他的其中一个研究方面就是研究和发展极限紫外光刻技术。他有可能使线宽小于20纳米,由此将现有的半导体CMOS工艺推进至材料的极限。

(三)生物制造与仿生机械的科学与技术

模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。他是对传统制造技术理念上的突破和创造。

(四)绿色制造技术

其目的是使产品在设计、制造、装配、运输、销售及使用的整个过程中做到资源的优化利用、清洁生产和废弃物的最少化及综合利用。其中的重要组成部分就是实现切削加工的绿色化。其核心则是在加工中不使用切削液,这主要是因为切削液既污染环境和危害工人健康。目前,在欧洲的大批量机械加工中,有10%、15%的加工使用干切削和准干切削。

先进制造技术 篇4

徐从军

（临沂大学 机械工程学院飞1）

内容提要：先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质了变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

关键词 ：技术 发展 趋势

• 先进制造技术

(Advanced Manufacturing Technology）

• 是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术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。• 先进制造技术特点

（1）先进制造技术不是一成不变的，而是一个动 态过程，要不断吸取各种高新技术成果，并将其渗透 到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领 域及全部过程，并实现优质、高效、低耗、清洁的生产。

（2）先进制造技术是面向新世纪技术系统，它的目的是提高制造业的综合效益，赢得国际市场竞争。

（3）先进制造技术是不仅限于制造过程本身，它涉及到产品 从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售后服 务等产品寿命周期的所有内容。

（4）先进制造技术是 特别强调计算机技术、信息技术和现代系统管理技 术，在产品设计、制造和生产管理等方面的应用。

（5）先进制造技术是强调各专业学科之间的相互渗透、融 合和淡化，并最终消除它们之间的界限。

（6）先进制造 技术是特别强调环境保护，要求产品是所谓的“绿色 产品，要求生产过程是环保型的！

先进制造技术分类(1)现代设计技术(2)先进制造工艺(3)加工自动化技术(4)现代生产管理 技术(5)先进制造生产模式及系 • 发展历程

人类漫长的历史发展中，使用工具、制造工具进行产品制造是基本生产活动之一。直到18世纪中叶产业革命以前，制造都是手工作业和作坊式生产。

产业革命中诞生的能源机器（蒸汽机）、作业机器（纺织机）和工具机器（机床），为制造活动提供了能源和技术，并开拓了新的产品市场。

经过100多年的技术积累和市场开拓，到19世纪末制造业已初步形成。其主要生产方式是机械化加电气化的批量生产。

20世纪上半叶，以机械技术和机电自动化技术为基础的制造业的生产空前发展。以大批量生产为主的机械制造业成为制造活动的主体。

20世纪中叶（1946年）电子计算机问世。

在计算机诞生2年后，由于飞机制造（飞机蒙皮壁板、梁架）的需要，在美国发明了数字控制（NC）机床。不久计算机又开始用于辅助编制NC机床的加工程序，推出了自动编程工具APT语言（Automatically Programmed tools），此后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP、PDM、Web-M等数字化制造技术相继问世和应用。

先进制造技术是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，学科跨度大，内容广泛，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。先进制造技术就是在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术与机、光、电一体化技术等方面的最新进展，不断发展完善。• 提出背景

1993年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委员会（FCCSET）主持实施的先进制造技术计划（Advanced Manufacturing Technology－AMT）计划 先进制造技术计划（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。• 发展趋势

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展

• 我国的现状

1.我国先进制造技术的现状

自建国以来，尤其是改革开发20多年以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。

20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

此外，我国还掌握了一批先进的重大成套设备的核心技术。• 国外情况

.国外先进制造技术的现状

在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术；在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中或数控技术)、自动引导小车(AGV)等．近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等

结语：我国制造业面临的竞争越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识，必须采用先进制造技术来改造传统产业。但在我国，制造业应用先进制造技术和发展先进生产模式必须依据我国国情，在跟踪、消化国外先进生产模式的基础上，结合国情，博采众长来发展我国的制造业先进生产模式，推广现代先进制造技术。

参考文献

[1] 房贵如，刘维汉.先进制造技术的总体发展过程和趋势[J].中国机械工程，1995（3）

先进制造技术 篇5

洛阳理工学院

先 进 制 造 技 术

专业：机电一体化技术 班级：Z15025937 简述先进制造工艺的定义与特点

一、引言

先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的-一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。论文大全。它担负着为国民经济各部门和学技术的各个学科提供装备、I 具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。尤其是些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。

二、先进制造技术的起源

“先进制造技术”一词源于美国。二战结束之前的制造技术，可以统称为传统的制造技术，美国制造业在第二次世界大战以后，在当时国际环境背景下得到了空前的发展，并形成了支强大的研究开发力量，强调基础和学研究的重要性，忽视制造技术的发展。至20 世纪70 年代，随着日、德经济的恢复，美国制造业遇到了强有力的挑战，汽车业等行业的霸主地位，遇到了强有力的冲击，出口产品的竞争力大大落后于日、德，美国经济滞胀，发展缓慢。而日本在过去几十年内不断主动地采用制造新技术，已使其成为制造业公认的世界领。在此背景下,美国反思了制造技术同国民经济、技术与国力的至关重要的相互依赖关系，强调了制造技术的重要性，明确了社会经济目标的关键是技术的重要性，制定了国家关键技术计划，并对其技术政策作了重大调整。与此同时，以计算机为中心的新一代信息技术的发展，也全面推动了制造技术的飞跃发展。由于经济和增强国防的需要，在剧烈的市场竞争的刺激F,各个国家和地区纷纷将传统的制造技术与新发展起来的科技成就相结合，先进制造技术的概念逐步形成并发展。

三、先进制造技术的内涵

先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料及现代管理技术等方面最新的成果，并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、敏捷制造，并取得理想技术经济效果的前沿制造技术的总称。从本质上:可以说，先进制造技术是传统制造技术、信息技术、自动化技术和现代管理技术等的有机融合。与传统的制造技术比较起来，当代先进的制造技术以其高效率、高质量和对于市场变化的快速响应能力为主要特征。它贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维修等全过程，成为“市场一产品设计一制造一市场”的大系统。而传统制造工程一般单指加工过程。先进制造技术充分应用计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的最新成果，各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失。它是技术、组织与管理的有机集成，特别重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。先进制造技术又可看作是硬件、软件、人和支持网络(技术的与社会的)综合与统一。先进制造技术并不追求高度自动化或计算机化，而是通过强调以人为中心，实现自主和自律的统一，最大限度地发挥人的积极性、创造性和相互协调性。先进制造技术高度开放、具有高度自组织能力的系统，通过大力协作，充分、合理地利用全球资源，不断生产出最具竞争力的产品。先进制造技术的目的在于能够以最低的成本、最快的速度提供用户所希望的产品，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想的技术经济效果。

四、先进制造技术的主要内容

信息技术和现代管理技术是先进制造技术的两个支柱,而现代管理技术要以先进制造哲理为基础。不同的时代具有不同的消费需求和科学技术，不同的消费需求和科学技术又会产生不同的生产技术和生产方式，进而要求不同的管理与之相适应。先进制造哲理与信息技术和现代管理技术的有机结合，是必然产生的生产模式。先进制造哲理、现代管理技术与先进生产模式三位一体，共同构成了先进制造技术生长的软环境。自20 世纪90 年代以来，人1门在总结GT、FMS、JIT、MRPII、CIMS等生产模式经验和教训的基础上,提出了许多新的制造概念和生产模式。例如，以组成多功能协同小组工作模式为特征的并行工程(CE)，以简化组织和强调人的能动性为核心的精益生产(LP),以动态多变的且织结构和充分发挥技术、组织人员的2 度柔性集成为主导的敏捷制造(AM)。先进工程设计技术是先进制造技术的重要组成部分。论文大全。产品生产首先从工程设计开始。工程设计包括需求分析、产品规划、方案设计、总体设计、详细设计、工艺设计等

内容。工程设计结果直接影响产品的功能、怕能、质量、制造成本与交货期。据统计，产品设计阶段决定了产品生产成本的70%-80%。先进制造工艺是先进制造技术的核心和基础。按照设计方案，将原材料转化为实际产品的过程，称为制造工艺过程。论文大全。为实现这一过程，需要采用各种有效的制造工艺方法对产品质量、成本、生产周期等具有重要影响的因素实施有效控制。先进制造技术的支撑技术是指支持主体技术(设计和制造工艺)发展所需的技术、工具、手段和系统集成的基础技术，它包括信息技术、标准框架、机床和工具技术、传感与控制技术等。

五、先进制造工艺的发展趋势

先进制造技术的-一个重要发展趋势是工艺设计从经验判断走向定量分析，其方法就是将 数值模拟技术与物理模拟和人工智能技术相结合，确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工 质量，使生产过程从“理论-实验-生产”转变为“理论-计算机模拟-生产”。随着人工智能技术、计算机视觉技术、数字化信息处理技术、机器人技术的溶入，促使制造技术向着工艺高效化，控制数字化、智能化以及生产过程机器人化方向发展，如下几点有待攻破：(1)制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果,探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系 统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求 的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能 力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。(2)为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的 关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD / CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题;在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localizat ion)等方面，存在C-空间(配置空间Configuration Space)的几何计算和儿何推理问题;在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学中几何计算和几何推理等多方面的研究课题，其理论有待进一步突破，当前一门新学科--计算机几何正在受到日益广泛和深入的研究。(3)在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的 驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系 统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多 维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。

(4)各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类 基于生:物进化算法的计算智能I 具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在: 智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。这些问题是当前产品创新的关键理论问题，也是制造由一门技艺上升为一门科学的重要基础性问题。这些问题的重点突破，可以形成产品创新的基础研究体系。

1.采用模拟技术，成形、改性与加工是机械制造工艺的主要工序，是将原材料(主要是金属材料)制造加工成毛坯或零部件的过程。这些工艺过程特别是热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，其间发生一系列复杂的物理、化学、治金变化，这些变因而多年来，热加工工艺设计只能化不仅不能直接观察，间接测试也十分困难，凭“经验”。近年来，应用计算机技术及现代测试技术形成的热加工工艺模拟及优化设计技术风靡全球，成为热加工各个学科最为热门的研究热点和跨世纪的技术前沿。应用模拟技术，可以虚拟显示材料热加工(铸造、锻压、焊接、热处理、注塑等)的工艺过程，预测工艺结果(组织性能质量)，并通过不同参数比较以优化工艺设计，确保大件一次制造成功;确保成批件一次试模成功。模拟技术同样已开始应用于机械加工、特种加工及装配过程，并已向拟实制造成形的方向发展，成为分散网络化制造、数字化制造及制造全球化的技术基础。2.成形精度向近无余量方向发展

毛坯和零件的成形是机械制造的第一道工序。金属毛坯和零件的成形一般有铸造、锻造、冲压、焊接和轧材下料五类方法。随着毛坯精密成形工艺的发展，零件成形的型成形的形状尺寸精度正从近净成形(Near Net Shape Forming)向净即近无余量成形方向发展。“毛坯”与“零件”的界成形(Net Shape Forming :限越来越小。有的毛坯成形后，已接近或达到零件的最终形状和尺寸，磨削后即可装配。主要方法有多种形式的精铸、精锻、精神、冷温挤压、精焊接及切割。如在汽车生产中，“接近零余量的敏捷及精密冲压系统”及“智能电阻焊系统”正在研究开发中。

4.机械加工向超精密、超高速方向发展超精密加工技术目前已进入纳米加工时代，加工精度达0.025p m,表面粗糙度达0.0045p m。精切削加工技术由目前的红处波段向加工可见光波段或不可见紫外线和X 射线波段趋近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。目前起高速切削铝合金的切削已超过1600m/min;铸铁为1500m/min;超高速切削已成为解决一些难加工材料加工问题的一条途径。

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激光、电子束、离子束、分子束、等离子体、微波、超声波、电液、电磁、高压水射流等新型能源或能源载体的引入，形成了多咱崭新的特种加工及高密度能切割、焊接、熔炼、锻压、热处理、表面保护等加工工艺或复合工艺。其中以多种形式的激光加工发展最为迅速。这些新工艺不仅提高了加工效率和质量，同时还解决了超硬材料、高分子材料、复合材料、工程陶瓷等新型材料的加工难题。

6.采用自动化技术，实现工艺过程的优化控制微电子、计算机、自动化技术与工艺设备相结合，形成了从单机到系统，从刚性到柔性，从简单到复杂等不同档次的多种自动化成形加工技术，使工艺过程控制方式发生质的变化，其发展历程及趋势为:1)应用集成电路、可编程序控制器、微机等新型控制元件、装置实现工艺设备的单机、生产线或系统的自动化控制。2)应用新型传感、无损检测、理化检验及计算机、微电子技术，实时测量并监控工艺过程的温度、压力、形状、尺寸、位移、应力、应变、振动、声、像、电、磁及合金与气体的成分、组织结构等参数，实现在线测量、测试技术的电子化、数字化、计算机及工艺参数的闭环控制，进而实现自适应控制。3)将计算机辅助工艺编程(CAPP)、数控、CAD/CAM、机器人、自动化搬运仓储、管理信息系统(MIS)等自动化单元技术综合用于工艺设计、加工及物流过程，形成不同档次的柔性自动化系统;数控加工、加工中心(MC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造岛(FMI)、柔性制造系统(FMS)和柔性生产线(FTL),及至形成计算机集成制造系统(CIMS)和智能制造系统(IMS)。

7.采用清洁能源及原材料、实现清洁生产机械加工过程产生大量废水、废渣、废气、噪声、振动、热辐射等，劳动条件繁重危险，已不适应当代清洁生产的要求。近年来清洁生产成为加工过程的一个新的目标，除搞好三废治理外，重在从源头抓起，杜绝污染的产生。其途径之一为:一是采用清洁能源，如用电加热代替燃煤加热锻坯，用电熔化代替焦炭冲天炉熔化铁液;二是采用清洁的工艺材料开发新的工艺方法，如在锻造生产中采用非石墨型润滑材料，在砂型铸造中采用非煤粉型砂;三是采用新结构，诚少设备的噪声和振动。如在铸造生产中，噪声极大的震击式造型机已被射压、静压造型机所取代。在模锻生产中，噪声大且耗能多的模锻锤，已逐渐被电液传动的曲柄热模锻压力机、高能螺旋压力机所取代。在清洁生产基础上，满足产品从设计、生产到使用乃至回收和废弃处理的整个周期都符合特定的环境要求的“绿色制造”将成为21世纪制造业的重要特征。

国内外先进制造工艺技术的定义，发展现状与发展趋势

伴随着世界经济日益国际化，更兼并着科学技术的不断发展与突飞猛进，工业化的发展程度，成为一个国家在世界地位中凸显的重要标志之一，为此,先进技术则成为此领域内的一项重要技术之一。尤其高效高质量制造技术被广泛应用于飞机、汽车、造船、模具制造业、特殊材料加工以及航空航天、国防事业等。先进制造技术逐步成为衡量一国家工业化的核心标志，并对一个国家的、经济、航空航天、国防事业作出重大贡献。并逐步成为推动世界先进技术向高端技术发展重要标志。机械制造工艺是将各种原材料通过改变其形状、尺寸、性能或相对位置，使之成为成品或半成品的方法和过程。机械制造工艺流程是由原材料和能源的提供、毛坯和零件成形、机械加工以先进制造工艺加工制造出的产品质量高、性能好、尺寸精确、表面光洁、组织致密、无缺陷杂质、使用性能好、使用寿命和可靠性高。与传统制造工艺相比，先进制造工艺可极大地提高劳动生产率，大大降低了操者的劳动强度和生产成本。低耗先进制造工艺可大大节省原材料消耗，降低能源消耗，提高了对日益枯竭的自然资源的利用率。应用先进制造工艺可做到零排放或少排放，生产过程不污染环境，符合日益增长的环境保护要求。、材料改性与处理、装配与包装、质量检测与控制等多个工艺环节组成。

目前对于先进制造技术尚未有一明确的定义。改进、提高信息技术和现代管理技术的成果，并将其运用于产造业不断吸收、品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程技术的总称。纵观历史，现代制造技术形成和发展至今也只有是近十年间的事。上世纪，美国的一批学者不断鼓吹美国已进入”后工业化社会”,把传统的制造业视为”夕阳工业”，因而制造技术的发展受到极大的阻碍。然而由于美国根据本国面临的挑战与机遇，对其制造业存在的问题进行了深刻反省，重新认识到制造业在国民经济中的地位和作用。此时，由于计算机信息技术的发展，也全面推动了制造技术的飞跃发展。于是，先进制造技术的概念逐步形成。而我国，机械科学研究院提出了多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术，它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。这是在市场需求及新兴产业的带动下，制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术。2先进制造技术现状

我国工业化发展程度较世界先进的发达国家相比,起步晚，创新程度低,体系薄弱，突入比例相对较少，人类资源地下，相比其他发达国家而言，落后程度甚至超过数十年，为此,我国在改革开放三十年以来，不断大力发展生产力，力求科技创新，认真汲取国内外先进技术，来弥补我们先天的不足，所以有了，十五、十一五、十.二五等长期的规划目标为基准，为迈向世界先进制造技术大国强国而分发。相对我国而言，国外工业发达国家制造技术相当先进。并把先进制造技术作为国家级关键技术和优先发展领域。尽管决定国家综合竞争力的因素有多种，但制造业的基础地位不能忽视。20 世纪90 年代以来，各发达国家，如美国、日本、欧共体、德国等都针对先进制造技术的研发提出了国家级发展计划，旨在提高本国制造业的国际竞争能力。如网络化制造作为未来的重要的制造模式，已经引起各国政府、研究机构和企业界的广泛重视。20 世纪90 年代初,美国政府提出”先进制造技术”计划，将基于信息高速公路的敏捷制造作为美国21世纪的制造战略。总之，工业化国家大都把先进制造技术作为本国的科技优先发展领域和高技术的实施重点;发展中国家也十分重视制造业信息化，都把信息技术作为改造传统企业和产业结构调整的主要战略;新兴工业化国家希望通过加快制造业信息化，跻身世界先进行列,我国以及众多发展中国家也希望以信息化推进工业化，以缩小与先进国家的差距。自建国以来，尤其是改革开放以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。20 世纪70 年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80 年代以后，随着市场全球化的进-步发展，市场竞争变得越来越激烈。20 世纪90 年代初，随着CIMS 技术的大力推广应用，包活有CIMS实验工程中心和7 个实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS 的若干研究I 页F 1，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS 总体与集成技术、产品设计自动化、C艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD 和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与L业发达国家相比，我国的制造业仍然存在-一个阶段性的整体上的差距。在产品设计方面，普遍采用计算机轩甫助产品设计(CAD)2.国外先进制造技术的现状

计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术;在加工技术方面，已实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中心(或数控技术)、自动引导小车(AGV)等.近10 余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了-一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等。先进制造技术的组成先进制造技术不是一般单指加工过程的工I 艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、C艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。

发展

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面: l、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展，造业在 经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，先进制造模式必将获得不断发展。

三我国先进制造技术的发展趋势

进入21世纪以来，我国先进制造技术借鉴了国外先进经验得到了迅速发展并且形成lee 自己的方向与目标，具体如下所述:(一)精密化

精密加工、特种加T、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。(二)自动化

自动化技术自20 世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动 化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。(三)信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。(四)柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。(五)集成化

集成是综合自动化的-一个重要特征。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。(六)智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(TMT)是将人工智能独入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或半个世纪来，我国机械制造业虽然从无到有，从小到大取得了较快的发展，但与西方先进工业国家相比还存在这明显的差距，主要表现在如下方面:(1)产品档次低，高水平产品所占比例小目前我国机械工业主导产品达到当代国际先进水平的不到5%，达到上世纪90 年代国际先进水平的占25%，答到80 年代水平的占40%。我国大中型企业生产的2000 多种主导产品的平均生命周期为10.5 年，而美国-一般仅有3-4 年。美国制造业的新产品的贡献率已达到国目前，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上,现金管理模式和手段未能得到实施。目前我国制造企业的技术水平与国先进水平相比较，从总体上看差距达20年左右。

结合我国基本国情，解决我国先进制造技术目前问题应:(1)提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展。(2)深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设。

(3)将引进消化国外先进制造技术与自主开发创新相结合。(4)大力发展先进高新制造技术及其产业。

(5)积极培养创造性人才，努力提高制造业的全员素质。

国内外特种加工技术的最新发展现状和发展趋势 随着现代工业发展(和科学实验)的需要，许多领域要求尖端科学技术产品向高精度、高性能、小型化等方向发展，使用的材料越来越难加工，硬度高、脆性好的难切削材料应用 日益广泛，一些制造精密形状复杂和结构特殊的零件需求也在日益增加，对加工制造技术提 出了更高的要求，传统加工由于自身的加工特点，致使其已经不能完全满足加工需要这时，一种新的加工方法特种加工技术的出现填补了这一空缺。所谓特种加工，是指一种利用化学 电声光能对金属或非金属材料进行加工的方法，特别适用于加工复杂微细表面和低刚度零件 其工作原理不同于传统的机械切削方法即加工过程中工件具之间没有明显的切削力，工具材料的硬度也可以低于工件材料的硬度特种加工技术在国内外各行各业的应用中取得了巨成效，它们有着各自的特点使特殊材料或特殊结构工件的加工工艺性发生了根本变化，解决了传统加工方法所遇到的一些难题，已经成为现代工业领域中不可缺少的重要加工手段和关键制造技术.1.特种加工的发展

特种加工是20世纪40年代发展起来的，由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需，不仅新产品更新换代日益加快，而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比，并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此，采用传统加工方法十分困难，甚至无法加工。于是，人们一方面通过研究高效加工的刀具和刀具材料、自动优化切削参数、提高刀具可靠性和在线刀具监控系统、开发新型切削液、研制新型自动机床等途径，进一步改善切削状态，提高切削加工水平，并解决了一些问题;另一方面，则冲破传统加工方法的束缚，不断地探索、寻求新的加工方法，于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生，并不断获得发展。后来，由于新颖制造技术的进一步发展，人们就从广义上来定义特种加工，即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等的非传统加工方法统称为特种加工。特种加工的特点与广泛应用已经引起了机械制造工艺技术领域的很多变革:(1)提高了材料的可加工性，材料的可加工性不再与硬度、强度、脆性等直接关系;(2)改变了零件的传统加工工艺路线，不必考虑淬火安排的前后问题;一些分体加工可以采用整体结构;(3)改变了产品结构的传统设计(4)对传统的结构工艺性重新评价，方孔窄缝并非不允许出现。

虽然特种加工已解决了传统机械切削方法所遇到的诸多问题，在提高加工能力、产品质 量、生产效率和经济效益上显示出巨大的优越性，但目前仍存在一些问题，一些加工设备所 需投资大、使用维修费用高、加工过程中废液的排放不当会造成环境污染、有些特种加工的加工精度及生产效率有待提高等。随着现代工业和科学技术的发展，特种加工技术作为对传统机械加工方法的有力补充，在现有工艺基础上，新的特种加工技术不断完善和迅速发展其应用前景及发展空间将更为广阔。

当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面:

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

5、工艺曲技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

9、先进制造生产模式信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，获得不断发展，造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，先进制造模式必将获得不断发展。

三我国先进制造技术的发展趋势

进入21世纪以来，我国先进制造技术借鉴了国外先进经验得到了迅速发展并且形成lee自己的方向与目标，具体如下所述:(一)精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。(二)自动化

自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。(三)信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。(四)柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。(五)集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成，同时还要强调人的集成，由于系统中不可能没有人，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

(六)智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。四我国先进制造技术目前存在的问题和解决措施半个世纪来，我国机械制造业虽然从无到有，从小到大取得了较快的发展，但与西方先进工业国家相比还存在这明显的差距，主要表现在如下方面:(1)产品档次低，高水平产品所占比例小目前我国机械工业主导产品达到当代国际先进水平的不到5%，达到上世纪90年代国际先进水平的占25%，答到80年代水平的占40%。我国大中型企业生产的20(2)创新开发能力差，新产品贡献率低t 般仅有 3-4年。美OO多种主产品的平均生命周期为10.5年，而美国国制造业的新产品的贡献率已达到国内生产总值的52%。(3)专业化生产水平低我国基础零部件、基础工艺专业化水平与国外先进国家比较存在很大的差距。

(4)企业生产管理技术落后目前，我国大部分企业的生产管理依旧停留在过去计划经济管理方式上，现金管理模式和手段未能得到实施。

目前我国制造企业的技术水平与国先进水平相比较，从总体上看差距达 20年左右。

结合我国基本国情，解决我国先进制造技术目前问题应:(1)提高认识，全面规划，力促先进制造技术的发展。(2)深化科技体制改革，推动技术创新体系的建设。

(3)将引进消化国外先进制造技术与自主开发创新相结合。(4)大力发展先进高新制造技术及其产业。

(5)积极培养创造性人才，努力提高制造业的全员素质。为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围，当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点:(1)不断改进、提高高能束源品质，并向大功率、高可靠性方向发展。(2)高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展，力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围，向复合加工方向发展。(3)不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。

逆向工程设计的最新国内外进展

一、逆向工程(ReverseEmgineerimg;RE)的概念

逆向工程产生于2 0世纪8 0年代末至9 0年代初，广义上，逆向工程可以分为实物逆向、软件逆向和影像逆向三类。目前，大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物几何形状的逆向重构上，即产品实物的CAD模型重构和最终产品的制造，称为实物逆向工程”。逆向工程也称反求工程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据的过程。在产品设计时，如果客户给出的只是实物模型而没有产品原始图纸、文档或CAD模型数据，需要通过对已有产品实物进行分析与测里，重新得到制造产品所需的几何模型和特性数据，即对其进行数字化处理，使之能利用CAD、维数据测里，是反求工程实现的第一步。它是通过特定的测里设备和测里方法获取产品表面离散点的几何坐标数据，将产品的几何形状数字化。该技术关系到对零部件(实物)描述的精确度和完整度，从而景响重构的CAD曲面和实体模型的质里，并最终决定加工出来的产品能否真实反映原始实物。因此，测里是整个原型反求的基础。

1.测里方法及原理。反求工程采用的测里方法主要分为两类: 接触式和非接触式。根据测里原理、设备结构的不同还可以进一步细分。CAM、RPM、PDM及C IMS等先进技术进行处理，形成三维模型，并最终复制出已有产品。也可以在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，这样的过程就称为逆向工程。

逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具以及数控加工等多个环节。其中快速反求是从实物原型到三维数字模型的转换，是反求工程技术实现的关键技术，它包括数据测里、数据处理、三维重建和模型评价四部分。

二、逆向工程的测里技术

逆向工程的测里是指实物的数据采集，也称反求工程测里方法的分类接触式数据采集通常使用三坐标测里机，测里时将被测产品放置于三坐标测里机的测里空间内，可以获得被测产品上各个测里点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经过计算机数据处理，拟合形成测里元素，经过数学计算的方法得出其形状、现有的数据采集方法主要分为两大类: 1.接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。接触式数据采集通常使用三三坐标丈量机，丈量时可根据实物的特征和丈量的要求选择测头及其方向，确定丈量点数及其分布,然后确定丈量的路径，有时还要进行碰撞的检查。触发式数据采集方法采用触发探头，触发探头又称为开关测头，当测头的探针接触到产品的表而时，由于探针受理变形触发采样开关,通过数据采集系统记下探针确当前坐标值,逐点移动探针就可以获得产品的表而轮廓的坐标数据。常用的接触式触发探头主要包括: 机械式触发探头、应变片式触发探头、压电陶瓷触发探头。采用触发式测头的优点在于: 适用于空间箱体类工件及已知产品表而的丈量;触发式探头的通用性较强，适用于尺寸丈量和在线应用;体积小，易于在狹小的空间内应用;由于丈量数据点时丈量机处于匀速直线低速状态，丈量机的动态性能对丈量精度的影响较小。但由于测头的限制，不能丈量到被测零件的一些细节之处，不能丈量一些易碎、易变形的零件。另外接触式丈量的测头与零件表面接触，丈量速度慢，丈量后还要进行测头补偿，数据量小，不能真实的反映实体的外形。

2.非接触式数据采集方法非接触式数据采集方祛主要运用光学原理进行数据的采集，主要包括:激光三角形法、激光测距法、结构光法以及图像分析法等。

非接触式数据采集速度快、精度高，排除了由丈量摩擦力和接触压力造成的丈量误差,避免 了接触式测头与被测表而由于曲率千涉产生的伪劣点题目,获得的密集点云信息量大、精度 高，测头产生的光斑也可以做得很小，可以探测到一般机械测头难以丈量的部位,最大限度 地反映被测表面的真实外形。非接触式数据采集方法采用非接触式探头，由于没有力的作用，适用于丈量柔软物体;非接触式探头取样率较高。

适用 于表面外形复杂，精度要求不特别高的未知曲而的丈量，例如: 汽车、家电的木模、泥模等。但是非接触式探头由于受到物体表而特征的影响(颜色、光度、粗糙度、外形等)的影响较大，目前在多数情况下其丈量误差比接触式探头要大，保持在10微米级以上。该方法要用于对易变形零件、精度要求不高零件、要求海量数据的零件、不考虑文量本钱及其相关软硬件的配套情况下的丈量。总之，在可以应用接触式丈量的情况下,不要采用非接触式丈量;在只丈量尺寸、位置要素 的情况下尽量采用接触式丈量;考虑丈量本钱且能满足要求的情况下,尽量采用接触式丈量;对产品的轮席及尺寸精度要求较高的情况下采用非接触式扫描丈量:对离算点的丈量采用扫描式;对易变形、精度要求不高的产品、要求获得大量文量数据的零件进行丈量时用非接式丈量方法。管理园地

位置公差及其他几何里数据o接触式三坐标测里机的测头属机械式，根据其工作方式的不同又可分为开关式(触发式或动态发信式)和扫描式(比例式或静态发信式)两类。坐精度速度被测材质破坏性成本研究探讨机械法三坐标测里法最高主要测里方法的比较光学法激光三角法高投影光栅法较低电气法断层工业和扫描法核磁共振法较低标测里机可达到很高的测里精度，测头体积小、通用性较强，适于无复杂内部型腔、只有少里特殊曲面的空间箱体类工件的测里。测里机工作处于迅速直线低速运动状态，测里机的动态性能对测里精度的影响较小，但它有一定的局限性，如不能测里到细节之处、不能测易碎和易变形的零件、测里速度慢、测头半径需要补偿及数据里较小等。在非接触式技术中较成熟且应用最广泛的是光学测里法。其中，基于三角形法的激光扫描和基于相位光栅投影的结构光法被认为是目前最成熟的三维形状测里方法。

激光三角形法以激光作为光源，根据光学三角形则里原理，将光源(可分为光点、单光条、多光条等)投射到被测物体表面，并采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能里，根据光点或光条在物体上成像的偏移，通过被测物体基平面、像点、像距等之间的关系计算物体的深度信息。这种方法测里如果采用线光源，可以达到很高的测里速度，此方法已经成熟。其缺点是对被测表面的粗糙度、漫反射率和倾角过于敏感，限制了则头的使用范围。基于投影光栅的结构光投影测里法被认为是目前三维形状测里中最好的方法，它的原理是将具有一定模式的光源，如栅状光条投射到物体表面，然后用两个镜头获取不同角度的图像，通过图像处理的方法得到整幅图像上像素的三维坐标。此法的主要优点是对实物的测里范围大、速度快、成本低。缺点是精度低，在陡峭处会发生相位突变，影响精度，适于测里表面起伏不大的较平坦物体。目前，分区测里技术的进步使光栅投影范围不断增大，结构光法则里设备成为现在逆向测里系统领域中使用最广泛且最成熟的系统。

骨缺损的修复、人工关节、人工骨、整形复体、人工器官等医学假体设计中具有极其重要的作用。通过逆向造型，可以为患者提供更为准确的个性化设计替代物模型，使得缺损部位与替代物能更好地匹配，提高缺损修复的成功率。

7.特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，并要求产品与人体部位有相当好的形状适应性，此时，可利用逆向工程实现这一要求。CATIA的DSE、OSR模块以及Paraform公司的Paraform等。国内在逆向工程软件方面的研究，主要集中在高校，如清华大学、浙江大学、南京航空航天大学。软件产品主要有高华CAD、CAXA系列、GS-8.可实现电视、电影产业的3D造型。随着先进制造技术、计算机技术的不断进步，逆向工程技术也得到相应发展，包括其关键技术如三维测里、数据处理以及快速制造技术等，相信将来的逆向工程技术将会和产品制造等技术结合得越来越紧密，更多的领域发挥其显著的作用。参考文献: [1] 李康举.反求工程技术在机械产品设计中的应用[J].机械设计与制造

数据处理是逆向工程的一项重要的技术环节，它决定了后续CAD模型重建过程能否方便、正确地进行。根据丈量点的数目，丈量数据可以分为一般数据点和海量数据点: 根据丈量数据的规整性,丈量数据又可以分为散乱数据点和规矩数据点;不同的丈量系统所得到的丈量数据的格式是不一致的，且儿乎所有的丈量方式和丈量系统都不可避免地存在误差。因此，在利用丈量数据进行CAD重建前必须对文量数据进行处理。数据处理工作主要包括: 数据格式的转化、多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等。每个CAD/ CAM 系统都有白己的数据格式,目前流行的CAD/ CAM 软件的产品数抵结构和格式各不相同，不仅影响了设计和制造之间的数据传输和程序衔接，而且直接影响了CMM 与CAD/ CAM 系统的数据通讯。目前通行的办法是利用儿种主要的数据交换标准(IGES、STEP的DXF 等)来实现数据通讯。

在逆向工程实际的过程中，由于坐标丈量都有自己的丈量范围,因此无论我们采用什么丈量方法，都很难在同一坐标系下将产品的儿何数据一次完全测出。产品的数字化不能在同一坐标系下完成，而在模型重建的时候又必须将这些不同坐标下的数据同一到一个坐标系里，这个数据处理过程就是多视数据定位对齐(多视点云的拼合)。多视数据的对齐主要可以分为两种: 通过专用的丈量软件装置实现丈量数据的直接对齐: 事后数据处理对齐。采用事后数据处理对齐又可以分为:对数据的直接对齐和基于图形的对齐。对数据的直接对齐研究研究中，出现了多种算法，如ICP算法;四元数法;SVD法;基于三个基准点的对齐方法等。

数据平滑的目的是消除丈量数据的噪声，以得到精确的数据和好的特征提取效果。目前通是采用标准高斯、均匀或中值滤波算法。其中高斯滤波能较好地保持原数据的形貌，中值滤波消除数据毛刺的效果较好。因此在选用时应该根据数据质量和建模方法灵活选择滤波算

法。运用点云数据进行造型处理的过程中，由于海量数据点的存在，使存储和处理这些点云数据成了不可突破的瓶颈。实际上并不是所有的数据点都对模型的重建起作用，因此,可以在保证一定的精度的条件下减少数据量，对点云数据进行精简。.目前采用的方法有: 利用均匀网格减少数据的方法;利用减少多变形三角形达到减少数据点的方祛;利用误差带减少多面体数据点的方法。

数据分割是根据组成实物外形曲而的子曲面的类型，将属于同一曲面类型的数据成组,划分为不同的数据域，为后续的模型重建提供方便。数据分割方法可以分为基于丈量的分割和白动分割两种方法。目前的分割方法有: 基于参数二次曲面逼近的数据分割方法: 散乱数据点的自动分割方法;基于CT技术的数据分割方法。

三、逆向工程的应用领域

逆向工程可以迅速、精确、方便地获得实物的三维数据及模型，为产品提供先进的开发、设计及制造的技术支撑。据统计，国外7 0%以上的技术来自于反求。逆向工程已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，并成为消化和吸收先进技术、实现新产品快速开发的重要技术手段。以下是其在各领域的应用。

[2 ]张守军.反求工程及其相关技术的应用[J ].模具工程，[3] 吕国刚，谌永祥，李永桥.反求工程测里技术简述[J].机械研究与应用，2006，19(4):7-8.1.在缺少图纸及没有CAD模型的情况下，通过对零件原型的测绘，形成图纸或模型，并由此生成数控加工的NC代码，加工复制出与其相同的零件。

[4] 周建强，李建军，王彬。逆向工程技术的研究现状及发展趋势[J].现代制造技术与装备

[5 ]田涛，陈扬，史廷春.逆向工程与新产品设计[J]。河北理工学院学报

2.在对产品外观有较高美学要求的领域，如汽车、家电等民用产品以及工艺品的外型设计，设计师往往使用油泥、黏土或木头等材料先制作模型，这时根据所提供的模型运用反求工程的技术，可以快速准确地建立三维立体模型。

[6] 王霄.逆向工程技术及其应用.化学工业出版社，2004.[7] 陈宏远，刘东.实物逆 向工程中的关键技术及其最新发展。机械设计，2006，23(8):1-5.[8] 方芳.国内外三坐标测里机发展动向[J].机械工人。

[9 ]谢华银.近年数字化测里技术及里具里仪发展综述[J].设备管理与维修2005(12)3.当设计需要经过反复试制、修改、或者需要通过实验测试才能定型的零部件(如在航空航天领域业和模具制造业)时，反求工程可缩短过程。4.应用于修复破损的艺术品或缺乏供应的被损零件，如修复破损的雕像、雕刻及艺术造型等。此时并不需要对整个零件原型进行复制，而是借助反求工程技术获取零件原形的设计思想来指导新的设计。这是由实物反求推理出设计思想的一种渐近过程。[10] 周伦彬.逆向非接触测里技术浅析[J ].中国测试技术，.[11] 王建勇，贺炜，刘言松.逆向工程技术及其实物反求应用[J]。机床与液压，2005(5): 34-36.[12] 蔚敬斌.逆向工程技术及应用[J].机械管理开发，2006(2):45-46.5.对于国外的产品，要对其不适合国内使用处进行修改时，可以通过逆向工程建立三维模型进一步改进。

简述工业机器人的组成与分类。分析工业机器人的位置伺服控制方法。简述工业机器人的示教编程方法。

（一）.工业机器人的组成

工业机器人由三大部分、六个子系统组成。三大部分是:机械本体、传感器部分和控制部分。六个子系统是: 驱动系统、机械结构系统、感知系统、机器人环境交互系统、人机交互系统以及控制系统。图1.5所示为工业机器人系统组成及相互关系。1.驱动系统

要使机器人运行起来,需要给各个关节即每个运动自由度安装传动装置，这就是驱动统。动系统可以是液压、气动或电动的，也可以是把它们结合起来应用的综合系统，还可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接驱动。2.机械结构系统

工业机器人的机械结构系统由机身、手臂、末端执行器三大件组成，如图1.6所示。每一大件都要若干自由度构成一个多自由度的机械系统。若机身具备行走机构便构成行走机器人;若机身不具备行走及腰转机构,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端执行器是宣接装在手腕上的重要部件，它可以是二手指或多个手指的手爪。3.感知系统

感知系统由内部传感器和外部传感器组成，其作用是获取机器人内部和外部环境信息，并把这些信息反馈给控制系统。内部状态传感器用于检测各个关节的位置、速度等变量，为闭环伺服控制系统提供反馈信息。外部传感器用于检测机器人与周围环境之间的一些状态变量，如距离、接近程度和接触情况等，用于引导机器人，便于其识别物体并做出相应处理。外部传感器一方面使机器人更准确地获取周围环境情况，另一方面也能起到误差矫正的作用。4.控制系统

控制系统的任务是根据机器人的作业指令从传感器获取反馈信号，控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特征，则该控制系统称为开环控制系统;如果机器人具备信息反馈特征，则该控制系统称为闭环控制系统。该部分主要由计算机硬件和软件组成。软件主要由人机交互系统和控制 算法等组成。2.工业机器人的分类

工业机器人按三大部分(机械本体部分、感知器部分和控制部分)

1搬运机器人搬运机器人用途很广泛，一般只需要点位控制，即被搬运工件无严格的运动轨迹要求，只要求起始点和终点的位姿准确。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件，从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，减少了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人超过10台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定相应标准，规定了人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。2 检测机器人

零件制造过程中的检测以及成品检测都是保证产品质量的关键。这类机器人的工作内容主要是确认零件尺寸是否在允许的公差内，或者控制零件按质量进行分类。例如，油管接头螺纹加工完毕后，将环规旋进管端，通过测量旋进量或检测与密封垫的接触程度即可了解接头螺纹的加工精度。油管接头工件较重，环规的质量一般也都超过15 kg.为了能完成螺纹检测任务的连续自动化动作(环规自动脱离、旋进自动测量等)，需要油管接头螺纹检测机器人。该机器人是六轴多关节机器人，它的特点在于其手部机构是一个五自由度的柔顺螺纹旋进机构。另外还有一个卡死检测机构，能对螺纹旋进动作加以控制。3.焊接机器人

这是目前应用最广泛的一种机器人，它又分为电焊和弧焊两类。电焊机器人负荷大、动作快，工作的位姿要求严格，一般有6个自由度。弧焊机器人负载小、速度低，弧焊对机器人的运动轨迹要求严格，必须实现连续路径控制，即在运动轨迹的每个点都必须实现预定的位置和姿态要求。弧焊机器人的6个自由度中，一般3个自由度用于控制焊具跟随焊缝的空间轨迹，另外3个自由度保持焊具与工件表面有正确的姿态关系，这样才能保证良好的焊缝质量。目前汽车制造厂已广泛使用焊接机器人进行承 重大梁和车身 的焊接。4 装配机器人

装配机器人要求具有较高的位姿精度，手腕具有较大的柔性，如图19所示。因为装配是一个复杂的作业过程，不仅要检测装配作业过程中的误差，而且要纠正这种误差，因此，装配机器人采用了许多传感器，如接触传感器、视觉传感器、接近传感器、听觉传感器等。5.喷涂机器人

喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成。液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6个自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2~3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。这种工业机器人多用于喷涂生产线上，重复定位精度不高。另外由于漆雾易燃，驱动装置必须防燃防爆。家族，拥有喷涂精确、正常运行时间长、漆料耗用少、工作节拍短以及有效集成涂装设备等诸多优势。

（二）分析工业机器人的位置伺服控制方法

（1）工业机器人的伺服系统决定着工业机器人计算机控制系统的工作方式。下面对伺服控制系统的结构与伺服控制过程进行分析和研究。2脉冲列输入的相位比较式的数字伺服系统 根据信号的输入方式不同,数字伺服系统主要有两大类:一类是脉冲列输入方式的伺服系统;另一类是数值指令输入方式的伺服系统。输入脉冲列伺服控制系统对运动的位置、速度、加速度的控制都是由脉冲列的输入实现。脉冲的个数对应伺服电机输出轴的转角;脉冲频率的高低,对应于电动机转速的高低;脉冲频率的变化率对应于电动机加速度变化。脉冲列输入方式的伺服系统中有一类相位比较式的伺服系统,其特点是反馈元件采用相位工作方式,伺服系统把指令信号和反馈信号变成某个载波信号的相位,然后进行二者相位比较,得到实际位置与给定位置的偏差。脉冲列输入的相位比较式的数字伺服系统原理简单,可由硬件实现。

（2）工业机器人的位置反馈元件 工业机器人的位置反馈元件采用了旋转变压器。旋转变压器是应用电磁感应定律把位移量(包括角位移与线位移)转换成电量的一种传感器。它具有两个平面形的矩形绕组,通过两个绕组的互感变化来检测其相互间运动的位置。对于由旋转变压器组成的检测系统,可以采用不同的激磁方式,并对输出信号。

（三）简述工业机器人的示教编程方法

工业机器人一般都属于“示教再现型”机器人，“示教”就是机器人学习的过程，在这个过程中，操作者要“教会”机器人怎样工作，机器人的操作系统会将这些工作程序和要领记忆下来，机器人按照记忆下来的程序进行工作，这就是“再现”过程。目前示教的方式主要分为：

（1）直接示教，包括手把手示教和示教盒示教。手把手示教是由人直接搬动机器人的手臂对机器人进行示教，示教时对机器人各个关节的角度用多通道记录仪记录下来，然后根据所记录的信号让机器人再现与这些关节角度一样的动作，从而实现人们对机器人的编程。这个过程类似录音机在录制声音后再重放这种声音的过程。目前多采用示教盒进行示教，即首先用示教盒控制机器人的终端，使其达到需要的方位，然后把每一位置、姿态的有关数据存储起来；接着编辑并再现示教过的动作。如果示教正确，机器人可重复示教动作。

（2）离线示教，也称离线编程。离线示教不对实际作业的机器人直接进行示教，而是脱离实际作业环境生成示教数据，间接地对机器人进行示教。在离线示教法（离线编程）中，通过使用计算机内存储的模型（CAD模型），不要求机器人实际产生运动，并能在示教结果的基础上对机器人的运动进行仿真，从而确保示教内容是否恰当及机器人是否按照人们期望的方式运动。

先进制造技术作业 篇6

机械工程 2509201015

赵喜鑫

摘要： 三坐标测量机作为上世纪60年代发展起来的一种测量机器，以其精度高、测量范围广等优点受到越来越普遍的应用。本文介绍了三坐标测量机的发展概况及其在机械加工一些简单的应用。

关键词： 三坐标测量机 CMM 逆向 检测 前言

三座标测量机（Coordinate Measuring Machining 以下称CMM），是对工件进行三维测量的具有X、Y、Z三个坐标轴的坐标机器。它是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。2 CMM的分类和主要部件

CMM可分为活动桥式测量机、固定桥式测量机、龙门测量机、水平臂式测量机、L式测量机、便携式测量机等几种机型。机床由工作台,X、Y、Z导轨及电脑组成。检测系统采用磁栅或光栅。同时提供标准附件供选用。我公司使用的是购自青岛海克斯康公司alpha龙门式测量机。它有四根立柱行程分别为X=2000mm,Y=3300mm,Z=1500mm，精度为E=5+5L/1000(单位E:μ；L:mm)。数据处理系统

CMM配有计算机及软件系统用于数据处理，它可以根据检测要求对工件几何尺寸进行测量，或对工件进行用于逆向工程的测绘。Alpha CMM配置的是PC-DMIS软件系统。PC—DMIS具备了如下先进功能： ⑴ 备完善的测头管理、零件坐标系管理和工件找正功能；

⑵ 实现工件几何特征量的直接测量，并能够完成几何关系的计算、构造和形位公差计算； ⑶ 独特的交互式三维图形功能； ⑷ 脱机情况下可通过计算机模拟进行测量编程； ⑸ 三维空间的模拟，可直接观察到测量机上工件的图像和固定方式，从而可在零件检测前方便地进行各项设置和编程的修正； ⑹ 具备浏览窗口，可清楚地指明被测工件的特征，并允许编程者在编制零件实时地观检测到所有的测量工作；

⑺ 内置的强大报告分析功能，可图形化地展示单

个数据点的偏差并包括文字说明；

⑻ 可利用IGS或DMIS实现三座标测量机系统与系统的双向直接连接； ⑼ 可处理二维、三维、线框式和曲面的CAD文件； ⑽ 通过曲线曲面测量软件选项，实现对轮廓形工作的测量与分析； ⑾ PC-DMIS中的曲线曲面测量软件包使得用户可利用现有CAD曲面模型的优势，从而优化检测程序。操作者只需采用鼠标进行特殊点目标的选择或只

是简单地利用测头进行需要信息区域的触发。依据

所测曲面的几何量，测量结果沿目前名义矢量方向

进行补偿，从而避免了余弦误差。曲线曲面软件为各类叶片、模具、模型和钣金件提供了全新的测量和分析功能。4 机器的工作原理与用途

将被测工件放置在CMM工作台上，选择合适的测头，移动X，Y，Z 三个坐标，对工件进行测量，便可获得被测几何形面上各测点的几何坐标尺寸。这些点的坐标值经过计算机的数据处理，可求出待

测几何尺寸和相互位置尺寸以及形位误差值。

CMM 已由简单的划线测量机和手动系统发展成为高精度的自动检测中心。CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现逆向工程。5 应用举例

5.1空间检测 CMM不仅仅体现在它的测量精度高外，还能测量传统手工测量所不能测量的尺寸。这主要得益于CMM测座灵活，可根据要求任意旋转测量角度，测量空间尺寸。图1是一定位块，要测量几个孔距。由于这几个孔都不在一个平面上，而且锥体还和侧面有尺寸要求，普通量具无法测量。但是使用CMM就非常简单。首先测量中间大面，找正平面，然后测量一条边，建好坐标系后用测头A0B0角度测量中间图上所有的孔和圆锥，然后用A90B90角度测

图 1 定位块

量右图的孔。最后点击“距离”对话框即可求出所了定量地了解模具损耗发生的位置及损耗量的大有尺寸。小，以确定是修复模具还是报废模具，需要对其进5.2辅助检测 行检验。通过计算机辅助检验，可以非常方便地实产品零件大批量生产之前，往往需要进行“试现以上检验要求。计算机辅助检验，就是通过CMM生产”，并对“试生产”的零件进行检验，即“首获得实物的三维数据，并将此数据与实物的CAD模件检验”，以保证批量生产的产品满足质量要求。型对正比较，以获取检验结果。另外，当模具使用一定次数以后，会发生损耗，为计算机辅助检验主要包括三个步骤：模型数字

图 2 计算机辅助检验工作流程

化、数据对正和检验分析。整个流程如图2所示。模型数字化是计算机辅助检验的关键步骤之一，它的精度直接影响检验的可信度。而CMM正是为它提供实物的表面轮廓数据信息，并以大量的三维坐标点（点云）来表达。然后通过第三方软件如imageware将检验模型和CAD模型对正。对正的过程及对正后的分析比较过程都是在imageware里完成的。

5.3逆向工程

在国外，逆向工程已经作为一种先进的设计方 法被引入到设计开发工作中。为了避开艰苦的原型设计阶段，通过观察和测试竞争对手的产品，对其进行初始化，然后拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品制造过程，并以此为基础优化设计出一种更好的产品。逆向工程（Reverse Engineering）就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括图纸或数字模型）的过程。它与一般的从图纸到产品的过程正好相反。

图3 逆向过程

随着数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如CMM、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输

送到CAM系统完成产品的制造。从图3可以看出，逆向工程的实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。

图4所示为我公司锯片磨齿机的凸轮。该凸轮

图 4 凸轮

因为磨损需要备件。但是磨齿机购自国外，外商不提供凸轮图纸资料。购买该凸轮不仅价格高昂，而且购买周期很长。因此必须进行逆向测绘获取图纸。由于该凸轮外形是不规则曲线，使用精度非常高，普通卡尺等量具无法精确测量，因而使用三座标测量机进行扫描测量。先用SP600测出它的高度，中心孔位置，建好零件坐标系，然后利用SP600 强大的扫描功能对它不规则曲线进行密集的连续点

扫描，得到它的外形轮廓。下一步用imageware件进行点云的处理，生成凸轮曲面几何形状。再利用CAD软件得到凸轮图纸。最后根据图纸进行生产加工。可见，利用CMM扫描样品采集点数据，再应用imageware软件生成高质量曲面，相比直接在CAD系统中进行曲面造型，更节省时间。另外，利用CMM采集的几何数据能生成符合工业标准格式的文件，如IGES、VDA-FS、ISOG代码、DXF和规定的ASCII、CAD/CAM格式，分析软件包至少能支持其中的一种格式。

以上介绍的只是利用CMM进行逆向工程的一个例子，用CMM还做过许多逆向测绘工作。如天津钢管集团公司168厂的PQF机架、350脱管机架、258定径机架和三套转鼓等，可节约了大量的进口采购费用。CMM发展趋势

在今后一段时期内，它的主要发展趋势可以概括为以下几方面：

（1）高精度和高速测量 质量与效率一直是衡量各种机器性能主要指标之一。一般情况是为了保证测量精度，测量速度不宜过高。随着生产节奏不断加快，用户在要求CMM保证测量精度的同时，会对CMM的测量速度提出越来越高的要求。

（2）新材料和新技术的应用 为保证可靠高速的测量功能，机体材料必须在传统的铸铁、铸钢基础上，大量采用重量轻、刚性好、导热性强的合金、石材、陶瓷等新材料。新型材料由于其良好的导热性，在发生温度分布不均匀时，能在极短的时间内迅速达到热平稳，将温度变化所产生的热变形减至最低。为此，近几年引起了厂商的改型高潮，新品种层出不穷。技术指标的进步表现在两个方面：a.最高运动速度达到15m/s以上；b.环境温度要求可降低到20+_4℃。

（3）大量采用非接触式测量 非接触测量的核心就是光学测量。近年来国外光学CMM发展十分迅速。在同等精度条件下，非接触式测量速度更快。另外，它还能测量一些软性材质。在微电子工业中有许多二维图案，如大规模集成电路掩模等，它们是用接触测头无法测量的。

（4）控制系统的改进 在现代制造系统中，测量的目的越来越不仅仅是成品验收检验，还向整个制造系统提供有关制造过程的信息，为控制提供依据。因此必须要求测量机具有开放式控制系统，具有更大的柔性。另外，也可以用复杂的控制系统进行紧凑设计，以求降低成本。

(5)软件技术的革新 测量机的功能主要由软件决定。软件是CMM中发展最为迅速的一项技术。软件的发展将使CMM向智能化的方向发展，它包括能进行自动编程、按测量任务对 测量机进行优化、故障自动诊断等方面的内容。7 结语

在竞争日益激烈的今天,对产品质量要求越来越严格，CMM以其强大的功能，极大的测量范围，精确的测量为产品质量提供强大的保证。但是它也有自己的缺点，如价格昂贵（是一般卡尺等量具的几百倍甚至上千倍），测量条件严格（如精密测量要求恒温在20°±0.2°C范围内）。然而这些缺点影响不了CMM在工业中的普及。随着科技的不断发展，CMM测量精度会越来越高，操作越来越灵活，自动化程度越来越高，必将成为工业中不可或缺的检测设备之一。

参考文献

1.《PC-DMIS教程》上下册 海克斯康测量技术（青岛）有限公司

2.《三坐标测量机》 张国雄等 天津大学出版社 1999

3.《测量机应用技术论文集》海克斯康测量技术（青岛）有限公司

浅谈国内先进制造技术 篇7

1 机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是:高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品, 因此, 21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面。

1.1 精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工 (如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等) 三大领域。超精密加工技术己向纳米 (1nm=10-3μm) 技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此, 它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

1.2 自动化

自动化技术自20世纪初出现以后, 经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程, 自动化技术的成功应用, 不但提高了效率, 保证了产品质量, 还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化, 可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中, 将更加重视人在自动化系统中的作用。

1.3 信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入, 己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程, 最终形成的产品可看作是信息的物质表现, 因此可以把信息看作是一种产业, 包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化, 以适应高柔性生产的需要。

1.4 柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高, 促使产品更新换代的速度不断加快, 这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性, 是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力, 它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务, 完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

1.5 集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接, 是经过统一规划设计, 分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成, 功能集成要借助现代管理技术、计算机技术、自动化技术和信息技术实现技术集成, 同时还要强调人的集成, 由于系统中不可能没有人, 系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关, 因此在技术上集成的同时, 还应强调管理与人的集成。

1.6 智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术 (IMT) 是将人工智能融入制造过程的各个环节, 在整个制造过程中贯彻智力活动, 使系统柔性的方式集成起来, 通过模拟人类专家的智能活动, 取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动, 在制造过程中系统能自动监测其运行状态, 在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数, 以达到最佳状态和具备自组织能力。

2 存在差距和实施策略

改革开放以来, 通过技术改造和引进国外先进制造技术, 使我国的制造工业有了长足的进步, 但和先进国家相比还存在很大差距, 表现在:技改投入相对不足, 原有技术基础和研究开发能力薄弱, 制造业产品落后, 技术水平低, 信息含量少, 更新换代慢, 以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后, 缺乏国际竞争能力。面对这样形势, 发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列, 必须采取相适应的措施和策略。

2.1 人才是关键

发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制, 研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场, 科技人员必须强化市场意识, 因此人才的培养要注意市场导向。要有产业观念、企业观念、信息观念、竞争观念和效益观念。科技人员要懂得市场营销、经营管理和经济法。要拓宽学科领域, 更新教育内容与方法, 培养一支了解和掌握机械工程科学的前沿技术人才, 加速先进制造技术的推广和实施, 为市场经济服务。

2.2 加强政策与法规建设, 建立强有力的宏观调控机制

在市场经济环境下, 国家仍应制订科学的制造产业规划和制造技术进步的总体规划, 以及相应的法规政策。避免重复建设、重复生产和重复引进的事情发生, 要尽可能减少和避免市场盲目竞争造成的损失。2.3建立与发展我国自主的NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自动化单元技术, 结合实际情况实现与现有成熟技术的有效结合

同时要有组织有计划的引进先进制造技术进行消化和吸收。对于引进的并行工程 (CE) 、敏捷制造 (AM) 、精良生产 (LP) 、智能制造 (IM) 等先进制造模式要根据它们的技术构思和特征开发创新成适合我国国情的生产模式, (如独立制造岛) 以使企业适应市场经济的需要。

摘要：文章阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势, 并提出了我国目前存在的差距及发展策略。

先进制造技术论文智能制造 篇8

[关键词] 机械制造技术系统 先进制造技术 机械工业

当今世界，随着科学技术的突飞猛进，世界经济格局的巨大变化，市场竞争日益激烈。产品需求向个性化、多样化方向发展。传统的制造模式及制造技术不能适应瞬息万变的市场需求。世界性的激烈竞争使得市场变化太快，以至企业的自我调整变化的速度跟不上市场变化的速度，这是影响企业生存和发展的世界性问题。在这种情况下，多品种、变批量的制造模式正逐渐取代传统的制造模式。新的制造模式和竞争策略要求企业追求更完善的T、Q、C、S、E，即上市时间（Time to Market）短、质量（Quality）高、成本（Cost）低、售后服务（Service）完善,及对环境（Entironment）无污染的绿色制造。这给产品的设计和制造带来了很大的压力，需要先进的制造技术与之相适应。机械工业是一个范围广，品种多，技术性强的国民经济工业部门，是国民经济的基础行业。它在国民经济中占有举足轻重的地位，为国民经济各部门提供先进的设备和工具。机械工业生产的设备的质量和技术水平在很大程度上决定国民经济其他部门的技术水平和生产能力，并影响其经济效益。改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进技术，我国机械制造技术水平不断发展和提高，已经具有了相当的规模和实力。但是，从总体上看，我国制造生产水平依然比较落后，在质量、品种、成本、效率、效益、交货期和售后服务等方面与国外先进水平相比都有很大差距，缺乏国际竞争力。

人类已经步入知识经济和信息化的时代，随着世界自由贸易体制的不断完善，全球统一大市场的形成，以及全球新型高速公路网络和交通运输体系的建立，制造业将得以借助全球互联网络、计算机通讯和多媒体技术实现全球或异地制造资源（知识、人才、资金、软件、设备）的共享和互补。制造业、制造产品和制造技术走向国际化，制造自动化系统也进一步想网络化、全球化方向发展。基于因特网的全球制造将在不久的将来变成现实，敏捷制造企业和虚拟公司将应运而生，真正的虚拟制造系统和敏捷制造系统也将在21世纪面世。为发展我国机械制造技术，振兴传统机械工业，在新的技术革命面前，我们应把握时机，超越某些阶段，迎头赶上世界先进水平。要使这种愿望成为现实，必须采取相应对策。

当今世界各国经济的竞争，主要是制造技术的竞争。在企业的生产力构成中，制造技术的作用一般占60％左右。美国现在正推行以微电子带动的第三次产业革命，重点就是发展先进制造技术。近年来在我国，"工艺"的概念及工艺工作的内容也在不断扩展，由狭义到广义，由局部到整体，由断续零散到成套系统，使现代的"工艺"概念逐步演变成以整个制造过程为服务对象，以提高质量、效率、效益、竞争力为目标。当前，制造技术已经进入了计算机辅助制造的时代，它是通过一个计算机分级结构网络来监测、控制和管理制造过程各个阶段的工作，其中包括生产管理与控制、工程分析与设计、财务与销售等方面。在制造系统中，存在着以生产对象为中心，由原材料—→毛坯—→零件—→成品构成的物质流，以生产管理和信息管理等管理技术为主体的信息流以及为了保证生产活动正常进行而必须的能量流。物流、能量流与信息流的集成，特别是引入工业工程(IE)、系统管理(SMI)和系统生产技术(SMT)的原理和方法，将生产过程中的物流、能量流与信息流经过一定的系统化及某种形式和程度的结合，集成为一种新的生产技术体制 。包含物质流、信息流和能量流的完整的先进制造技术体系，即机械制造技术系统，它具有"自动化、柔性化、高效化"综合效果特征。机械制造技术系统的框图如图所示。

在机械制造过程中，信息流的引入是形成先进制造系统最关键的要素。以机械制造为代表的先进制造技术，对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用。它的水平高低在很大程度上反映了一个国家工业发展的水平，是现代企业最重要的看家本领，是企业竞争力的最重要因素，也是提高产品自主开发能力和技术创新能力、提高产品质量的技术基础。现阶段，普及先进制造技术，为振兴我国的机械行业，笔者以为可以从以下几个方面着手：

1.加强合作，共同开发

先进制造技术是集机械、电子、信息、材料和管理技术于一体的综合技术，它的发展涉及到规划与管理、资金保证、研究开发、生产与应用等各个方面。因此，必须把政策部门、科研单位、高等院校和企事业中各方面力量组织起来，加强合作、共同开发，走集团化、规模化的途径。我们一方面要跟踪国际上高新技术，同时必须花大力气抓新技术、新工艺的推广工作。目前更应抓好数控和计算机技术的应用和推广，只有先普及后提高，才能使我国制造技术的发展具有稳固的基础。

2.积极开展技术改造

制造技术的发展是通过技术改造的过程实现的，其中也包括人员培训、技术更新。进行技术改造必须从经营战略和生产系统整体出发，不能单纯把技术改造局限于更新设备上，还要考虑到原始投资和日后生产管理的经济性。因此，进行技术改造时应进行经济分析与论证，以作出科学的决策和判断，只有这样，才能走出一条技术改造及经济效益相结合的正确之路。

3.加强宣传，提高人员素质

要使先进制造技术对传统制造业的发展起作用，首先要做好宣传工作，使上上下下，从领导到各级管理人员，特别是决策人员对其有较为清楚的了解，从而消除实施这项技术时来自各方的阻力。其次是要培养扎实过硬的技术队伍。进入20世纪90年代后的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，因此，我国的机械制造技术人员知识要更新，技能要拓宽，其主要方向包括信息科学、材料科学、控制论、生物科学、管理科学、微电子技术、计算机技术等。只有熟练地掌握了以上高新技术，才能适应新世纪机械制造工业发展的需要。

4.结合国情，逐步发展

发展和应用先进制造技术一定要适合我国国情，不能把发达国家最先进的技术直接拿来，不问经济效益，就跟着发展，跟着应用，甚至号召“推广”。我国的情况是劳动力过剩，工资较低，人员素质低，企业管理落后，此外我们的企业有国有大中型企业、中小型集体企业、乡镇企业、私营和个体企业、合资和外资企业等多种形式，条件不同，组织管理方式不同，因此需要的机械制造技术和生产方式也是各不相同的。当前我国各企业应根据不同情况，采取有效益的自动化和半自动化，如独立制造岛做法等。独立制造岛是上海同济大学张曙教授所提倡的，它以成组技术为基础，NC机床为核心，NC机床与普通机床并存，强调信息流的自动化，以“软”取胜和以“人”为中心的生产方式。其特征是组织、人员和技术三者有机集成，面向车间，权、利下放，综合治理，并以获取经济效益为主要目标，因此在实质上也是一种精良生产方式。企业应结合各自的情况，选用各种先进的制造生产模式。近年来，国外提出的并行工程和敏捷制造等方式应积极探讨和尝试。

21世纪人类面临着人口、资源和环境三大危机。为了拓展人类生活空间，为了全面开展和利用自然资源，为了保护生态环境，21世纪对工程机械提出了更高更新的要求。为了振兴我国的机械制造业，提高我国机械行业的竞争能力，最重要的一点是靠技术发展，这是提高我国的机械制造技术水平是根本出路。我国是一个发展中国家，科学技术水平还远远落后于发达国家。这就要求我们在发展的过程中多多学习国外的先进技术，用他们的先进技术来发展自己。但是，引进不是解决问题的根本办法，我们在引进国外的先进技术的同时必须发展自己的科学技术水平。

参考文献：

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[2]王秀伦编著:现代工艺管理技术.中国铁道出版社，2004

[3]王隆太主编:现代制造技术.机械工业出版社，1998

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[5]路甬祥:团结奋斗 开拓创新 建设制造强国.中国机械工程学会年会主旨报告，2002

[6]路甬祥:21世纪中国制造业面临的挑战与机遇.中国机械工程学会年会主旨报告，2004