机械制造与自动化专业
毕业论文
论文题目 机械制造自动化技术的发展
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１０１０９４７４７６１
２０１１ 年 ２ 月 ２２
目录
一、如何发展机械制造自动化技术 „„„„„„„„„„„ １
二、注重实用发展机械自动化技术 „„„„„„„„„„„ ５
三、机械自动化的产生 „„„„„„„„„„„„„„„„ ９
四、机械自动化的现状 „„„„„„„„„„„„„„„„ ９
五、机械自动化的发展历程五 „„„„„„„„„„„„„１０
六、机械自动化的发展趋势－－农业机械自动化 „„„„„„１１
机械制造与自动化技术的发展
一、如何发展机械制造自动化技术
首先先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的 主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械制 造自动化技术从四方面进行阐述 。 机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。
１． 结合生产实际，注重实用发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、自动线的做法，全年生产任务只需１￣２个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益，而不单纯的是速度。
２．发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术，潜力大，前景广， 投资省，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。２世纪９０年代美国麻省理工学院提出的精节生产ＬＰ（ＬｅａｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）模式，就是以最小的投入，取得最大的产出的具体表现。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备，在发展现代机械自动化技术时，应以原有的设备为主，合理调整机床布局，添加少量的数控设备， 引入ＣＡＤ／ＣＡＭ技术，充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性，共同构成一个以人为中心，以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统，为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。通用机的局部自动化改装有重要意义。近期内我国对成本低、维修方便的通用机的需要量还是不会急剧下降的，因为有广大的乡镇企业市场，有小工厂、试验室、大型企业的工具车间等。
３． 结合中国国情，发展现代机械自动化技术。实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。
当机械的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制（传统） 自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段。中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程，不可能一蹴而就。当前，中国机械制造业同世界 先进水准也存在阶段性差距。在我国这种国情下，普遍发展应用计算机集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”，并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。因此，要不要普遍发展全盘自动 化或高度自动化ＣＩＭＳ技术，一定要慎重行事。而且全盘自动化或高度自动化的ＣＩＭＳ 技术也并非我国机械制造业的当务之急，只能列为机械制造自动化技术的主要发展方向。 应该发展工艺成熟的大批量生产的自动化技术。我国现阶段，在产品数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中，自动化设备仍然是半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零件加工自动线等。而在大批量的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和装配等生产中，采用刚性自动化（自动单机和自动线）则是合理可行的，能取得较好的经济效益；对于品种稍多的成批生产，应采用由快速重新调整的设备组成成组段或流水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元，实现成组自动化；而单件小批量生产， 应从推广成组技术入手，适当发展采用数控机应酬或加工中心，有针对性地建立一些揉性制造单元ＦＭＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＭａｎｕ－ｆａｃｔｕｒｉｎｇＣｅｌｌ），可取得较好 的经济效果。
我国作为一个发展中国家，考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国消化吸收国外柔性制造系统（Ｐｓｅｕｄｏ－ＦＭＳ），是要确保必要的生产柔性的前提下，优化人机界面，不过分追求自动化，尽可能建立较为完善的信息系统，充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存，系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进方针的自动化技术解决方案。我国目前在消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上，要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发，发展创新，形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说，进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究，以适用为前提，急需什么就解决什么，取得实践经验再推广应用。
４． 抓好基础，注重配套发展机械自动化技术。发展应用机械自动化技术，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作，既要发展主机， 也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控 制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础。研究生产大量性能优良、自动化水准高的机电产品是发展应用机 械自动化技术的关键。自动化生产时， 在系统的结构、质量（重量）、体积、刚性和耐性等方面对现代机械自 动化技术有着重要的影响，机械技术应利用其它高新技术来更新， 实现与适应现代机械自动化 技术的发展； 自动化生产时，机械制造系统的自动控制、自动检测、伺服系统的操作等都少不了要应用 微电子技术和自动控制理论；自动化生产时，信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等都少不了要应用计算机与信息处理技术。总之，我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术，坚持提高与普及相结合的方针，我国的机械自动化技术发应应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
二、注重实用发展机械自动化技术
机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。 机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术，应实事求是，一切从我国的体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。 １． 结合生产实际，注重实用发展机械自动化技术。先进制造技 术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术， 应以企业的生产和发 展的实际需要及具体
条件为导向。 只有对合适的产品采用与之相适应 的自动化方式进行生产， 才能收到 良好的技术国济效益和社会经济 效益。我国发展机械自动化技术， 应结合实国际， 注重实用， 即对国 民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法， 全年生产任务只需 １￣２ 个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正， 对国民经 济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益， 而不单纯的是速度。 ２．
发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自 动化技术， 潜力大， 前景广， 投资省， 见效快， 提高自动化程度， 可以 收到事半功倍的经济效果， 适合我国现阶段的发展需要和国情。２０ 世纪 ９０ 年代美国麻省理工学院提出的精节生产 ＬＰ（ Ｌｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ） 模式， 就是以最小的投入， 取得最大的产出的具体表现。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。 我国机械制造业各 企业有大量的通用设备， 在发展现代机械自动化技术时， 应以原有的 设备为主， 合理调整机床布局， 添加少量的数控设备， 引入 ＣＡＤ／ＣＡＭ 技术， 充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性， 共同构成一个以人为中心， 以信息自动化为先导、树立自主的单元化 生产系统， 为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资 少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途 径。通用机的局部自动化改装有重要意义。近期内我国对成本低、维 修方便的通用机的需要量还是不会急剧下降的， 因为有广大的乡镇 企业市场， 有小工厂、试验室、大型企业的工具车间等。 ３． 结合中国国情， 发展现代机械自动化技术。实现机械自动化 是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。 当机械的操作采用自动控制器后， 生产方式才从机械化逐步过渡到 机械控制（ 传统） 自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后， 生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全 面提高， 达到自动化的高级理想阶段。中国实现机械自动化技术应是 一个长期的过程， 不可能一蹴而就。当前， 中国机械制造业同世界先 进水准也存在阶段性差距。在我国这种国情下， 普遍发展应用计算机 集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”， 并不具必要的基础 技术、经验和投资能力。因此， 要不要普遍发展全盘自动化或高度自
动化 ＣＩＭＳ 技术， 一定要慎重行事。 而且全盘自动化或高度自动化的 ＣＩＭＳ 技术也并非我国机械制造业的当务之急， 只能列为机械制造 自动化技术的主要发展方向。 应该发展工艺成熟的大批量生产的自动 化技术。我国现阶段， 在产品数量较大的同类产品连续流水作业的切 削加工生产中， 自动化设备仍然是半自动机床、自动机床、组合机床 及其组成的自动线、回转体零件加工自动线等。而在大批量的铸造、锻造、冲 压、焊接、热处理和装配等生产中， 采用刚性自动化（ 自动 单机和自动线） 则是合理可行的， 能取得较好的经济效益； 对于品种 稍多的成批生产， 应采用由快速重新调整的设备组成成组工段或流 水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造 单元， 实 现成组自动化； 而单件小批量生产， 应从推广成组术入手， 适当发展 采用数控机应酬或加工中心， 有针对性地建立一些揉性制造单元 ＦＭＣ（ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕ－ ｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｅｌｌ） ， 可取得较好的经济效果。 我国作 为一个发展中国家， 考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我 国消化吸收国外柔性制造系统（ Ｐｓｅｕｄｏ－ ＦＭＳ）
，是要确保必要的生产 柔性的前提下， 优化人机界面， 不过分追求自动化， 尽可能建立较为完善的信息系统， 充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化 装备和普 通设备并存， 系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型 的结合国情、实施适用先 进方针的自动化技术解决方案。我国目前在 消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化 技术理论的基础上， 要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发，发展创新，形成 有国情特征 的发展自动化技术理论和学说， 进行围绕计算机技术的柔性自动化 技术 的开发研究， 以适用为前提， 急需什么就解决什么， 取得实践经 验再推广应用。 ４．
抓好基础， 注重配套发展机械自动化技术。发展应用机械 自动化技术， 要扎扎实实 地抓好自动化技术应用项目的基础工作和 从实际出发的推广应用工作， 既要发展主机 ， 也要配套发展自动化元 件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新 型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术 基础 。研究生产大量性能优良、自动化水准高的机电产品是发展应用 机械自动化技术的关 键。自动化生产时， 在系统的结构、质量（ 重 量）、体积、刚性和耐性等方面对现代机械自 动化技术有着重要的影响， 机械技术应利用其它高新技术来更 新， 实现与适应现代机械自动化技术的发展； 自动化生产时， 机械制 造系统的自动控制、自动检测、伺服系统的操作等都少不了要应用微 电子技术和自动控制理论； 自动化生产时， 信 息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等都少不了要应用计算机与信息处理技 术。 机械自动化，主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入 物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制 造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自 动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济 各部门的技术进步有很大的直接影响。
三、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪 ２０ 年代首先在机械制造冷加工大批 量生产过程中开始发展应用，上世纪 ６０ 年代后为适应市场的需求和 变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变 性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性 自动化。它是在制造系 统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自 动检 测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够 自动地从 制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证 明，这种定义下的制造系统 自动化与当代大多数企业的实际不相容。 目前， 世界各国的机械自动化水准除少数 工业发达国家的某些生产部 门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外， 需要循序渐 进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。
四、机械自动化的现状 机械自动化技术从上个世纪 ２０ 年代开始发展应用以来，已经得 到了迅速的发展，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用了计 算机 集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前，世界各国的机械自动化水准除少数工业 发达国家
的某些生产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国 也不例外，我国的产业结 构层次低。我国机械制造业目前有 １１．４ 万 个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业 还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发 现代机械自 动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水 准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上， 同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械 自动化技术是一个长期的过程，不 可能一蹴而就。需要循序渐进，不 断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处 在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城镇新 增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动 化最大限度地提高劳动生产率， 劳动力的过剩和分工的转移就是一个 现实问题。
五、机械自动化的发展历程 机械自动化技术从本世纪 ２０ 年代首先在机械制造冷加工大批量 生产过程中开始发展应用，６０ 年代后为适应市场的需求和变化，为 增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力， 开始建立可变性自动化 生产系统，即围 绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或 变化较小的情况下，机器设备或 生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制 造一种零件转换到制造另一种不同的零件。 ７０ ～ ８０ 年 代 国 际上出现了开始采用计算机集成制造系统ＣＩＭＳ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ） ，柔性自动化生产模式也有 这种情况。初期犆犐犕犛以信息集成为重点，以较高的自动化程度为 特征，但在实现过程中遇到了困难。鉴于实现计算机集成制造系统的 全盘自动化所需的巨额投入（一个全盘自动化工厂耗资数百亿美元， 柔性制造系统一般价格为６００～２５００ 万美元） ，所承担的巨大风险， 加之技术上的难度与可靠性等问题，世界工业发达国家已开始“碰壁 转产”，转而注重信息集成的效果，追求低成本自动化ＬＣＡ（Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）的企业组织结构和运行方式。 目前， 世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生 产部门外，大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外，需要循 序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。 实 现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。我国机 械制造业目前有１１．４万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现 代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重， 我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有； 我国机械制 造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有 较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。
六、机械自动化的发展趋势农业机械自动化 机械自动化的发展趋势农业机械自 动化 －－近些年来， 国外农业自动化飞速发展， 农业机械设计向高速、宽 幅、大功率、舒适的方向发展。自动化控制技术在农业机械上的应用 已相当普及， 一些著名厂商 把自动控制、信息处理、全球定位系统和 激光、遥感等现代尖端技术、装备应用于农 业机械上。由于历史、观 念和技术等方面的原因， 我国传统农业机械与发达国家相比 有很大 差距， 已远远不能适应农业的科技进步。近些年来， 自动化的研究逐 渐被人 们所认识， 自动控制在农业上的应用越来越受到重视。 最后感谢我的赵老师，这片论 文的每个实验细节和每个数据，都 离不开你的细心指导。而你开开朗的个性和宽容的 态度，帮助我能够 很快的融入我们这个新的社会中。 感谢我的同学们，从遥远的家 来到这个陌生的城市里，是你们和 我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室 那份家的融洽。三 年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没 有 发生上大专前所担心的任何不开心的事情。各奔前程，大家珍重。也 愿离开我们 同学的开开心心。我们在一起的日子，我会记一辈子。 感谢我的爸爸妈妈， 焉得谖 草， 言树之背， 养育之恩， 无以回报， 你们永远健康快乐是我最大的心愿。 在这 份毕业论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入 课题到论文的顺利完成， 有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言 的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
