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数控技术专业毕业论文选题 1.复杂零件加工工艺设计及数控编制 2.新型数控车床的主传动系统的设计及控制 3.新型数控车床的进给传动系统的设计及控制 4.新型数控车床电气控制设计 5.数控车床故障诊断及排除的研究与应用 6.电火花线切割在模具产品加工中的实际应用 7.数控车床刀架装置的设计 8.数控机床调速系统的设计 9.基于数控机床的PLC技术的研究 10.数控技术专业实践环节的教学设计 【参考论文】范文 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 1.1 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。 为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在21世纪走在世界的前列。 1.2 在商品化上狠下工夫 近几年我国数控产品虽然发展很快，但真正在市场上站住脚的却不多。就数控系统而言，国产货仍未真正被广大机床厂所接受，因此出现国产数控系统用于旧机床改造的例子较多，而装备新机床的却很少，机床厂出产的国产数控机床大多数用的都是国外的系统。这当然不是说旧机床的数控化改造不重要，而是说明从商品的角度看，我们的数控系统与国外相比还存在相当大的差距。 影响数控系统和数控机床商品化的主要因素除技术性能和功能外，更重要的就是可靠性、稳定性和实用性。以往，一些数控技术和产品的研究、开发部门，所追求的往往是一些体现技术水平的指标（如多少通道、多少轴联动、每分钟多少米的进给速度等等），而对影响实用性的一些指标和一些小问题却不太重视，在产品的稳定性、鲁棒性、可靠性、实用性方面花的精力相对较少。从而出现某些产品鉴定时的水平都很高，甚至也获各种大奖。但这些高指标、高性能的产品到用户哪儿却由于一些小问题而表现不尽人意，最后丧失了信誉，打不开市场。这说明，高指标、高性能的样机型的产品离用户真正需要的实用、可靠的商品是有相当大的距离的，将一个高指标、高性能的产品变为一个有市场的商品还需作出大量艰苦的努力。 另一方面，数控系统和数控机床不像家电类产品那样易于大批量生产，应用环境也不那么简单。数控产品是在生产环境中使用，面临的是五花八门的工艺问题。如果开发部门对这些问题掌握得不透，就难以将产品设计得很完善。而且数控产品的某些问题在开发、试用，甚至鉴定时都难以发现。这就造成，同样型号的数控机床在有的用户那儿运行得很好，而在别的用户那儿却表现欠佳。或者同样型号的数控机床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件时却不尽人意。出现这种情况，有时是用户操作人员的水平问题，但有时就是数控产品本身潜在问题的暴露。为解决这一问题，国外一些公司设立了专门机构来测试考验自己的产品，如为考验新开发的数控系统，厂家自己设计和从生产实际中收集了大量零件程序，让数控系统运行各种各样的程序，一旦发现问题，即立即反馈给开发部门予以解决。经过这样的测试考验过程后，数控系统的潜在问题就大为减少。以往，我们的产品就很少进行这样严格的全面的自我测试考验。好些问题要等到用户去给我们挑出来。这样，即使一个小问题也将严重影响国产数控产品的声誉。 因此，我们应充分重视上述问题，在商品化上切实狠下工夫，将其作为数控产业的主干来抓，贯穿于技术研究、产品开发、试制、生产等的全过程中，从而将我们已有的技术水平较高的数控产品变成真正有市场的好商品。 1.3 将管理和营销作为产业发展重点 经过20来年市场风雨的冲击，国人已越来越认识到，技术固然重要，但在市场经济的环境下，要在激烈的全球竞争中获胜，管理和营销就显得更为重要。例如，我国台湾生产的数控机床不但占领了大陆市场的相当大的份额，而且还打进了美国市场。是台湾数控机床的技术和质量超过美国了吗？显然不是。那他们靠的是什么？重要的一条就是在企业管理和产品营销上下了工夫。而我们长期以来把主要精力放在开发技术和提高水平上，忽视了经营管理、市场开拓、产品营销等方面的工作，结果在新技术、新产品开发出来以后，在产品质量提高以后，企业仍然处于产品销售不畅的困境〔1〕。国内外的经验说明，数控产品的竞争力不仅取决于技术，更取决于经营管理能力和营销能力。 因此，从现在起我们应将管理和营销作为产业发展重点，真正摆脱计划经济时代所遗留下来的思维方式和工作习惯的束缚，建立适应市场的高效、灵敏的运行机制和有效的激励机制。通过这种机制，一方面切实加强企业管理，激发企业负责人和广大职工的负责精神、创造精神和献身精神，努力提高产品的竞争能力；另一方面充分调动企业内外、行业内外一切积极因素，大力加强市场开拓力度，奋力打通营销渠道。可以坚信，有过硬竞争力的产品，再加上北京开关厂那样的“找、挣、钻、抢”精神，我们就一定能在市场竞争中取得胜利。 1.4 大力加强技术支持和服务 数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的。以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题就是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，以后谁还敢买我们的产品。因此，应将对用户的技术支持和服务当成重要的日常工作来抓，使我们在市场上向纵深挺进时，有一个强大后方。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立以技术支持和服务为核心的强大后方。当然，为赢得主动，后方也须主动出击。目前，利用先进的信息技术手段（如网络和多媒体），将为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。 1.5 坚持可持续发展道路 可持续发展是下一世纪企业发展的重要战略，我国数控产业要有大的发展也必须坚持走可持续发展的道路。绿色是实现可持续发展的重要途径，其主要思想是清洁和节约。为此应大力加强绿色数控产品的开发，加速促进数控产品、数控产业以及整个制造业的绿色化，主要战略措施应考虑以下几方面：①有效减少产品制造及使用过程中的环境污染。如减少数控机床的铸件结构，消除铸造对环境的污染；将数控机床主轴的润滑以油气润滑、喷油润滑等取代油雾润滑，减少对生产环境的污染；在精密数控机床及其运行环境的温度控制中取消氟利昂制冷的恒温技术；以电传动代替机械传动，减少噪声污染。②大幅度降低资源消耗和能源消耗。如以软件代替硬件，从而减少硬件制造的资源和能源消耗及污染，并减少产品寿命结束后硬件装置的拆卸回收问题；以永磁驱动代替感应驱动，提高效率和功率因数，节约能源；以电传动代替机械传动，提高效率，减少能源消耗。③加强用数控技术改造传统机床。这既符合运用信息技术和自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化这一产业可持续发展的目标得以实现，又可取得巨大的经济效益。我国拥有普通机床数百万台，加强用数控技术改造传统机床将成为下世纪我国数控领域的重要发展方向。④大力发展绿色数控机床。绿色数控机床应是材料消耗少、能耗低、无污染，寿命长且便于拆卸回收的新型机床。例如，以并联结构代替串联结构就是开发绿色数控机床的一条途径，这是因为并联结构机床消耗的金属材料仅为常规串联结构机床的几分之一，其加工量也比常规机床大幅度减少，特别是消除了大型结构件的铸造，这将显著降低机床制造过程中的能源消耗和对环境的污染。此外，并联结构机床有利于采用电传动，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。 国际标准化组织制定了ISO14000环境管理标准，全球环境问题“法律化”的趋势正在进一步发展，可持续发展将成为企业通向国际市场的通行证〔2〕。因此，我们的数控产品要在下一世纪走向国际市场，我们的企业就必须“从我做起，从现在做起”。 2 技术途径 2.1 发展具有中国特色的新一代PC数控系统 数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展具有中国特色的新型数控系统，将是推动数控产业化进程的有效技术途径。 实践证明，10年来我们所走的PC数控道路是完全正确的。PC机（包括工业PC）产量大、价格便宜，技术进步和性能提高很快，且可靠性高（工业PC主机的MTBF已达30年〔3〕）。因此，以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果，如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步，当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势，在竞争中立于不败之地。 目前，PC数控系统的体系结构有2种主要形式：（1）专用数控加PC前端的复合式结构；（2）通用PC加位控卡的递阶式结构。另外还有一种正在发展的数字化分布式结构。其方案是将由DSP等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成一完整的数控系统。这种系统虽然性能很好，但由于开发和生产成本太高，近期难以被国内广大用户所接受。我们认为，上述结构并不是符合中国国情的最好方案，适合中国国情的应是将所有数控功能全软件化的集成式结构，因为这种结构的硬件规模最小，不但有利于降低系统成本，而且更重要的是可以有效提高系统的可靠性。 几十年的经验表明，可靠性好坏是国产数控系统能否发展的关键。虽然影响数控系统可靠性的因素很多，但过大的硬件规模和较低的硬件制造工艺水平往往对可靠性造成最大的威胁。以往，国产数控系统在总体设计时由于种种原因的限制，不得不选用技术指标不太高的普通CPU，这样，为完成数控的复杂功能往往需要由多个CPU来组成系统，有时还需另加一些专用或通用硬件电路来实现数控系统的一些高实时性功能（如细插补、位置伺服控制等），从而造成系统硬件规模庞大。对于数控系统这种批量不大的产品，在国内现有工艺条件下，很难从硬件制造的角度保证系统的可靠性，因而使得国产数控系统在生产现场的表现不佳，对国产数控系统的形象和声誉造成严重影响，使得不少用户现在还心有余悸。 因此，我们在开发新型数控系统时，应优先选用新型高性能CPU（如高主频的Pentium II、Pentium III等）作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件来实现数控的所有功能。这样，可大幅度减小系统硬件的规模。此外，还应在软件设计、电源设计、接插件设计与选用、接地与屏蔽设计和施工等方面采用强抗扰高可靠性设计与制造技术，从而全面提高系统的可靠性。 由于一个新型高性能CPU可以代替数十个普通CPU（如80286、80386等），因此，在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能（如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等）和开关量控制功能（内装PLC），而且还可以完成伺服控制功能。这样，以前由DSP完成的数字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量变换控制等）均可由PC中的CPU完成，从而实现内装式伺服控制，这不仅有效缩小了数控部分的硬件规模，而且还大幅度缩小了伺服控制部分硬件规模。 这种具有内装PLC和内装伺服控制的全软件化集成式数控系统，其硬件规模将达到最小化，整个数控系统除一个PC平台外，剩下的只有驱动机床运动的功率接口和反馈接口。这既有效提高了系统可靠性，又消除了信息传递瓶颈，提高了系统性能，同时还可显著降低系统成本，使系统（包括电机）售价将可降至现有数控系统的一半左右。显然，这种高性能、高可靠性、低成本的新型数控系统将具有极强的竞争力，有望为开创中国数控的新局面作出贡献。 此外，集成化PC数控系统还有一大优点，就是容易实现开放式结构。这是因为，这种系统的硬件本身已经是完全开放的，构成开放式数控系统的工作完全在软件上，只要制定好标准和协议，从信息处理、轨迹插补、加减速控制、开关量控制到伺服控制都可以实现开放，从而可大大方便用户的使用。 2.2 推进数控功能部件的专业化生产 解决数控系统问题后，如何实现数控机床的模块化设计与制造便是我国机床制造企业快速响应市场需求，在竞争中获胜的另一关键。要实现数控机床的模块化设计制造，必须解决数控机床功能部件的专业化生产问题。目前我国在这方面离实际需求还有相当大的差距。因此，在今后的若干年内，我们必须大力促进数控机床功能部件的开发和专业化生产。其要点如下： (1)新型永磁电主轴单元 电主轴已成为国际市场上最热门的数控机床功能部件。但目前这类产品几乎都为感应异步型，存在以下突出问题：①转子上存在绕组，有大电流流过，因此转子发热严重，直接影响主轴精度；②低速出力小且转矩脉动大，难以满足宽范围切削要求；③效率和功率因素低，不仅电机体积和重量大而且要求逆变器容量大、耗能多；④控制系统复杂、成本高。 因此，利用我国稀土永磁材料的优势，开发新型大功率、高效率、宽调速范围永磁同步型交流电主轴单元，将可有效解决现有电主轴存在的问题，形成具有中国特色的新一代电主轴产品。由于永磁电主轴的机械结构和控制系统都较感应异步型电主轴简单，因此易于进行专业化大规模生产。当然，这还要攻克主轴支承（陶瓷轴承、流体动静压轴承、磁悬浮轴承）技术、高精度高速动平衡技术、高速驱动、检测与控制技术、高可靠性安全保证技术等关键技术。 (2)廉价的高性能伺服系统 目前，一套进给交流伺服系统（驱动器+电机）的价格一般都在万元以上，主轴伺服系统的价格高达数万元，已成为降低国产数控机床成本的一大障碍。因此，应配合新型集成化国产数控系统的发展，大力开发廉价的高性能内装式伺服系统。由于内装式伺服的硬件部分只有电机和功率接口，充分利用我国的永磁资源优势，通过专业化生产可以把电机的造价降下来，而采用智能化的IPM模块作为功率接口也很便宜，因此将内装式进给伺服的价格控制在数千元以内，将内装式主轴伺服的价格控制在2万元以内，将是完全可能的。 (3)直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是下一世纪数控机床不可缺少的功能部件，目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究、开发和推广应用。考虑到常规机床的防磁问题较难解决，而并联机床的防磁相对容易，因此可为常规结构机床开发感应异步型直线电机，为并联结构机床开发永磁同步型直线电机，从而扬长避短，构成符合实际应用要求的新型高速高精度进给系统。在此基础上，可进一步开发将驱动与支承合二为一的磁悬浮工作台。 (4)零传动数控转台与摆头 数控转台与摆头是多坐标数控机床的关键部件，传统的采用高精度蜗杆蜗轮等传动的转台与摆头不仅制造难度大、成本高，而且难以达到高速加工所需的速度和精度，因而必须另辟蹊径开发新型零传动（无机械传动链）数控转台和摆头，以促进我国高速高精度多坐标数控机床的发展。 (5)高速高精度检测装置 高速高精度是下世纪数控机床发展的主题，这不但需要高性能的控制和驱动，同时还需要高品质的检测环节，因此应在现有技术基础上，进一步开发0.1 μm以上精度的高速(60 m/min以上)线位移传感器和100万脉冲/r的角位移传感器，此类技术国外对我国是封锁的。 2.3 加速数控机床的全国产化，打好市场翻身仗 数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产化和市场占有率上。在上述总体战略指导下，采取抓两头（低价位数控机床和高速高效数控机床）、带中间（普通数控机床）、促重型（重型关键装备）的方针，将是在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，最终打赢国产数控机床市场翻身仗的一种有效战术和策略。关于普通数控机床的发展已有许多文章作了专门论述，因此下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题作一讨论。 (1)大力发展低价位数控机床 低价位机床是功能满足用户要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统（包括伺服）按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平的。因此，采用本文提出的新型集成化国产数控系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的全国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在15万元左右，加工中心可控制在20万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力的。 (2)加速开发高速高效数控机床 高速高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速高效数控机床的技术途径可有以下几条：①通过提高切削速度和进给速度，从而达到成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度并解决常规加工难以解决的某些特殊材料（如铝钛合金、模具钢、淬硬钢）和特殊形状零件（如复杂薄壁零件）的高效加工问题。②通过工艺复合，减少工件的安装次数，有效缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分（或全部）加工。③采用高速高精度圆周铣加工孔和以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新加工方法，大幅度减少换刀次数，提高加工效率。④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批加工的准备时间。 在我国现实条件下如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此，必须立足国情，结合实际勇于创新，大胆探索新的道路。 考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中的摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部件和环节间的联接间隙，不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动、将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 (3)突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床（特别是多坐标重型数控机床）是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的，因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产学研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在下世纪初取得突破性进展。 目前，在发展重型数控机床中除需加强基础理论研究外，还应加强其关键技术研究。例如，重型机床的控制就是需要加以特殊解决的关键问题。因重型机床加工的工件特别昂贵不允许报废，为了确保机床工作可靠，在数控系统中可采用双（或多）CPU冗余工作方案，以确保运算和控制的绝对正确，并在出现故障时自动诊断、自动修复或自动替补，确保加工不出问题。此外，在电源上可采取双蓄电池供电的全隔离供电方案，即一组电池在给系统供电时，可对另一组电池进行充电，电网与控制系统是完全隔离的。这就彻底消除了重型车间中电网电压波动厉害、干扰严重对数控系统造成的影响，从而有效保证系统的可靠性。又如，重型数控机床的驱动也是一大关键问题。当行程长度超过5 m，普通滚珠丝杆就难以胜任大负荷的传动，因此目前一般采用预加负载的双齿轮-齿条机构、静压蜗杆-蜗母条机构、四足（或双足）爬行进给机构等来实现长行程传动。但这些方案存在结构复杂、速度和加速度低、动态性能差、难以达到高精度、维护保养复杂等问题。为此可发展阵列式高效直线电机直接驱动技术和空间并联机构驱动技术，以新的途径来解决重型数控机床的高速、高精度驱动问题。除此之外，机床结构的优化设计、长行程精密检测、重力变形补偿、切削力变形补偿、热变形补偿等也是重型数控机床中必须解决的关键问题，必须予以充分重视。 3 结语 制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。本文在对数控技术和产业发展趋势的分析，对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上，对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。 我们衷心希望，我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战，为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗！ 作者简介 周凯男，1954年生。清华大学（北京市 100084）精密仪器与机械学系副教授、工学博士。主要从事数控技术、机电控制工程、制造科学与制造系统等方面的研究工作。取得科研成果15项。发表论文70余篇。 参考文献 1 杨皖苏，严鸿和.机械科学与技术,1997，26(4):1～6 2 陈玉祥.中国机械工程, 1998，9(5):1～4 3 周延佑.中国机械工程,1998，9(5): 5～24

现代化的机械制造技术是一种一体化、综合性、系统的技术手段。下面是我为大家整理的机械制造自动化毕业论文，供大家参考。

摘要：随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。

关键词：机械制造;自动化

1机械制造和自动化技术应用现状

(1)机械制造技术应用现状。目前，我国机械制造业正处于迅速发展阶段，越来越多的企业开始应用新的生产工艺。然而由于起步较晚，尚无法同西方发达国家的制造业相提并论。发达国家的机械制造工艺比较先进，以高密度加工为代表的一系列先进加工工艺已经广泛应用于生产实践，而我国相当一部分的机械制造业企业仍旧使用一些比较落后的加工工艺，常见的如抛光、铸锻以及水刀等。

(2)机械自动化技术应用现状。随着信息技术水平的不断提高，机械自动化技术也迎来了良好的发展契机。国外工业水平较高的国家已经普遍在机械制造领域引入和应用了现代的计算机集成化技术，在一定程度上实现了机械加工的智能化。受多方面因素影响，我国机械制造自动化水平相对偏低，仍旧以初级操作自动化为主。

2机械制造技术的应用

(1)网络化应用。随着网络技术水平的不断提升，给机械制造企业的运作模式带来了巨大变化。无论是材料采购，还是产品设计和生产，又或者是市场营销，均有了明显提升。机械产品的制造在很大程度上摆脱了地域的束缚，能够从不同国家和地区获取所需材料以及相关技术，与此同时，还可以将产品推销到国际市场。在网络化环境下，机械制造企业之间的交流日渐频繁和深入，不仅表现在产品开发方面，同时还表现在管理经验方面，为企业健康发展注入了新鲜活力。

(2)虚拟化应用。所谓机械制造虚拟化是指，利用计算机系统具有的仿真功能以完成对真实操作的模拟。在虚拟化技术的帮助下，能够对有待开发的目标产品予以模拟式制造，了解其存在的不足，并加以改善，从而提升和保证真实产品的质量。与此同时，虚拟化也能够对产品本身具有的可加工性予以检验。由此可见，虚拟化的应用可以大幅减少产品制造过程中资源的无谓消耗，提升产品质量。

(3)绿色化应用。传统机械制造技术会导致一定的环境污染问题，在环境污染不断加剧的背景下，如果实现机械制造的绿色化成了业界的热点研究之一。对于机械制造而言，其绿色化应用集中反映在下述方面：①产品的绿色生产;②企业绿色管理;③绿色机械;④产品的绿色设计等。在当前背景下，绿色化应用具有相当积极的现实意义，一方面可以减轻对环境的污染，另一方面可以提升对资源的实际利用率。

3机械自动化技术的应用

(1)自动化信息系统。对于机械制造而言，其自动化信息系统主要包括下述内容：①辅助制造;②计算机辅助设计;③工艺辅助设计等。所谓辅助制造指的是，通过计算机以完成对产品的生产控制;所谓计算机辅助设计指的是，设计工作者利用一些配套的计算机软件对机械产品进行相关设计;所谓工艺辅助设计指的是，不断提升和改善产品的制作工艺。

(2)自动化供输系统。该系统指的是，在计算机的帮助下完成对原材料、半成品以及最终产品的传输。其主要包括三大部分：①单机自动组件;②自动输送设备;③自动化软件系统等。在机械机制的整个自动化系统中，自动化物资供输系统属于不可或缺的组成部分，发挥着相当重要的作用。

(3)自动化生产系统。该系统指的是，通过计算机系统以自动化方式持续地将产品的一系列组件正确地拼装到一起。在机械制造中引入自动化生产系统，可以大幅降低人工操作的失误率，提升生产效率，有利于营造理想的作业环境，不仅如此，还能够有效提升和保证产品质量。

4机械制造和自动化应用前景展望

随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。就机械自动化制造技术现阶段的发展情况来看，我国在该方面应做好以下两点工作：首先，应明确计算机集成技术的重要性，并将其更好地应用于实践，从而不断提升机械制造的集成程度。其次，应明确智能化技术的重要性，在机械制造过程中实现人机之间的有效互动，从而赋予机械制造体系以理想的自适应能力。可以预见，在未来的机械制造领域，智能化技术将发挥出越来越重要的作用，成为机械制造的主流发展趋势之一。

参考文献

1、机电一体化在煤矿机械中的应用研究李荣昌;煤炭技术2013-08-10

2、现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略分析左洁;金田2013-02-15

摘要：自动化技术的应用在机械制造中，有利于经济效益与生产效率的提高，有利于企业在市场竞争力上的提高，自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展，有利于在发展过程中实现可持续的发展理念，和谐共生，相互促进。

关键词：机械制造;自动化

随着科学技术的迅猛发展与日益激烈的国际竞争，机械制造业的关注度与重视度越来越高，并得到了很好的发展。机械制造是与人们的日常生活紧密相关的一个行业，人们在日常的生产生活方式受机械制造技术的影响。由此可见，机械制造业的发展在社会经济中有着举足轻重的地位。如何提高当今机械制造业的科技含量和技术水平，是研究机械制造发展的课题。因此，引入自动化技术是机械制造业在发展中进行升级与转型和提高生产效率的必然要求，也是未来机械制造业的发展方向。

1目前的自动化应用与机械制造业的现状

机械制造在我国开始于20世纪20年代或20世纪30年代左右，机械制造的现代化技术提高了生产率的质量，由此，人们开始对机械制造业越来越重视，使之得到迅速的发展。改革开放后，信息技术的发展，经济的腾飞促进了自动化技术与机械制造的有机结合，效果极好。也因此促进了集成系统的形成，并在机械制造业上起到了非常大的作用。

1.1在管理上

自动化与机械制造在实际的应用中，不管是思想管理还是方法管理，与其他发达国家相比都是比较落后的。自动化的应用与机械制造由于很多原因，在管理方法与思想上都没有采用现代化与数字化。反观自动化的应用与机械制造在西方国家的应用中，不管是管理观念上还是管理方式上都实现了数字化的管理，并且十分的专业与科学，将一系列先进生产中的管理理念，如并行工程与准时生产等应用在管理过程中。

1.2在设计上

发展落后的CAD-CAM计算机技术，在自动化的应用与机械制造方面不能做到很好的设计。自动化应用与机械制造在计算机技术发达的西方国家，其设计理念在不断的进行更新中，计算机技术也被充分的利用，例如:引用了限元分析技术。

1.3制造的工艺上

先机科学的计算机技术如纳米加工、(3D打印技术)快速成型、多轴设备的数控加工、高精密的加工、激光加工等，促使自动化应用在国外的机械制造业中具备了非常明显的特点。落后的制作工艺与科技含量低的机械制造，是我国机械制造的现状，国外的先进技术在我国只有少数单位及企业采用。

1.4自动化的技术上

在科学技术的发展中，自动化的设备已经成为机械制造业的主流，如多轴联动机床与柔韧性的制造系统等,在西方国家已被广泛的应用。自动化系统在我国的机械制造行业的应用中还是比较单一的，数控机床虽然也已普及，但是自动化的技术含量还是不高。

2自动化技术在机械制造业应用中的意义

自动化技术是机械制造业水平提高与发展的表现，也是技术领域中非常重要的一项。对工作效率与机械制造的提高，还有连续化与自动化的生产都有着重要的作用。在节省人力资本投入与优化产品的过程中，有利于机械制造业的科技含量与技术水平得到提高。在一定的程度中，自动化的发展水平决定了机械制造技术的发展水平，是机械制造在未来发展中的必不可少的组成部分。自动化技术在机械制造中的应用，有利于机械化水平的提高，是对机械制造业在进行升级换代时的必要手段。

3我国对于机械自动化技术的应用

3.1生产的自动化

自动化技术在生产过程中的应用有利于生产过程更加的连续与智能化。在生产的过程中，设备可自动的完成大部分的工序，避免了生产过程中人为因素的影响，同时节省了很多的人力资源。在进行加工时，也降低了损失的情况，有利于企业竞争力的提升。

3.2在自动化的机械制造业中与CAM、CAPP技术的融合

CAPP技术随着机械制造业在自动化技术的发展，扮演着非常重要的角色。生产的管理与活动作为机械制造在生产过程中的重要依据，是其不可缺少的一部分。在加工过程中，零件的精确化与智能化则需要CAM技术的应用。

3.3信息的自动化

计算机技术的辅助系统在内容上涉及范围非常广泛，如计算机辅助设计系统与工艺系统等，是自动化与机械制造实现自动化功能的主要依据。在产品的设计部分，计算机的辅助设计系统可以有效地促进设计师的精力集中;在加工的效率上，计算机的工艺辅助系统可有效地提高生产过程中的标准化水平与机械生产。

3.4检测的自动化

原材料的运用在科学技术的不断发展中，逐渐出现很多新型的材料，在机械的加工过程中，机械加工的材料不再为单一的传统材料，而是采用了大量的新型材料。然而，新型材料的运用，使得传统的检测方式与之不匹配，这时就要运用计算机技术。比如说电流信号、激光、人工神经网络等检测技术都有利于检测效率的提高。

4自动化技术在机械制造中的发展策略

4.1自动化技术的发展要因地制宜

机械制造业的发展要结合生产的实际情况与发展现状来确定自动化技术在该领域的发展目标。自动化技术在机械制造业的发展中，要把技术的应用作为重点，还要注意技术的创新与引进。另外，还要结合企业的自身发展情况，技术的应用是为了企业的社会效益与经济效益的提高，一定要符合企业的发展需要。因此，机械自动化的技术发展不仅是要加强技术方面的实用性，更是要实事求是，因地制宜的发展，以此促进企业中经济效益的提高。如果只是过分的去强调智能化与自动化的机械设备，盲目的扩大和引进自动化技术，是不符合实际的发展需要的。在生产的方法与模式上要摆脱低负荷率就要注重在技术的创新与引进上，如何应用自动化技术要根据发展的现状和当前技术的发展水平，在生产效益提高的基础上促进生产速度的提高。

4.2低成本的自动化技术发展，有利于效率的提高

效益高、投资少的自动化技术在推广与引进上有利于自动化技术在层次与水平方面的提高。新型的低成本自动化技术在积极地推广与应用中，有利于资源配置的不断优化，在经济效益上有利于用最小的投资成本换最大的利益，有事半功倍的作用。这种以最小的投资成本换取最大的利益源自于美国的LP生产模式，所以在机械自动化技术的发展中进行设备与技术的引进时，要根据企业的自身条件和实际的发展情况，合理的调整机床的布局与机械设备的改进，这样有利于资金与设备在在投入方面的节省，以此获取经济效益的提高。此外，还要应用与引进自动化的管理技术CAD/CAM,提高技术在机械设备中的含量与技术人员的综合素质和专业水平，在管理人员的创造性发挥中，优化人力与技术资源，使机械自动化技术水平得到系统、全面的提高。如今，结合自身的发展情况，我国食物自动化改装已在很多企业的机械制造方面得以实现，降低了技术方面的投资成本，这一技术的运用，在经济效益上会有很大的提高。

4.3自动化技术要提高其自身的技术含量

自动化技术在创新与发展中不断的进行优化与调整，从简单到复杂，由低到高，逐渐从人工控制发展为数字与机械控制。机械制造业在未来的发展方向与趋势上是自动化工厂，有利于生产效率的提高。目前，这也是理想阶段的机械制造技术的发展，实现这一阶段的目标不是一蹴而就的，需要技术人员在机械制造方面不断的努力。与国外发达国家的技术相比，我国的机械制造业发展水平与世界的先进水准还是差距很大的，因此，要加强对专业技术与理论知识的学习，在应用中总结经验，推陈出新，革故鼎新，促进自动化技术在机械制造领域更好更快的发展。

4.4要发展与之配套的自动化技术

机械自动化技术的发展不仅需要高含量的生产技术，还要注重与之相配套的生产技术，促进自动化技术水平的提高。因此，要结合企业的自身情况，做好每个项目在自动化技术应用上的基础工作，有利于自动化技术在整个系统中提高发展水平。在自动化的控制技术发展中，应注重传感器与编程控制器等设备，促使各种道具与微处理机在自动化技术中符合发展的需要，在自动化技术中运用先进的控制系统与计算机软件进行控制与管理，促使机械制造朝着自动化、数字化、智能化的方向发展。机械设备在未来技术的发展方向为智能化水平高与性能好。不断的优化机械自动化技术的系统结构，不断提高其系统的耐性与刚性，在生产设备中的体积与质量上不断优化，是自动化技术在发展中非常重要的方向。在机械制造中，科技含量与技术水准通过自动控制与微电子技术进行提高，并实现其自动化的检测与控制。计算机技术在机械自动化的应用中有利于生产决策与数据运算在技术上的支持，有利于信息的及时处理与传输。

5自动化技术与机械制造在未来的发展趋势

5.1集成化的发展方向

集成系统是由各分系统形式质量信息、工程技术信息、制造自动化与管理信息所构成的系统模式，在企业的发展与生产中有着很大的作用。工程技术的信息分系统是以计算机基础工程中分析、工装设计、设计及工艺过程为基础的;自动化分系统是由工业机器人、自动装配、计算技术控、加工中心构成的;管理信息分系统是由财务管理、材料、人事、经营所构成的;质量信息分系统由计算基础中的质量、测试、检验共同构成。在机械制造领域计算机集成技术的应用会越来越高，越来越广泛。

5.2智能化的发展方向

在机械的制造与生产过程中，加入一些分析、推理、判断与构思等形式，使友好性、优良性、适应性在机械制造的智能化系统中发挥着重要的作用。并在其生产与设计的环节中，进行模拟化操作方式，以提高其柔弱性。在机械制造的智能化发展中，安全性与友好性有利于降低污染物在生产过程中的产生,节约大部分的资源，有利于资源有效的循环利用。

5.3敏捷化的发展方向

机械制造的敏捷化来源于企业的自身竞争力与企业的信誉度，进行分工合作与虚拟化公司的组件有利于企业自主竞争力与综合竞争力的提高，在运转的过程中，对用户的要求可以以最快的速度进行反应，敏捷化的机械制造可促进企业在应变能力上有效地提高。虚拟制造技术就是敏捷化的机械技术的核心与关键性技术，是其集成化技术的发展目标，发展敏捷化的机械制造技术，在生产过程中可有效地运用现代化技术，并由信息集成化向企业集成化方向发展，所以在很大程度上敏捷化的机械制造影响着其现代化的集成技术，也是近几年自动化技术在我国的技术研讨中的主要攻克目标之一。

6结语

自动化技术的应用在机械制造中，有利于经济效益与生产效率的提高，有利于企业在市场竞争力上的提高，自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展，有利于在发展过程中实现可持续的发展理念，和谐共生，相互促进。在科学技术与社会经济的发展中，自动化技术与机械制造技术的有机结合，促进了生产效益的大幅度提高，保证了产品质量，在生产过程中对工作人员的劳动强度也起到了降低的作用，也促使在激烈的市场竞争中，企业有了长足的发展空间，因此，自动化技术在机械制造业领域中的应用要越来越完善，符合社会实际情况的发展要求，不断地提高社会效益与生产效益。

参考文献

1、关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究芦景英;科技创新导报2012-10-21