時間：2023-08-31 16:31:02
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同濟大學職業技術教育學院從1997年起承擔了中德兩國政府簽署的職教師資培養的合作項目，項目合作期限共八年，分三個階段執行。現設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，生源主要是職校和大專的優秀應屆畢業生。學院同時還是上海市和全國中、高等職業教育師資重點培訓基地以及中德職業教育師資培訓中心。
根據中德合作項目要求，學院按中德雙方共同開發、制定的培養模式、教學計劃與大綱，培養集專業知識和技能及師范教學能力于一身的復合型職業教育高級人才。在職教師資培養過程中，學院借鑒和引進德國職教師資培養的教育思想與教學方法，特別注重對學生專業技能的培養與訓練，大力加強專業實驗室的建設。
一、現代化教學設備的引進
傳統的工程學科教學中，通常做法是各門課程單獨傳授，學生很少有機會了解各種技術在實際工程中是如何被綜合性應用的。學生在學習專業課程時，每門課程雖然都有相應的實驗，但這些實驗都是各自獨立進行的。在很多情況下，實驗中所使用的設備和器件很多都是實驗室專用的，與工業生產中所使用的實際設備和器件有著較大的差異。自動化技術是一門融機械、電氣、電子及計算機等技術于一體的綜合技術，在這種技術中，不同領域和層次的知識與能力融會在一起。與其他工程領域相比，在自動化生產中所使用的生產設備都是資金密集型的。因此，一方面，一般教學或培訓單位是沒有經濟實力專門為教學購置真實的、昂貴的自動化生產系統的；另一方面，擁有自動化生產系統的企業，因經濟原因而不愿將其作為實訓設備給學生使用。這樣，學校在傳授自動化技術時，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，學生無法學到真實生產系統所需的知識。從某種意義上說，這樣培養出來的學生是“半成品”，學生走上工作崗位后，面對實際的工業生產設備、器件仍然感到陌生，需要經過較長的工作崗位適應期。
同濟大學職教學院在職教師資培養過程中，充分地認識到了上述問題。為使機械工程及其自動化專業方向的職教師范生在學習過程中，有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中，為他們走上教學崗位后應用這種新的教學理念打下基礎，學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外，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，將開發一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統，由同濟大學和德國技術合作公司 (GTZ)共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面：一是系統組成具有開放性，系統中不同生產廠家的設備可相互兼容，便于以后擴展；二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員，做到資源共享，擴大受益面，使得高投資的設備取得盡可能大的社會效益。
二、模塊化柔性制造系統的配置
建成后的模塊化柔性制造系統，應該能夠完成不同形狀和結構尺寸零件的加工?，F計劃在該系統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中完成。為了達到這些工藝要求，系統集成了下列主要功能模塊：
(一)切削加工工位
該工位由一臺數控車床和一臺數控銑床組成，能完成車、銑、鉆的切削加工任務。數控裝置采用的是具有開放性和兼容性的通用PC機，操作鍵盤為標準的PC機鍵盤，操作系統為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、全自動數控加工方式，學生在工位上可以學習編制數控程序、操作和調整數控機床。
(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。學生在該工位上可以學習機器人編程語言，并學習如何操作使用機器人。
(三)倉儲系統
倉儲系統采用的是一個四層28個庫位的立體高架倉庫，共分三個區域，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
在各個工位之間零件的傳輸，是由一個環形的可按需拼裝的傳送帶和有軌輸送小車完成的，該傳送系統具有零件的傳送、交換等功能。
(五)監控系統
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局域網絡(如Profibus)相連接的，由一臺PC機實現系統的協調控制。為了實時監控系統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。
轉貼于 三、模塊化柔性制造系統的特性
在綜合性的專業實驗室里，主要傳授與實踐有關的教學內容和實際的操作技能，在建立綜合性的專業實驗室時，必須考慮到使學習的內容與勞動過程緊密相關。因此，所要建立的模塊化柔性制造系統具備了下述重要特性：
(一)工業標準化特性
在系統中絕大部分的設備和器件都符合工業標準，盡可能不使用過分簡化了的教學設備與器件，使學生可以在一個能反映真實生產過程的系統中學到專業知識與操作技能。
(二)模塊化特性
系統被設計成具有模塊化的特性，也就是系統中的每個功能部件都能獨立運行，重要的功能部件應該是分布式控制的。在學習過程中，學生不僅可以對各個功能部件進行操作，而且還可以根據不同的教學內容增減功能部件，功能部件的增減同時又不影響系統中其他功能部件的運行。
(三)結構的開放性和兼容性
由于電子技術、信息技術和自動化技術的快速發展，所建系統必須與變化了的技術要求相匹配。在設計該系統時，我們充分考慮了其硬件結構與軟件系統的開放性和兼容性，使得組成該系統的設備不僅能與當今其他設備相組合和匹配，而且還具有進一步開發的可能性，為將來技術更新留有余地。
(四)學習的實踐特性
學生在綜合性的專業實驗室中學習時應該具有創造性勞動的可能性，也就是允許學生對某些設備進行拆裝、更改，以使他們能夠真正學到生產實際所需的專業技能。在該系統中采用的元器件雖然是工業用的，但是，在設計這些元器件時已經充分考慮到了拆裝的方便性。所以，學生能較容易地把建好的系統重新拆開，然后再組裝起來，而且還可以通過增減器件來對系統的配置進行重構。
(五)現代教學特性
在現代職業勞動中，勞動組織形式是以小組勞動為特征的，在職業技術教育中，學生在學校就應該了解并習慣于這種勞動組織形式。模塊化柔性制造實驗系統為學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絡相連接，通過協調控制連成一個系統。當學生在該系統中學習時，可以將“構建系統”作為一個學習課題，先構思出整個系統的方案，然后各小組分別對各功能部件進行設計、安裝、編程和調試。在各功能部件調試通過之后，將組合系統進行整體調試。在整體調試通過之后，再對系統進行評價，最后，整個學習課題才算完成。
學習的任務是以課題的形式出現的，學生參與了從整體構思、設計直至安裝、編程、調試、評價的所有學習過程，這樣的學習過程符合行為導向和創造導向的教學思想。學生在這樣的系統中學習，除了能學到有關專業知識和技能外，還能培養包括獨立工作能力、決策和判斷能力在內的個人能力，以及包括協作能力、交往能力以及強烈的責任心在內的社會能力。
四、模塊化柔性制造系統的適用范圍
(一)學習內容
在該模塊化柔性制造系統中，可以進行下列單項或多項內容組合式的教學與培訓：
數控機床操作、編程和加工功能擴展重構以及數控機床精度檢查及調整
機器人的操作、調整、編程和保養
數控機床和機器人的聯機
倉儲管理
傳送帶調整、重構和編程
傳送帶與倉庫以及各工位之間的聯機
工件檢驗和質量管理
計算機網絡
電子、電氣、氣動等的安裝
復雜系統的調試、維護、保養和故障查找
編制教學軟件并制作新的教學媒體
(二)適用對象
由于該系統與一般的實驗設備相比價格較昂貴，而且從技術的角度看系統比較復雜，所以如何充分、合理地使用好該系統是非常重要的。建成的綜合性的自動化專業實驗室將成為開放性實驗室，主要面對下列學習對象：
1．本學院的學生。主要是已經學過專業基礎課的機械工程及自動化、電子與信息工程等專業不同竿級的學生。
2．同濟大學其他院系的學生。為了實現資源共事，可以讓本校其他院系需要做機電一體化實驗的學生共同使用該實驗室。這樣不僅可以提高設備的利用率，而且可以增進院系之間的合作交流。
【關鍵詞】 飛機 數字化 柔性裝配
1 引言
傳統的飛機裝配采用剛性工裝定位、手工制孔連接、基于模擬量傳遞的互換協調檢驗方法和分散的手工作坊式生產。自20世紀 80 年代以來，隨著計算機輔助設計/制造（CAD/CAM）技術、計算機信息技術、自動化技術和網絡技術的發展，數字化技術在現代飛機制造中得到了廣泛的應用，飛機制造進入了數字化時代。
在數字化技術的推動下，飛機裝配技術快速發展，形成了現代飛機的數字化柔性裝配模式。數字化柔性裝配模式具體表現為：在飛機裝配中，以數字化柔性工裝為裝配定位與夾緊平臺，以先進數控鉆鉚系統為自動連接設備，以激光跟蹤儀等數字化測量裝置為在線檢測工具，在數字化裝配數據及數控程序的協同驅動下，在集成的數字化柔性裝配生產線上完成飛機產品的自動化裝配。
2 飛機裝配生產線特點
一般機械制造中的裝配線是指人和機器的有效組合，通過將生產中的輸送系統、隨行夾具和在線專機、檢測設備等進行有機組合，從而滿足多品種產品的裝配要求，充分體現了設備靈活性。裝配生產線的應用，提高了生產效率縮短了制造周期，但自動化生產線的成本較高，主要用于批量生產，如在汽車行業。
但飛機產品型號多、批量少的特點使得飛機裝配生產線需要在具有一般機械產品裝配生產線的特點基礎上，還應具有一定的柔，這樣同一生產線既能用于同型號同批次，又能適用于同型號改進改型系列機型的飛機產品裝配，從而滿足了裝配生產線對產品產量的要求，可充分發揮其優勢，實現現代飛機產品的精益制造。
與國外發達國家相比，我國現代飛機柔性裝配生產線技術無論在研究層面還是應用實踐層面都存在較大的差距，主要表現在：
(1)現有的產品設計模式和產品特征沒有充分考慮產品柔性裝配技術的應用需求，不適應柔性裝配生產線的發展要求。
(2)基于MBD的數字化裝配工藝規劃與管理技術缺乏系統研究和應用。工藝設計手段還停留在二維工藝設計和表述為主的水平，存在與數字化產品設計不銜接、設計周期長、返工量大、需要實物驗證和示教性差等諸多問題，大量制造依據信息以工藝文件形式分離存在，管理混亂，不能滿足柔性裝配生產線可視化裝配、無圖制造的發展要求。
(3)數字化檢測技術嚴重滯后。
大量采用專用工裝、標準量具等模擬量設備進行產品的測量與檢驗，測量效率低、精度差，不能滿足柔性裝配生產線快速精確測量、在線質量控制的需求。
3 數字化柔性裝配生產線內容及關鍵技術
通過研究國外數字化裝配技術的發展狀況，結合飛機裝配及其生產線的特點，可得出構建新一代飛機數字化柔性裝配生產線必須包括以下內容及關鍵技術：(1)面向裝配的數字化產品并行設計，為實現柔性裝配、敏捷制造提供前提和基礎；(2)數字化三維裝配工藝設計與仿真系統，實現整個裝配過程中數字量傳遞；(3)數字化柔性工裝系統，實現工裝快速響應、快速重構以及數字化定位；(4)先進的連接設備及技術（包括柔性制孔技術、自動鉆鉚技術、電磁鉚接技術等），保證裝配質量和效率，實現裝配過程的自動化；(5)數字化測量檢驗系統，實現裝配過程中的精確測量和協調裝配，裝配完成后的精確檢驗；(6)數字化裝配生產線輔助裝備及管理，建立數字化柔性裝配生產線集成管理系統，實現從產品設計、工藝、裝配、檢驗和現場管理各裝配生產環節信息的高度集成和移動生產線的自動配送物流管理。
上述各項內容在實際應用中互相聯系、互相支撐，通過將其整合和集成，可構建現代飛機的數字化柔性裝配生產線，實現現代飛機產品的數字化、柔性化、自動化裝配。
數字化三維裝配工藝設計與仿真系統是實現飛機數字化裝配模式、構建飛機數字化裝配生產線的軟件基礎，現代飛機整個裝配過程都是建立在數字化工藝設計的基礎之上的，只有采用基于單一產品三維數字量模型的數字化工藝設計方式，為整個裝配過程從源頭上提供數字量數據基礎，基于數字化裝配的柔性裝配生產線才有可能真正實現。
數字化柔性工裝系統、先進連接設備及技術、數字化測量檢驗系統是實現數字化柔性裝配生產線的硬件基礎。通過數字化裝配工藝設計仿真系統得到的數字量數據必須由數字化的工裝及設備來執行，才能保證整個裝配過程的全數字量傳遞，從而實現整個裝配生產線的數字量協調。
4 結論與展望
當前國內軍機產品的數字化設計與零件制造技術發展迅速，但是裝配技術作為飛機制造的關鍵還停留在二、三代機的制造水平，與其他軍機制造技術相比嚴重滯后，已成為軍機型號快速研制和生產的瓶頸。數字化產品定義取代二維工程圖樣已成為必然趨勢，零件精準制造技術的快速發展為實現飛機柔性裝配提供了必要的前提，新一代飛機長壽命、隱身、高可靠性、低成本快速研制的需求對數字化柔性裝配生產線的應用提出了迫切要求。
(1)發展應用柔性裝配生產線是現代飛機制造業大勢所趨，通過發展應用柔性裝配生產線，可大幅度提高產品裝配質量和效率，是現代飛機產品制造的顯著特點。
(2)通過發展柔性裝配生產線，可促進數字化柔性裝配技術的發展和應用，從而解決現有裝配技術難以滿足新一代飛機長壽命、隱身和高可靠性等要求的瓶頸問題。
(3)通過發展柔性裝配生產線，可建立飛機柔性裝配多系統異構測量平臺和集成檢測系統，形成數字化裝配模式下的新質保體系和產品檢測機制，從而解決現有模式下測量手段簡單、無法實現空間大尺寸動態測量，測量數據手工記錄，與產品設計和工藝規劃系統脫節，難以保證裝配的高精度與產品及工藝的完整性等關鍵技術難題。
綜上所述，在國內發展應用數字化柔性裝配生產線勢在必行，但應充分利用前期研究工作基礎，圍繞數字化裝配技術的發展趨勢和生產線的迫切需求，根本上改造傳統的設計體系、制造體系、技術體系和管理體系，實現流程再造、資源整合和生產組織調整，從而構建現代飛機數字化柔性裝配生產線。
參考文獻:
現代機械制造技術是基于傳統機械制造技術,并且有效融合了計算機技術、信息技術、自動化控制技術等科技含量比較的多項技術,相比傳統的機械制造技術,現代機械制造技術的內涵和外延均產生了很大的變化,與此同時為機械制造行業的迅猛發展,創造了非常好的外部條件。
2當前現代機械制造技術的實際情況
2.1虛擬制造技術
虛擬制造技術是以虛擬現實和仿真技術為基礎,對產品的設計、生產過程統一建模,在計算機上實現產品從設計、加工和裝配、檢驗、使用整個生命周期的模擬和仿真。虛擬制造技術的應用可以實時地以用戶的需求作為切入點,對機械制造產品進行必要的修改,通過這種方式來保證設計制造具有較強的針對性。
2.2柔性制造技術
柔性制造技術指的是基于成組技術,以常規數控機床(不限類型和臺數)以及數控柔性機床指導單位作為中心。柔性制造技術與應用系統當中,連接相關裝置設備應當盡可能的通過應用自動化物流系統的方式體現出來。雖然說柔性制造技術同屬自動化制造系統的其中一種,但其在生產方式上的變批量特點是其他制造系統所不具備的。有關機械制造相關產品在更新現階段的實際工作過程與滿足市場動態性發展需求,都要在一定程度上依賴柔性制造技術的有效應用方可實現。根據以往實際經驗來分析,柔性制造技術能夠結合成組對象,并合理選取與數控相互關聯的加工機械及設備裝置,從而達到對工件成批性生產的目的。另一方面,在應用柔性制造技術的過程中,能夠在同一時間完成加工制造和生產管理,將其作用于切削加工、焊接、沖壓過程中,這樣可以最大限度的提高生產效益。
2.3敏捷技術
敏捷技術指的是基于精神創新、管理人員創新、結構管理創新所實現的全新機械設計制造技術。如果應用合理的話能夠構建一個真實體現機械設計制造市場發展的基礎結構(共同的),從而動態且準確地反映出市場變動情況。從以往的實踐經驗來看,如果引入敏捷性機械設計制造技術科學合理的話,可以大大提高機械產品的生產速度,大幅度地降低生產成本,并且可以優化生產效率。
3現代機械制造技術未來的發展趨勢
3.1虛擬化
在將虛擬化技術應用于機械制造的過程中,衡量應用質量高低的關鍵之處就在于合理應用計算機仿真技術。通過對虛擬技術、擬實技術的可靠應用,不僅可以提升相關機械產品的開發速度,而且也在很大程度上提高了機械設計制造過程中的能源利用率。
3.2綠色化
機械制造技術的應用過程中,我們需要從節約資源能源的角度入手,從保護生態環境的角度進行分析。這樣不僅可以有效降低對環境發展的不利影響,還可以提高能源的利用效率。
3.3一體化
在信息化技術快速發展的過程中,各大企業參與市場競爭的綜合實力得到了質的飛躍。企業更加關注產品的個性化和多樣化發展,傳統意義上的大批量生產已經不能滿足企業的發展需求,取而代之的是小批量和個性化生產。事實證明,這種方式可以控制機械產品制造中的生產周期,很大程度上降低了原材料的消耗,節省了資源,確保提升生產質量和控制生產成本的前提下,企業的經濟效益得到實現。
【關鍵詞】數字化；柔性化裝配；技術
0 背景
飛機裝配是將大量零件按圖紙進行定位與連接的過程，是飛機制造的重要環節之一，其工作量約占整個飛機制造勞動工作量的一半左右。在傳統的飛機裝配過程中，需要用特定的工裝型架來保證裝配精度，由機氣動外形的差異，導致型架是唯一的。
伴隨用戶需求的不斷變化與豐富，飛機裝配生產線也將越來越“豐富”。傳統的“硬性”裝配生產線在未來將受到挑戰，這種“一對一”的裝配模式，其配套專用型架的設計、生產和調試周期很長，且體積大、成本高、占地面積大，不利于產品的研制與快速布局生產。
隨著近年來飛機設計行業內數字化、信息化的推進，越來越多的零件將拋開傳統的基于模線樣板的模擬量傳遞走向數字化信息傳遞之路。而采用傳統的型架進行人工裝配的方式，自動化和柔性化水平低，已無法滿足精確化制造裝配的要求。
1 國內外研究現狀
飛機的數字化裝配技術于20世紀90年代在歐美等航空制造業發達國家開始使用，柔性裝配技術是近幾年才逐漸在航空制造業開始研究和部分應用于生產。國外飛機制造技術表明，采用柔性能夠裝配是縮短生產周期，降低生產成本的有效措施。它能克服傳統飛機制造業模線-樣板法在模擬量協調體系下需要大量實物工裝且應用單一，制造周期長，費用高，廠房利用率低等缺點，它通過與柔性工裝、自動化制孔設備、數控鉆鉚或自動鉚接等設備的集成可組成自動化，數字化的柔性裝配系統，能明顯縮短裝配周期，提高和穩定裝配質量。
據悉，在裝配中使用了體現柔性工裝特點的龍門鉆削系統技術的X-35戰機，其制造周期縮短了三分之二，工裝由350件減少至19件，制造成本降低了一半。其采用的激光定位，電磁驅動能實現精密制孔，不僅能降低鉆孔出錯率，而且大大降低了工具和工裝。
目前，北航與沈飛合作，在國內研制出首個針對壁板類組件的柔性裝配工藝裝備―數控柔性多點裝配型架。哈飛也引進了能柔性夾持的復合材料銑切設備，并得到應用。國內關于柔性裝配的研究與應用還不是很廣泛。
2 飛機柔性裝配技術的應用
柔性裝配技術范疇很廣，涵蓋了柔性裝配工裝，柔性制孔，裝配系統、裝配設計，虛擬裝配，裝配集成管理，數字化檢測，面向柔性裝配的設計技術等領域。本文僅從柔性裝配工裝，柔性制孔等幾個方面做出簡要介紹。
2.1 柔性裝配技術
柔性裝配技術是基于產品數字量尺寸協調體系的可重組的模塊化、自動化裝配工裝技術，其目的是免除設計和制造各種零件裝配的專用固定型架、夾具，可降低工裝制造成本，縮短工裝準備周期、減少生產用地，同時大幅度提高裝配生產率。
柔性工裝技術在國外飛機各級裝配中都得到廣泛應用，無論是壁板類組件的裝配還是機身機翼等大部件的裝配，直至最后部件級別的對接，都應用了大量的柔性裝配工裝。柔性裝配工裝的類型包括用于壁板類組件裝配的多點陣真空吸盤式柔性裝配工裝、用于機翼翼梁和機翼壁板裝配的確定性裝配工裝，用于機身部件裝配的分散式柔性裝配工裝，以及大部件對接的自動化對接平臺等幾類。
現代飛機蒙皮主要以鋁制鈑金件為主，典型結構是由蒙皮和框緣、補償片裝配而成的壁板。壁板外形雖然復雜，但多數可有貝賽爾曲線擬合得出。若壁板為剛體，則可采用三點定位便可以滿足裝配要求，但是飛機鈑金件剛性查，若要滿足裝配要求，必須采用更多定位點。當定位點足夠多時，原則上壁板外形是可控的。多點陣成型真空吸附式萬能吸盤柔性工裝系統就是用這種原理制造的，它帶有一組真空吸盤立柱陣列，模塊化的立柱可由程序控制三維移動到任意空間位置定位，形成與裝配曲面完全符合并均勻分布的吸附點陣，能精確夾持和固定壁板以便完成鉆孔、鉚接和銑切等工作。當壁板外形發生變化時，柔性工裝的外形和布局能自動進行調整。通過改變定位和夾緊位置，可以適應不同零部件結構和定位夾緊要求，從而降低綜合成本，縮短工裝準備時候和產品研制周期。
框梁類的零件，通常剛度比較大，可借助零件上的自我特征，比如孔、面等，進行自我定位，進而能簡化工裝的需求。這便是確定性裝配（Determinant Assembly）確定性裝配式一中無工裝夾具飛機裝配技術，也屬于柔性工裝范疇。為減少和減少工裝，確定性裝配使用零件自我特征來定位，免去了墊片、裝配后的返修。零件剛度從某種意義上來講決定了零件精度，要借助零件特征進行定位，就必須有足夠剛度的精密零件的支持骨架，理論上講零件有了符合精密尺寸的關鍵特征就可以用來互相配合。按照波音公司的定義，確定性裝配有一下特征：①利用零件或組件關鍵特征之間的空間關系；②關鍵特征在數字化設計時進行定義；③關鍵特征借助于精確的數控機床在適當的時間用于零件的制造和裝配過程；④裝配件不是工裝，而是依照工程設計來進行制造；⑤取消了復雜的工裝。
部件類零件的裝配，通常選取主要的結構交點、重要部位外形，測量點對部件進行姿態控制，傳統的對接平臺可以被由計算機控制的自動化千斤頂、激光定位跟蹤系統，激光垂直定位系統等組成的柔性對接平臺取代。這項技術能大幅提高裝配質量，節省對接時間。
2.2 柔性制孔技術
目前國內外采用的自動化柔性制孔設備有：自動鉆鉚機器、機器人制孔系統、柔性制孔系統等。
現代飛機對氣動外形要求非常嚴格，在技術條件中甚至對埋頭鉚釘突出蒙皮的高度都有要求。采用人工鉆鉚，工藝順序為：畫線鉆孔粗絞精絞分離清理等，此過程耗時，孔位精度差，鉚接質量不能穩定保持。而柔性化自動鉆孔技術可以實現孔位，進給量的精確控制，自動鉆鉚機能一次性的完成夾緊、鉆孔、锪窩、注膠、放鉚和銑平等工序，一次進能鉆出0.005mm內的高精度孔，又能將埋頭窩和深度控制在0.01mm內。由于鉆孔時鉚接件處于高夾緊力下，層間不會產生毛刺和孔壁劃傷，能有效減少疲勞源。但是由于自身結構限制，自動鉆鉚機多數用于壁板類零件。
機器人制孔系統國外多有應用，如C-130飛機梁腹板用機器人自動鉆孔，波音的F-18后沿襟翼機器人制孔系統。
3 未來展望
柔性裝配技術的應用時當前國內外飛機制造業數字化制造的大趨勢，可以預見，柔性裝配技術的推廣將大大提高我國航空制造業水平，將強力的推進我國邁向航空強國的步伐。
【參考文獻】
一、概述
柔性自動化生產技術簡稱柔性制造技術，它以工藝設計為先導，以數控技術為核心，是自動化地完成企業多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測等過程的先進生產技術。它涉及到計算機、網絡、控制、信息、監測、生產系統仿真、質量控制與生產管理等技術。其主要研究范圍一般可分為：
1.適用于柔性自動化生產的設備
包括數控機床、輔機、傳輸裝置、機器人、存儲裝置、柔性自動裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。
2.自動化控制和管理技術
包括分布式數字控制技術、質量統計和管理信息集成技術、生產規則和動態調度控制技術、計算機技術、網絡技術、通訊技術、生產系統仿真技術等。
3.聯線技術
根據工藝設計，將各種設備聯線，形成一個自動化生產的有機整體，既具有一定范圍的適用性，又具有較好的可變性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、選擇依據
柔性自動化生產技術的高效性、靈活性和縮短投產準備時間等特性使其成為實施靈捷制造、并行工程、精益生產和智能制造等先進制造系統的基礎。
柔性自動化生產技術起源于切削加工，至今已遍及到機械制造業的各個領域，包括：電火花加工、激光加工、板材剪切和折彎、沖壓加工、水噴射加工、焊接及自動化裝配等，甚至還應用到測量、熱處理和噴漆涂覆等領域。
柔性自動化生產技術是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎技術。實踐證明，應用由不同柔性自動化水平構成的制造系統可提高生產率1-4倍，新產品試制周期和費用減少1/3-1/2。從而可縮短制造周期和交貨期，加快產品更新換代，大幅度降低成本，提高企業對市場變化的應變能力和競爭能力，給企業帶來明顯的經濟效益。
為了提高我國在國際市場上的競爭能力和振興機械制造業，采用先進制造技術勢在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技產品，依靠進口則費用高昂，而且制造系統包含著技術、管理和人文意識，故必須我國自行研制，才能結合國情，達到先進而適用，且能節約大量外匯，取得巨大的經濟效益。
三、現狀及國內外發展趨勢
美、日、德三國分別于68年、70年和71年開發了首套FMS。到90年代全世界擁有1200套左右FMS，其中日本擁有400套，美國150套，德國100套。自85年到90年FMS的年平均增長率為28.7%。而同期FMC的年平均增長率為72.8%，即FMC的增長率是FMS的2.54倍。
這是由于FMS是根據加工的零件族的工藝選用合適數控機床的品種和數量組成的制造系統，因而系統較復雜，雖然生產效率高，但投資較大，資金回收期長，也就承擔較大的風險。而FMC由于是采用模塊化設計，數控機床品種單一，系統結構比較穩定，可靠性高，且可根據需要擴展組成FMS，有更好的柔性，較少的投資，調整周期短，見較快，經濟效益高些，故自80年代中期以來FMC已成為柔性制造系統中主要發展的工程產品。
1990年全球FMS的銷售額超過了20億美元，FMC銷售額逾40億美元，兩者約占當年世界機床總銷售額的15%，約占數控機床銷售額的30%以上。包括各類數控機床在內的柔性制造機床和系統的產值約占90年世界機床總產值465億美元的55%，其中日本和聯邦德國分別高達75%和70%，并呈逐年增加的趨勢。因而適用于柔性自動化生產的機床和系統已成為機床工業的主導產品。
1958年清華大學與北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數控銑床，雖與日本研制數控車床和數控銑床的時間接近，但由于數控系統和相關的電、液元件未得到相應的發展，所以并沒有能形成數控機床產業。直到“六五”期間由北京機床研究所引進日本FANUC數控和伺服系統技術，并經“七五”、“八五”在引進數控技術的基礎上消化吸收，才從80年代起逐步形成了我國完整的數控機床產業；同時開發了在CNC單機基礎上配置工件自動輸送和托盤交換裝置的FMC，自主研制了以國產設備為主組成的箱體加工FMS和板材沖壓成型FMS等，并為國內汽車行業和摩托車行業研制了柔性自動化生產線，發展了基于DNC的獨立制造島和車間集成信息管理系統等。
但總體而言，無論在柔性自動化生產設備的應用廣泛性方面，還是滿足國內市場需要方面，與工業發達國家相比有明顯不足，至于作為工程系統的FMC、FMS和FML等更還處于初步發展階段。國內機械制造業使用的為數不多的FMC、FMS和FML也大多自國外引進。
從目前來看，國外柔性自動化生產技術總的發展趨勢可歸為3F和3S。
所謂3F為：柔性化（Flexibility）、聯盟化(Federalization)、新穎化(Fashion)。
所謂3S為：系統化（System）、軟件化（Software）、特效化（Speciality）。
具體來說，大致有下列四個方面：
1)創制新一代數控機床，根據應用場合，既有適合自動化的簡約型高速數控機床，又有用于模具加工的超高速精密加工中心，復雜零件加工的多功能復合機床以及新穎的并聯機構機床（虛擬軸機床）等。
2)發展適用于大批量、短節拍的由數控機床組成的自動生產線，達到具有年產量超過30萬件、多品種分批生產的經濟性。
3)進一步提高制造系統的生產規劃和控制軟件的面向對象的特性，以增強其柔性和信息集成性，適應構建CIMS等更高層次柔性自動化生產系統的需要。
4)研制靈捷制造單元，使其具有高度的自律性和良好的重組性，成為分布式網絡集成的智能體，作為實現動態聯盟企業實施異地遠程協調制造的基礎。
國內柔性自動化生產技術的發展總趨勢仍是遵循著3F和3S的方向，但又有其特點：
1)發展適用、可靠和有價格競爭力的數控機床，開發市場急需的高效、精密和缺門產品，不斷地提高其功能、性能，更好地適應柔性自動化生產的需求。
2)大力推進分布式數字控制和管理（DNC）的制造系統，應用DNC技術有效地提高數控機床的利用率和自動化程度。
隨著社會的進步和生活水平的提高,社會對產品多樣化,低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切,傳統的制造技術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品的需求。90年代后,由于微電子技術、計算機技術、通信技術、機械與控制設備的發展,制造業自動化進入一個嶄新的時代,技術日臻成熟。柔性制造技術已成為各工業化國家機械制造自動化的研制發展重點。
1基本概念
11柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統適應外部環境變化的能力,可用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現故障)情況下,系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?傳統的“剛性”自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。其優點是生產率很高,由于設備是固定的,所以設備利用率也很高,單件產品的成本低。但價格相當昂貴,且只能加工一個或幾個相類似的零件,難以應付多品種中小批量的生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態變化的生產所替換,一個制造自動化系統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周期內,生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性已占有相當重要的位置。柔性主要包括1)機器柔性當要求生產一系列不同類型的產品時,機器隨產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產品或原材料變化的能力;二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。
3)產品柔性一是產品更新或完全轉向后,系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力;二是產品更新后,對老產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,保障生產正常進行的能力。
5)生產能力柔性當生產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統,這一點尤為重要。
6)擴展柔性當生產需要的時候,可以很容易地擴展系統結構,增加模塊,構成一個更大系統的能力。
7)運行柔性利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品,換用不同工序加工的能力。
12柔性制造技術柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群,我們認為凡是側重于柔性,適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為:
1)柔性制造系統(FMS)
關于柔性制造系統的定義很多,權威性的定義有:
美國國家標準局把FMS定義為:“由一個傳輸系統聯系起來的一些設備,傳輸裝置把工件放在其他聯結裝置上送到各加工設備,使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統,柔性制造系統有時可同時加工幾種不同的零件。國際生產工程研究協會指出“柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統,在最少人的干預下,能夠生產任何范圍的產品族,系統的柔性通常受到系統設計時所考慮的產品族的限制?！倍覈鴩臆娪脴藴蕜t定義為“柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統,它包括多個柔性制造單元,能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整,適用于多品種、中小批量生產?！焙唵蔚卣f,FMS是由若干數控設備、物料運貯裝置和計算機控制系統組成的并能根據制造任務和生產品種變化而迅速進行調整的自動化制造系統。目前常見的組成通常包括4臺或更多臺全自動數控機床(加工中心與車削中心等),由集中的控制系統及物料搬運系統連接起來,可在不停機的情況下實現多品種、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”(IMS)國際性開發項目,屬于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS預計本世紀十年代后才會實現。
2)柔性制造單元(FMC)
FMC的問世并在生產中使用約比FMS晚6～8年,FMC可視為一個規模最小的FMS,是FMS向廉價化及小型化方向發展的一種產物,它是由1～2臺加工中心、工業機器人、數控機床及物料運送存貯設備構成,其特點是實現單機柔性化及自動化,具有適應加工多品種產品的靈活性。迄今已進入普及應用階段。
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之間的生產線。其加工設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,對物料搬運系統柔性的要求低于FMS,但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(DCS)為代表,其特點是實現生產線柔性化及自動化,其技術已日臻成熟,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,用計算機系統進行聯系,采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使計算機集成制造系統(CIMS)投入實際,實現生產系統柔性化及自動化,進而實現全廠范圍的生產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FMF是自動化生產的最高水平,反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體,以信息流控制物質流的智能制造系統(IMS)為代表,其特點是實現工廠柔性化及自動化。
2柔性制造所采用的關鍵技術2.1計算機輔助設計
未來CAD技術發展將會引入專家系統,使之具有智能化,可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術,該項新技術是直接利用CAD數據,通過計算機控制的激光掃描系統,將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形,并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描,被掃描到的液面則變成固化塑料,如此循環操作,逐層掃描成形,并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起,僅需確定數據,數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。
2.2模糊控制技術
模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能,可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整,使系統性能大為改善,其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。
2.3人工智能、專家系統及智能傳感器技術
迄今,柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理,求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合,因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強了柔性。展望未來,以知識密集為特征,以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在柔性制造業(尤其智能型)中起著日趨重要的關鍵性的作用。目前用于柔性制造中的各種技術,預計最有發展前途的仍是人工智能。預計到21世紀初,人工智能在柔性制造技術中的應用規模將在比目前大4倍。智能制造技術(IMT)旨在將人工智能融入制造過程的各個環節,借助模擬專家的智能活動,取代或延伸制造環境中人的部分腦力勞動。在制造過程,系統能自動監測其運行狀態,在受到外界或內部激勵時能自動調節其參數,以達到最佳工作狀態,具備自組織能力。故IMT被稱為未來21世紀的制造技術。對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的,它使傳感器具有內在的“決策”功能。
24人工神經網絡技術
人工神經網絡(ANN)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域,神經網絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統,成為現代自動化系統中的一個組成部分。
3柔性制造技術的發展趨勢
31FMC將成為發展和應用的熱門技術
這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近,更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。
32發展效率更高的FML
多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。
33朝多功能方向發展
由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。
4結束語
柔性制造技術是實現未來工廠的新穎概念模式和新的發展趨勢,是決定制造企業未來發展前途的具有戰略意義的舉措。屆時,智能化機械與人之間將相互融合,柔性地全面協調從接受訂貨單至生產、銷售這一企業生產經營的全部活動。
近年來,柔性制造作為一種現代化工業生產的科學“哲理”和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認,可以這樣認為:柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上,將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程,在計算機及其軟件的支撐下,構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統,以實現全局動態最優化,總體高效益、高柔性,并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。它作為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技,為未來機構制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖,將成為21世紀機構制造業的主要生產模式。實現了按端口、MAC地址、應用等來劃分虛擬網絡,有效地控制了企業內部網絡的廣播流量和提高了企業內部網絡的安全性。
4結論
關鍵詞：柔性組合夾具；汽車零部件；零部件制造；柔性制造技術；汽車制造業 文獻標識碼：A
中圖分類號：TH163 文章編號：1009-2374（2017）05-0059-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.028
在經濟快速發展、社會不斷進步的同時，人們的生活水平也在逐漸提高，市場中各產品的競爭也更加劇烈。為了獲取更多的利益節省更多的時間，廠商在大規模生產時不但要保證產品的質量，還要盡可能多地降低成本，縮短制造周期。傳統的制造技術明顯已經不能滿足現代社會市場的需求，而柔性組合夾具技術能在保證產品質量的同時滿足市場對小批量產品生產的需求，使中小批量生產在大批量生產面前有立足之地。
1 柔性制造技術對柔性組合夾具的影響
自20世紀80年代以來，柔性制造技術的發展越來越快且被廣泛的應用，形成了FMC與FMS相結合的具有現代先進技術水平的制造形式，它的形成對柔性組合夾具有重要的意義。FMC是指柔性制造單元，FMS是指柔性制造系統，在它們的制造過程中機床自主決定所要制造零件的式樣、長短、大小，也就是刀具和零件之間的位置關系，所以不需要安裝刀具引導。組合夾具的重要工作就是把零件準確地放入到機床的生產線中，這種先進的機床具有很多夾具的功能，比如說分度夾具、引導刀具及角度形狀等，各種虎鉗漸漸的成為它的輔助附件，夾具的形狀也隨之變得越來越簡單。與傳統的“分離體制”技術相比，如今“集成體制”柔性制造技術更能滿足制造的需求，機床上各部件能有效地結合在一起，形成一個綜合系統。制造過程中不再一味地要求工作時效，相反要求提高總體的工作效率。以往的積木式組合夾具在新時代制造原理的引導下被灌注了新的意義。結構靈活多變的夾具組合其傳統優勢之處，被行業內部稱之為“同當代機床最為快捷、最為簡單、最為匹配的且具備柔性的配置”。
2 柔性組合夾具的形成和運用
2.1 柔性元件的設計
生產中心是以FMC為代表，是將產品部件的多個制造程序集中起來高效率的生產，組合夾具安裝一次就能同時完成多個程序的生產。機床、組合夾具及產品部件和過去的生產模式是截然不同的關系，其是在組合夾具的底部，盡最大可能地裝置多個需要生產的部件，而且當這套夾具正在運作時，和其擁有同種特性的夾具也同時在機床外進行安裝亦或是卸載部件，乃至裝置在底板上的夾具還有可能在傳輸系統里中周轉。組合夾具能夠確保被生產的工件準確地放入機床的生產線里，夾具上的產品部件都成型以后，機床內部的夾具同機床外部的夾具進行互換，二者迅速地完成連接。因為機床外部具有安裝、自卸產品部件的功能，這相對縮減了機床的停機時間。因此，柔性組合夾具在元件系列的設計上發展出與其相適應和匹配的元件系列。通常形式下，夾具和工件單一加工工序主要是以工件整個加工過程之間相互聯系，以此形成了多種夾具為主要代表的柔性組合夾具，這種組合夾具主要有基礎板和基礎角鐵、T形基礎、方箱等幾何形狀的基礎件系列。在其使用過程中，這些元件最大的特點就是：在與機床工作接過程中會形成一種密切的關系，同時這種形式可以與工作臺面上或者是機床的托板相連接，有的時候托板會按照柔性的組合夾具來進行設計，并作為機床的附件出現。隨著柔性組合夾具的不斷發展，這也進一步推動了柔性制造技術的發展。
2.2 在汽車零部件制造中采用柔性組合夾具
在使用柔性制造技術時，機床的夾具在整個生產過程中產生著巨大的作用。從計算機的集成制造系統來看，大部分單位的柔性制造生產系統都不是很完善。對此為了將這種系統更加的智能化，形成機床和加工零件之間進行對接過程中實現自動化或者是柔性化，實現這種自動化生產模式是非常難的。這種智能化較高的生產技術，務必要在某一技術中有所突破才可以，如果要覆蓋全行業是不容易實現的。理想狀態柔性化實現的最便捷途徑，就是從之前的組成夾具進行優化，進而可以體現出柔性化。隨著柔性組合夾具的不斷發展，其中柔性組合夾具在其技術制造過程中也取得了前所未有的突破，其中將柔性組合夾具應用在汽車行業中，在此過程中也取得了一定的成績。柔性化組合夾具和元件系列和機床之間的關系密不可分，當元件系統在壓縮時，柔性組合夾具技術就會在機床上被應用，夾具的結構將會從復雜結構轉變成為簡單結構。比如在汽車柔性制造過程中，將會使用許多的柔性組合夾具，特別是發動機、變速器或者離合器等關鍵部分的零件。例如離合器與變速器這種主要是由殼體或者蓋子組成，被廣泛應用在零件夾具結構制造中，進而使得兩面加工更加的現實。這種零件通常都是由鋁合金材料組成，在此過程中都是保持一種加工剛度特性，其中理想的典型柔性組合夾具都是各種技術應用所體現出的結果。對此需要加強這一方面的技術研究和發展，下面簡單列舉幾種柔性組合夾具的實例：
從圖1可以看到，汽車離合器殼體零件是在立式加工中心中所生產的，其主要使用的是組合夾具。這種夾具局限在定位和加緊元件的功能之上，其中系統的結構比較穩定，其中工作人員對夾具組裝只需要30min，在進行柔性化生產過程中可以從中看出其速度。圖2是一種汽車離合器中的殼體零部件，這種部件主要是在臥式加工中心中使用柔性組合夾具。從中不難看出，夾具雖然是圍繞零件的框架式結構，可是也要充分考慮到整體的加工狀態，框柱組成雙體并作加固，其中各種定位點和輔助支撐點相對要處于合適位置。
在對加工柔性組合夾具進行管理過程中，主要涵蓋了各種元件和人的組合系統，同時兩種不同的環境中出現各種元件配置或者是在生產準備過程中形成的管理位置、元件管理及技術管理等，換而言之，技術的發揮和管理水平之間存在著柔性化的關系。從技術管理層面來看，管理的重要性則顯現得更為突出。這是由于傳統的組合夾具已經不能適應當前的生產需求，對此需要建立起一種科學的夾具組裝站，并對其相關夾具進行科學管理，以此推動柔性夾具的進一步發展與創新。
3 發展趨勢
柔性組合夾具是不可能在每一個方面都實現柔性化的，因此針對某一個方面合理發展與之適應的柔性組合夾具系列，待到發展成熟后再向其他方面逐漸拓展，這樣就能開發出更高技術的柔性組合夾具。比如在汽車的車身焊接夾具中可以利用高技術的機器人技術來開發更為簡捷的柔性焊接組合夾具，其中采用的夾緊技術更先進、快速、可靠。傳統的組合夾具元件這里已經可以完全拋棄，采用先進技術組合的配件自然也是最先進的夾具結構組合。而汽車零部件的大小和形狀基本決定了汽車零部件的結構和變化的相似性，在合理的范圍內改變也是柔性組合夾具的必要條件。但需要明確的是，雖然柔性組合夾具有著更為可觀的應用前景，但我國缺少專業的、高水平的柔性組合夾具人才這是不爭的事實，為了解決這一問題，我國高校、政府和社會應多培養這方面的人才，這樣才能母本上促使柔性組合夾具取得更好的發展，在促進我國社會經濟發展中做出更大的
貢獻。
4 結語
綜上所述，在現代化發展柔性組合夾具的今天，技術研發者只有了解柔性組合夾具的特點和發展方向，理解柔性制造的特點和基本技術，才能研發出新型的適應市場的柔性組合夾具，只有研發出與市場發展需求相符的柔性組合夾具發展，才能真正受到各大企業的普遍歡迎和認可，但想要達到這一目的還需要我國有關人員對柔性制造的技術和特征深入研究。在不久的將來，柔性組合夾具必定能造福于更多的領域，在各大領域內得到更為普遍的應用。
參考文獻
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機械自動化，簡單來說就是指機器在沒有人為干預的情況下，按照設定好的程序，自動的進行工作。機械自動化是一個全新的生產過程，機械自動化使得生產過程更加的高效與規范，機械自動化技術的應用，提高了整個生產過程的工作效率。首先是在投入原材料方面，機械自動化技術的應用，可以使生產過程中加入原材料的速度更快更精準，減少了人力資源的投入以及人工加入原材料過程中產生的資源浪費。其次是在產品質量方面，機械自動化技術的應用，實現了生產過程的規范化，大大降低了殘次品的生產概率，在提高了生產效率的同時，還保證了產品的質量，提高了企業的經濟效益。另外，機械自動化技術在生產行業的應用，大大的降低了工作人員的勞動強度，減少了企業人力資源的投入，降低了產品的生產成本。綜上所述，我們可以看出機械自動化技術在生產行業的應用，已經成為了時展的趨勢，它改變了傳統機械行業落后的生產方式和生產手段，提高了生產的效率與產品的質量，同時還解放了大量的勞動力，在擴大經濟效益的同時也增加了社會效益。
2.機械自動化技術發展現狀
機械自動化技術在我國的發展還處于剛剛起步的階段，與國外發達國家還存在一定的差距，機械自動化技術的發展與應用是一個長期且復雜的過程，我們需要根據本國的國情，為機械自動化技術的發展提供穩定的發展空間，為技術的改進提供條件，最終實現機械自動化技術的穩步向前發展。對于機械現代化技術發展現狀的分析，主要從三個方面入手：機械自動化的技術管理、機械自動化技術設計和機械自動化技術的制造工藝。
2.1機械自動化技術管理
我國的機械自動化技術管理水平處于一個相對落后的階段，大多數中小型企業在機械自動化技術管理方面仍然采用傳統的人工管理模式，依靠自身以往的工作經驗進行技術管理，僅有少數的大型企業采用了計算機對機械自動化技術進行輔助管理。在國外工業技術比較發達的國家，基本都采用計算機對機械自動化技術進行管理與控制，人工管理僅僅是提供輔助管理的作用，對于生產制造的模式進行指導式的調整，使機械自動化技術更好的為企業為社會服務。我國在機械自動化技術管理方面還有所欠缺，需要建立成熟的管理體系來加強機械自動化技術的應用水準。
2.2機械自動化技術設計
在機械自動化技術設計方面，我國目前采用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作的企業還太少，這項技術的應用范圍也比較狹窄。在國外發達國家中，大多數企業都是隨著科技的發展與時代的進步，隨時更新自己的技術設計，對設計框架與設計數據資料實時進行更新，加上對于計算機的輔助應用，保證了設計方案的最優選擇。還有一些企業采用無圖紙生產的方式，設計方案直接傳輸到對機械自動化進行管理的計算機中，大大的提高了工作效率，減少了不必要的步驟。我國在機械自動化技術設計方面還存在問題，設計水平有待進一步加強。
2.3機械自動化技術制造工藝
我國目前大多數企業的機械自動化技術制造工藝仍然處于剛性自動化、單機自動化的階段，生產產品具有單一性，一條生產線上只能生產某種產品或生產工藝相近的某類產品，自動化水平不高。而機械自動化技術的制造工藝發展趨勢，是為了實現柔性自動化，即生產的產品具有可變性與多樣性，表現為機床的柔性、產品的柔性、加工的柔性和批量的柔性，這些方面的標準都應該具有可變性。我國在加工中心、數據控制機床技術方面與發達國家還有較大的差距，在機械自動化技術制造工藝方面還需要不斷地改良，促進技術的穩步發展。
3.機械自動化技術在機械制造中的應用
3.1機械制造的集成化應用
機械制造的集成化應用，指的是在機械制造過程中，技術經營與技術功能的集成。將機械自動化技術中的集成化應用到機械制造中去，利用計算機集成化制造對企業的生產制造全過程進行優化。在機械制造技術改進的過程中，將計算機輔助設計技術、企業管理信息系統應用技術和數控加工技術集成為一體，逐漸的應用到機械制造的系統之中，實現機械制造行業更好的發展。
3.2機械制造的柔性化應用
機械制造中的柔性化應用，指的是機械制造生產出來的產品，更能夠適應市場的需要，能夠根據的市場的不同需求來改變產品的特質。機械制造行業的標準必須要隨時根據市場需求的變化來變化，柔性化技術的應用，可以更好的對機械制造中產品的類型與結構屬性進行調整，從而提高機械制造的生產效率和產品的市場占有率。
3.3機械制造的智能化應用
隨著科技的不斷發展，智能化的產品越來越多的出現在人們的日常生活中。機械制造中的智能化應用，可以實現機械制造過程中的各種現象進行智能化的反應，確保運行的最優化。
作者:張浩
參考文獻
目前自動化技術和激光技術在機械制造工藝中的應用，已經為機械制造領域帶來了巨大的優勢，只要堅持正確的發展路徑，就能利用自動化技術和激光技術為機械制造領域帶來更大的繁榮。
（1）自動化技術的應用前景
自動化技術的一個大的發展方向是：提高自動化技術的柔性，建立對各種不同形狀加工對象實現程序化靈活加工控制的柔性加工系統。柔性制造技術是指在計算機、軟件以及數據庫的支持下，結合自動化技術、信息技術和制作加工技術，將產品采購、設計、制造、銷售、管理等過程統一控制的技術。圍繞著提高自動化技術的柔性，一方面要逐步完善自動化制造加工生產線，提高每一加工工序的自動化控制精度，完善生產數據庫為建立柔性的自動化控制系統做好基礎準備；另一方面，要研發并使用功能豐富的自動化設備，逐步淘汰功能單一的自動化設備，這是企業降低成本，減小設備占地面積、提高機械加工自動化程度的必然要求。
（2）激光技術的應用前景
激光技術作為重要的高科技之一，已逐步進入人們的生活中，尤其在機械制造領域得到了廣泛的應用。激光加工是激光技術最重要的應用之一，目前已開發出20多種激光加工技術，如激光快速成型、激光切割、激光焊接、激光打孔、激光熱處理等。激光技術的一個發展趨勢是：提高激光的精確性和穩定性，降低激光系統的成本，以增強激光技術應用的廣泛性；另一個發展趨勢是：激光技術會逐步走向與自動化控制的融合。將激光技術應用于自動化控制系統中，是提高機械加工能力與提高機械加工自動化程度的客觀要求。
2.結語
