工业博览会实习报告
工业博览会实习报告
随着时代的进步，科技也在不断地飞速发展。第一次工
业革命，机器开始逐步的取代人力，蒸汽机的改良使生产力
得到大幅的提高；第二次工业革命，电力、内燃机的广泛使
用，大大促进了经济的发展；第三次工业革命，或许更应称
为科技革命，以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程
的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新
材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域，这
次科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、政治、文化领
域的变革，而且也影响了人类生活方式和思维方式，使人类
社会生活和人的现代化向更高境界发展。社会发展日新月异，
几乎每天都有新技术的产生。第十七届中国国际工业博览会
将于2015年11月3日至7日在国家会展中心（上海）举行，
对于我们每一个机械的学生来说，这必定是一场富有视觉震
撼力的科技盛宴，也是一次绝佳的学习机会。
展会设9大专业展，展会面积23万平方米，超过2100家展商参展，预计逾12万中外专业观众参观。其中上海以外地区及境外企业的比例更是超过了70%，堪称真正国际化。参展范围也十分丰富，包括：数控机床与金属加工展、工业自动化展、工业环保技术与设备展、信息与通信技术应用展、新能源与电力电工展、节能与新能源汽车展、工业机器人展、科技创新展、航天技术展九个大类，展品涵盖了工业机器人整机、核心部件、机器视觉、整体解决方案；机场、机场设备和服务，航电和内舱系统、飞机模拟器软件、维护售后服务、备件和运输，发动机、生产设备工具、客舱配件和席位、备件和运输；航空技术应用、新能源汽车及其配套设施、数控机床、高精度加工设备，快速通讯设备，大容量传输设备等。
11月10日早晨7:30，我和约好的朋友便早早的起床，怀着激动的心情踏上了前往工博会的道路。首先我们来到了4.1H区，参观了我们兴趣最为浓厚的一部分——工业机器人展。曾经有人预言过，下一次的科技革命将会是以机器人为中心的革命，同样，作为机器人社的一员，我对这块的展示更加有兴趣。工业机器人展区是关于交易、展示机器人全面解决方案、工业机械臂、坐标机器人、工业机器人集成系统的国际盛会。2013的成功奠定了其作为中国乃至亚洲工业机器人领域最具魅力的专业展会之一的地位，为业内同行相识、相聚、相交提供了理想的商务平台。展区主要展示了以下几种工业机器人：焊接机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人、直角坐标机器人、其他工业机器人等，同样也涵盖了一些机器人配件的展示如控制器、减速机、伺服电机、检测设备、焊割设备、喷涂装备、搬运装备、专用电线电缆、传感器等。最吸引我的是库卡机器人展区，库卡机器人（上海）有限公司是德国库卡公司设在中国的全资子公司，成立于2000年，是世界上顶级工业机器人制造商之一。公司工业机器人年产量超过1万台，至今已在全球安装了15万台工业机器人。库卡可以提供负载量从3千克至1000千克的标准工业6轴机器人以及一些特殊应用机器人，机械臂工作半径从635毫米到3900毫米，全部由一个基于工业PC平台的控制器控制，操作系统采用Windows XP系统。库卡机器人广泛应用在仪器仪表、汽车、航天、消费产品、物流、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业。主要应用于材料处理、机床装料、装配、包装、堆垛、焊接、表面修整等领域。
图示机器人是一个拥有自主识别系统的机械臂，可以完成一系列精确地屏幕控制操作，还可以自主拔插在ipad旁边的耳机，充分体现了该款机械臂举重若轻，控制精确地特点，想想力量动辄几百公斤的机械却能够完成点击平板屏幕这等精细的操作，正是这种不和谐，不合理。体现了该机械臂卓越的性能，流线的外形和简单的颜色配合苹果的精致，反而给人一种别样的冲击和特殊的美感。除了这款机械臂，还有一个七轴机械臂，同样细腻的外形，更加直观的冲击。我们了解到机械臂的设计和制作难度是和机械臂的轴数成正比的，而且显而易见轴数越多，要增加轴数更是难上加难。
这个七轴机械臂静止的时候，可谓是丝
毫不动，它就安静的摆在那儿，前一秒
还上下转动，下一秒就一动不动。让人
生出一种它本身就是静物的感觉，最让
人拍案叫绝的是在其他轴转动的时候，
最末端的机械臂确实分毫不动，仿佛是
整体都应该没动。其中的算法和结构的
精妙都深深地吸引了我。除此之外展区
还展示了多个机械臂协同工作的场景，众所周知这又是工业机器人的一个难点，在展位设计的场景中四个机械臂协同工作三下五除二就完成了一个汽车框架的喷漆和简单的安装，令人不免心驰神往。
在工业机器人展区，我们见到了库卡、ABB、发那科以及安川这四大工业机器人巨头企业的展示，有用短短30s完成3阶魔方的机器
人，其机械臂的灵活度及图像处理等技术令人惊叹；有大型的点焊机器人，其定位的准确与速度令人惊叹；有与人对弈棋盘的机器人，其精准的算法令。人惊叹……这些工业机器人还体现了一些整体的解决方案，例如机器人解决方案、集成解决方案、机器人工作站、智能流水线等，这些对于工业生产有着不可替代的作用。如今，机器人产业是发达国家工业化的重要标志，在劳动力成本不断飙升和机器人成本日趋下降的大背景下，机器人及智能装备产业的发展愈来愈受到社会各界的广泛关注。相比于四大企业，中国的机器人及智能装备产业与国际的同行还有不小的差距。主要体现在多个方面。第一，高素质的专业技术人才严重短缺，自主创新能力严重不足，尤其是原始创新薄弱；第二，智能化水平较低，机器人虽然能够替代人担负繁重的体力劳动。但是，机器人也需要智慧，开始向智能机器人转化，真正实现人机一体化目标，需要在系统性、协调性和弱性制造技术方面下工夫。目前，我们在机器人的自动化、智能化软硬件方面还有不小差距，在传感器及元器件、谐波减速器、伺服电机、信息处理技术等核心零部件方面，还依赖进口。这四大工业机器人巨头的兴起，绝不是一朝一夕而形成的，他们注重创新，以严谨的态度对待每一项科研任务，对于工业产品精益求精。他们也有着敏锐的观察力，洞悉了市场需求，能够在不断升级与淘汰的潮流中依然屹立不倒，必然也与他们的经营策略息息相关。从这次的工博会中，便可以看出他们的实力。尽管我们与他们的还有着不小的差距，然而，值得欣慰的是，经过这些年的发展，中国机器人也出现了不少自主品牌。沈阳新松、广州数控、长
沙长泰、安徽埃夫特、昆山华恒、北京机械自动化所等为数不多的10来家具备一定规模和水平的企业。我相信，在不久的将来，中国的工业机器人也一定能发展的更好。
除了工业机器人展区外，还有一个展区比较吸引我，这正是节能与新能源汽车展。或许很多男生都对各种汽车、或是豪车，有着一种“与生俱来”的兴趣。作为一个机械的学生，对于这样一块展区，自然有着浓厚的兴趣。这是一场交易、展示纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等节能与新能源汽车、驱动系统、充电设施、相关零部件、汽车设计的国际盛会。在这里，我们可以看到混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能电动车及氢能源、天然等各种新能源、清洁燃料、混合动力车辆及各种低排放、环保节能型汽车；我们可以看到动力电池、电池管理系统、燃料电池、混合动力系统、驱动电机、电动车控制及驱动系统、发动机、检测修复设备、有关的测试、监控、防护仪器等相关技术；我们可以看到机动车节能减排动力系统及产品、尾气净化及排气后处理技术与设备、噪音污染控制技术及产品、废气再循环装置、燃油蒸发回收装置、节能环保修复技术与设备、节油技术及产品、机动车节能减排检验、测试技术、设备及产品；可以看到充电设施、整车设计、系统控制设计、天然气汽车及加气站设备等等，许许多多的新产品令人目不暇接。
随着全球对于汽车二氧化碳排放的控制，各国政府都在大力发展节能汽车以及新能源汽车。力求提高节能汽车的环保性、安全性以及实用性，扩大新能源汽车的产业化、市场化以及大众化，争取在2020
年保有量将达到目前的三倍。我国的节能与新能源汽车，过去主要是以公交车为主，但近年来私人对于节能汽车、新能源汽车的购买量逐渐增多，加上欧美车企及日本车企加大在华的投入，这将刺激节能与新能源汽车产业化进入一个快车道。随着加大在私人用车领域的推广力度，政府对新能源汽车的补贴政策将延续，今年国内新能源汽车产销量有望突破1.5万辆。
在这些新能源汽车中，给我印象最深的是特斯拉的电动车。在参观工博会之前，便从新闻中看到，在“特斯拉”电动车的带领下，本届工博会新能源汽车展将是历届规模最大的一次，身临现场，才感受到规模之大。特斯拉汽车公司，是一家生产和销售电动汽车以及零件的公司，只制造纯电动车，成立于2003年，总部设在了美国加州的硅谷地带。目前生产的几大车型包含Tesla Roadster,Tesla Model S, Tesla Model X。特斯拉汽车公司是世界上第一个采用锂离子电池的电动车公司，其集独特的造型、高效的加速、良好的操控性能与先进的技术为一身，从而使其成为公路上最快且最为节省燃料的车子。展出的特斯拉ModelS，引来大家的驻足。
ModelS共有4款动力配
置，分别匹配40kWh-85kWh
的不同容量的电池组。由于功
率限制，纯电动车极速性能有
限，ModelS的极速为
177-210km/h。但是因为惊人
的扭矩，ModelS的加速表现非常出色，最弱的一款0-100km/h加速也能达到6.5s，而最高配版本可以达到4.4s，完全可以匹配大排量豪华车的性能。而它的90km/h匀速行驶下最大里程能达到480km，美国政府给出的工况里程也超过420km，远超现有纯电动车的里程表现，可以说具有相当高的实用性。庞大的车身，和电动机腾出的车头空间使它与主流D级车比肩，极速210km/h，0-100km/h加速只需6.5秒，一次充电续航里程480公里，售价10万美元。如果抛开电动车的软肋极速不谈，单以加速性能和售价就足以击败绝大部分同级的使用矿石燃料的竞争对手。480公里的续航里程另许多车企巨头的产品都难以望其项背。无论其外形的设计，还是其实用性、性能，都可以称得上顶尖。
除了机器人和汽车展区，数控机床
与金属加工展也深深地吸引了我的注
意。其中flow（美国福禄）水刀展区更
是无比亮眼。
首先说水刀。
水刀的历史
Norman 博士一直被公认为水刀之父。Franz 博士则是一名林业工程师，他想找一种能将粗大树木切割成木料的新方法，他是上世纪五十年代致力于研究超高压水刀切割工具的鼻祖。为创建一种超高压的效果，Franz 博士将重物放到水柱上，通过微型。。喷嘴强迫水流射出。他获得了高压的短暂喷射，在某些情况下，压力高于当前使用的压力。从这些高压喷射中，Franz 博士发现它们可以切割木材和其它材料。在他后来的研究中，更多涉及到连续水流，但他发现获得连续水流非常困难。另外，切割工具的寿命只能以分钟计算，而不是几周或者几个月。虽然 Franz 博士从未制造出一种木料切割机产品，但他的研究和发现为福禄公司用以发展并生产纯水水刀切割设备所使用，并得到明显提升。福禄作出的最明显的贡献始于最初的时期（1970），是高可靠性增压泵的开发。这使得本技术领域内的最初主要的应用得以商业化，用于切割形状怪异的尿布。
在 1979 年，福禄开始增加切割动力方法的
研究，用来切割金属和其它硬质材料。Mohamed
Hashish 博士被公认为加砂水刀之父，他发明了
在简单的水射流中添加砂料的方法。他使用石榴
砂，这是一种用于砂纸的通用材料。这种方法让
水刀（包含砂料）可以切割任何材料。1980 年，第一次使用加砂水刀切割金属、玻璃和混凝土。
1983 年，福禄向汽车玻璃业出售了世界第一台商业加砂水刀切割系Dr. Mohamed Hashish
统。该技术第一次主要用于航空航天业，他们发现水刀是切割高强度材料的完美工具，例如镍基合金、不锈钢和钛以及高强度化合材料，如军用航空器使用碳纤维化合物；这些材料现在都已用在商业飞机上。此后，加砂水刀被广泛用于加工车间、石料、瓷砖、玻璃、喷气式发动机、建筑、核工业和造船厂等等。
直到1986 年，超高压技术被转入工厂和实验室。该年，世界上第一台移动式超高压水刀帮浦系统开始在需移动的现场环境使用，例如工业清洗、道路维护以及基础设施翻新工程。不久之后，移动水刀声名大噪；1983 年，福禄的一套系统被用于搭救一个刚刚学会走路的孩子”Jessica”掉落到废井中。水刀系统用于开挖平行通道，然后打通井壁。
从八十年代后期到九十年代，水刀技
术得到了广泛应用，越来越被接受。作为
持续发展日趋成熟的技术，它已经成为过
去五年加工技术增长最快的领域。2002 年，福禄开发了可快速、精密、无锥度切割的
动态水刀（ Dynamic Waterjet? ）技术，
它克服了主要的缺点，在更加广泛的应用
领域内扩展了其适用性。相反的，Franz 博士当初致力于研究的木料切割应用却成了超高压技术应用最少的领域。今天，超高压水刀技术用于各个工业大量材料的切割加工。从造船的铝材、体育用品的复合材料、汽车内部的布料和塑料，甚至厨房台面的花岗石都使用水刀进Flow's
Dynamic Waterjet
Cuts with Speed & Precision
行切割。工业清洗领域包括船体、油罐、道路、喷气式发动机以及汽车承载器。随着超高压技术持续向前发展，其应用也将跟着前进。福禄公司在超高压水刀技术发展及制造方面处于世界领导地位，是机器人和组装设备的领先供货商。福禄公司为制造业及工业清洗市场提供先进技术和环保的解决方案。福禄公司的机器人可以追溯到上世纪七十年代，当时波音的前任科学家创建了福禄研究机构。其目的是要开发基于先进技术的新业务。该公司的第一个商业化技术是采用超高压水射流作为一种工业切割工具。随后，福禄发明、注册专利并完成了世界第一部加砂水刀系统（切割厚度可达12 英寸的硬材料）。
在现场展示中，可以听到嗞嗞的水声和看到弥漫的水雾，之间数秒钟之间一块厚约10mm的钢板就被切得凹凸有致，后来观察发现中间突起的是Flow公司的标志，摆在一旁的加工过的钢板可以看到边缘光滑无毛刺。确实是令人震惊。
还有许多展区和项目，如精密的数控机床与金属加工展，其大规模的精密激光切割，远比金工实习时的数控机床先进许多；如以“智慧城市”为主题的信息与通信技术应用展，看到了国产品牌小米的兴起；如霸气的航天技术展，大飞机与四轴、六轴飞行器的的展示令人流连……所有的这些展示，无不体现出当今科学技术的飞速发展。从工博会的展览中，我们可以感受到各大类的巨头企业的强大，其产品的优良性能，慨叹其创新性，同时，我们也可以看到众多国内企业的兴起，尽管与这些国际企业还存在一定的差距，但我们有理由相信，中国的新兴企业，必将在未来有更好的发展。作为机械专业的我们，
同样也需要丰富自己的知识，提高自己的创新能力和思维能力，多参加一些科技类的活动，拓展我们的思维与眼界，为未来的中国科技，贡献出自己的一份力量。