先进制造技术与自动化
先进制造技术特点及发展趋势
先进制造技术特点及发展趋势
新一代先进制造技术是未来制造业改变和发展的核心，它体现了制造
业发展的可持续、节能、高效等优势。
把先进制造技术和先进制造元能整
合到一起，可以极大地提高生产效率，改善质量，降低成本，提高技术水平，拓宽制造业的技术领域，还可以带来更好的经济效益。
一、先进制造技术的特点
1、灵活性：自动化制造技术可以快速变化成品的结构和参数，从而
满足不同产品和客户要求，大大提高生产力和质量，节约成本。
2、可持续性：自动化制造技术可以提高能源利用率，节约传统燃料，减少环境污染，改善生活环境。
3、虚拟化：虚拟化技术可以使制造业从传统的实体现实模式转换为
虚拟的数字模式，从而更好地经营制造业。
4、网络化：网络化技术可以有效地提升数据传输的性能，加快制造
信息的流动，实现制造流程的有效管理。
二、先进制造技术的发展趋势
1、智能化：未来先进制造技术可能会开发出智能设备，从而实现智
能制造，实现自动装配、检测、运输和组装等功能。
2、主动式：在未来先进制造技术的发展中，设备可能具有自主感知
能力和数据预测能力，实现主动式生产。
先进制造技术的应用与发展方向
先进制造技术的应用与发展方向随着时代的发展和科技的进步，制造业作为国家经济发展的基础产业之一，也得到了越来越多的重视。
为了提高制造业的水平和效率，先进制造技术被广泛应用和推广。
本文将着重讨论先进制造技术的应用与发展方向。
一、先进制造技术的应用先进制造技术一般指在传统制造技术的基础上，引入了数字化、自动化、智能化等高新技术，能够实现制造全过程数字化、网络化、智能化。
下面我们将介绍先进制造技术在各个领域中的应用。
1.数字化化制造数字化制造就是将制造全过程数字化，并通过先进的信息技术实现全过程可视化、追溯性和智能决策等。
数字化制造还可以实现信息共享，从而降低了制造成本，同时极大地提高了制造效率和质量。
2.柔性制造技术柔性制造技术意味着生产线上设备和设施具有快速转换和自我调整能力，可以在不进行大规模改装或更换设备的情况下，快速适应新的产品和工艺要求。
柔性制造技术的最终目的是实现小批量、多品种、快速交货、低成本的生产方式。
3.智能制造技术智能制造技术可视为数字化制造和柔性制造技术的集大成者，它不仅实现了自动化，而且能够自主识别和决策。
通过人工智能技术和机器学习算法等，智能制造可以实现制造过程的自我优化和自我适应，从而提高智能制造的质量和效率。
二、先进制造技术的发展方向从以上的应用领域可以看出，先进制造技术已经在很多领域里取得了显著的应用成果。
但是，现在的制造业还存在很多问题，如生产效率和质量需要进一步提高，制造成本目前还较高，生产线的柔性还不够高等。
面对这些问题，先进制造技术需要不断发展和完善。
1.采用新型材料采用新型材料是制造业实现高端制造的关键之一。
近年来，出现了很多新型材料，如复合材料、高温合金等。
这些新型材料不仅拥有更好的性能和特性，而且它们比传统材料更轻、更坚硬，具有更好的耐用性和耐腐蚀性能。
新材料的应用可以大大提高制造业的质量和效率。
2.全面应用信息技术信息技术在制造业中已经取得了成功的应用和实践，但是，应用范围还需要不断扩大。
先进制造技术的精密化和自动化
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维普资讯
先进 制造 技术的精 密化和 自动化
岑 向东 谢国如 ． 姜学耘
（ 南通大学 ， 江苏 南通 ２ ６ ０ ） ２ ０ ７
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自动化技术在先进制造技术发展中的影响分析研究
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先进制造技术的未来发展
先进制造技术的未来发展随着科技不断发展，先进制造技术也在不断向前推进。
未来，先进制造技术仍将逐步提高生产效率，优化产品质量，改善产品生命周期，并推动智能制造发展。
一、生产效率的提升先进制造技术的未来发展方向之一是提高生产效率。
在传统制造业中，人工操作仍是主要生产方式。
但由于人工操作受到诸多因素的制约，工作效率和准确性存在差异。
随着机器人技术不断发展，生产过程中可以逐步实现自动化，提高生产效率，减少生产成本。
未来，随着工业互联网的广泛应用，不同制造厂商之间可以实现信息共享和资源互补，降低生产成本，提高生产效率。
二、产品质量的优化在当前市场上，消费者对产品的质量要求越来越高，这也促使制造业不断推进先进制造技术。
未来，先进制造技术将大幅提高产品的质量。
3D打印技术可以实现快速、精确制造出复杂的产品零部件，提高产品质量。
加入智能传感器可以实时监控产品生产、运输和使用的过程，从而及时发现问题，及时反馈和解决。
三、产品生命周期的改善随着环保意识不断加强，人们对绿色、环保的产品需求也在逐渐增加。
先进制造技术可以实现“精简化”和“智能化”生产过程，使产品在生产过程中的能耗和废物产生减少。
同时，产品的使用寿命也可以得到大大延长。
智能传感器可以实时监控产品的使用状况，及时发现并解决问题，避免过早的产品报废和浪费。
四、智能制造的发展随着信息技术和制造技术的不断融合，智能制造的发展越来越成熟。
云计算、物联网、大数据等技术的发展，使人们逐渐实现了真正意义上的智能制造，也就是工业4.0的核心。
未来，智能制造将更加智能化，自动化程度会不断提高，可以通过传感器等技术实现对整个制造过程的监控和控制，从而更快、更精确地进行生产。
总体来说，先进制造技术的未来发展是非常广阔的。
未来，为了满足不断增长的市场需求，制造业必将不断地致力于推进先进制造技术的发展，提高生产效率，优化产品质量，改善产品生命周期，并推动智能制造发展。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势目前，先进制造技术正受到越来越多的关注，它不仅可以提高制造业的生产效率和质量，而且在其中一种程度上改变了传统制造业的模式。
国内外先进制造技术的新发展现状和趋势如下：
首先，自动化技术在先进制造中起着重要作用。
今天，自动化已经不再是高端制造业的封闭领域，而是逐渐演变成一种低成本、高效率的生产方式，通过自动化技术来实现工作流程的自动化，提高制造效率，减少成本。
其次，信息技术的发展也改变了先进制造的技术特征，信息技术在先进制造中发挥着重要作用，让先进制造更加智能，更加高效。
例如，云计算、物联网、大数据等信息技术，可以使各种信息的采集、处理和传输效率得到提高，加速制造业的自动化发展进程。
再次，智能制造技术的发展也影响着先进制造的技术特征，智能制造技术集成了自动化、信息化、模块化等技术，可以实现制造工艺的智能化优化，实现实时控制，提高制造精度、效率和质量，节省能耗。
此外，虚拟仿真技术、3D打印技术也在先进制造中得到了广泛的应用，更好地满足制造业的需求。
先进制造技术
先进制造技术随着科技的不断进步和全球经济的发展，先进制造技术在工业领域中扮演着越来越重要的角色。
先进制造技术旨在提高制造业的效率、质量和创新能力，从而推动经济增长并满足消费者的需求。
本文将探讨先进制造技术的定义、应用领域以及对经济和社会发展的重要性。
一、先进制造技术的定义先进制造技术是指一系列高度自动化、数字化和智能化的技术和方法，用于优化和改进产品生产制造过程。
这些技术包括计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）、机器人技术、互联网物联网（IoT）以及人工智能等。
通过将科技融入到制造过程中，先进制造技术能够提高产品质量、减少生产成本，并缩短生产周期。
二、先进制造技术的应用领域1. 3D打印技术3D打印技术是一种以数字模型为基础，通过逐层添加材料来制造三维实物的先进制造技术。
它已经广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械等行业。
3D打印技术不仅能够减少生产成本和材料浪费，还能够实现定制化生产，满足个性化需求。
2. 自动化生产线自动化生产线利用机器人技术和自动化控制系统，实现产品的自动化制造。
它不仅能够提高生产线的效率和安全性，还能够提高产品的一致性和质量稳定性。
自动化生产线被广泛应用于汽车制造、电子制造等行业。
3. 大数据分析大数据分析通过收集和分析大量的生产数据，提供了对生产过程进行优化和改进的基础。
通过大数据分析，企业可以更好地了解市场需求、生产效率和产品质量，并基于这些数据做出决策，提高整体运营效率。
4. 智能工厂智能工厂利用物联网、人工智能和自动化技术，实现整个生产过程的数字化和智能化。
通过智能工厂，生产过程可以实现实时监控、快速反应和灵活调整，提高生产效率和产品质量，并降低生产成本。
三、先进制造技术对经济和社会发展的重要性1. 提高产能和效率先进制造技术能够优化生产过程，提高产能和效率。
通过自动化和智能化的生产线，企业可以实现生产过程的高度自动化和优化配置，从而提高产品的产能和制造效率，降低劳动力成本和生产周期。
先进制造技术的现状和发展趋势
先进制造技术的现状和发展趋势当前，先进制造技术正处于快速发展的阶段。
以下是先进制造技术的现状和发展趋势的一些重要方面：1.自动化和智能化：随着信息技术的快速发展，制造业正朝着自动化与智能化方向发展。
机器人、智能传感器和自动控制系统等技术的广泛应用，不仅提高了生产效率和产品质量，还解决了人工劳动力短缺和劳动强度大的问题。
2.3D打印技术：3D打印技术是一种先进的制造技术，它利用数字化设计数据直接制造物体。
通过将物体逐层打印，可以实现复杂形状和结构的制造，极大地节省了制造过程中的时间和成本。
3.智能制造系统：智能制造系统是指通过信息技术和物联网技术实现生产设备、产品和生产流程的智能化、网络化和柔性化。
通过实时数据的收集和分析，可以实现生产过程的优化和监控，提高生产效率和质量。
4.轻量化技术：轻量化技术是指通过优化设计、材料选择和制造工艺的方法减轻产品重量。
轻量化技术可以降低产品的能耗和材料成本，同时提高产品的性能和可靠性。
在汽车制造、航空航天和电子产品等领域有很大的应用潜力。
5.增材制造技术：增材制造技术是指通过逐层堆叠材料来制造产品的一种制造技术。
它可以实现快速制造、个性化定制和低成本生产。
增材制造技术在航空航天、医疗器械和工业制造等领域具有广阔的前景。
6.智能物流和供应链管理：在先进制造技术中，物流和供应链管理也起着重要的作用。
通过智能化的物流系统和供应链管理系统，可以实现生产过程的优化和协调，提高物流效率和供应链的灵活性。
7.虚拟现实和增强现实技术：虚拟现实和增强现实技术可以将真实世界和虚拟世界进行融合，为制造过程提供强大的支持。
通过虚拟现实和增强现实技术，可以实现产品的虚拟设计和模拟测试，提高产品设计的效率和质量。
8.网络化制造：网络化制造是指通过网络和互联网技术将制造企业、供应商和客户进行连接和集成。
通过网络化制造，制造企业可以实现远程监控和管理，提高生产效率和服务质量，降低运营成本。
总体来看，先进制造技术正朝着智能化、柔性化和网络化的方向发展。
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计算机数控系统示意图
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数控车床
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张旭超
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数控加工中心
是在普通数控机床的基础上发展起来的，主要是增加了 刀具库、自动换刀装置和移动工作台等，因而可以在一台机 器上完成多台机床才能完成的工作，包括铣、削、钻、刨、 镗、攻罗纹等多种加工工序。
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现场总线控制系统的构成例
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现 场 总 线 控 制 系 统 的 构 成 例
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现场总线控制系统的主要优点
把数字化通信延伸到生产现场，可方便地获取变 送器、执行器、监控装置等现场设备的运行状态 和故障信息；
工业机器人发展很快，未来的工厂将是由计算机 网络控制的包含多个机器人智能加工单元的分布式自 主制造系统，制造自动化的整体水平将显著提高。
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生产汽车的机器人自动焊接生产线
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四、先进制造系统的综合自动化技术
制造系统包含物料流、信息流和能量流，制造系 统综合自动化的任务就是对它们实行有效的综合管 理和控制，确保生产系统在最佳状态下运行，并获 得尽可能高的效益。
第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、 敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿 色制造等。
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二、数控机床和数控加工中心
是微电子、计算机、自动控制、精密测量等技 术与传统机械技术相结合的产物。它根据机械加 工的工艺要求，使用计算机对整个加工过程进行 信息处理与控制、较好地解决了复杂、精密、多 品种、小批量机械零件加工问题，属于灵活、通 用、高效的自动化装置也是实现生产过程自动化、 柔性化的核心设备。
“先进制造技术” 是取得理想技术经济效 果的制造技术的总称。从本质上看，可以说： 传统制造技术+ 信息技术+自动化技术+现代管 理技术 = 先进制造技术。
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先进制造的特点和内容
现代制造业的特点是： ①个性化、小批量生产； ②知识技术产品的周期越来越短； ③产品价格与其知识含量密切相关； ④对产品功能、性能、质量、服务要求越来越高； ⑤全球竞争更加激烈。
结构更简单，一条通信线缆上可挂接多个现场设 备，大量节省连接电缆和A/D、D/A等I/O组件；
先进制造技术包括数控技术、激光技术、新型材料、 机器人、微型机械、纳米技术、CAD／CAM、精益 生产、柔性制造系统、虚拟装配和网络化制造、计算 机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制 造等内容。
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数控加工生产线
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第一套DCS产品是美国Honeywell公司l975年推 出的，现在DCS已成为工业过程自动化领域的主要 设备，广泛应用于石油、化工、电力、冶金和造纸 等工业领域。
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DCS的三级体系结构
PLC
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2. 现场总线控制系统（FCS）
Fieldbus Control System
大量采用微处理器以及智能传感器的发展导致用 数字信号取代传统仪表的4～20 mA（DC）模拟信 号，并通过现场总线连接控制系统与现场仪表，组 成现场总线控制系统。
现场总线不仅仅是用数字仪表代替模拟仪表，它 是新一代全数字化、全分散、全开放的底层控制网 络，是计算机技术、通信技术和测控技术的综合集 成，它将自动控制系统和设备带进了信息网络之中， 为实现企业信息集成和企业综合自动化提供了坚实 的基础。
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指导老师：邢志刚
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先进制造技术与自动化
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主要内容
先进制造技术概述 数控机床和数控加工中心 工业机器人 先进制造系统的综合自动化技术
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一、先进制造技术概述
制造业的主要任务是制造人类社会所需的一 切产品，工业化国家约70％～80％的物质财 富来自制造业。
综合自动化技术的常见形式有柔性制造系统、集 散控制系统、现场总线控制系统、计算机集成制造 系统等，代表了先进制造系统的发展方向。
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1. 集散控制系统（分布式控制系统）
集散控制系统是以实现分散控制为主要目标的， 英文名称为“Distributed Control System，简称 DCS”，直译就是 “分布式控制系统”。翻译为 “集散控制系统”更能体现其特点，指“管理功能 集中”，“控制功能分散”。
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一种柔性制造系统
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制造自动化的历史和发展
第一阶段：刚性自动化，包括单机自动化和刚性 自动化生产线。
第二阶段：数控加工，包括数控和计算机数控。
第三阶段：柔性制造，特征是强调对市场需求的 适应性、柔性和高效率。
第四阶段：计算机集成制造，特征是强调制造全 过程的系统性和集成性。
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机床
数控系统 输入装置 加工程序
数控机床系统的基本构成及特点
伺服系统 辅助控制装置
检测装置
与普通机床相比，数控机床不仅适应性强、加工 效率高、精度高、质量稳定，而且可实现多坐标 联动和复杂形状零件的加工，是实现多品种、中 小批量生产自动化的有效方式。
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数控加工中心
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三、工业机器人
由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和 检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可 重复编程、能在三维空间完成各种作业。
作业方式包括钻孔、切削、装配、焊接、喷漆、打 磨、抛光、清洗、材料搬运、机具装卸等，几乎无所 不能，特别适合于多品种变批量的柔性生产。