机械自动化的历史发展及未来展望.docx

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机械自动化的历史发展及未来展望

中文摘要………………………………………………………………………………1

1引言………………………………………………………………………………………………2

2机械自动化历史……………………………………………………………………3

2.1自从18世纪中叶至工业革命时期……………………………………………3

2.21952年一1965年………………………………………………………………3

2.3从1967年到20世纪80年代中期……………………………………………4

2.4从1967年到20世纪80年代中期……………………………………………4

3机械自动化发展现状………………………………………………………………6

4机械自动化发展未来………………………………………………………………9

结论…………………………………………………………………………………11

致谢…………………………………………………………………………………12

参考文献……………………………………………………………………………13

机械自动化的历史发展及未来展望

摘要:

自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化就是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。

机械自动化是最早出现的自动控制系统,是自动化的一个分支。

本文阐述了机械自动化国内外发展现状，进而探索机械自动化未来。

关键词：

机械自动化；干预；发展现状。

1引言

17世纪后期,随着机械的改进，需要煤和矿石的需求量大大的增加人力畜力无法满足需求。

于是18世纪初出现了T。

纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。

1765年，J.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。

1781年，瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。

蒸汽机过于笨重应用不便。

19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。

20世纪初在工业生产中电动机取代了蒸汽机。

离心调速器机械自动化的真正大放光彩的时候应是近代西方的工业革命时期,当时瓦特改进的蒸汽机中就运用了多个机械自动控制调节系统：

离心式调速器和节流阀等.离心式调速器开创了机械自动控制的一个新的里程碑。

机械自动化的实现将机械生产引领向了一个新的领域，通过自动控制系统，真正达到了大工业生产及减少劳动强度，提高了劳动效率，令整个世界的生产水平迈上了一个新的台阶,并由此延伸出了电气自动化.

2机械自动化历史

2。

1自从18世纪中叶至工业革命时期

1870—1950年，纯机械控制随着电液控制的刚性自动化加工单机和系统得到长足发展.如1870年美国发明了自动制造螺丝的机器，继而于1895年发明多轴自动车床，它们都属于典型的单机自动化系统，都是采用纯机械方式控制.1924年第一条采用流水作业的机械加工自动线在英国的Morri，汽车公司出现;1935年苏联研制成功第一条汽车发动机气缸体加工自动线。

这两条自动线的出现使得制造自动化技术由单机自动化转向更高级形式的自动化系统。

在第二次世界大战前后，位于美国底特律的福特汽车公司大量采用自动化生产线，’使汽车生产的生产率成倍提高，汽车的成本大幅度降低，汽车的质量也得到明显改善。

随后，西方其他工业化国家、苏联以及日本都开始广泛采用制造自动化技术和系统,使这种形式的制造自动化系统得到迅速普及，其技术也日趋完善，它在生产实践中的应用也达到高峰。

尽管这种形式的制造自动化系统仅适合于像汽车这样的大批生产，但它对于人类社会的发展却起到了巨大的推动作用。

值得注意的是，在此期间，苏联于1946年提出的成组生产工艺的思想，对制造自动化系统的发展具有极其重要的意义。

直到目前，成组技术仍然是制造自动化系统赖以生存和发展的主要技术基础之一。

2.21952年一1965年

数控（numericalcontrol,NC）技术和工业机器人技术，特别是单机数控,得到飞速发展。

数控技术的出现是制造自动化技术发展史上的一个里程碑。

它对多品种、小批量生产的自动化意义重大,几乎是目前经济性实现小批量生产自动化的唯一实用技术。

第一台数控机床于1952年在美国的麻省理工学院研制成功,它一出现，立即得到人们的普遍重视，从1956年开始就逐渐在中、小批量生产中得到使用.1953年，麻省理工学院又研制成功著名的数控加工自动编程语言，为数控加工技术的发展莫定一了基础。

1958年，第一台具有自动换刀装置和刀库的数控机床即加工中心（machiningcenter,MC）在美国研制成功，进一步提高了数控机床的自动化程度.第一台工业机器人于1959年出现于美国。

最早的工业机器人是极坐标式的，它的出现对制造自动化技术具有很大的意义。

工业机器人不但是制造自动化系统中不可缺少的压力变送器设备，它本身也可单独工作，自动进行装配、焊接、喷漆、热处理等工作.1960年，美国研制成功自适应控制机床，使机床具有了一定的智能色彩，可以有效提高加工质量.1961年在美国出现的计算机控制的碳电阻制造自动化系统，可以称为计算机辅助制造（CAM）的雏形.1962年和1963年又相继在美国出现了圆柱坐标式工业机器人和计算机辅助设计（CAD）及绘图系统,后者为自动化设计以及设计与制造之间的集成莫定了基础。

1965年出现的计算机数控（CNC）机床具有很重要的意义,因为它的出现为实现更高级别的制造自动化系统扫清了技术障碍。

2.3从1967年到20世纪80年代中期

这是以数控机床和工业机器人组成的柔性制造自动化系统得到飞速发展的时期.

1967年英国的Molins公司研制成功计算机控制6台数控机床的可变制造系统,这个系统被称为最早的柔性制造系统，它的出现成功地解决了多品种、小批量复杂零件生产的自动化及降低成本和提高效率的问题。

同年，美国的Sundstand公司和日本国铁大宫工厂也相继研制成功计算机控制的数控系统。

ITMIll年日本研制出按成组加工原则的IKEGAI可变加工系统，同年美国又研制出工业机器人操作的焊接自动线.随着工业机器人技术和数控技术的发展和成熟，20世纪70年代初出现了小型制造自动化系统,即柔性制造单元。

柔性制造单元和柔性制造系统到目前仍是制造自动化的最高级形式，即自动化程度最高并且实用的系统。

1980年日本建成面向多品种、小批量生产的无人化机械制造厂—富士工厂，从原材料到外购件人库、搬运、加工、成品人库等，除装配以外的其他工序均完全实现自动化。

20世纪80年代初期还建成了一个由机器人进行装配的全自动化电机制造厂和一个规模庞大的利用激光加工的综合柔性制造系统。

需要指出的是,这种无人自动化工厂的努力却是不成功的，原因并不在于技术，而主要在于它的经济性太差，并忽略了人在制造系统中的核心作用。

2.4从20世纪80年代中期至今

制造自动化系统的主要发展是计算机集成制造系统（computerintegratedmanufacturingsystem,CIMS），并被认为是21世纪制造业的新模式。

CIMS是由美国人约瑟夫·哈林顿博士于1973年首次提出的概念,其基本思想是借助于计算机技术、现代系统管理技术、现代制造技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术，将制造过程中有关的人、技术和经营管理三要素有机集成,通过信息共享以及信息流与物流的有机集成实现系统的优化运行。

.所以说,CIMS技术是集管理、技术、质量保证和制造自动化为一体的广义制造自动化系统。

CIMS的概念刚开始提出时，并役有受到人们的重视，直到20世纪80年代初，人们才意识到CIMS的重要性，于是世界各国纷纷开始研究并实施CIMS。

可以说，20世纪80年代是CIMS技术发展的黄金时代。

早期人们对‘CIMS的认识是全盘自动化的无人工厂，忽视了人的主导作用，国外也确实有些CIMS工程是按照无人化工厂来设计和实施的。

但是随着对CU她S认识的不断深人，更多的人对CIMS技术作了重新思考，认为实施CIMS应充分发挥人的主观能动性，将人集成进整个系统，这才是CIMS的正确发展道路。

于是，从20世纪,r,r.’,年代以来,CIMS的概念发生了巨大变化，开始提出以人为中心的CIMS的思想，并将并行工程、精益生产、敏捷制造、智能制造和企业重组等新思想、新模式引人1.0PRR，，进一步提出了第二代CIMS的观念。

可以认为,CIMS的哲理还会不断发展和完善。

3机械自动化发展现状

“自动化”是工业企业提的最多的一个词，企业都希望通过自动化来提高生产效率，降低成本，最终能提高市场竞争力。

然而，就我国目前工业机械自动化成本也不低，一支无杆气缸价格好几千，一套线性滑台都要上万元的投资,看到大型企业升级的成功,中小企业是既想做，又害怕高昂的改革成本却无法兑现相应的效益。

据相关数据统计,我国目前工业企业自动化虽然开展得络绎不绝，但是总体水平和国外相比仍然有较大的差距，并且我国工业现状的中小企业居多,全面自动化的能力较低，机械自动化的普及上,在大企业和小企业之间出现了很明显的断层。

自动化现状让我们看到了我们落后于发达国家的一面,却也让我们看到了市场的潜力，对于自动化的配套企业而言这是一片绘在眼前的蓝图。

近十余年来,二业发达国家在产品需求多样化、产品精度不断提高和新技术不断发展的推动下，装配作业自动化技术得到了迅速的发展.自动装配机（线）的制造和应用也进入了一个新的历史时期.日前，国外自动装配机（线）制造业以美国、日本等最为发达.其它闻家,如联邦德国、法国、英国、苏联、同1自动装配系统示意图一捷克、瑞士等也发展很快。

当代具有代表性的主要厂家有：

美国Cross公司、日本的东芝机械与三协精机、法国的Renault公司、苏联的明斯克自动线工厂等。

自动装配没备的使f仃也以美国和日本为领先.据介绍，美阍在1983年已拥有自动装配机近五十万台,占美国机床拥_仃量的8%左右.日本现役装配机也在二万台以上。

一、自动化装配技术发展现状最初的自动化装配,是从简单小零件装配开始,其装配机也足从小巧紧凑的单机开始。

逐渐对大部件也实现自动化装配，进一步发展成为有综合工艺内容的自动装配线。

其节拍时间一般为10～30秒,最短的仅为1~2秒。

现代化自动装配系统。

由装配元件及装配主体件的供料及输送系统、具有装配机能的装配装置及完成装配LT艺过程中的控制和检测装置所组成。

随着机械加工自动化的发展,装配工序的大量手工操作状态在生产中的矛盾日益突出，已成为垄断资本集团攫取更大利润的障碍。

因此，日本的一些企业在发展机械加工自动化的同时,也逐步发展了自动装配技术,首先是在小型产品大批量生产的企业里开始研究和应用.由于自动装配机和自动装配线与组合机床及其自动线在配置型式、输送方式等方面有不少相似的地方,因此,不少组合机床生产厂家先后发展了自动装配技术。

目前，日本已较广泛地使用自动装配机、装配流水线、装配自动线完成中小部件的小组件装配，或整套部件的装配,能够完成压套、拧螺钉螺帽、铆铆钉、装弹簧和弹簧垫圈、装轴和齿轮等装配工序.喷漆、焊接、热处理、烘干、自动检查、自动打印、自动分类等亦能在自动装配机和自动装配线上完成。

诸如手表、电话机、阀门、气动元件、电气元件、电机定子和转于、发动机的-缸体、缸盖、连杆等均可实现部分自动装配，甚至全部自动装配。

《第二精工舍》手表厂经过十年的研究,于1974年试制成功了手表装配自动线。

该线由180台自动装配机组成,长55米，宽豆0米,呈卜刁刁__厂1形布置,完成150～3m个零件的400道装配工序和160道检查工序。

我国的产业结构层次低，目前，世界各国的机械自动化生产大多处于操作阶段的自动化，我国机械制造技术水平与发达国家相比还非常低,大约落后于发达国家20年。

我国的机械制造业自动化设备少、水准低，在数量上与先进国家有差距,而且在种类上、质量上、使用上，都与世界先进水准国家也有很大差距.早期的机械