高效柔性制造技术的现状及发展
柔性制造系统的关键技术及发展趋势
柔性制造系统的关键技术及发展趋势概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、发展的支撑条件等,探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势,并指出“柔性”“敏捷”“智能”和“集成”乃是现今制造设备和系统的主要发展方向。
1 柔性制造技术(FMT)1.1 基本概念柔性制造技术(FMT)可以表述为两个方面:一是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量:二是系统适应内部变化的能力。
可用在有干扰情况下系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。
“柔性”是相对于“刚性”而言的。
传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产,优点是生产率高,设备利用率高,单件产品成本低。
但只能加工一种或几种相类似的零件,难以应付多品种中小批量的生产。
随着批量生产时代逐渐被适应市场动态变化的生产所替换,一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内生产出较低成本、较高质量的不同品种产柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。
柔性制造技术是技术密集型的技术群。
凡是侧重于柔性,并适应于多品种、中小批量的加工技术都属于柔性制造技术。
按规模大小划分为以下4种。
1.3.1 柔性制造系统(FMS)FMS包含2台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床,以加工中心为核心设备。
配有自动物料传递和管理系统,如有轨运输小车或自动导引运输小车,并在中央计算机统一控制和管理下,动态地平衡资源地有效利用,具有生产调度和对加工过程的实时监控能力.可动态地实现多种零件族的自动加工。
1.3.2 柔性制造单元(FMC)FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS 向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它由l~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性,现已进入普及应用阶段。
1.3.3 柔性制造线(FML)FML是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。
柔性作业车间多目标动态调度
参考内容
引言
在制造业中,车间调度是一个关键问题,它影响着生产效率、生产成本和产品 质量。近年来,多目标柔性作业车间调度问题(MFOJSP)受到了广泛。 MFOJSP是指在作业车间中,同时考虑多个目标,如加工时间、成本、质量等, 并通过对这些目标的优化,实现车间调度的最优化。
模型建立
1、定义问题
2、鲁棒性要求:由于生产过程中的不确定性因素较多,算法需要具有一定的 鲁棒性,以应对各种异常情况。
3、优化目标多样性:多目标动态调度需要考虑多个不同的优化目标,例如生 产成本、交货期、设备利用率等。这需要算法具有处理多目标优化问题的能力。
4、求解难度:由于多目标动态调度的复杂性,求解难度较大,需要采用高效 的算法和优化技术。
三、现状与挑战
目前,针对柔性作业车间多目标动态调度问题,研究者们已经提出了一系列的 方法和算法。例如,遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。这些算法 可以有效地解决单目标静态调度问题,但在多目标动态调度方面仍然存在一些 挑战。具体来说,以下几个方面的问题亟待解决:
1、实时性要求:多目标动态调度需要快速地响应生产过程中的变化,因此需 要算法具有实时性。
3、大数据分析与预测:利用大数据技术对生产数据进行挖掘和分析,以获得 更准确的生产预测和优化方案。
4、人机协同:将人类智慧和机器智能相结合,实现人机协同的调度系统。人 类智慧可以提供灵活性和创造性,而机器智能可以提供高效性和准确性。
5、绿色制造与可持续发展:在调度优化过程中考虑能源消耗、碳排放等因素, 以实现绿色制造和可持续发展。
一、柔性作业车间概述
柔性作业车间是一种灵活的生产组织形式,它可以根据市场需求的变化快速调 整生产计划,以满足客户的个性化需求。在柔性作业车间中,设备、人员和物 料等资源可以动态地配置和调整,以适应不同的生产任务。这种生产组织形式 的灵活性使得它在制造业中得到了广泛应用。
柔性制造系统的关键技术及发展趋势
柔性制造系统的关键技术及发展趋势【摘要】柔性制造系统是一种灵活、高效的生产系统,在工业生产中具有重要意义。
本文首先介绍了柔性制造系统的重要性和定义,然后从智能控制技术、数据分析与人工智能技术、机器人技术、传感技术等方面分析了柔性制造系统的关键技术。
接着讨论了柔性制造系统的发展趋势,包括自主化和智能化、高度集成化与模块化、模块化制造与定制化制造的结合、网络化与数字化生产等。
最后探讨了柔性制造系统的未来发展方向、在工业生产中的应用前景以及对提升生产效率的意义。
通过本文的内容,读者可以更深入地了解柔性制造系统,并认识到其在现代工业生产中的重要性和发展前景。
【关键词】柔性制造系统, 关键技术, 发展趋势, 智能控制技术, 数据分析, 人工智能技术, 机器人技术, 传感技术, 自主化, 智能化, 高度集成化, 模块化, 定制化制造, 网络化, 数字化生产, 未来发展方向, 应用前景, 生产效率1. 引言1.1 柔性制造系统的重要性柔性制造系统是当今工业生产领域中备受关注的重要技术。
其重要性主要体现在以下几个方面:柔性制造系统可以提高生产效率和灵活性。
通过将传统的生产线转变为可调整、自适应的制造系统,可以更快速地适应市场需求的变化,实现生产计划的灵活调整,提高生产效率。
柔性制造系统有助于降低生产成本。
传统生产线需要大量的人力和设备投入,而柔性制造系统则可以通过智能化控制和优化配置,实现自动化生产,降低人力成本,减少资源浪费,从而降低生产成本。
柔性制造系统还可以提升产品质量和可靠性。
通过引入先进的智能控制技术和数据分析技术,可以实现对生产过程的精准监控和调整,从而确保产品质量和生产稳定性。
柔性制造系统的重要性在于其可以带来生产效率的提升、成本的降低、产品质量和可靠性的提升,为工业生产领域带来更大的竞争优势和发展空间。
随着技术的不断进步和应用的深入推广,柔性制造系统将在未来发挥越来越重要的作用。
1.2 柔性制造系统的定义柔性制造系统是一种能够根据不同生产要求灵活调整和适应的生产系统。
柔性电子技术在生物医学领域中的应用和发展方向
柔性电子技术在生物医学领域中的应用和发展方向柔性电子技术作为一种新兴的技术领域,具有轻薄、柔软、可弯曲等亮点,越来越受到生物医学领域的关注。
它的出现为传统医疗设备带来了全新的可能性,比如可穿戴传感器、柔性药物输送系统、人工器官等。
本文将探讨柔性电子技术在生物医学领域中的应用现状,并展望其未来的发展方向。
近年来,柔性电子技术在生物医学领域的应用得到了不断的拓展和创新。
其中最显著的应用之一是可穿戴传感器。
传统的医学监测仪器通常笨重且体积庞大,不方便佩戴和携带。
而柔性电子技术可以实现仪器的薄型化和弯曲性,随身携带无压力。
可穿戴传感器能够实时监测人体的生理参数,如心率、血压、体温等,为个体化医疗提供了可靠数据支持。
此外,柔性电子技术还可以将传感器与纳米材料结合,实现对分子水平的监测,为早期疾病的诊断和治疗提供便捷和精准。
另一个重要的应用是柔性药物输送系统。
传统的药物输送通常需要通过注射或口服的方式,而柔性电子技术可以实现药物的精确输送和植入,提高药效和降低副作用。
例如,可以开发出可以随身佩戴的胰岛素泵,实现对糖尿病患者的个性化治疗。
此外,柔性电子技术还可以将药物导入人体组织并实现可控释放,以缓解疼痛或治疗肿瘤等。
柔性电子技术的进步也为人工器官的发展提供了新的思路。
人工器官是一种生物医学领域的核心研究内容,旨在替代或增强人体器官的功能。
借助柔性电子技术,可以制造出更加智能灵活的人工器官。
例如,柔性电子皮肤可以模拟人类皮肤的触觉和温度感知,为假肢和仿生机器人提供更好的运动控制能力。
另外,柔性电子技术还可以实现心脏起搏器和神经调节器等人工器官的柔性化,提高其适应性和可靠性。
值得注意的是,虽然目前柔性电子技术在生物医学领域有了一定的应用,但仍然面临一些挑战和难题。
首先,如何确保柔性电子器件的稳定性和耐用性仍然是一个问题,特别是在长期使用和复杂环境下。
其次,柔性电子技术的生产成本较高,如何实现规模化生产及降低成本,是目前亟待解决的问题。
柔性制造系统的关键技术及发展趋势
柔性制造系统的关键技术及发展趋势【摘要】柔性制造系统是指能够灵活应对不同生产需求的生产系统。
本文首先介绍了柔性制造系统的概念和重要性,随后探讨了柔性制造系统中的关键技术,包括智能化技术、传感器技术和机器学习。
这些技术的应用使得生产过程更加智能化和高效化。
文章还分析了柔性制造系统的发展趋势,指出未来的发展方向和市场前景。
最后强调了柔性制造系统在现代制造业中的重要性,为提高生产效率和灵活性提供了重要支持。
随着技术的不断进步,柔性制造系统将在未来发挥越来越重要的作用。
【关键词】柔性制造系统、关键技术、智能化技术、传感器技术、机器学习、发展趋势、未来发展方向、市场前景、重要性1. 引言1.1 柔性制造系统的概念柔性制造系统是一种利用先进的软件、硬件和控制技术,使生产设备可以根据不同产品的要求,自动灵活地调整和改变生产方式的制造系统。
它可以根据市场需求和生产计划,实现生产线的自动化、柔性化和智能化,从而提高生产效率和产品质量。
柔性制造系统能够快速适应不同产品的生产需求,降低生产成本,缩短交货周期,提高生产效率,增强企业的竞争力。
它可以通过实时监控、自动化调整和灵活排产,实现生产过程的高度自动化和智能化,从而有效应对市场变化和客户需求的快速变化。
柔性制造系统的核心理念是灵活性和智能化,通过优化生产流程和提高生产效率,实现生产过程的高度自动化和智能化,从而使企业具备更强的市场适应能力和竞争力。
柔性制造系统已经成为现代制造业发展的重要趋势,对推动工业化升级和提升企业核心竞争力具有重要意义。
1.2 柔性制造系统的重要性柔性制造系统的重要性体现在多个方面。
柔性制造系统可以有效提升生产效率,减少生产成本,提高产品质量和灵活性。
柔性制造系统可以满足客户个性化需求,缩短产品上市时间,提升市场竞争力。
柔性制造系统可以帮助企业更好地应对市场变化和快速定位生产方向,提高企业的反应速度和灵活性。
柔性制造系统还可以提高企业内部协作效率,优化资源配置,推动企业管理创新。
柔性制造技术的发展趋势及挑战
柔性制造技术的发展趋势及挑战柔性制造技术的发展趋势及挑战柔性制造技术是一种相对于传统制造方式更加灵活和适应性强的生产模式。
随着科技的不断发展,柔性制造技术也在不断创新和完善。
本文将通过逐步思考的方式,探讨柔性制造技术的发展趋势和面临的挑战。
第一步:柔性制造技术的发展趋势随着人工智能、大数据和物联网等新兴技术的快速发展,柔性制造技术正朝着以下几个方面发展:1. 自动化程度提高:人工智能和机器学习的应用使得机器能够自主学习和优化生产过程,从而实现更高的自动化程度。
例如,智能机器人和自动化机械臂可以在没有人类干预的情况下完成复杂的生产任务。
2. 生产过程的灵活性增强:柔性制造技术注重生产过程的灵活性,使企业能够根据市场需求快速调整生产线,并实现快速交付。
通过工业机器人和自动化设备的应用,企业可以更好地适应市场变化,提高生产效率。
3. 数据驱动的决策制定:随着大数据技术的发展和应用,企业可以收集和分析大量数据来支持决策制定。
通过数据驱动的决策,企业可以更准确地预测市场需求、优化生产过程和提高产品质量。
第二步:柔性制造技术面临的挑战尽管柔性制造技术有着广阔的发展前景,但也面临着一些挑战:1. 技术成本高昂:柔性制造技术需要高度复杂和先进的设备和系统,这使得技术成本相对较高。
企业需要投入大量的资金来购买和维护这些设备,这对于中小型企业来说可能是一个巨大的负担。
2. 人力资源需求:柔性制造技术需要高素质的员工来操作和维护设备。
然而,由于技术的快速发展,目前市场上缺乏具备柔性制造技术相关知识和技能的人才。
这对企业来说是一个挑战,需要加大培训和引进优秀人才的力度。
3. 安全和隐私问题:柔性制造技术依赖于大量的数据和信息交换,这增加了安全和隐私问题的风险。
保护生产过程和生产数据的安全性,以及确保知识产权不受侵犯,是企业面临的重要挑战之一。
第三步:解决挑战的途径为了克服柔性制造技术面临的挑战,需要采取以下措施:1. 技术研发和创新:加大在柔性制造技术方面的研发投入,推动技术创新和突破。
柔性制造系统、柔性制造单元和成组技术的发展及其应用
三、未来展望
未来,柔性制造技术将会朝着智能化、自动化、绿色化等方向发展。智能化 制造将会实现更加精准、高效的生产,自动化制造将会减少人工干预和错误率, 绿色化制造将会实现资源优化利用和社会可持续发展。
四、结论
四、结论
现代柔性制造技术是一种灵活、高效的制造技术,它能够适应不断变化的市 场需求和消费趋势,提高生产效率、降低成本、提高产品质量和缩短产品开发周 期。随着科技的不断发展,柔性制造技术将会迎来更加广阔的发展前景。未来, 企业需要不断提高柔性制造技术的水平和效率,以适应市场的变化,实现可持续 发展。
一、柔性制造系统的概念和组成部分
柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)是一种集自动化、 数字化、精益化于一体的制造系统。它涵盖了生产设备、物料运输、信息处理等 各个方面,能够在不同的生产条件下快速、灵活地生产出满足市场需求的高品质 产品。
一、柔性制造系统的概念和组成部分
一、现代柔性制造技术
现代柔性制造技术的核心是数字化制造,它包括计算机辅助设计、制造执行 系统、数控机床、机器人等。这些数字化设备和系统可以通过互联网和物联网实 现互联互通,从而形成一个智能化的制造系统。在这个系统中,生产流程可以根 据市场需求进行快速调整,生产计划可以实时更新,生产资源可以得到优化配置。
基本内容
目前,柔性制造技术已经发展到了一个相对成熟的阶段。在应用领域方面, 柔性制造技术主要应用于定制化、多样化产品的生产,如汽车零部件、3C电子产 品、医疗器械等。这些领域的产品更新换代迅速,要求制造企业具备快速响应市 场变化的能力。而柔性制造技术的应用正好能够满足这一需求,实现快速、灵活 的产品生产。
二、柔性制造系统的应用
二、柔性制造系统的应用
浅析国内外智能制造技术现状及发展趋势
浅析国内外智能制造技术现状及发展趋势1. 智能制造技术概述智能制造技术是指通过先进的信息技术、自动化技术和人工智能技术,实现生产过程的智能化、柔性化和绿色化,从而提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和创新能力的一种新型制造模式。
随着全球经济的快速发展和科技的不断进步,智能制造技术已经成为各国制造业发展的重要战略方向。
国内外在智能制造技术研究和应用方面取得了显著成果,国外发达国家如美国、德国、日本等,纷纷加大投入,推动智能制造技术的发展。
这些国家在智能制造技术研发、产业应用、政策支持等方面具有较强的实力和优势。
美国的工业互联网、德国的“工业”理念、日本的“智能工厂”等,都是智能制造技术的典型代表。
我国政府高度重视智能制造技术的发展,制定了一系列政策措施,推动智能制造产业的快速发展。
我国在智能制造技术研发、产业应用、人才培养等方面取得了显著成果,部分领域已经走在了世界前列。
我国在工业机器人、3D打印、智能制造装备等领域具有较强的竞争力。
我国还积极推动国际合作,与德国、美国等国家开展智能制造技术领域的交流与合作,共同推进全球智能制造技术的发展。
智能制造技术在全球范围内呈现出快速发展的态势,各国都在积极探索适合本国国情的智能制造发展路径。
随着5G、物联网、大数据等技术的不断融合,智能制造技术将更加成熟和完善,为全球制造业的发展带来新的机遇和挑战。
1.1 定义与特点智能制造(Intelligent Manufacturing,简称IM)是指通过先进的信息技术、自动化技术和人工智能技术,实现生产过程的智能化、柔性化和绿色化。
智能制造技术的发展是制造业转型升级的重要方向,对于提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量和满足个性化需求具有重要意义。
高度自动化:智能制造通过自动化设备和系统实现生产过程的自动化,减少人工干预,提高生产效率。
自动化设备可以实现对生产过程中的各种参数、数据和信息的实时监控和控制,确保生产过程的稳定性和可靠性。
柔性制造技术的现状及发展趋势
常州信息职业技术学院学生毕业设计(毕业论文)毕业设计(论文)开题报告柔性制造技术的现状及发展趋势目录第一章前言 (1)1.1柔性制造技术的基本概念 (1)1.1.1 柔性 (1)1.2 柔性制造技术 (2)第二章柔性制造所采用的关键技术 (3)2.1 计算机辅助设计 (3)2.2 模糊控制技术 (3)2.3 人工智能、专家系统及智能传感器技术 (3)2.4 人工神经网络技术 (4)第三章柔性制造技术的使用现状 (4)3.1柔性制造技术在板材加工中的应用 (5)3.2 柔性制造技术在航空工业中的应用 (6)第四章柔性制造技术的发展概况 (7)4.1 FMC、FMS的发展概况 (7)4.2 FMS、FMC的发展前途 (7)4.2.1 FMS的发展前途 (7)4.2.2 FMC的发展概况 (8)4.3 GT的发展概况 (8)第五章柔性制造技术的发展趋势 (9)第六章柔性制造技术的应用 (10)6.1 FMS的应用 (10)6.2 GT的应用 (10)第七章结论 (11)答谢辞 (12)参考文献: (12)柔性制造技术的现状及发展趋势摘要:柔性制造系统因其独特的“柔性”和“自动化”特征,在现代制造业中获得了广泛的应用。
柔性制造系统的实施是一个复杂的系统工程,本文结合工程实践从应用的层面对某些技术问题作简要讨论。
机械制造业历来是应用科学技术的主要领域,是应用最新科技推动社会、经济发展的主导产业。
随着现代科学技术的飞速发展,以及市场需求的个性化与多样化,机械制造业发生了极为深刻和广泛的变化,已不是传统意义上的机械制造业。
其发展特点与趋势主要体现为绿色制造、计算机集成制造、柔性制造、虚拟制造、智能制造、并行工程、敏捷制造和网络制造等方面。
关键词:柔性制造技术;应用;发展趋势Abstract:The flexible manufacturing system is widely used in modern manufacturing industry because of its inimitable features of flexible and automation. It is a complex system engineering to implement flexible manufacturing system,the paper discussed some techniques combinied with project practice from application hierarchy.Mechanical manufacturing industry is always the main field of applying science and technology,it’ the dominant industry to push society and economy developing. Alongwiththe continuous development to fmodern science and technology and the individualization and diversification of the market requirements,mechanic manufacturing has been not the one in it’s traditional meanings and its developing features and trends a mainly externalized asgreenmanufacturing,computer integratedmanufacturing,flexible manufacturing,virtu manufacturing,intelligent manufacturing,concurrent engineering,agile manufacturing and network manufacturing.Key words:flexible manufacturing system;machinery application;development第一章前言随着社会的进步和生活水平的提高,社会对产品多样化,低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,传统的制造技术已不能满足市场对多品种小批量,更具特色符合顾客个人要求样式和功能的产品的需求。
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。
柔性印刷电子技术解析及发展趋势
柔性印刷电子技术解析及发展趋势随着科技的不断发展,柔性印刷电子技术逐渐成为研究热点。
这种技术以其轻量化、可弯曲、便携性强等特点,在电子产品制造、医疗、能源等多个领域具有广泛的应用前景。
本文将深入剖析柔性印刷电子技术的原理、应用及未来发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
柔性印刷电子技术是一种将电子元件直接印刷在柔性基底上的制造技术。
与传统电子技术相比,柔性印刷电子技术具有生产成本低、灵活性高、可弯曲、耐用性强等特点,因此在诸多领域具有独特的优势。
自20世纪90年代以来,柔性印刷电子技术得到了快速发展,成为国内外研究热点。
柔性印刷电子技术的原理主要是通过印刷、光刻和蒸镀等方法,将导电材料、绝缘材料、半导体材料等制成薄膜,并将其直接印刷在柔性基底上。
具体而言,柔性印刷电子技术包括导电墨水、有机半导体和金属箔等关键技术。
其中,导电墨水是由纳米级金属或金属氧化物颗粒、树脂和溶剂等组成的混合物,通过印刷工艺将其形成导电路径。
有机半导体则具有高迁移率和低成本等优点,适合制备大面积、低成本的电子器件。
金属箔则是用于制作电极和电路连接的关键材料。
由于柔性印刷电子技术的特点,其应用领域非常广泛。
在电子产品制造方面,柔性印刷电子技术可用于生产高精度、小间距的薄膜集成电路,从而提高电子产品的性能和稳定性。
在医疗领域,柔性印刷电子技术可用于制造可穿戴式生物传感器,方便对生命体征进行连续监测。
在能源领域,柔性印刷电子技术可制备大面积、高效的太阳能电池,为可再生能源发展提供新的方向。
柔性印刷电子技术还可应用于军事、航空航天、环保等领域。
随着人们对便携式、可穿戴式电子设备的需求不断增加,柔性印刷电子技术的市场需求将进一步扩大。
例如,智能手表、健康监测器等可穿戴设备需要大面积、高精度的柔性电路板作为基础元件,而柔性印刷电子技术恰好可以满足这些要求。
因此,预计未来将有更多的企业投入到柔性印刷电子技术的研发和生产中。
柔性天线发展现状
柔性天线发展现状柔性天线是一种采用柔性材料制作的天线,具有较高的弯曲和拉伸能力,可以适应各种复杂形状的设备和器件。
近年来,随着无线通信和电子技术的快速发展,柔性天线在无线通信、物联网、智能穿戴设备等领域的应用越来越广泛。
目前,柔性天线的发展主要呈现以下几个方面的特点和趋势:首先,多频段和宽频带的柔性天线技术得到了快速发展。
由于不同的无线通信标准和频段需求不同,传统的天线往往无法满足多频段和宽频带的需求。
柔性天线可以通过设计合适的结构和材料,实现在多个频段上的工作,从而满足各种无线通信系统的需求。
其次,多模态和天线阵列的柔性天线技术也取得了重要进展。
多模态柔性天线可以同时支持多种工作模式,如天线辐射模式和接收模式,实现更灵活的通信方式。
而柔性天线阵列则可以通过组合多个柔性天线单元,实现波束形成和空间分集等高级信号处理功能。
此外,柔性天线的制造工艺和材料也在不断改进和创新。
传统的天线制造往往采用刚性材料,制造过程复杂且成本较高。
现在,随着微纳制造技术和材料科学的进步,柔性天线的制造工艺得到了极大的改进,已经能够实现低成本、高效率的生产。
同时,新型的柔性材料如可伸缩聚合物、金属纳米线等也被广泛应用于柔性天线的制造中,提高了材料的柔韧性和导电性能。
最后,柔性天线在应用领域的拓展也尤为突出。
随着物联网的快速发展,各种智能穿戴设备、智能家居等新型电子设备的需求迅速增加。
而传统的刚性天线很难满足这些设备对灵活曲面和小型尺寸的要求,柔性天线的出现填补了这一空白。
此外,柔性天线还应用于无人机、车载通信等领域,为现代通信技术的发展提供了有力支持。
总之,柔性天线作为一种新型的天线技术,近年来得到了迅速发展和广泛应用。
随着无线通信和物联网等领域的快速发展,柔性天线的发展前景十分广阔。
未来,柔性天线将继续在材料、结构和性能等方面进行创新,实现更高的灵活性和性能,为通信技术的进一步提升做出更大的贡献。
柔性制造技术的发展及现状
柔性制造技术及其发展趋势摘要:通过介绍柔性制造系统的关键技术和发展阶段,归纳现代柔性制造系统的特点和性能,进而阐述了柔性制造系统的发展趋势以及在现代制造业中的重要地位和作用。
关键词:柔性关键技术发展趋势0引言柔性制造技术是当代的一种高新技术,它是对今后制造业的发展影响最大的先进制造技术之一。
它是电子计算机技术在生产过程及其装备上的应用,是以微电子技术、智能化技术与传统加工技术融合在一起,具有先进性、柔性化、自动化、智能化、省力化、效率化的制造技术。
它也是从机械转换、刀具更换、夹具可调、模具转位等硬件柔性化的基础上发展成为自动变换、人机对话转换、智能化任意变化地对不同加工对象实现程序化柔性制造加工的一种崭新技术。
1发展过程柔性制造技术的发展大致可分为三个过程,即刚性自动化、柔性自动话、综合自动化刚性自动化阶段的设备主要是自动或半自动机床、组合机床以及组合机床自动线,主要用于单一品种大批量的自动化生产,生产效率高,但只适用于加工单一品种。
刚性自动化是通过机电液气等硬件方式实现的,因而是刚性的,所以变动困难。
柔性自动化阶段的设备主要包括NC、CNC、FMC、FMS等,主要用于多品种小批量甚至单件生产自动化。
柔性自动化阶段是以硬件为基础,以软件为支持,改变程序即可实现所需的转变,因而是柔性的。
其中的关键技术主要有数控技术,计算机控制,现代控制理论等。
综合自动化则是在柔性自动化优点的基础上,提高了设计工作与管理工作的效率和质量,提高了对市场的响应能力。
综合自动化不仅针对具体操作和工人的体力劳动,而且涉及脑力劳动以及设计、经营管理等各方面。
其主要技术有系统工程,信息技术,计算机技术,管理技术等。
柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统, 它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来, 理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
具体优点如下。
1)设备利用率高,占地面积小;2) 减少制品库存量;3) 生产能力相对稳定。
柔性制造技术的关键技术及发展趋势
柔性制造技术的关键技术及发展趋势作者:王泌慷来源:《中国科技博览》2013年第36期摘要:随着社会的进步和生活水平的提高,一些传统制造技术已经满足不了市场对于多品种小批量,更具特色和符合客户个性化要求的产品的需求。
在20世纪90年代以后,由于计算机技术、微电子技术、机械与控制设备、通信技术的发展,制造业已经进入到了一个崭新的时代,技术也日臻成熟。
柔性制造技术逐渐成为了各个工业化国家制造自动化研发的重点。
关键词:柔性;制造技术;机械制造;自动化中图分类号:TU741基本概念1.1柔性柔性有两个方面的涵义。
其一,是系统对于变化的外部环境的适应能力,可以用系统对于新产品要求的满足度来衡量;其二,是系统对于内部变动的适应能力,可以用有干扰(例如,机器出现了故障)的情况下,系统生产率和无干扰的情况下生产率的期望值相比较来衡量。
“柔性”是相对“刚性”来说的,传统下的制造“刚性”生产主要实现的是单一品种大批量生产。
柔性包括:①机器柔性。
当生产一系列的不同类型产品时,机器随着产品的变化加工不同的零件难易的程度。
②工艺柔性。
一是当工艺流程不改变时,系统自身适应产品或者原材料变化的能力;二是在制造系统的内部为了适应产品或者原材料的变化改变相应的工艺难易的程度。
③产品柔性。
其一,产品更新时或者完全转向后,系统可以经济迅速地制造新产品的能力;其二,产品更新之后,继承和兼容老产品的有用特性的能力。
④维护柔性。
应用多种多样的方式来查询并处理故障以保证生产能够正常运行的能力。
⑤生产能力的柔性。
当生产量发生改变时,系统也可经济运行的能力。
⑥扩展柔性。
当生产需要时,能够很容易扩展系统的结构,增加模块,从而构建一个更强大系统的能力。
⑦运行柔性。
利用不同材料、工艺流程、机器来生产一系列的产品的能力以及运用不同的工序来加工同样产品的能力。
1.2柔性制造技术柔性制造技术指的是对于各种不同形状的加工对象而实现的程序化的柔性制造的各种技术总和。
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高效柔性制造技术的现状及发展
———高效柔性制造技术的现状及发展
作者:盛伯浩唐华
本文分析了以数控机床为核心的制造技术向高效化、柔性化和高精化的发展概况,并研究其在高速化、高效高精化、复合化、可重构化和网络化等五个主要方向的新进展。
进入21世纪,中国机床制造业既面临提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇加入WTO后激烈的巿场竞争的压力。
从技术层面来讲,加速推进以数控技术为核心的高效柔性制造技术将是解决机床制造业持续发展的关键。
数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备,它的发展一直备受关注。
数控机床以卓越的柔性自动化性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引人瞩目,开创了机械产品向机电一体化发展的先河,因此数控技术成为先进制造技术中的核心技术之一。
另一方面,通过持续的研究,信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。
因此,本文将着重于剖析数控技术的现况及动向,从中探讨高效柔性制造技术对促进机床制造业发展的作用。
数控机床基本评定指标
成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和巿场竞争能力的4个要素,釆用传统的非数控生产方式只有达到一定阀值的大批量规模生产才能取得上述4个方面的统一。
但在当前激烈的巿场竞争环境下,以生产为中心、企业为主导的卖方巿场,已转向以巿场需求为中心、用户为主导的买方巿场,产品需求呈现多样化和个性化,且产品经济寿命大大缩短,这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境;其次,衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期。
为此,发展柔性结构体系的数控制造技术装备及制造系统,是实现在快速多变的巿场环境中对用户驱动的巿场需求做出灵活、快速响应的关键。
所谓制造装备及制造系统的柔性化,是指当产品的品种需求发生变化时,它们仍能在满足经济性的前提下,实现及时转换生产的适应能力。
同时,持续地提高经济加工精度也是适应巿场竞争的另一个主要目标。
作为评定数控机床及系统效能的基本指标,也将由传统的工作精度和切削能力改为用高效柔性和高精化的程度来衡量。
高效柔性化
虽然传统的非数控机床也具有一定的柔性,但它不能获得高的效能和稳定的精度,更不适应复杂型面的加工。
因此,基于数控技术的高效柔性化制造装备及其制造系统需兼具下列特征:
* 高度的灵活性和多品种生产的快速适应性;
* 高效的生产能力,包括:高生产率-借助于高速化和提高金属切除率等途径;高稳定性-对于光机电集成的数控机床,着重要求其降低故障率,提高可靠性,以提高制造装备及系统的开动率(利用率)。
高效柔性化和高精化分别反映了制造业在竞争激烈的巿场环境下两个最主要的要求,即产品生产变换的灵捷性和产品质量的持续提高。
高精化
产品零件的精度直接影响到其工作性能、寿命、能耗和噪声等,因此数控机床的高精化是巿场需求和技术发展的必然结果。
分析汽车某些关键件的精度要求,如发动机的缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆、化油
器、制动器、减振器的阀体、泵体、盘类以及模具等,在近十几年内有明显的提高。
统计自上世纪80年代至2002年国内外先进水平数控机床的工作精度提高的过程,平均每年提升10%,即每隔8年误差约减少一半。
对此,欧美日等国的一些着名机床公司致力于科技创新和新产品的研发,引导着数控机床技术的发展,如美国的英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展,日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献,德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发,以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等。
表3以40号刀柄的中型加工中心为例,列出国内外先进产品近年来在效率、精度和可靠性等方面均有明显的进展。
基于这一现实,为了加速振兴中国的机床制造业,当前宜加强五方面的研究和发展工作:* 以高速化为先导,提高数控机床的综合性能;
* 加快数控机床向高效柔性化和高精化发展的步伐,推进痠级精度机床工程的规划和实施;
* 加强发展多功能复合加工的数控机床来提高单件和中小批量的加工精度和高效柔性化;
* 对于中大批量生产,发展快速重组制造系统(RRMS)和可重构机床(RMT)将是一个合理的解决方案;
* 发展网络制造单元以适应数字化企业的构建。
以下各节将对上述五个发展方向作扼要的叙述。
以高速化为先导
数控机床的高速化是提高其高效柔性和高精化的重要措施。
它既可以提高机床的切削能力和缩短辅助时间,又能改善切屑成形过程,减少刀齿每转进给量和降低切削力,有助提高加工精度。
分析中型加工中心的高速化与高精化的发展历程,可以得出作为表征其切削运动高速化的主轴最高转速和最大进给速度,大致持续地以每10年增长一倍的比率上升,而表征压缩机床辅助时间的快移速度(指以滚珠丝槓和旋转伺服电机驱动)和自动换刀/工作台转位速度,基本上以每12~15年翻一番的速度增长,1993年后逐步推广用直线电动机直接驱动的新技术,使加工中心的快移速度比用滚珠丝槓副驱动时又提高了一倍。
但主轴转速和进给速度的提高也会引起一些负面影响,使机床结构和测量系统的热变形和位置控制的跟踪误差随之增大。
为此,应用信息技术发展诸如热误差补偿、自动跟踪滤波和抑制驱动系统共振、进给速度前瞻控制、位置环前餽控制和加速平稳控制等一系列先进控制技术,使在高速控制条件下仍能保证加工精度不断改善。
因此,高速化的发展不能单纯地追求转速的提高,必须考虑改善各项制约因素,才不致事倍功半。
除了上述提及的热误差和控制精度,还要注意机床结构的静动态刚度、动平衡和刀具的性能等。
研制高效精密数控机床
目前国内生产的数控机床尚缺少高效微米精度级的产品,示出了汽车零件加工需求与国产加工中心、CNC铣床、车削中心和CNC车床等满足度现状的比较。
现有的数控机床产大多不能同时满足作为典型支柱产业的汽车制造业对数控制造装备的高效和高精的综合要求。
为此,需研发一些能兼顾高效化和高精化的数控制造装备,以适应汽车、航空、模具和军工等制造业加工关键零件的需求,它们的性能用图1中的D区域来表示。
由于这些数控制造装备的加工精度主要在微米级範围内,因此可称为级制造装备及技术研究",又称Micro Precision Machine Tool Engineering。
在这方面的代表产品有德国瓦德里希.济根公司的牌M-1250卧式高精度加工中心、日本牧野公司的V56立式加工中心和中国北京机床研究所的1000三轴/五轴立式加工中心。
它们的定位精度(ISO标准)达4-6um,机床的综合刚度和金属切除能力均比同类型传统机床高出一倍。
日本远州公司的X107混合驱动式卧式加工中心仅对长行程X轴用直线电机驱动,有良好的性价比,标志可靠性的MTBF达5000h。
都兼具高效和高精的特征。
发展复合加工数控机床
多功能复合加工数控机床简称复合机床,或称为多功能加工或完全加工机床。
复合机床的含义是在1台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的全部加工。
从20世纪70年代以来,出现了以旋转刀具作主切削运动的、主要用于镗铣加工的加工中心,和以工件旋转作主运动的、主要用于车铣加工的车削中心,这两类多功能的数控机床在推进数控机床的工序集中工艺方法上发挥了重要的作用。
但对于较复杂的零件,它们的功能範围尚不足以完成从毛坯至成品的全部工序加工,因而还不能充分提高在单件和中小批量生产条件下的生产效率,且由于工件在多台机床间的转移增加了安装误差,也不利于加工精度的稳定性。
为此,加快复合数控机床的发展步伐,提高工序的集中度,使加工过程链集约化,可以提高多品种单件和中小批量加工的功效。
复合数控机床可以减少在不同数控机床间进行工序的转换而引起的待工以及多次上下料等时间。
通常这些时间占零件整个生产周期的40%-60%,即使在信息管理较良好的情况下,仍将占20%左右。
因此,复合数控机床具有明显的技术效果。
复合数控机床根据其结构特点,可分为如下两类:
* 跨加工类别的复合数控加工机床:该类机床主要体现为刀具回转加工、工件回转加工或特种加工等多类功能的复合,因而在机床结构上要体现对不同加工方式的需求。
目前常见的有车铣中心、铣车中心和铣削-激光加工机床等;
* 多面多轴联动加工的复合数控机床。
发展快速重组制造系统
在可重构制造(Reconfigurable Manufacturing)技术支持下,构建具有适应大批量高效生产的柔性化制造系统是一个值得注意的发展方向。