虚拟制造技术论文3000字

虚拟制造技术论文3000字

浅谈虚拟制造技术及发展应用论文

虚拟制造技术是在 CAD／CAM／CAE技术基础上发展起来的。一方面，CAD／CAM／CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础，如建模技术、分析优化技术、制造过程仿真技术 、分析评价技术、设计分析评价技术和产品信息集成 、转换 、共享技术等。特别是特征建模技术在虚拟制造技术中占有极为重要的地位。另一方面，虚拟制造技术超越了CAD／CAM／CAE技术，CAD／CAM／CAE技术主要考虑产品本身信息的集成与建模，而虚拟制造技术还要考虑加工过程的建模等问题。

1． 虚拟制造技术的基本概念

虚拟制造技术VMT（Virtual Manufacturing Technology）是20世纪80年代后期提出并得到迅速发展的一个新思想。它是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上对产品从设计、加工和装配、检验、使用等整个生命周期进行模拟和仿真。采用虚拟制造技术，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，使产品的开发周期和成本最小化。

2. 虚拟制造技术的主要特点：

2．1 运用信息技术对制造系统的要素进行全面仿真和高度集成

通过产品模型、过程模型和资源模型的组合与匹配来仿真特定制造系统中的设备布置、生产活动 、经营活动等行为， 优化制造系统各要素(人、技术、管理 、环境等)的整体配置．从而确保制造系统的可行性 、合理性 、经济性和高适应,为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。

2．2 人与虚拟制造环境交互的自然化

虚拟制造环境是以人为中心，使研究者能够沉浸到由模型创建的虚拟环境中去，通过多种感知渠道直接感受不同媒体映射的模型运行信息，并利用人本身的智能进行信息融合，产生综合映射，从而深刻把握事物的内在实质。人与虚拟制造环境的交互有利于加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产。也有利于对生产人员进行模拟操作训练、异常工艺的应急处理等，加快企业人才的培养速度。

3 虚拟制造技术的研究内容与关键技术

3. 1 虚拟制造技术的研究内容

由于虚拟制造涉及的技术领域极其广泛，并且许多技术并非虚拟制造所特有，有些技术在其它领域也早有研究和应用，如 CAD／CAM／CAE技术为虚拟制造的实现提供了较为成熟的技术基础，多媒体远程通讯 、网络技术、信息集成 、三维实体建模技术等计算机各项技术的发展，为虚拟制造功能的实现提供了有力支撑。近年来，虚拟制造无论在基础研究 ，还是技术开发方面都取得了很大的进步，信息集成技术在虚拟制造中也得到了广泛的应用。但是虚拟制造技术并不是已有各单项技术的简单组合，而是对制造知识进行系统化组织，对工程对象和制造活动进行全面建模，在相关理论和已积累知识的`基础上实现集成。

就目前的研究情况来看，虚拟制造技术针对产品生产与制造过程的拟实仿真、制造企业活动知识抽取、系统过程评价的中断介入等，这需要有高计算能力 、高速度、低成本的硬件和软件的支撑，而目前软件的发展远远滞后于硬件 ，虚拟制造技术要真正成为现代制造技术利器，还有许多相关技术有待研究和开发，虚拟制造技术的研究与应用有着巨大的潜力。

3．2 虚拟制造的关键技术

虚拟制造的关键技术可分为软硬两个方面。目前，这些技术仍处于发展完善之中，相比之下，软件方面的开发远远落后于硬件。

软件方面的关键技术，包括制造系统建模 、产品开发和制造过程仿真以及可制造性评价等。软件技术是创建高度交互的、实时的、逼真的虚拟环境所需的关键技术。在进行软件开发时，要考虑虚拟环境的建模以及所建环境的可交互 性、可漫游性等。

软件方面涉及的主要技术有可视化技术，即将各种信息以一种有意义 、可理解的虚拟方式显示给用户；环境构造技术开发，即一种像通用操作系统那样的环境，以便促进可视化和其它VM功能；信息描述技术，即采用不同的方法、不同的语义或语法表达不 同的信息，集成结构技术，建立硬件和软件技术；仿真技术，在计算机中设计制作实时系统模拟的过程；方法论，找出用于开发和使用VMS 的方法；制造的特征化技术。获取、测量和分析影响制造过程中材料去处的变量；VMS 的实施、测量和检验技术；在VM 环境下的人——机、人——人等关于人机工程学方面的评价和优化技术。

硬件方面涉及的主要技术有输入／输出设备，如头盔式立体显示器（HMD ) ，适用的计算机屏幕、可视化眼镜，数据手套、三维鼠标、数据衣服、虚拟音响设备；与输入／输出有关的存储信息设备；能支持各种设备、数据存储和高速运算的计算机系统，该系统应具有按用户需求实时提供高质量画面的能力；网络体系结构设备和不同站点的硬件设备（如小型机、图形工作站、PC 机等）。

通过软硬技术的结合，建立虚拟现实计算平台，在VRS 中综合处理各种输人信息并产生作用于用户的交互性输出结果的计算机系统。

4. 结束语

虚拟制造技术是一门新兴的先进制造技术，本文从虚拟制造的特点、虚拟制造的研究内容以及几个关键技术出发，对虚拟制造的研究现状、存在问题和研究方向进行了综述和评议。可以看出，尽管近年来国内外取得了一定的研究成果，但还有许多难题需要进行进一步深人的研究，特别是制造系统建模和仿真以及面向虚拟产品开发全过程的集成系统等有待研究和开发，相信通过全世界虚拟制造研究人员的努力，数字化制造的时代一定会到来。

参考文献:

[1] 黄炜．虚拟制造技术及其研究．苏州职业大学学报，2006．(11)

[2]肖田元．虚拟制造．北京：清华大学出版社，2004．

[3] 贾广飞，葛敬霞，印建平．虚拟制造技术及其在我国的发展策略

[4] 薛浩然．虚拟制造技术发展策略浅析．山西电子技术 ，2003， (3)：37—38．

机械制造与自动化论文范文大全

随着社会经济的不断发展,机械制造自动化技术发挥着越来越重要的作用。下文是我为大家搜集整理的关于机械制造与自动化论文范文大全的内容，欢迎大家阅读参考!

浅谈机械自动化在机械制造中的应用

摘要：机械自动化，即机械自动化应用技术的简称。机械自动化在机械制造行业中占有举足轻重的地位，具有十分广泛的应用范围，机械制造的每个生产环节都离不开机械自动化技术的应用。机械自动化不仅可以规范机械制造工艺，还可以提高机械产品的制造质量，从而实现机械产品的自动化生产与制造。此外，机械自动化能够有效地对机械制造过程进行优化，提高机械制造效率，节约成本，减低能耗。随着时代的进步，对机械制造也提出了更高的要求，为了促进机械制造行业的进一步发展，必须更好地应用自动化技术。文章对机械自动化的概述、特点和在机械制造中的应用，以及未来自动化技术发展的情况进行论述。

关键词：机械自动化技术;机械制造;特点;应用;发展趋势

一、机械自动化技术的概念、特点以及组成结构的简要分析

(一)概念

机械自动化技术指的是在机械制造业中采用自动化技术，实现加工对象的自动且持续生产，实现优化且有效的自动生产过程，加快生产投入物的流动频率和加工变换。整个制造业以及国民经济的进步与发展很大程度上取决于机械自动化技术水平。实践结果表明，采用机械自动化技术除了能有效控制产品生产的周期、提高产品质量及更新速度、大大提升生产的效率，促进经济收益最大化外，还大幅度降低了相关工作人员的工作难度、有效改善了其工作环境等，实现了资源的最大化合理配置。因此，在技术条件成熟及经济条件富足的有效保障下，机械自动化技术水平的高低已经成为决定机械制造业发展的重要因素之一，其直接影响着机械制造企业的利益及社会效益。

(二)特点

机械自动化技术的特点主要表现为：

1、在经济全球化的巨大竞争压力之下，其有特殊的竞争技术手段，能有效控制生产的系统工程等。集市场竞争中产品成本、生产周期及产品质量与一体。

2、在新的技术领域中，其具备明确的范畴，既区别于一般的高科技技术，又涵盖其性能，是多学科先进技术的集合体。

3、其主要为第二产业的工艺技术，能最大限度的提高社会效益以及经济效益等。

(三)结构组成

作为多项高科技技术及多门学科综合且被广泛应用的机械自动化技术，已被视为整个系统工程的重要表现形式，其由5个重要的单元构成，即：

1、感单元。此单元为整个机械自动化系统的基础单元，主要作用为检测系统在工作过程中所表现出来的性能参数与状态是否正常。

2、控制单元。此单元为整个机械自动化系统的保障性部分，主要作用是对系统进行单元的制定与调节。

3、程序单元。此单元为整个机械自动化系统工程的主要部分，主要作用是解决系统应该做什么以及如何做等问题。

4、作用单元。此单元为整个机械自动化系统的前期性部分，主要作用是对系统进行有效的定位及能量的施加。

5、制定单元。此单元为整个机械自动化系统的核心部分，主要作用表现为通过对传感单元传输过来的信息进行数据的比较与分析，从而根据实际情况制定并发出相应的动作指令等。

二、机械自动化技术在机械制造中的应用

(一)智能化应用

机械制造中的智能化应用指的是把机械制造技术、自动化技术、计算机应用技术和人工智能等多种技术结合在一起，形成一种有效的综合制造技术，使机械制造工艺的性能得到全面提高。在实际应用智能化制造技术的时候，不仅要实现人工智能，还要把相关的生产技术等内容植入到制造加工设备中，不断提高机械自动化设备的自动化生产能力。机械制造过程中的智能化水平越高，就越能体现人工操作的精细，并且保持操作的准确度，达到人工操作都无法实现的高效生产。

(二)集成化应用

集成化技术也是机械制造的常用技术，对提升机械生产的速度有很大帮助。集成化技术需要让多种技术紧密结合在一起，这种技术融合过程有利于高新技术的研发。为了促进自动化技术的改革创新，现有的技术和设备必须整合在一起，以不同的生产方式催生出新的技术。集成化的机械制造在整合企业内部生产和经营的同时，又实现了柔性化的生产模式，提高了企业机械自动化的生产水平，使机械制造业实现了产品质量和服务质量的双重效益。

(三)虚拟化应用

虚拟制造技术是由多学科构成的综合系统技术。包括现代机械制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、多媒体技术、信息技术等多种技术。虚拟制造技术以仿真技术和系统建模为基础，利用信息技术、仿真计算机技术对现实机械制造活动过程进行仿真。通过对机械制造过程进行仿真，可以及时发现机械制造中可能出现的问题，制订出相应的解决方案。旧的生产方式下，产品研发和产品试制，必须通过设计和实际的生产试验才能达到试制新产品的目的，开发过程中有很多不确定性，遇到技术难题就要修改设计方案，重新试制新产品，不仅加大了产品的生产周期，还浪费了资源，提高设计成本。而采用虚拟制造技术就可以避免这些现象的发生，仅仅通过计算机来进行模拟和仿真，缩短机械产品开发周期的同时还降低了成本，提高机械产品竞争力。

(四)柔性化应用

根据外界的干扰力差异表现出相应的适应能力是机械制造柔性化的特征。相对于同行业中的相似技术而言，机械自动化技术的柔性化应用优势突出表现在：

1、能在完善制造企业整体的应变功能基础上满足机械制造发展过程中对多样化形式、个性化形式的要求。

2、能有效提高企业生产的效率以及产品质量。

3、在合作共赢的基础上，最大限度的满足客户的需求，确保产品的交付期限。

4、加强对信息系统的管理力度，保证其运作的安全性等。机械自动化技术的柔性化应用很好的解决了用户终端所提出的各项要求，同时也科学合理的优化了人机间的相互转换。适当调整了机械制造的结构属性与产品类型，将计算机管理系统植入机械制造系统中，从而获取更大的经济效益。

三、机械自动化技术在我国的发展趋势

(一) 网络虚拟化的制造方式

网络虚拟制造技术主要依靠计算机技术、强大的软硬件功能和其他交互设备，通过计算机工作平台，构建出一个虚拟的环境。在这个虚拟的环境中，把人类的知识、人类的技术和人类的感知能力参与其中，形成一种全新的人机界面形式，对生产活动进行全面的建模和仿真。通过与虚拟世界中的对象进行交互作用，对于产品从设计开发到生产制造的每一个环节进行仿真和模拟。除此之外，还可以对产品性能进行全面模拟试验，对产品的设计和制造合理性、制造周期进行预测。在产品没有生产之前，就对设计的可行性、经济性、合理性进行全面的考核，有效避免不合理的设计和资金投入，从而达到资源的最优化配置。

(二)绿色化的制造方式

“绿色”这一概念，最初被应用于环境保护领域，目前，已被社会各个领域所广泛采用。必须坚持走可持续发展的道路，创建绿色环境，作为自然界的一个部分，人和人类社会不能脱离自然界而存在，人类的生存与发展依赖于自然界的发展，人类必须与自然界和谐共处。人类的发展历史中，由于各种原因给自然界带来了巨大地破坏，有些甚至是无法修复的。长此以往，人类和人类社会的发展必将受到阻碍，甚至停滞不前。值得庆幸的是，人类已经意识到自己的错误，并逐步推动人与人类社会同自然界的和谐一致，制造技术的自动化也是如此。开发与运用一项新技术时，应站在哲学高度，把可持续发展作为必须考虑的因素，促进环境文明，推动制造自动化向“绿色“自动化方向发展。

结束语：

综上所述，机械自动化技术的成功应用在很大程度上加快了机械制造业的发展速度，而生产产业要想在消费全球化、经济一体化以及经济全球化的激烈竞争背景下争得立足之地，并牢牢稳住自己的地位，就必须加大对机械自动化技术的的应用，以机械自动化高效率、低成本的先进技术作为行业发展的主力军，从而使企业获得生产效益及经济利益的最大化。

参考文献：

[1]韩玲玲. 机械自动化在机械制造中的应用[J]. 科技创业家,2013,05:85.

[2]王凌. 机械自动化在机械制造中的应用分析[J]. 科技信息,2013,15:115+144.

[3]刘微微. 浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J]. 黑龙江科技信息,2013,22:117.

[4]闫锴,盛春红,单译. 解析机械自动化在机械制造中的应用[J]. 科技资讯,2013,29:86.

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机械制造自动化毕业论文范文

现代化的机械制造技术是一种一体化、综合性、系统的技术手段。下面是我为大家整理的机械制造自动化毕业论文，供大家参考。

摘要：随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。

关键词：机械制造;自动化

1机械制造和自动化技术应用现状

(1)机械制造技术应用现状。目前，我国机械制造业正处于迅速发展阶段，越来越多的企业开始应用新的生产工艺。然而由于起步较晚，尚无法同西方发达国家的制造业相提并论。发达国家的机械制造工艺比较先进，以高密度加工为代表的一系列先进加工工艺已经广泛应用于生产实践，而我国相当一部分的机械制造业企业仍旧使用一些比较落后的加工工艺，常见的如抛光、铸锻以及水刀等。

(2)机械自动化技术应用现状。随着信息技术水平的不断提高，机械自动化技术也迎来了良好的发展契机。国外工业水平较高的国家已经普遍在机械制造领域引入和应用了现代的计算机集成化技术，在一定程度上实现了机械加工的智能化。受多方面因素影响，我国机械制造自动化水平相对偏低，仍旧以初级操作自动化为主。

2机械制造技术的应用

(1)网络化应用。随着网络技术水平的不断提升，给机械制造企业的运作模式带来了巨大变化。无论是材料采购，还是产品设计和生产，又或者是市场营销，均有了明显提升。机械产品的制造在很大程度上摆脱了地域的束缚，能够从不同国家和地区获取所需材料以及相关技术，与此同时，还可以将产品推销到国际市场。在网络化环境下，机械制造企业之间的交流日渐频繁和深入，不仅表现在产品开发方面，同时还表现在管理经验方面，为企业健康发展注入了新鲜活力。

(2)虚拟化应用。所谓机械制造虚拟化是指，利用计算机系统具有的仿真功能以完成对真实操作的模拟。在虚拟化技术的帮助下，能够对有待开发的目标产品予以模拟式制造，了解其存在的不足，并加以改善，从而提升和保证真实产品的质量。与此同时，虚拟化也能够对产品本身具有的可加工性予以检验。由此可见，虚拟化的应用可以大幅减少产品制造过程中资源的无谓消耗，提升产品质量。

(3)绿色化应用。传统机械制造技术会导致一定的环境污染问题，在环境污染不断加剧的背景下，如果实现机械制造的绿色化成了业界的热点研究之一。对于机械制造而言，其绿色化应用集中反映在下述方面：①产品的绿色生产;②企业绿色管理;③绿色机械;④产品的绿色设计等。在当前背景下，绿色化应用具有相当积极的现实意义，一方面可以减轻对环境的污染，另一方面可以提升对资源的实际利用率。

3机械自动化技术的应用

(1)自动化信息系统。对于机械制造而言，其自动化信息系统主要包括下述内容：①辅助制造;②计算机辅助设计;③工艺辅助设计等。所谓辅助制造指的是，通过计算机以完成对产品的生产控制;所谓计算机辅助设计指的是，设计工作者利用一些配套的计算机软件对机械产品进行相关设计;所谓工艺辅助设计指的是，不断提升和改善产品的制作工艺。

(2)自动化供输系统。该系统指的是，在计算机的帮助下完成对原材料、半成品以及最终产品的传输。其主要包括三大部分：①单机自动组件;②自动输送设备;③自动化软件系统等。在机械机制的整个自动化系统中，自动化物资供输系统属于不可或缺的组成部分，发挥着相当重要的作用。

(3)自动化生产系统。该系统指的是，通过计算机系统以自动化方式持续地将产品的一系列组件正确地拼装到一起。在机械制造中引入自动化生产系统，可以大幅降低人工操作的失误率，提升生产效率，有利于营造理想的作业环境，不仅如此，还能够有效提升和保证产品质量。

4机械制造和自动化应用前景展望

随着现代科技的迅速发展，我国正朝着工业化的方向不断迈进，这为机械制造业创造了良好的发展契机。在引入和应用计算机技术之后，为我国机械制造业的发展注入了强大活力，使其自动化水平得以更上一层楼。就机械自动化制造技术现阶段的发展情况来看，我国在该方面应做好以下两点工作：首先，应明确计算机集成技术的重要性，并将其更好地应用于实践，从而不断提升机械制造的集成程度。其次，应明确智能化技术的重要性，在机械制造过程中实现人机之间的有效互动，从而赋予机械制造体系以理想的自适应能力。可以预见，在未来的机械制造领域，智能化技术将发挥出越来越重要的作用，成为机械制造的主流发展趋势之一。

参考文献

1、机电一体化在煤矿机械中的应用研究李荣昌;煤炭技术2013-08-10

2、现代煤矿生产中机电一体化技术的应用策略分析左洁;金田2013-02-15

摘要：自动化技术的应用在机械制造中，有利于经济效益与生产效率的提高，有利于企业在市场竞争力上的提高，自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展，有利于在发展过程中实现可持续的发展理念，和谐共生，相互促进。

关键词：机械制造;自动化

随着科学技术的迅猛发展与日益激烈的国际竞争，机械制造业的关注度与重视度越来越高，并得到了很好的发展。机械制造是与人们的日常生活紧密相关的一个行业，人们在日常的生产生活方式受机械制造技术的影响。由此可见，机械制造业的发展在社会经济中有着举足轻重的地位。如何提高当今机械制造业的科技含量和技术水平，是研究机械制造发展的课题。因此，引入自动化技术是机械制造业在发展中进行升级与转型和提高生产效率的必然要求，也是未来机械制造业的发展方向。

1目前的自动化应用与机械制造业的现状

机械制造在我国开始于20世纪20年代或20世纪30年代左右，机械制造的现代化技术提高了生产率的质量，由此，人们开始对机械制造业越来越重视，使之得到迅速的发展。改革开放后，信息技术的发展，经济的腾飞促进了自动化技术与机械制造的有机结合，效果极好。也因此促进了集成系统的形成，并在机械制造业上起到了非常大的作用。

1.1在管理上

自动化与机械制造在实际的应用中，不管是思想管理还是方法管理，与其他发达国家相比都是比较落后的。自动化的应用与机械制造由于很多原因，在管理方法与思想上都没有采用现代化与数字化。反观自动化的应用与机械制造在西方国家的应用中，不管是管理观念上还是管理方式上都实现了数字化的管理，并且十分的专业与科学，将一系列先进生产中的管理理念，如并行工程与准时生产等应用在管理过程中。

1.2在设计上

发展落后的CAD-CAM计算机技术，在自动化的应用与机械制造方面不能做到很好的设计。自动化应用与机械制造在计算机技术发达的西方国家，其设计理念在不断的进行更新中，计算机技术也被充分的利用，例如:引用了限元分析技术。

1.3制造的工艺上

先机科学的计算机技术如纳米加工、(3D打印技术)快速成型、多轴设备的数控加工、高精密的加工、激光加工等，促使自动化应用在国外的机械制造业中具备了非常明显的特点。落后的制作工艺与科技含量低的机械制造，是我国机械制造的现状，国外的先进技术在我国只有少数单位及企业采用。

1.4自动化的技术上

在科学技术的发展中，自动化的设备已经成为机械制造业的主流，如多轴联动机床与柔韧性的制造系统等,在西方国家已被广泛的应用。自动化系统在我国的机械制造行业的应用中还是比较单一的，数控机床虽然也已普及，但是自动化的技术含量还是不高。

2自动化技术在机械制造业应用中的意义

自动化技术是机械制造业水平提高与发展的表现，也是技术领域中非常重要的一项。对工作效率与机械制造的提高，还有连续化与自动化的生产都有着重要的作用。在节省人力资本投入与优化产品的过程中，有利于机械制造业的科技含量与技术水平得到提高。在一定的程度中，自动化的发展水平决定了机械制造技术的发展水平，是机械制造在未来发展中的必不可少的组成部分。自动化技术在机械制造中的应用，有利于机械化水平的提高，是对机械制造业在进行升级换代时的必要手段。

3我国对于机械自动化技术的应用

3.1生产的自动化

自动化技术在生产过程中的应用有利于生产过程更加的连续与智能化。在生产的过程中，设备可自动的完成大部分的工序，避免了生产过程中人为因素的影响，同时节省了很多的人力资源。在进行加工时，也降低了损失的情况，有利于企业竞争力的提升。

3.2在自动化的机械制造业中与CAM、CAPP技术的融合

CAPP技术随着机械制造业在自动化技术的发展，扮演着非常重要的角色。生产的管理与活动作为机械制造在生产过程中的重要依据，是其不可缺少的一部分。在加工过程中，零件的精确化与智能化则需要CAM技术的应用。

3.3信息的自动化

计算机技术的辅助系统在内容上涉及范围非常广泛，如计算机辅助设计系统与工艺系统等，是自动化与机械制造实现自动化功能的主要依据。在产品的设计部分，计算机的辅助设计系统可以有效地促进设计师的精力集中;在加工的效率上，计算机的工艺辅助系统可有效地提高生产过程中的标准化水平与机械生产。

3.4检测的自动化

原材料的运用在科学技术的不断发展中，逐渐出现很多新型的材料，在机械的加工过程中，机械加工的材料不再为单一的传统材料，而是采用了大量的新型材料。然而，新型材料的运用，使得传统的检测方式与之不匹配，这时就要运用计算机技术。比如说电流信号、激光、人工神经网络等检测技术都有利于检测效率的提高。

4自动化技术在机械制造中的发展策略

4.1自动化技术的发展要因地制宜

机械制造业的发展要结合生产的实际情况与发展现状来确定自动化技术在该领域的发展目标。自动化技术在机械制造业的发展中，要把技术的应用作为重点，还要注意技术的创新与引进。另外，还要结合企业的自身发展情况，技术的应用是为了企业的社会效益与经济效益的提高，一定要符合企业的发展需要。因此，机械自动化的技术发展不仅是要加强技术方面的实用性，更是要实事求是，因地制宜的发展，以此促进企业中经济效益的提高。如果只是过分的去强调智能化与自动化的机械设备，盲目的扩大和引进自动化技术，是不符合实际的发展需要的。在生产的方法与模式上要摆脱低负荷率就要注重在技术的创新与引进上，如何应用自动化技术要根据发展的现状和当前技术的发展水平，在生产效益提高的基础上促进生产速度的提高。

4.2低成本的自动化技术发展，有利于效率的提高

效益高、投资少的自动化技术在推广与引进上有利于自动化技术在层次与水平方面的提高。新型的低成本自动化技术在积极地推广与应用中，有利于资源配置的不断优化，在经济效益上有利于用最小的投资成本换最大的利益，有事半功倍的作用。这种以最小的投资成本换取最大的利益源自于美国的LP生产模式，所以在机械自动化技术的发展中进行设备与技术的引进时，要根据企业的自身条件和实际的发展情况，合理的调整机床的布局与机械设备的改进，这样有利于资金与设备在在投入方面的节省，以此获取经济效益的提高。此外，还要应用与引进自动化的管理技术CAD/CAM,提高技术在机械设备中的含量与技术人员的综合素质和专业水平，在管理人员的创造性发挥中，优化人力与技术资源，使机械自动化技术水平得到系统、全面的提高。如今，结合自身的发展情况，我国食物自动化改装已在很多企业的机械制造方面得以实现，降低了技术方面的投资成本，这一技术的运用，在经济效益上会有很大的提高。

4.3自动化技术要提高其自身的技术含量

自动化技术在创新与发展中不断的进行优化与调整，从简单到复杂，由低到高，逐渐从人工控制发展为数字与机械控制。机械制造业在未来的发展方向与趋势上是自动化工厂，有利于生产效率的提高。目前，这也是理想阶段的机械制造技术的发展，实现这一阶段的目标不是一蹴而就的，需要技术人员在机械制造方面不断的努力。与国外发达国家的技术相比，我国的机械制造业发展水平与世界的先进水准还是差距很大的，因此，要加强对专业技术与理论知识的学习，在应用中总结经验，推陈出新，革故鼎新，促进自动化技术在机械制造领域更好更快的发展。

4.4要发展与之配套的自动化技术

机械自动化技术的发展不仅需要高含量的生产技术，还要注重与之相配套的生产技术，促进自动化技术水平的提高。因此，要结合企业的自身情况，做好每个项目在自动化技术应用上的基础工作，有利于自动化技术在整个系统中提高发展水平。在自动化的控制技术发展中，应注重传感器与编程控制器等设备，促使各种道具与微处理机在自动化技术中符合发展的需要，在自动化技术中运用先进的控制系统与计算机软件进行控制与管理，促使机械制造朝着自动化、数字化、智能化的方向发展。机械设备在未来技术的发展方向为智能化水平高与性能好。不断的优化机械自动化技术的系统结构，不断提高其系统的耐性与刚性，在生产设备中的体积与质量上不断优化，是自动化技术在发展中非常重要的方向。在机械制造中，科技含量与技术水准通过自动控制与微电子技术进行提高，并实现其自动化的检测与控制。计算机技术在机械自动化的应用中有利于生产决策与数据运算在技术上的支持，有利于信息的及时处理与传输。

5自动化技术与机械制造在未来的发展趋势

5.1集成化的发展方向

集成系统是由各分系统形式质量信息、工程技术信息、制造自动化与管理信息所构成的系统模式，在企业的发展与生产中有着很大的作用。工程技术的信息分系统是以计算机基础工程中分析、工装设计、设计及工艺过程为基础的;自动化分系统是由工业机器人、自动装配、计算技术控、加工中心构成的;管理信息分系统是由财务管理、材料、人事、经营所构成的;质量信息分系统由计算基础中的质量、测试、检验共同构成。在机械制造领域计算机集成技术的应用会越来越高，越来越广泛。

5.2智能化的发展方向

在机械的制造与生产过程中，加入一些分析、推理、判断与构思等形式，使友好性、优良性、适应性在机械制造的智能化系统中发挥着重要的作用。并在其生产与设计的环节中，进行模拟化操作方式，以提高其柔弱性。在机械制造的智能化发展中，安全性与友好性有利于降低污染物在生产过程中的产生,节约大部分的资源，有利于资源有效的循环利用。

5.3敏捷化的发展方向

机械制造的敏捷化来源于企业的自身竞争力与企业的信誉度，进行分工合作与虚拟化公司的组件有利于企业自主竞争力与综合竞争力的提高，在运转的过程中，对用户的要求可以以最快的速度进行反应，敏捷化的机械制造可促进企业在应变能力上有效地提高。虚拟制造技术就是敏捷化的机械技术的核心与关键性技术，是其集成化技术的发展目标，发展敏捷化的机械制造技术，在生产过程中可有效地运用现代化技术，并由信息集成化向企业集成化方向发展，所以在很大程度上敏捷化的机械制造影响着其现代化的集成技术，也是近几年自动化技术在我国的技术研讨中的主要攻克目标之一。

6结语

自动化技术的应用在机械制造中，有利于经济效益与生产效率的提高，有利于企业在市场竞争力上的提高，自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展，有利于在发展过程中实现可持续的发展理念，和谐共生，相互促进。在科学技术与社会经济的发展中，自动化技术与机械制造技术的有机结合，促进了生产效益的大幅度提高，保证了产品质量，在生产过程中对工作人员的劳动强度也起到了降低的作用，也促使在激烈的市场竞争中，企业有了长足的发展空间，因此，自动化技术在机械制造业领域中的应用要越来越完善，符合社会实际情况的发展要求，不断地提高社会效益与生产效益。

参考文献

1、关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究芦景英;科技创新导报2012-10-21

虚拟技术在机械工程中是怎么应用的

摘 要：通过对虚拟制造技术的详细介绍，阐述了虚拟制造技术在现代机械设计领域中具有广 阔的应用前景，其核心技术——机械虚拟样机技术，从根本上改变了机械工程设计的传统模 式，其广泛应用前景，必将成为目前最具影响力的技术之一。

1 现代机械工程设计的特点
现代机械设计技术，充分利用了当今迅速发展起来的计算机技术、计算技术、应用数学和力学、电子学、测试和分析技术，使设计技术有可能从经验的、静止的和随意性很大的传统设 计，变为基于计算数据、知识工程或专家系统的、动态的现代设计。这需要充分收集、分析和检索必要的信息，快速的数值运算和方案择优，因而必然大规模地使用CAD技术和人工智 能技术、数据库技术等。
2 虚拟制造——机械工程领域的虚拟现实
虚拟制造技术，是在虚拟环境下对计算机数据模型进行模拟分析的一项计算机辅助设计技术。利用虚拟制造技术，技术人员不必等待零件全部制造出来，可以建立零件的模型，对这 些模型进行虚拟装配，并检查零部件之间的装配间隙和干涉，检查装配状态，及时发现错误，若零件不符合要求，可以在计算机里方便地更改模型，并重新生成模型和自动更新相关的 零部件图和装配图，从而实现设计、装配和制造检验的协调统一。通过虚拟制造技术，可以缩短产品的开发周期，有利于提高产品的质量和可靠性，有利于降低产品开发成本，提高企 业的竞争力。
3 机械工程中的虚拟制造技术
3.1 虚拟产品开发
虚拟产品开发是通过计算机的“虚拟”环境完成建立产品的数字模型，用数字化形式来代替传统的实物原形实验，在数字状态下进行静态和动态的性能分析，然后再对原设计重新进行 组合或改进。虚拟产品开发就是利用计算机及工艺技术来开发与分析零部件，并在装配、制造等全过程中使用有关信息。虚拟产品开发要求建立整个产品总体模型，而不局限于设计部 件或零件! 设计者需要了解零件如何制造和装配，要求各专业人员按项目组织起来同时工作，而不是分开工作。在虚拟产品开发环境中，产品实际上只是一种数学模型，因此不但修改 方便，而且可以降低成本，压缩设计时间，提高产品质量。而且即使对于复杂的产品，也只需制作一次最终的实物原形，使新产品开发一次获得成功。
3.2 产品制造仿真
其构思是：在计算机上验证产品的制造过程。工程师在计算机上建立设备和过程的数字模型，再与产品的数字原型结合，对制造过程进行全面仿真分析，优化产品的制造过程、工艺参 数、设备性能、车间布局等。它的目标并不是替代产品的制造物理过程，而是制造活动的一种验证的工具，利用计算机仿真、多媒体、传感器等技术对成品生产活动和过程进行具有真 实性的模拟，在新产品投产之前就能预见所设计的产品性能、生产成本，并对其设计制造作出评估，具有试生产无可替代的优点。
仿真层该层根据设备模型、工件模型、数控程序等进行加工过程和检测过程的仿真，实现对数控程序、加工参数的检验和加工精度、工件性能的预测，还有优化建议。
3.3 虚拟仪器测试
我们都知到传统仪器的三大功能块，即数据的采集与控制、数据的分析与处理、结果的输出与显示，都是以硬件的形式存在的。因此，传统仪器开发维护费用高，技术更新周期长。而 虚拟仪器是在计算机平台上用户根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能，其实质是将传统仪器硬件和最新计算机软件技术充分结合起来以实现并扩展仪器的功能，与传统仪器相比 ，虚拟仪器在智能化程度处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势。
3.4 虚拟装配
在生产过程中往往需要制造原型，而实际工作中机械产品的配合性和可装配性是设计人员常易出现错误的地方，不可能一次性就将数千个零件正确地装配在一起来满足设计要求，因为 ，采用二维图纸进行线性设计，无法预先发现设计造成的装配干扰等问题。通常，一旦出现装配干扰问题，往往不惜代价重新设计或者修改原型零件，导致零件的报废和工期的延误， 造成巨大的经济损失和信誉损失。目前，利用虚拟装配技术，在计算机上建立起如同真实样机的直观的立体可视化数字模型，使得在设计产品时就可以确定产品的所有物理性能，包括 重力、质量、剖面特性及重心等! 通过模拟装配软件，在虚拟环境下自动地对零件装配情况进行干涉检查，迅速地发现设计上的错误，并形象地显示在设计者的面前，可以十分方便地 更改模型，并重新生成模型。 由于设计方案的更改工作是在加工装配之前完成的，因此可以降低生产成本提高设计效率。
3.5 虚拟产品原型(机械虚拟样机技术)
虚拟原型又称数字原型，是物理原型的一种替换技术，是利用虚拟环境在可视化和可交互性方面的优势，对产品几何、功能等方面进行交互性建模与分析。虚拟产品原型能反映物理原 型的特征，包括外观、空间关系及运动学等方面，用户可以从不同的角度、以及不同的比例观察虚拟原型，还能够通过操纵虚拟原型，对产品的功能进行定性的判断。可用来快速评价 不同的设计方案，与物理原型相比较，虚拟原型生成的速度快，运用虚拟原型技术可以减少甚至取消物理原型的制作，从而加速新产品的开发过程。现在工程师头戴头盔显示器，手系 位置传感手套，坐在司机座位上，就可接触各种操纵装置，当工程师作各种动作，虚拟原型就可以仿真出相应的动作，他就可以迅速地对所设计产品的优劣性作出判断。 
在机械工程设计过程中，应用计算机仿真技术，对零件的加工方法、工序顺序、工装的选用、工艺参数的选用，加工工艺性、装配工艺性、配合件之间的配合性、连接件之间的连接性 、运动构件的运动性等均可建模仿真。建立数字化虚拟样机，是一种崭新的设计模式和管理体系。
机械虚拟样机，是基于三维CAD的产物。三维CAD系统是造型工具，能支持“自顶向下”和“ 自底向上”等设计方法，完成结构分析、装配仿真及运动仿真等复杂设计过程，使设计更加符合实际设计过程。三维造型系统能方便地与CAE系统集成，进行仿真分析；能提供数控 加工所需的信息，如NC代码，实现CAD／CAE／CAPP／CAM的集成。以SolidEdge、Solidworks 、UG等为设计平台，建立全参数化三维实体模型。在此基础上，对关键零件进行有限元分析以及对整机或部件的运动模拟。通过数字化虚拟样机的建立、实施，帮助企业建立起一套基 于三维CAD的产品开发体系，实现设计模式的转变，加快产品推向市场的周期。
3.6 虚拟工厂
利用计算机、仿真、系统建模、图像生成与显示等技术，在对工厂的每个生产环节都非常了解的基础上，根据工厂的规模、产品的性质和种类，以及生产效率等，建立相应的模型，进 行虚拟现实研究，分析真实工厂或将要建成工厂的生产情况，提供具体的数据，真实反映工厂生产的每个环节，最终反映该厂的生产全貌。
3.7 虚拟企业
虚拟企业是开发新产品的一种最快的途径，它是通过信息集成并采取有效的管理措施充分发挥资源的总体效益，是从不同的公司选择合适的现有资源（包括人力资源和设备资源）， 经合并后组成的，是一种没有围墙、超越空间、通过信息高速公路联系和统一指挥的经营实体。
4 虚拟技术在机械工程中的优势
4．1 具有强大的通用性和很强的复杂问题处理能力
虚拟技术，是在分析力学和多体动力学的研究基础上发展起来的，其目的就是为了能够实现对复杂机械系统的自动建模。因此，多数虚拟样机技术软件采用的是带约束乘子的微分 ——代数混合方程。其核心是令每个构件都具有6个自由度，然后用约束方程对多余的自由度加 以限制。这样的好处是能够具有较好的通用性，对于不同类型的机构都可以方便建模。虚拟 样机技术考虑了机械系统中的详细环节，比如构件的弹性、接触、摩擦和控制等。
4．2 使机械系统建模更加方便
对于传统的机械系统建模，我们必须首先进行运动分析，然后根据运动分析的结果进行动力分析，这中间需要大量的图形分析和公式推导。这个过程不但繁琐复杂，而且非常容易出错 ，设计人员需要花费大量的时间和精力，保证建模过程的准确性。使用虚拟样机技术，设计人员的工作只是给出机械的构成和连接形式，以及构件的物理参数，后面的建模和求解都是 由计算机来完成的。这样大大减轻了设计人员的负担，提高了效率。
4．3 软件具有强大的后期处理功能
传统分析方法，得到的是大量的数据，对于这些结果的了解，需要丰富的理论知识和经验。对于包含空间机构的机械更是如此。而虚拟样机技术软件，提供了很多结果的可视化技术、 曲线、图形和动画功能，可以使设计人员直观地看到其性能和运动效果。
5 结束语
虚拟制造技术，将从根本上改变现代机械工程设计领域中设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型，代替传统 的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。它的广泛应用前景，必将使之 成为目前最具影响力的技术之一。

什么是虚拟制造?虚拟制造有什么好处?

虚拟制造技术，可以提前算出对原料的需求，供货时间，资金的控制，计划的编排，对生产企业有很大的帮助