先进制造技术

型的传感器可以实现不同种类信号 的监测和采集。

再次是控制器系统，控制器的系统主要是将理想值与实际值进行误差大小的计算，从而给出控制量大小给控制系统。一般来说控制器使用P调节、PD调节和PID调节等方式实现信号的计算反馈。在非线性系统中就需要用到延时滞后、变结构、自适应等控制器，近年来不断复杂和先进的控制算法已经越来越丰富，现代化的控制理论也有了更佳的性能表现。 2. 焊接机器人

将自动控制技术在焊接工程中的所有应用组件系统进行一体化处理，就可以成为一台全功能的系统集成化焊接机器人，这样的机器人设备改变了传统的大型设备只能够使用在特定大批量生产的流水线的情况，其能够适应小批量的自动化生产与控制，从小规模的应用来看，焊接机器人又可以分为电焊机器人和弧焊机器人。焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。根据焊接系统的组件分类，焊接机器人的组成可以分为焊接传感器、控制器、变位机、操作机和焊接系统，它能够集合先进的数值计算理论，使用计算机程序技术，将软件和硬件进行综合应用，推动焊接技术在我国的发展。在未来，自动焊接技术的控制系统还将越来越精细，技术越来越完备，不断推动我国的工业化生产和国民经济进步。

(3)现代发动机先进制造技术---陈长年

( 机械科学研究总院，北京100044)

1粉末成形技术

粉末成形技术结合了注塑工艺和粉末冶金技术的优点，是新兴的净成形制造技

术，可以大批量经济高效地生产三维复杂形状的零部件。图1为金属注射成形的涡轮增压器转子。

现代变几何涡轮增压器(VGT)的关键零部件涡轮转子、导向叶片、喷嘴环等高温结构件的形状越来越复杂，尺寸精度要求和表面质量越来越严，工作温度越来越高。精密铸造技术难以满足以上要求。

金属或陶瓷粉末注射成形(MIM)是新兴的净成形制造技术，与机加工、锻造、铸造相比，更加适合大批量经济高效地生产小尺寸的三维复杂形状零部件。欧美已经广泛开始采用该技术生产涡轮增压器的涡轮转子、导向叶片、喷嘴环等。对于目前涡轮增压器高温关键部件广泛采用的镍基高温合金，粉末注射成形的产品的高温耐久疲劳强度比精密铸造的要高得多，同时可以使得叶片设计得更薄，尺寸精度、表面质量和生产效率更高。另一方面，一些新开发的高温合金由于铸造过程中易产生偏析等缺陷，只能采用粉末注射成形；而对于新开发的涡轮转子材料如TiAl金属间化合物、sbN。陶瓷等则只能通过粉末冶金方法成形。在工艺的经济性方面，以轿车用涡轮增压器转子为例，粉末注射成形生产方法比传统采用的精密铸造方法要节约成本40％，而且力学性能大幅提高。

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中国燃气涡轮研究院利用航空技术开发了电控可变几何废气涡轮增压器(VGT)，是节能、环保、高效内燃机的首选技术之一，荣获2004年国家火炬计划项目。其电子控制器可自动跟随发动机工况变化，提供较佳匹配。与普通涡轮增压器相比，它具有以下特点：1)发动机低速扭矩提高20％左右。(2)发动机全程功率提高5％～6％。(3)耗油率降低2％；排放烟度更低。

2.增压器转子细长轴高精度高刚度数控车削／磨削技术

满足长径比达15以上的增压器转子高精度高刚度高速度数控车削技术，42HRC硬度工件切削效率≥50 mm3／s，应用双刀架进给一致性、动态补偿等相关核心技术，主轴反顶、尾架夹持拉伸及双刀架技术。工件加工节拍≤60 s，CPk≥1．67。实现细长轴工件的高效稳定加工。需要采用cBN高速磨削技术、直驱传动技术、在线测量和温度／精度动态补偿技术等先进技术。这些技术目前主要由瑞士Studer、德国schaudt、Jun．ker、瑞士Kellenberger、日本丰田工机等企业控制，我国上海机床公司正在开发这种高端磨床。

3.轻量化技术

(1)真空压力铸造真空压力铸造是国际上普遍采用的铝合金发动机铸造技术。与

普通压铸相比，增加了抽真空技术，可将型腔中的气体抽出，金属液在真空状态下充填型腔，减少了卷入的气体，力学性能高于普通压铸件。真空压力铸造推动了汽车轻合金铸件向大型、复杂、薄壁方向快速发展使铸件结构减重明显。图2为美国蓝石公司的铝合金超高真空薄璧压铸件。其铸件精度高，壁厚2～4 mm，气孑L含量很少，具有高强、高延展、可热处理、可焊接和可铆接等特点。

先进的真空压铸技术属于近净成形技术，铸件表面质量非常好。

其关键技术包括：稳定高效的高致密真空压铸工艺、高排气能力真空压铸系统、高真空压铸实时控制系统、真空压铸中型腔一压室系统的密封工艺、模具温度精确控制工艺。

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由于压铸件大批量生产的特点，模具温度不断上升，影响铸件毛坯的合格率。目前，我国压铸企业大部 分采用模温机控制模具温度，但该装置只能对进口及出口加热油温进行控制，无法精确控制模具体位置的温度。国外已开发出可实现模具具体位置温度精确控制装置，并与压铸控制系统集成实现了智能控制，显著的提高了压铸件的生产节拍和铸件合格率。

(2)大马力发动机缸体的Coswonh铸造技术

Cosworth工艺是国际上生产大马力全铝发动机常用的先进成形技术，由英国

Cosworth公司于上世纪70年代末发明。该公司正是依靠这项技术，使其发动机全球领先。cosworth工艺是一种精确锆英树脂自硬砂的组芯造型，在可控气氛、压力下充型的铸造工艺。采用Cosworth工艺生产的缸体铸件，强度可提高30％左右，铸件重量减轻约10％～15％，金属液的利用率高达80％～90％，是大马力发动机的轻量化制造技术。

目前，福特、奔驰、通用等汽车厂商均采用此工艺技术或改进技术生产大马力全铝发动机高性能缸体铸件，并在自动化设备配合下，大幅度提高了铸件的生产效率。如福特公司已建成批量生产线，具备了55件／h，年产90万件全铝发动机缸体能力。

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6.先进制造技术未来发展见解（个人）

近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，多数小型企业仍处于经验管理阶段。设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（CAD/CAM），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM 技术的比例较低。制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS），实现了柔性自动化、知识智能化、集化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

未来机械工艺的发展离不开科技的进步，当有新的科技的出现，制造工艺也将在科技的推动下优先的发展，现实的需求就是推动工艺发展的动力源泉，科技就是一条改善工艺的大道。伴随着柔性化制造时代，我们的制造工艺更加人性化，智能化，精确化。

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期，制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流，将其放在战略优先地位，并以足够的力度予以实施，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之，在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

7.参考文献

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