国内外先进热轧技术综述
一、热轧生产发展历史
1．国外热轧生产发展
自从1926年第一套板带热轧机在美国诞生以来，热轧板带生产的发展已有70多年的历史，一般认为其间经历了三个发展时期。20世纪60年代以前，全世界大约建造了70套板带热轧机，其中50%集中在美国和加拿大。这一时期板带生产技术发展缓慢，轧线一般配置为100-150吨/小时的加热炉、全连续或半连续粗轧机、6机架精轧机、精轧出口速度10m/s左右、板卷单重4-11kg/mm、卷重5-10t，年产量150~200万t。
上世纪60~70年代是热轧板带生产发展的重要时期，共建成了约48套热轧机。1960年，美国麦克劳斯公司最先在热轧板带精轧机上采用了计算机控制技术，这是热轧板带生产适应自动化操作发展趋势的一个划时代进步。1961年，美国钢铁公司投产的2032 热轧板带轧机在精轧机上首次采用了升速轧制技术，从而突破了此前30多年没有改变的10~11m/s的精轧速度。大型连铸板坯、步进式加热炉及高效冷却技术等也是在这一时期出现的。
在这一阶段，随着日本经济的高速增长，热轧生产发展的重心从欧美逐渐转移到了日本。在引进当时欧美先进技术的同时，通过迅速的改进和创新，日本开发出了众多先进技术，使产品质量和产量得到了大幅提升，热轧生产呈现出大型化、高速化的趋势。这一时期的主要特点是采用提高精轧速度、增大板卷单重、采用7架精轧机、加速轧制、厚度AGC控制及计算机控制等技术。到上世纪70年代初，精轧速度达到26m/s以上，板卷单重可达35kg/mm、年产量达600万t。
在1973年石油危机、原料、燃料涨价、钢材需求疲软、劳动环境变化等背景下，热轧板带生产从追求大型化、高速度、大卷重转到了节能、节省资源、提高产品质量和金属成材率的方向。在此后的10多年间，尤其是上世纪80年代，以日本为中心，热轧领域出现了众多节能与提高产品质量的技术，主要包括：1）为了节约燃料，开发了加热炉节能技术；
2）为了有效利用高温板坯热量，开发了热装轧制（HCR）和直接轧制（HDR）技术；
3）为了提高成材率，开发了氧化铁皮控制和切头控制技术；
4）为了提高产品质量，开发了板厚、板宽、板凸度高精度控制技术。
5）为了提高产品性能，开发了以高强钢为中心的控制轧制、控制冷却等热处理技术（TMCP）。
6）为了提高劳动生产率，生产自动化和无人化操作进一步得到发展。
在此基础上，热轧板带生产又经过近30年的不断发展和完善，目前已经达到了很高的水平，具有大型化、高精度、全自动、高效率的显著特点，并出现了薄板坯连铸连轧、无头轧制等更为先进的生产技术。当代热轧板带生产和现代制造技术、计算机技术及信息技术有机结合，正向着系统连续化、自动化、柔性化、高速高精度的方向发展。
2．我国热轧生产发展
我国热轧带钢生产技术在建国以后很长时期内相对落后。1958年鞍钢建成第一套1700mm带钢半连轧机组。1978年武钢建成第二套1700mm带钢连轧机组。而随后1989年宝钢2050mm带钢热轧机的建立，标志着我国带钢热轧生产进入快速发展的时期。大致可分为以下三个阶段：
（1）初期发展阶段
这个时期热轧线建设基本靠国家投入。由于资金、技术等多方面限制，水平参差不齐。1989年投产的宝钢2050热轧采用了L1、L2级计算机控制，其自动宽度、自动厚度控制、CVC板形控制、强力弯辊、控制轧制和控制冷却等代表了当时最先进的热轧生产技术。1994年投产的太钢1549热轧和梅钢1422热轧是引进了日本的二手设备。虽然整体技术水平相对落后，但在安装过程中进行了设备和生产技术方面的改造，技术水平有所提高。在同一时期，我国还有自行建设了两套国产热轧线，即1980年投产的本钢1700热轧和1992年投产的攀钢1450热轧。由于当时国内的设计和制造水平有限，这两套轧机的整体水平不高。
（2）全面引进世界新技术，提高技术水平阶段
20世纪90年代中期以后，各大企业均以引进国外最先进技术为主。如1996年投产的宝钢1580热轧和1999年投产的鞍钢1780热轧等，都是世界传统热轧线最先进水平的代表。以1580热轧为例，除现代化热轧线通常采用的一系列先进技术以外，还包括：
轧线与连铸机紧凑布置形式，从而可实现直接热装，并有实现直接轧制的可能；
●板坯定宽压力机，大大减少了板坯宽度规格；
●精轧机全液压压下机AGC技术；
●PC板形控制系统，与强力弯辊系统一起使板形调控能力大大增加；
●在线磨辊装置；
●中间辊道保温技术和带坯边部感应加热技术；
●轧机全部采用交流同步电机和GTO电源变换器及4级计算机控制；
（3）以满足市场需要和提高竞争力为目的的发展阶段
由于近年国家经济快速发展，对钢材需求不断增加，因此除国营大中型企业外，中小型企业，甚至民营企业都把热轧板带作为发展的重点，建设了大量先进热轧生产线（见附表1）。尤其是2000年后，热轧线建设数量之多，速度之快，不仅在我国，在全世界也是空前的。其中既有以武钢2250mm为代表的当代最先进的热轧线，也有以唐钢、马钢和涟钢为代表的薄板坯连铸连轧线，还有一些炉卷轧机。与此同时，我国带钢热轧技术和装备能力水平也取得巨大发展，不仅引进了多套当代国际最先进的机组，而且建设了多条自主集成、自行设计和制造的热轧线。同时，这个阶段对引进的二手轧机和原技术较落后的国产轧机进行了全面技术改造，使其达到了现代化水平。目前我国热轧技术装备已完全摆脱落后状态，并已处于世界先进水平之列。
我国热轧带钢生产所采用的一些先进技术包括：
●铸坯的热装轧制（HCR）和直接轧制（HDR）技术；
●步进式加热炉；
●板坯定宽压力机；
●宽度自动控制（AWC）；
●精轧机全液压厚度自动控制系统（AGC）；
●完善的板形控制技术；
●热卷箱、保温罩和边部加热装置；
●控制轧制和控制冷却；
●全液压卷取机；
●交流传动技术；
●3级或4级计算机控制；
●紧凑化布置，增大粗轧机组能力，减少粗轧机组机架数；
●薄板坯连铸连轧技术；
二、先进热轧技术
1、热装轧制与直接轧制技术
热装轧制（HCR）是将连铸板坯在高温下直接装入加热炉，有效利用板坯余热，可以大幅度节约能源。热装轧制技术1970年前后开始在日本应用，到上世纪80年代，日本的平均热装率已达到50%，最高达80%。装炉温度平均为500°C，最高达800°C左右。热装轧制节能效果明显，若热轧温度为400°C-500°C，可节约燃料4.187×108J/t。
热装轧制是将炼钢、连铸和热轧几个各自独立的工序连续化，集成了多项工序间的系统工程技术。因此，热装轧制需要解决工序间的温度、产量、工艺参数匹配和质量控制等一系列技术问题，具体的支撑技术包括：
●炼钢、连铸和热轧三者统一的生产计划管理，计算机实时控制；
●生产线设备具有较高的作业率；
●无缺陷高温连铸坯的生产；
●连铸和热轧均具有在线调宽的手段；
●连铸和热轧布置紧凑或采取保温快速运输；
●加热炉采用多段快速步进梁，长行程装入机及热惰性小的陶瓷纤维耐火
炉衬等，以适应热装的需要；
●热轧在线补热和保温措施，如设置中间辊道保温罩和精轧机前设边部加
热器等；
●热轧能实现自由轧制。
在热装轧制的基础上，进一步出现了连铸坯不经过加热炉的直接轧制（HDR）工艺，该项技术1981年开始应用。直接轧制是把1050℃以上的高温连铸坯，经边部加热后直接送往轧机轧制。根据日本的生产经验，除取向硅钢、高牌号非取向硅钢、不锈钢以及高牌号镀锡板之外，其余钢种都能直接轧制。直接轧制工艺节能效果更为显著，可以节能50%左右。而且缩短了生产周期，使连铸机和热轧机更紧密地联系在一起，是热装轧制技术的高水平阶段。
为实现直接轧制工艺，热装轧制所采用的技术措施同样对实现直接轧制是必需的，如无缺陷高温板坯、热送坯的保温设备、板坯边角加热炉、生产管理计算
机以及区域管理计算机等硬件条件。此外，高水平的连铸和热轧操作、生产计划和各工序的协调是实现直接轧制的关键。由于直接轧制对软、硬件要求很高，投产后的一段时间难于实现直接轧制，国外新建热轧带钢轧机一般优先考虑热装炉工艺和直接热装炉工艺的实现，预留采用直接轧制工艺余地。
热装轧制和直接轧制技术是当代热轧带钢生产技术的发展方向，具有节能、缩短生产周期、减少板坯存放仓库面积等优点。热装轧制工艺已有多年的生产经验，目前，热装轧制技术在热轧带钢生产中已经普遍采用，而直接轧制技术则处于发展和完善中。在日本和韩国，连铸坯热装比例在60%以上，热装温度达600°C 以上。如日本JFE福山厂1780热轧热装率为65%，直接轧制率为30%，热装温度达1000°C。我国目前平均热装率为40%，平均热装温度为500°C-600°C。
2、自由轧制技术
自从1973年石油危机以后，以热装轧制和直接轧制为代表的节能技术、市场需求的多样化和小批量化，促进了自由轧制技术的发展。为满足热装轧制和直接轧制工艺要求，减少连铸板坯规格并提高连铸机产量，需要打破以往精轧机按轧制单元安排轧制计划的限制。这就要求精轧机可以由宽到窄，也可以由窄到宽逆转轧制，同时要求同一宽度轧制批量增大，轧制的厚度也可以一定程度上跳越。自由程度轧制是一个换辊单元内，钢质、厚度、宽度几乎可以不受限制地自由过渡的轧制技术，宽度可以逆转而不受宽度过渡的制约。
实施自由轧制技术受到多个条件的限制，主要包括：
●轧制里程（总轧里程、同宽轧制里程）；
●为保证带钢板形所需的辊缝形状；
●为保证表面质量的“棺”型轧制计划；
●为保证板厚精度和穿带稳定，需避免大幅度厚度跳跃。
为了克服传统轧制计划中的这些限制条件，保证带钢的厚度精度、板形、凸度、边部减薄、表面质量，以及轧制稳定性，需要多项相关技术的支撑，如下表1所示。
表1 自由轧制支撑技术
序号限制
全宽
润滑
边部
润滑
在线
磨辊
轧辊
横移
板形
控制
高精度
精轧设定
跑偏
控制
1 轧制里程○○○
2 同宽里程○○○
3 由窄变宽○○○
4 辊缝形状○
5 厚度变换○○
采用自由轧制技术可获较高的热装和直送轧制率，取得显著的实际节能效果；同时也可减少连铸坯的规格，提高连铸机产量，实现稳定操作。自由轧制是热轧中实现柔性生产组织、提高生产效率和了降低生产成本的一个重要算途径。随着工艺润滑技术、PC、CVC轧机和板形控制技术、工作辊横移技术、在线磨辊技术和高速钢轧辊的开发应用、液压AGC、高精度设定模型及AGC系统的发展，热轧自由轧制的自由度也在不断扩大。
3、无头轧制和半无头轧制技术
（1）无头轧制
无头轧制和半无头轧制技术是近年来发展的新技术。无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中。
采用传统分块轧制方式的轧机要频繁的咬钢、抛钢和变换轧制速度，造成钢材头、尾部的质量难以保证，轧机作业率较低，对产品尺寸精度的控制也较为困难。采用无头轧制后，成材率可提高0.5％至1.0％，生产率可提高10％至15％；产品质量、精度也有较大的提高，全长质量均匀稳定。此外，用传统的轧制方法轧薄板时容易出现跑偏、甩尾、浪形等问题，而无头轧制则无此现象，可提高带钢行走的稳定性，可以生产0.8毫米至1.0毫米带材。此技术由于避免了频繁的咬钢，设备的磨损和废品率也有所下降，可降低2.5％至3％的生产成本。
世界上第一台全连续无头轧制热轧机是1996年在日本JFE公司千叶厂投用的（如图1）。它的轧机组成是：粗轧机架3台，精轧机架7台，设计最高轧速为25m／s，年产量为540万t。连铸坯经加热在粗轧机架轧成最大厚度为50mm 中间坯进人热卷箱，在热卷箱后设有中间带坯剪断机，将带坯头剪平，以便于后面的焊接设备（用对接压合法电磁感应焊接）进行焊接，焊接后的带坯经过带坯边部加热器使带坯温度均匀，然后送入精轧机架轧成所需带钢厚度。卷取机前设
有高速带钢剪断机，将高速前进的带钢切断分卷。
图1 无头轧制热轧机
在千叶厂3号轧机全连续无头轧制取得成功经验后，日本新日铁大分厂和韩国浦项光阳厂分别将其热轧带钢机改造成能无头轧制的热轧机。由于中间坯焊接操作过程比较复杂，对中间坯头尾可搭接性能要求较高，因而这项技术还没有广泛推广。
（2）半无头轧制
半无头轧制主要用于薄板坯连铸连轧生产线，主要是为生产薄规格热轧带钢。实现半无头轧制薄板坯连铸连轧的基本设备配置和传统的薄板坯连铸连轧大体相同，但是技术上有较大变化，即钢水经连铸机浇铸成钢坯后，不需剪切分段直接送入辊底加热炉进行均热，热后即直送轧机轧制。如德国西马克·德马克公司设计的CSP连铸机薄板坯出结晶器时厚63mm，经过液芯压下离开连铸机时铸坯厚48mm，因铸坯不经剪切进入加热炉（传统CSP技术铸坯剪断为40余米），加热炉长达300余米（传统CSP技术为200米左右），铸坯经均热后进入7机架连轧机组轧制成材。输出冷却辊道分为两段，第一段较短，为30m左右，其中快速水冷却水集管段为10余米，冷却段后为超薄带卷取机（旋转卷取机）；第二段为传统的层流冷却和卷取机，主要生产一般规格的热带。由于减少了穿带过程中产生的带钢温度降低、厚度不易控制和生产不稳定的问题，半无头轧制技术极有利于薄规格带钢轧制。因此，这种类型的生产线以超薄规格薄带为主，其中0.8—3.0mm的带钢占60%以上，高强钢最小厚度为1.2mm，低碳钢可达0.8mm。日本三菱重工向荷兰CORUS公司提供了短流程超薄钢板的轧制技术，采用此项
工艺技术能生产出0.7mm以内的超薄热轧板卷。
2004年，我国华菱集团涟源钢铁公司新建的薄板坯连铸连轧生产线即是按半无头轧制工艺设计建设，由德国西马克·德马克公司供货，投产8个月后即成功创造世界同类型生产线半无头轧制268m长坯的最长纪录以及生产出厚度为0.78mm特薄热轧带卷。涟钢均热炉长291.15m，是目前世界上最长的均热炉。
采用无头或半无头轧制生产带钢时，要求能够对带钢凸度范围进行非常广泛的控制。为了满足半无头轧制超薄带钢的板形凸度和平直度动态控制的要求，达涅利提出了一种f2CR轧机，采用了包括弯辊、轧辊横移和轧辊交叉装置，以独立控制轧辊磨损、热凸度变化和轧制负荷对带钢板形的影响。通过在埃及EZZ 带钢厂试验表明，采用f2CR轧辊交叉系统使得在带钢总长度95.45%的长度范围内，带钢凸度值可控制在±15μm的公差范围内。
f2CR轧机配备的先进技术包括：
●工作辊和支撑辊成一定角度交叉，并能动态控制交叉角；
●工作辊正、负弯曲和工作辊移动系统；
●交叉和移动是独立进行的，即轧辊交叉用于带钢凸度控制，工作辊移动
用于工作辊磨损控制。
无头轧制和半无头轧制技术具有显著优越性和巨大的经济效益，但总的说来，在生产实践中应用的时间还不长，采用的厂家还不多，属于一种正在发展中、有广阔发展前景的新工艺技术。
4、宽度控制技术
利用粗轧机前的大立辊进行侧压是较为传统的热轧宽度控制技术，1976年开始在日本应用。目前广泛采用的全液压立辊轧机具有良好的自动调宽控制（AWC）和短行程控制（SSC）功能，能够保证中间坯宽度控制精度，改善板坯头尾形状，减少头尾切损。同时，通过对立辊辊型的合理优化，可以提高调宽效果，改善边部线状缺陷，防止大侧压时板坯的扭转和翘曲。
板坯定宽压力机是极为有效的调宽手段（图2）。第一台定宽压力机于20世纪80年代在蒂森成功应用后，西马克、石川岛播磨和川崎三家公司相继制造了不同类型的定宽压力机，并得到广泛应用。其功能、效率相近，但结构形式各有特点。西马克设计制造的定宽压力机采用双曲柄驱动形式，由传动电机带动双曲
柄轴旋转，从而带动压模移动；其定宽压力机移动部件小，振动较小。石川岛播磨制造的定宽压力机采用单曲柄结构，由于要解决压模移动的平稳运行导向问题，其移动部件相对较大，在实际操作中振动稍大。川崎的定宽压力机采用了一重悬挂结构，所有移动部件均在轨道上运行，传动仍然采用单曲柄形式。
定宽压力机的主要技术特点是宽度调整能力大，一道次最大侧压量可达350毫米，平均侧压量为200毫米，从而减少了连铸板坯的宽度规格，连铸板坯宽度规格与没有采用定宽压力机前相比可以减少50%以上。此外，定宽压力机侧压后的板坯形状规整，切损少，比采用大立辊切损约减少一半，侧压板坯边部凸起量较立辊轧制小得多，有效减少了水平轧制后的鱼尾切损，提高了成材率。
我国第一台定宽压力机于1996年在宝钢1580热轧投入使用，鞍钢、武钢、马钢、邯钢、本钢等企业也相继采用。目前国内已经投产的定宽压力机均为引进，外商将其视为自己的核心技术装备重点保护。国内的热轧带钢生产线有近70条，由于引进费用十分昂贵，只有不到10条线配置了定宽压力机。因此，该装备在国内的推广前景十分广阔。
图2 立辊轧机与定宽压力机调宽比较
5、板形和板凸度控制技术
受1973年石油危机和钢材市场的影响，热轧板带的质量要求日益严格，在提高纵向厚度的基础上，对平直度、板凸度、边部减薄等横断面形状要求更高。由于控制范围小，作为统统的板形和板凸度控制方法，调整工作辊原始凸度、负荷分配和弯辊等已无法适应新形势的要求，从而推动了一系列新型轧机和轧制技术的开发与应用，包括1977年日本住友金属开发的变凸度（VC）轧机、1980年德国西马克开发的连续可变凸度（CVC）轧机、1982年日本日立开发的高凸
度（HC）轧机、1984年新日铁与三菱重工共同开发的对辊交叉（PC）轧机和在线磨辊技术（ORG）等。
经过多年的应用实践与研究开发，板形控制技术如CVC、PC、WRS等都得到了很大的发展。目前，先进热轧板带的板形控制典型配置为：在精轧机组的前部机架，采用CVC或PC轧机，控制坯料的板凸度，为后部机架的板形和板凸度控制提供需要的断面形状，在精轧机组的后部机架，则主要采用WRS轧机，通过轧辊的轴向往返移动，分散热凸度和磨损，实现自由轧制。
边部减薄通常认为是由于工作辊局部压扁和近边部金属的横向流动产生的，控制技术有：
●减小后段压下量；
●减小工作辊辊径；
●采用锥肩工作辊。
6、中间坯保温技术
（1）保温罩技术
粗轧机出口处带坯较长，可达80～90m。进精轧机轧制过程中为减少头尾温差，设置保温罩是简单易行的有效技术，在热轧生产中有着广泛的应用。我国宝钢2050、1580、鞍钢1780和邯钢2250等热轧都采用了保温罩。太钢1549mm、梅钢1422热轧机改造后增设了保温罩。
（2）热卷箱技术
热卷箱技术是由加拿大Stelco公司提出，1974年首先安装于该公司的哈密尔顿厂1420热轧上。实践证明，该技术在温度控制、生产率、节能、提高坯重和提高带钢的质量等方面均取得了成功。目前，热卷箱技术已作为一项成熟的技术被世界上二十多家热轧厂采用。我国的宝钢、攀钢、太钢、凌钢、承钢等众多钢铁厂都采用此项技术。
传统的热卷箱使用的类型主要是具有两个卷取位置。新型热卷箱用于满足带钢无头轧制的需要，采用三卷取位置，热卷箱出口使用强力矫直机。热卷箱除了具有使带坯保温、减少带坯头尾温差作用外，还起着活套的作用。由于采用热卷箱及带钢无头轧制技术增加设备投资和操作难度，对于500万吨以上规模的热带钢轧机采用较为合适，如日本JFE千叶厂三号热轧机和新日铁大分厂。
（3）边部感应加热技术
采用电感应加热器提高带坯边部温度，是近十年来发展的新工艺，主要目的是改善钢坯断面温度分布和金相组织，防止薄带钢和硅钢、不锈钢、高碳钢等的边部质量缺陷，减轻轧辊的不均匀磨损。
7、控轧控冷技术（TMCP）
新建的热轧机组层流冷却线一般分为主冷区和精冷区，可以精确控制带钢的冷却强度和速率、冷却的均匀性和卷取温度。西马克-德马格公司还开发了边部遮挡技术，在生产薄带钢（厚度小于1.8mm）时，在层流冷却区内有可控的带钢边部遮挡装置使之保温，以降低带钢冷却后的热应力，有效防止边浪的发生，保证了横向组织和性能的均匀性。
8、全液压卷取机技术
采用全液压三助卷辊地下卷取机，具有良好的偏导对中和自动踏步控制（AJC）功能，以确保较厚轧件头几圈卷取时不产生压痕。卷取机助卷辊采用液压缸驱动和高应答性能的自动跳越控制系统，避免在卷取开始几圈及卷取结束时助卷辊对带钢头部造成冲击，引起带钢表面缺陷。同时，卷取机夹送辊的平衡和辊缝调节，入口侧导板开口度和短行程均用液压缸驱动，提高了机械动作的快速性和稳定性。采用这种新型全液压卷取机，钢卷塔形可控制在40毫米以内。目前，德国SMS和日本IHI都能够生产这种全液压三助卷辊地下卷取机，并已得到广泛的应用。
9、工艺过程控制技术
现代化的热轧带钢机生产由基础自动化级(L1)、过程控制(L2)、生产控制级(L3)、生产管理级(L4)构成多级控制系统。前两级控制系统得到普遍采用，部分热轧机采用了前三级控制系统，少数热轧机采用了四级控制和管理系统。
附表1
序
号
投产时间名称规格产品规格产量备注
1 1978 武钢1700 1.2-12.7 300
2 1989 宝钢2050 1.2-25.4 400
3 1992 攀钢1450 2.0-20 240
4 1996 宝钢1580 1.5-12.7 280
5 1999 邯钢1830 1.2-20 125 CSP
6 1999 珠钢1500 1.2-12.
7 120 CSP
7
2000
（3套）鞍钢1700 1.8-8 80 ASP
8 鞍钢1780 1.2-19 350
9 本钢1700 1.5-10 242
10 2001 包钢1700 1.2-20 200 CSP
11
2002
（4套）唐钢1850 0.8-14 150 FTSR
12 梅钢1422 1.5-12.7 240
13 酒钢1800 1.5-12.7 50 炉卷
14 昆钢1725 1.5-12.7 50
15
2003
（4套）宝钢1780 1.5-12.7 282
16 武钢2250 1.5-25.4 350
17 马钢1700 0.8-12.7 200 CSP
18 通钢1560 120 CSP
19 2004 涟钢1750 1.0-12.7 100 CSP
20
2005
（5套）鞍钢2150 1.2-25.4 450 ASP
21 沙钢1727 1.5-16 324
22 莱钢1500 1.5-12.7 220
23 本钢1750 0.8-12.7 280 FTSR
24 酒钢1900 1.0-12.7 250 CSP
25
2006
（9套）太钢2250 1.5-25.4 300
26 太钢1549 1.8-12.7 135
27 济钢1700 1.2-12.7 260 ASP
28 日照钢铁1780 1.8-12.7 300
29 首钢迁安2160 1.5-25.4 450
30 唐钢1700 1.2-16 300
31 唐山港陆1250 1.2-12.7 150
32 唐山国丰1450 1.2-12.7 200
33 张家港浦项1750 1.5-12.7 80
34
2007
（14套）宝钢1880 1.2-21.7 370
35 武钢1580 1.2-12.7 280
36 邯钢2250 1.2-25.4 450
37 马钢2250 1.5-25.4 500
38 本钢2300 1.2-25.4 515
39 安阳钢铁1780 1.2-12.7 350
40 北太钢铁1780 1.2-19 320
41 广州联众1780 1.5-12.7 400
42 汉中钢厂1500 1.5-12.7 200
43 河北承德1780 300
44 新疆八钢1750 1.5-12.7 300
45 首钢秦皇岛1250 1.8-18 200
46 唐山港陆1500 1.5-12.7 250
47 天津天铁1750 1.5-12.7 400
48
2008
（10套）鞍钢鲅鱼圈1580 1.2-12.7 390
49 沙钢1580 1.5-12.7 330
50 武钢1750 0.8-12.7 250 CSP
51 首钢京唐2250 1.2-25.4 550
52 首钢京唐1580 1.2-25.4 350
53 唐钢1580 1.2-12.7 300
54 新余钢铁1580 1.5-12.7 300
55 唐山国丰1450 1.2-12.7 260
56 宁波建龙1780 1.5-20 400
57 唐山不锈钢1580 1.2-20 200
58
2009
（10套）鞍钢凌源1700 1.2-12.7 250
59 吉林通钢1450 1.2-12.7 200
60 涟钢2250 1.2-25.4 440
61 柳钢1450 200
62 柳钢2032 1.5-25.4 200
63 日照钢铁2150 1.5-25.4 500
64 张家港GTA 1450 1.2-20 350
65 重钢1780 1.5-16 400
66 西南不锈钢1450 1.5-12.7 250
67 山西中阳1250 1.5-12.7 200
68
2010
（3套）梅钢1780 1.2-19 400
69 河北廊坊新钢1450 1.2-18 200
70 包钢1780 1.2-12.7 400
胆甾型液晶(CLC)与ITO透明导电薄膜实现柔性显示 姓名：long 班级：机械设计制造及其自动化10XX班学号：U2010XXXXX 【内容摘要】最近各大智能手机厂商竞争越来越激烈，除手机之外各种可穿戴性智能终端也在不断发展。部分公司推出“柔性屏”(OLED)手机，其实只是屏幕有着固定的弧度的手机而已。随着技术的不断成熟，真正的柔性显示必将改变我们的生活。本文综合了各科学工作者的研究，对胆甾型液晶显示技术进行归纳和总结。采用 CLC 微胶囊产品制备的 PSCT 薄膜，并与ITO/PET透明电极结合，制备胆甾相液晶显示器件。在直流稳态电压驱动下，显示器件实现了反射式、双稳态、彩色显示效果。 【关键词】胆甾型液晶(CLC)；柔性显示；微胶囊；ITO；TCO 1、胆甾型液晶显示技术 胆甾型液晶材料具有螺旋状结构和双稳态特性【1-3】，其近期的研究热点聚焦于反射式显示，逐渐成为电子纸等柔性显示技术的关键技术和材 料之一。肯特大学研究人员提出的聚合物稳定胆甾型液晶显示模式，改 善了胆甾型液晶的化学稳定性，推动了其在显示领域的应用【4-8】。 1.1胆甾型液晶显示技术的优势 作为一种反射式显示技术，胆甾型液晶显示可采用无源矩阵方式进行驱动，不需要背光源和偏振片。若需要获得彩色显示，可以通过添加不同螺距的旋光剂获得不同波长光的反射，而不需要彩色滤光片。 不管是传统的电子纸技术还是新型的OLED显示，都只能基于主动显示的特性进行产品应用环境的设计；但液晶由于自身不发光，因此可以设计为反射显示模式，这已经在普通液晶显示的产品中得以实现。反射模式使胆甾型液晶产品能够在室外及光线较强的环境下使用，而无需调高亮度，可以实现产品低功耗、长续航时间的使用【9】。 1.2胆甾型液晶显示研究 在胆甾相液晶显示过程中，如何形成稳定的多畴分布是实现双稳态显示的技术关键【10】。在SID2011会议上，台湾的C.Liang等发表了关于低成本、全彩色、低电压以无串扰驱动的胆甾型QVGA液晶显示器件，这是目前最新的研究成果之一【11】。为实现低成本的目标，C.Liang采用在柔性基板上以卷对卷(roll to roll)工艺进行器件制备,器件采用单层结构,如图1.2.1所示。 图1.2.1 在此之前，Y.A. Sha【12】等以聚合物体锚泊作用为基础，以聚合物体锚泊作用为基础，结合栅栏分散作用和聚合物致稳作用制备的柔性PSCT 显示器件。首先采用光聚合的方法得到规整的栅栏，然后将聚合物和液晶混合均匀后注入到栅
压力加工技术概述 近十年来,由于工业的蓬勃发展,压力加工工艺规程大量地被采用着,为了完成这些工艺规程,又创造了大量的锻压机器,如自动机,机械化、自动化装置和自劫线。 随着现代化生产过程的出现,‘劳动生产率不断得到提高,这主要是依靠成批和大量生产零件,同时合理采用最先进的工艺规程和符和这些工艺规程要求的高效率机器与工具。 成批和大量生产机器和仪器,首先要使零件的结构符合机械化、自动化的要求，并要能最大限度地缩短这些零件的生产周期。生产经验证明,符合这些要求的大多是板料冲压件。如:在拖拉机制造部件中板料冲压件,占35~40%;汽车制造部件中占60~75%;电机制造部件中占60~70%;仪表制造部件中占70~75%;精密工业(打字机等)中占80~85%；日用品工亚中占95~98%。这些数据,不但说明板料冲压在许多重要工业部件中所占比重很大,而且不能想象,没有压力加工,会使这些部件作出一系列对工业发展有极其重要意义的产品来。这些教据同样也说明，压力加工对许多重要工业部件在提高劳动生产率上起着重要的作用。和切削加工比较,压力加工有下列优点: 1.生产率高。装有连续动作模具的自动机,在许多情况下,一分钟可以制造2500~3000个零件,而且这些零件并不需要再在金属切削机床上继续加工。 2.不需要技水水平很高的工人操作锻压机器,因为冲压工人的业务较简单,操作技术也容易掌握。.
3.材料损失少。例如采用锻压设备加工一百万吨轧制钢材,可以节约25~30万吨钢材，同时可以节省3千万个机床小时，节省1万台金属切削机床和将近3万个工人。 4.达到良好的互换性。因为现代化的压力加工方法能够使零件达到很高的精度，几乎不再需要机床来加工了。一般冲压精度为4~5级，而精整、精压和冷减经的精度为2~3级。 5.生产系统实现专业化为了满足产量和质量的要求，往往把轧机分为大批量专业化轧机和小批量多品种轧机两类。前者为主要生产力量，采用专用设备及专用加工线进行生产，以利于提高产量、质量和降低成本。 6.采用自动控制不断提高产品精度计算机自动控制，大大提高了对钢材尺寸、形状和表面质量的控制精度。例如，能使厚5mm以下的热轧宽带钢的厚度精度控制到±0.025 mm，冷轧带钢厚度精度控制到±0.004mm，使带钢宽度公差控制到5mm；能使盘重4.4t的线材直径精度控制在0.1mm以内；冷加工钢管外径偏差达±0.05 mm，壁厚偏差±0.01 mm，表面特性达到极光表面的镜状光泽面。 7.发展合金钢种与控制轧制工艺以提高钢材性能利用锰、硅、铌、钛、钒等微量合金元素生产低合金钢种，配合控制轧制或形变热处理工艺，可以显著提高钢材性能，延长使用寿命。近年来，由于工业发展的需要，对石油钻采用管、造船钢板、深冲钢板和硅钢片等生产技术的提高特别注意，所以，在这方面取得的进步也特别显著。 8.不断扩大钢材品种规格及增加板带钢和钢管的产品比重钢材
先进制造技术及其发展 Xxxx （xx大学 xx学院江苏xx xxxxx） 摘要：对先进制造技术的起源、内涵进行了介绍。概述了先进制造技术(AMT)的体系结构和分类。提出先进制造技术向集成化、柔性化、网络化、信息化、虚拟化、智能化、绿色化、制造全球化等方向的发展趋势。[1] 关键词: 先进制造技术；AMT；关键技术；发展；体系结构 Advanced Manufacturing Technology and It's Development Trend Abstract: Introduces the origin, connotation of advanced manufacturing technology. Briefly introduced the structure system, the classification,and the characteristic of Advanced.The paper predicts the tendency of AMT, which is developing toward the characteristics of integrated, flexible, latticing, informational, virtual, intelligent, green and global manufacturing. Key words: Advanced manufacturing technology; AMT; key technology; development; system structure 0 引言 先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Technology)是集机械，电子，信息，材料，能源和管理等各项先进技术而发展起来的高新技术，它是发展国民经济的重要基础技术之一。先进制造技术是制造业为提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。先进制造技术是当今生产力的主要构成因素，是国民经济的重要支柱。它担负着为国民经济各部门和科学技术的各个学科提供装备、工具和检测仪器的重要任务，成为国民经济和科学技术赖以生存和发展的重要手段。尤其是一些尖端科技，如航空、航天、微电子、光电子、激光、分子生物学和核能等等技术的出现和发展，如果没有先进制造技术作为基础，是不可能实现的。自20世纪80年代末，国际上提出先进制造技术(AMT)的概念以来，以CAD／CAM技术、快速原型制造技术、柔性制造系统技术、计算机集成制造系统技术、虚拟制造、绿色制造、敏捷制造等为代表的一系列AMT在诸多国家和地区得到迅速的发展和广泛的应用，逐步实现了柔性化、自动化、敏捷化与虚拟化。进入21世纪后，以计算机技术、网络技术和通信技术等为代表的信息技术、生物技术及新材料技术，被应用于制造业的各个领域，使制造技术发生质的飞跃，制造生产模式发生了重大的改变。[2]
先进制造技术综述 Prepared on 22 November 2020
先进制造技术产生的背景 摘要 随着科学的发展与技术的进步，先进的制造技术越来越成为在科技竞争中成功的一个重要条件。先进制造技术是制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化，在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐发展起来的一个新兴技术群。本文主要在社会经济发展、科学技术发展、可持续发展战略等几个方面分析了先进制造技术产生的背景。 关键词先进制造技术背景社会发展科学技术可持续发展 1 制造技术的进步与发展 制造技术 制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其它生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品、半成品和技术服务的技术群[1][2]。制造技术的发展是由社会、政治、经济等多方面因素决定的。 制造技术的发展时期 ⑴工场式生产时期 18世纪后半叶，蒸汽机和工具机的发明，揭开了近代工业的历史，促成了制造企业的雏形——工场式生产的出现，标志着制造业以完成从手工作坊式向以机械加工和分工原则为中心的工厂式的艰难转变。 ⑵工业化规模生产时期 19世纪电气化技术的发展，开辟了电气化新时代，制造业得到了飞速发展，出现了大批量生产的局面。 ⑶刚性自动化发展时期 20世纪初内燃机的发明、泰勒科学管理方法的应用、福特公司的流水生产线，引起了制造业的革命，降低了生产成本。然而，这也仅仅适用于单一品种的大批量生产的自动化。 ⑷柔性自动化发展时期 二次大战之后，计算机、微电子、信息和自动化技术有了迅速的发展，推动了生产模式由中大批量生产向多品种小批量柔性生产自动化转变。期间形成了一批新型的柔性制造的技术，如数控技术（CNC）、FMC、FMS等。同时，现代化的生产管理模式开始应用到生产中，如JIT 、TQM 等。 ⑸综合自动化发展时期
先进控制技术及其应用 随着工业生产过程控制系统日趋复杂化和大型化，以及对生产过程的产品质量、生产效率、安全性等的控制要求越来越严格，常规的PID控制已经很难解决这些具有多变量、强非线性、高耦合性、时变和大时滞等特性的复杂生产过程的控制问题[]。 自上世纪50年代逐渐发展起来的先进控制技术解决了常规PID控制效果不佳或无法控制的复杂工业过程的控制问题。它的设计思想是以多变量预估为核心，采用过程模型预测未来时刻的输出，用实际对象输出与模型预测输出的差值来修正过程模型，从而把若干个控制变量控制在期望的工控点上，使系统达到最佳运行状态。目前先进控制技术不但在理论上不断创新，在实际生产中也取得了令人瞩目的成就。下面就软测量技术、内模控制和预测控制做简要阐述。 1.软测量技术 在生产过程中，为了确保生产装置安全、高效的运行，需要对与系统的稳定及产品质量密切相关的重要过程变量进行实时控制。然而在许多生产过程中，出于技术或经济上的原因，存在着很多无法通过传感器测量的变量，如石油产品中的组分、聚合反应中分子量和熔融指数、化学反应器反应物浓度以及结晶过程中晶体粒直径等。 在实际生产过程中，为了对这类变了进行实施监控，通常运用两种方法： 1).质量指标控制方法：对与质量变量相关的其他可测的变量进行控制，以达到间接控制质量的目的，但是控制精度很难保证。 2).直接测量法：利用在线分析仪表直接测量所需要的参数并对其进行控制。缺点是在线仪表价格昂贵，维护成本高，测量延迟大，从而使得调节品质不理想。 软测量的提出正是为了解决上述矛盾。 软测量技术的理论根源是20世纪70年代Brosilow提出的推断控制，其基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量(也称二次变量)，通过构造推断器来估计并克服扰动和测量噪声对主导过程主导变量的影响。因此，推断估计器的设计是设计整个控制系统的关键。 软测量器的设计主要包括以下几个方面： 1)机理分析和辅助变量的选择。 首先是明确软测量的任务，确定主导变量。在此基础上深入了解和熟悉软测量对象及有关装置的工艺流程，通过分析确定辅助变量。 2)数据采集和预处理 采集被估计变量和原始辅助变量的历史数据包含了工业对象的大量相关信息，因此数据采集越多越好。但是为了保证软测量精度和数据的正确性以及可靠性，采集的数据必须进行处理，包括显著误差检测和数据协调，及时剔除无效的数据。 3)软测量建模 软测量模型是建立是软测量技术的核心。软测量建模的方法多种多样，一般可分为：机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学和现代非线性系统信息处理技术等。 此外还有混合模型，如图1所示的软测量模型就是结合了BP网络、RBF网络和部分最小二乘法建立的混合模型[5]。 4)软测量模型的在线校正 图1 软测量模型
2011 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:微细超精密机械加工技术原理及系统设计学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计及理论 学生姓名:杨嘉 学号:10S008214 学生类别:学术型 考核结果阅卷人
微细加工技术概述及其应用 摘要 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削 1微细加工技术简介及国内外研究成果 1.1微细加工技术的概念 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。 现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，微细超精密加工的主要方法如下： 微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了
先 进 制 造 技 术 综 述 学院：机械工程学院 专业：机械制造及其自 动化
《先进制造技术》试题 在课程学习和检索文献资料的基础上,撰写一份先进制造技术综述论文,包括以下具体内容： 1.绿色制造的关键技术。 2.超高速切削和超高速磨削技术，包括：超高速切削和超高速磨削的机理、关键技术和应用范围。 3.超周密加工技术，包括：超周密车削、超周密砂轮磨削、超周密砂带磨削、电泳磨削的加工原理、技术特点和应用范围。 4.特种加工，包括： （1）电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花表面强化等加工技术的加工原理与特点、应用范围。 （2）激光加工、电子束加工、离子束加工、水喷射加工等加工技术的加工原理、技术特点和应用范围。 5. 先进生产治理的技术，包括：敏捷制造、精益生产、智能制造等先进制造模式的定义、内涵、特点和关键技术等。 6.你自己对先进制造技术进展与创新历程的理解和观点。 答题要求： 1.论文包括题目、摘要、关键词、正文、结语、参考文献等部分。
2.论文正文字数许多于3000字，参考文献许多于30篇。 3.综述时应尽可能提供加工实例及其示图。 4.要按参考或引用的顺序列出文献资料的出处，并在引用处标注。 5.本试题页符在答卷上一并交回，提交试卷时，同时提交电子文档。 6.参照《西安科技大学学报》排版格式。试卷用A4纸，一级标题用黑体四号字，二级标题用仿宋体小四号字，行间距为1.5倍。 7.卷面不得雷同，否则不记成绩。
先进制造技术综述 摘要：本文通过大量列举典型的先进制造工艺和先进 的治理系统来介绍先进制造技术的进展现状及特点，其 中包括典型的先进制造工艺有：绿色制造技术、超高速 加工技术、超周密加工技术以及特种加工技术；典型的 先进治理系统有：敏捷制造、精益制造以及智能制造等 先进制造技术。文中分析了以上各种先进技术的加工原 理、技术特点、关键技术以及该技术的应用范围。最后， 阐述了本人对先进制造技术进展与创新历程的理解和 观点。 关键词：先进制造；绿色制造；超高速加工；超周密加 工；先进生产治理系统 0 引言 先进制造技术AMT(advanced manufacturing technology)是制造业不断汲取机械、电子、信息(计算机与通信、操纵理论、人工智能等)、能源及现代系统治理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、治理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁和灵活生产，提高
作者:蒋仕龙吴宏吕恕龚小云（固高科技（深圳）有限公司深圳518057 ）摘要：运动控制技术的发展是制造自动化前进的旋律，是推动新的产业革命的关键技术。运动控制器已经从以单片机或微处理器作为核心的运动控制器和以专用芯片（ASIC）作为核心处理器的运动控制器，发展到了基于PC 总线的以DSP 和FPGA 作为核心处理器的开放式运动控制器。运动控制技术也由面向传统的数控加工行业专用运动控制技术而发展为具有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组的先进运动控制技术。基于网络的开放式结构和嵌入式结构的通用运动控制器逐步成为自动化控制领域里的主导产品之一。高速、高精度始终是运动控制技术追求的目标。充分利用DSP 的计算能力，进行复杂的运动规划、高速实时多轴插补、误差补偿和更复杂的运动学、动力学计算，使得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳；充分利用DSP 和FPGA 技术，使系统的结构更加开放，根据用户的应用要求进行客制化的重组，设计出个性化的运动控制器将成为市场应用的两大方向。关键词：运动控制技术，运动控制器，点位控制，连续轨迹控制，同步控制 1 通用运动控制技术的发展现状运动控制起源于早期的伺服控制(Servomechanism)。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。早期的运动控制技术主要是伴随着数控（CNC）技术、机器人技术（Robotics）和工厂自动化技术的发展而发展的。早期的运动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。这类控制器可以成为独立运行（Stand-alone）的运动控制器。这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，利用RS232或者DNC 方式传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系统。通用运动控制器的发展成为市场的必然需求。由国家组织的开放式运动控制系统的研究始于1987 年，美国空军在美国政府资助下发表了著名的“NGC（下一代控制器）研究计划”，该计划首先提出了开放体系结构控制器的概念，这个计划的重要内容之一便是提出了“开放系统体系结构标准规格(OSACA)”。自1996年开始，美国几个大的科研机构对NGC 计划分别发表了相应的研究内容[3]，如在美国海军支持下，美国国际标准研究院提出了“EMC（增强型机床控制器）”；由美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司提出和研制了“O MAC（开放式、模块化体系结构控制器）”，其目的是用更开放、更加模块化的控制结构使制造系统更加具有柔性、更加敏捷。该计划启动后不久便公布了一个名为“OMAC APT”的规范，并促成了一系列相关研究项目的运行。通用运动控制技术作为自动化技术的一个重要分支，在20 世纪90 年代，国际上发达国家，例如美国进入快速发展的阶段。由于有强劲市场需求的推动，通用运动控制技术发展迅速，应用广泛。近年来，随着通用运动控制技术的不断进步和完善，通用运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经被越来越多的产业领域接受，并且它已经达到一个引人瞩目的市场规模。根据ARC 近期的一份研究，世界通用运动控制（General MotionControl GMC）市场已超过40 亿美元，并且有望在未来5 年内综合增长率达到6.3％。目前，通用运动控制器从结构上主要分为如下三大类：⑴基于计算机标准总线的运动控制器，它是把具有开放体系结构，独立于计算机的运动控制器与计算机相结合构成。这种运动控制器大都采用DSP 或微机芯片作为CPU，可完成运动规划、高速实时插补、伺服滤波控制和伺服驱动、外部I/O 之间的标准化通用接口功能，它开放的函数库可供用户根据不同的需求，在DOS 或WINDOWS 等平台下自行开发应用软件，组成各种控制系统。如美国Deltatau 公司的PMAC 多轴运动控制器和固高科技（深圳）有限公司的GT 系列运动控制器产品等。目前这种运动控制器是市场上的主流产品。⑵Soft 型开放式运动控制器，它提供给用户最大的灵活性，它的运动控制软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O 之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声
摘要：在此我综述智能控制技术的现状及发展,首先简述智能控制的性能特点及主要方法;然后介绍智能控制在各行各业中的应用现状;接着论述智能控制的发展。智能控制技术的主要方法，介绍了智能控制在各行各业中的应用。随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出犷新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 关键词：智能控制应用自动化 浅谈智能控制技术现状及发展 在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是，要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。因此，在研究和设计智能系统时，主要注意力不放在数学公式的表达、计算和处理方面，而是放在对任务和现实模型的描述、符号和环境的识别以及知识库和推理机的开发上，即智能控制的关键问题不是设计常规控制器，而是研制智能机器的模型。此外，智能控制的核心在高层控制，即组织控制。高层控制是对实际环境或过程进行组织、决策和规划，以实现问题求解。为了完成这些任务，需要采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示、自动推理和决策等有关技术。这些问题求解过程与人脑的思维过程有一定的相似性，即具有一定程度的“智能”。 一、智能控制的性能特点及主要方法 1.1根据智能控制的基本控制对象的开放性，复杂性，不确定性的特点，一个理想的智能控制系统具有如下性能： （1）系统对一个未知环境提供的信息进行识别、记忆、学习，并利用 积累的经验进一步改善自身性能的能力，即在经历某种变化后，变化后的
先进制造技术课程论文 学院：机电学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 2014年4月20
自动化立体仓库的基本设施与特点 摘要:自动化立体仓库又称自动化高架仓库和自动存储系统。它是一种基于高层货架、采用电子计算机进行控制管理、采用自动化存储输送设备自动进行存取作业的仓储系统。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量的关键系统，在自动化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。 自动化立体仓库系统最早在美国诞生。20世纪50年代初美国开发了世界上第一个自动化立体仓库，并在60年代即采用计算机进行自动化立体仓库的控制和管理。日本在1967年制造出第一座自动化立体仓库，并在此后的20年间使这一技术得到广泛应用。进入20世纪80年代，自动化立体仓库在世界各国发展迅速，使用的范围涉及几乎所有行业。 关键字:自动化；立体仓储；发展；高效率； 正文： 一、自动化立体仓库的概述 （一）、自动化立体仓库的发展 随着现代工业发展的发展，柔性制造系统、计算机集成制造系统和工厂自动化对自动化仓库提出更高的要求，搬运存储技术要具有更可靠更实时的信息，工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。无线数据通信、条形码技术和数据采集越来越多的应用于自动化立体仓库系统。 在自动化立体仓库发展过程中，经历了自动化、集约化、集成化和智能化几个发展过程。自动化时期主要在20世纪60到70年代，随着计算机技术的发展，自动化立体仓库得到了迅猛发展。在1967到1977年 10年中，日本建设超过了8000套自动化立体仓库系统。集约化发展是伴随大规模生产需求而发展的。其 规模曾经发展到超过100个巷道，货位数超过20万个。但事实表明，大型自动化立体仓库系统已不再是发展方向。美国Hallmark公司安装的多达120个巷道的系统已经达到巅峰。为了适应工厂发展的新趋势，出现了规模更小，反应速度更快，用途更广的自动化仓库系统。它结合先进的控制技术，应用到分段输送和按预定线路输送方面保持了高度的柔性和高生产率，满足了工业库存搬运的需要。儿大规模的立体仓库系统一般应用于大型配送中性。集成化的标志是随着信息系
先进制造工艺技术 摘要：随着市场竞争的日趋激烈化，生产规模、生产成本、产品质量和市场响应速度相继成为企业的经营目标，先进制造工艺应运而生。先进制造工艺是在不断变化和发展的传统机械制造工艺基础上逐渐形成的一种制造工艺技术。 With the increasingly fierce market competition, production scale, production costs, product quality and market responsiveness have become the business objectives, advanced manufacturing technology came into being. Advanced manufacturing technology is a manufacturing technology in the traditional mechanical manufacturing process based on a constantly changing and evolving development. 先进制造工艺技术旨在粗加工时获得高生产率，精加工时获得高精确度和高表面质量。它是实现优质、高校、低耗、清洁生产的基础，是保证产品参与市场竞争的基础。随着科技的不断发展，制造工艺亦日新月异。（1）先进制造工艺技术的代表性技术有材料受迫成形工艺技术、超精密加工技术、高速加工技术、快速原型制造技术、现代特种加工技术等。 （1）精密和超精密加工已经成为全球市场竞争取胜的关键技术。超精密加工是一个十分广泛的领域，它包含了所有能使零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工方法主要有传统的切削、磨削，还有利用声、光、电等能源对材料进行加工和处理的方法，以及综合了多种加工方法的复合加工方法。（2）超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械设备。 目前，国外超精密机床的发展在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本,这3 个国家的超精密加工装备不仅总体成套水平高,而且商品化的程度也非高。（3）1962年美国UnionCarbide公司研制成功半球车床,它是最早使用金刚石刀具实现超精密镜面切削的机床,可用于加工球形和半球形零件,机床为立式布局,电动机通过带轮带动主轴旋转,主轴采 用高精度空气轴承,加工件尺寸精度为0.6μm,表面粗糙度Ra为0.025μm以内（4）。美国LLNL 实验室于20世纪80年代研制成功两台大型超精金刚石车床。一台是卧式DTM-3超精密金刚石车床（5）,该机床为T形结构,采用多路激光干涉测量系统,可对各轴进行直线和偏移误差补偿。其系统分辨率为2.5nm,最大加工直径为Φ2100mm,加工精度方面:形状误差可达28nm, 圆度和平面度可达12.5nm,表面粗糙度Ra可达4.2nm。另一台是立式大型光学金刚石车床LODTM[5],机床主轴系采用液体静压轴承,位置测量系统采用分辨率为0.625nm的7路双频激 光测量系统,50r/min时的主轴回转精度小于51nm,加工精度可达28nm,可加工直径1.65m、高0.5m、质量1360kg的工件。[6]现在仍被公认为世界上精度最高的超精密机床。 (2)高速加工技术产生于近代动态多变的全球化市场经济环境。自二十世纪八十年代，高速加工技术基于金属(非金属)传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术，逐步发展成为综合性系统工程技术。现已广泛实用于生产工艺流程型制造企业。 高速磨削加工是高速加工技术中具有代表性的一种，高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进。20世纪60年代以前，磨削速度在50 m/ s 时即被称为高速磨削；而20世纪90年代磨削速度最高已达500 m/s。在实际应用中，磨削速度在100 m/ s以上即被称为高速磨削。[7] 以砂轮高速、高进给速度和大切深为主要特点的高效深磨技术是高速磨削在高效加工方面的应用之一。[8]高效深磨技术起源于德国，1979年德国P.G.Werner博士预言了高效深磨区的存在合理性，开创了高效深磨的概念，并在1983年由德国Guhring Automation公司创造了当时世界上最具威力的60 kW强力磨床，转速为10000 r/min砂轮直径为400 mm，砂轮 圆周速度达到100～180 m/s，标志着磨削技术进入了一个新纪元。1996年由德国Schaudt
我国先进制造技术的发展现状 摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：问题；先进制造技术；前沿科学；应用前景 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1 当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。（2）为支持快速敏捷制造，几何知识的共享已成为制约现代制造技术中产品开发和制造的关键问题。例如在计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)集成、坐标测量(CMM)和机器人学等方面，在三维现实空间(3-Real Space)中，都存在大量的几何算法设计和分析等问题，特别是其中的几何表示、几何计算和几何推理问题；在测量和机器人路径规划及零件的寻位(如Localization)等方面，存在C-空间 (配置空间Configuration Space)的几何计算和几何推理问题；在物体操作(夹持、抓取和装配等)描述和机器人多指抓取规划、装配运动规划和操作规划方面则需要在旋量空间(Screw Space)进行几何推理。制造过程中物理和力学现象的几何化研究形成了制造科学
现代机械制造技术论文 摘要 随着科学技术的发展，现代机械制造技术已不单单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。本论文简单介绍了现代机械制造技术中的特种加工技术、精密加工和超精密加工技术、计算机辅助设计与制造技术等。 关键词：特种加工技术；精密加工和超精密加工技术；计算机辅助设计与制造技术；
目录 现代机械制造技术论文 (1) 摘要 (1) 1 现代制造技术介绍 (3) 1.1 现代制造技术的体系结构 (3) 1.2现代制造技术的分类 (3) 2 特种加工 (4) 2.1 特种加工概述 (4) 2.2 电火花加工（EDM） (4) 2.3电解加工 (5) 2.4 超声波加工 (6) 2.5 激光加工 (6) 3 精密加工和超精密加工 (7) 3.1 精密、超精密加工的概念 (7) 3.2 精密加工和超精密加工的工艺特点 (7) 4 计算机辅助设计与制造技术 (8) 4.1 CAD/CAM基本概念 (8) 4.2 CAD/CAM系统的工作过程 (8)
1 现代制造技术介绍 1.1 现代制造技术的体系结构 现代制造技术所涉及的学科较多，所包含的技术内容较为广泛，1994年美国联邦科学、工程和技术协调委员会将现代制造技术分为三个技术群：主技术群、支撑技术群和制造技术环境。这三个技术群体相互联系、相互促进，组成一个完整的体系，每个部分均不可缺少，否则就很难发挥预期的整体功能效益。 1.2现代制造技术的分类 根据现代制造技术的功能和研究对象，可将现代制造技术归纳为以下几个方面。 1、现代设计技术 现代设计技术是根据产品功能要求，应用现代技术和科学知识，制定方案并使方案付诸实施的技术。现代设计技术包括：计算机辅助设计、性能优良设计基础技术、竞争优势创建技术、全寿命周期设计、可持续发展产品设计、设计试验技术等。 2、现代制造工艺技术 现代制造工艺技术包括精密和超精密加工、精密成形与特种加工技术等几个方面。 3、制造自动化技术 制造自动化是指用机电设备工具取代或放大人的体力，甚至取代和延伸人的部分智力，自动完成特定的作业，包括物料的存储、运输、加工、装配和检验等各个生产环节的自动化。制造自动化技术设计数控技术、工业机器人技术和柔性制造技术，是机械制造业最重要的基础技术之一。 4、先进生产制造模式和制造系统 先进生产制造模式和制造系统是面向企业生产全过程，是将现代信息技术与生产技术相结合的一种新思想、新哲理，其功能覆盖企业的市场预测、产品设计、加工制造、信息与资源管理直到产品销售和售后服务等各项活动，是制造业的综合自动化的新模式。
先进控制技术及应用 1．前言 工业生产的过程是复杂的，建立起来的模型也是不完善的。即使是理论非常复杂的现代控制理论，其效果也往往不尽人意，甚至在一些方面还不及传统的PID控制。20世纪70年代，人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外，开始打破传统的控制思想，试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。在这样的背景下，预测控制的一种，也就是动态矩阵控制（DMC）首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某种统一理论的产物，而是在工业实践中逐渐发展起来的。预测控制中比较常见的三种算法是模型算法控制（MAC），动态矩阵控制（DMC）以及广义预测控制。本篇分别采用动态矩阵控制（DMC）、模型算法控制（MAC）进行仿真，算法稳定在消除稳态余差方面非常有效。 2、控制系统设计方案 2.1 动态矩阵控制（DMC）方案设计图 动态矩阵控制是基于系统阶跃响应模型的算法，隶属于预测控制的范畴。它的原理结构图如下图2-1所示： 图2-1 动态矩阵控制原理结构图 2.2 模型算法控制（MAC）方案设计图 模型算法控制（MAC）由称模型预测启发控制（MPHC），与MAC相同也适用于渐进
稳定的线性对象，但其设计前提不是对象的阶跃响应而是其脉冲响应。它的原理结构图如下图2-2所示： 图2-2 模型算法控制原理结构图 3、模型建立 3.1被控对象模型及其稳定性分析 被控对象模型为 （1） 化成s 域，g （s ）=0.2713/（s+0.9），很显然，这个系统是渐进稳定的系统。因此该对象 适用于DMC 算法和MAC 算法。 3.2 MAC 算法仿真 3.2.1 预测模型 该被控对象是一个渐近稳定的对象，预测模型表示为： )()1()(?)(?1j k j k u z g j k y m ++-+=+-ε， j=1, 2, 3,……,P . （2） 这一模型可用来预测对象在未来时刻的输出值，其中y 的下标m 表示模型，也称为内 部模型。（2）式也可写成矩阵形式为： )1()()1(?-+=+k FU k GU k Y m 4 1 11 8351.012713.0)(-----=z z z z G
PWM控制技术实现方法综述 引言 采样控制理论采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWMPWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。 PWM控制PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM 控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。 1 相电压控制PWM 1.1 等脉宽PWM法［1］ VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）装置在早期是采用PAM（Pulse Amplitude Modulation）控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。 1.2 随机PWM 在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善，随机PWM方法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在IGBT已被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机PWM仍然有其特殊的价值；另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，随机PWM技术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 1.3 SPWM法 SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种比较成熟的、目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。该方法的实现有以下几种方案。 1.3.1 等面积法 该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中，通过查表的方式生
过程控制系统及工程综述报告 摘要：本文主要介绍了过程控制的发展史，回顾了计算机过程控制的发展状况以及未来的发展趋势，并且对过程控制和现代控制理论做了详细的论述 关键词: 过程控制、控制理论、控制工程、鲁棒控制等 1.过程控制的发展史 1.1 前沿 过程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。 1.2 发展过程 在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。 从过程控制采用的理论与技术手段来看，可以粗略地把它划为三个阶段：开始到70 年代为第一阶段，70 年代至90 年代初为第二阶段，90 年代初为第三阶段开始。其中70 年代既是古典控制应用发展的鼎盛时期，又是现代控制应用发展的初期，90 年代初既是现代控制应用发展的繁荣时期，又是高级控制发展的初期。第一阶段是初级阶段，包括人工控制，以古典控制理论为主要基础，采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制，在诸多控制系统中，以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象与要求，创造了一些专门的控制系统，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滞后的Smith 预估器，克服干扰的前馈控制和串级控制等等，这阶段的主要任务是稳定系统，实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。 第二阶段是发展阶段，以现代控制理论为主要基础，以微型计算机和高档仪表为工具，对较复杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论、在线辨识和实时控制已突破前期的形式，继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略，如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制，消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化，满足复杂的工艺要求，提高控制质量。1975 年，世界上第一台分散控制系统在美国Honeywell 公司问世，从而揭开了过程控制崭新的一页。分散控制系统也叫集散控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术，采用多层分级的结构形式,按总体分散、管理集中的原则，完成对工业过程的操作、监视、控制。由于采用了分散的结构和冗余等技术，使系统的可靠性极高，再加上硬件方面的开放式框架和软件方面的模块化形式，使得它组态、扩展极为方便，还有众多的控制算法(几十至上百种) 、较好的人—机界面和故障检测报告功能。经过20 多年的发展，它已日臻完善，在众多的控制系统中，显示出出类拔萃的风范，因此，可以毫不夸张地说，分散控制系统是过程控制发展史上的一个里程碑。第三阶段是高级阶段，目前正在来到。 1.3 过程控制策略与算法进度 几十年来，过程控制策略与算法出现了三种类型：简单控制、复杂控制与先进控制。 通常将单回路PID控制称为简单控制。它一直是过程控制的主要手段。PID控制以经典控制理论为基础，主要用频域方法对控制系统进行分析与综合。目前，PID控制仍然得到