1952年先后成立第一机械工业部和第二机械工业部。其职能为:一机部:民用机械、电信、船舶 二机部:兵器、坦克、航空工业 1956年增设第三机械工业部,其职能为:三机部:核工业和核武器 1958年将二机部、一机部、电机部合并为新的一机部,三机部改称二机部。
1960年从一机部拆分出三机部。1963年先后从三机部拆出四机部、五机部和六机部。其职能分别是:一机部:民用机械二机部:核工业和核武器三机部:航空四机部:电子工业五机部:兵器六机部:造船1964年以国防部五院为基础增设第七机械工业部,其职能为:七机部:洲际导弹(航天)
1975年增设第八机械工业总局。
八机总局:战术导弹 1979年第八机械工业总局更名为第八机械工业部。1981年八机部并入七机部。 1982年,各机械工业部纷纷改名改制一机部改成机械工业部二机部改成核工业部三机部改成航空工业部四机部改成电子工业部五机部改成兵器工业部六机部改成中国船舶工业总公司七机部改成航天工业部1986年机械工业部和兵器工业部合并为国家机械工业委员会至此,机械工业部这一名词完成历史使命。
机械制造工艺的蓬勃发展和进步,可以作为人类社会生产水平发展的标志。机械制造工艺是研究机械工程发展史的一个重要的基本问题。机械制造工艺的蓬勃发展和进步水平,对各行业所用工具、设备的技术水平有重要影响。本节着重讲解中国古代制造机械或工具时使用的技术、设备和方式,重点研究以下哪些方面的问题:
(1)机械加工方式。
按加工方式分,古代经常会用到的机械加工工艺和有关技术涵盖:
(1)热加工工艺,指被加工材料要加热到高于再结晶温度,使其机械性质有很大变化(如金属材料在高温下变软,甚至变为液体),以便成型,如铸、锻、焊、热处理及各种表面处理工艺。
(2)冷加工工艺,指古代机械加工工艺中,在常温下的加工方式。古代冷加工从打制石器启动,渐渐发展到对石、木、骨、金属的切割、钻孔、磨、研等工艺。
(3)测量方式,涵盖测量工具和测量管理的蓬勃发展和进步,它在相对的程度上反映了机械制造工艺发展的规模和水平。
(2)使用的材料。
机械加工使用的材料反映了当时的工艺水平,并对产品性能有很大影响。古代加工对象由石、木、骨等非金属材料渐渐发展为各自不同的金属材料。
(3)使用的动力。
古代机械加工主要使用人力、畜力作为动力,后来渐渐发展为以水力、风力、热力和弹力等作为动力。
(4)加工的产品。
古代机械加工第一是为了满足生活和生产需求,产品大多是生活和生产中使用的器械及工具,但这些器具大多是木制,未能流传下来。按照发掘出来的非常多古代工艺晶(不少为礼器)和武器,可以领略到当时机械工艺发展的水平。
(5)加工设备和发展规模。
机械加工工艺大多需一定的设计才可以达到,因为这个原因,研究古代的机械加工设备及其发展规模,对了解古代工艺的蓬勃发展和进步水平具有重要意义。在古代机械加工工艺发展途中,以上哪些方面是相互联系又相互促进的。充分掌握并熟悉相关古代机械加工工艺方面的资料,并加以综合比较和分析,才可以较确切地了解古代机械制造工艺的蓬勃发展和进步情况。
人类在进化途中为了生存和抵御自然界其他猛兽的侵袭,第一学会了制作和使用工具。史前时期的加工对象差不多为非金属,用于制造工具的材料为石、木、骨、蚌壳等,采取的动力为人力。据分析,一个原始的切削加工过程已经具备了三个基本要素:即刀具(带刃口的工具)、被加工的对象(木、骨等)和切削运动(人用手握住刀具和被加工对象,并使它们当中有一定的作使劲和相对运动)。刀具的发明和切削加工的应用在人类发展历史上有着重要的意义。刀和火的发现与应用是人类的两大重要发明。人类对刀的认识重点在于刀刃,由图2-3可以看得出来刀刃的锋利和光滑程度持续性提升,表达了人类认识的提升和制造工艺的蓬勃发展和进步。在旧石器时代主要用石料做切削工具,而在新石器时代的仰韶文化时期,随着农业的蓬勃发展和进步,要求更多数量和品种的工具,因而进一步发展了以骨、玉等为材料制造的工具。
图2-3 石器时代的工具当时石制刀具的制造方式有打制和磨制两种。打制刀具是将天然砾石不加修整即行打制,除刃口部分外,其他部分很少加工。在旧石器时代大多数情况下都没有精加工步骤。磨制刀具总体可以分为以下加工步骤:(1)毛坯制造,从砾石上打下石片,或用木板加砂蘸水磨擦切削,使刀具初步成形;(2)磨削,可以分为粗磨和细磨两个步骤,分别用粗砂或细砂蘸水进行磨削,不少出土石刀上有磨制的痕迹;(3)精制刃部,可将刀刃的一面或两面磨成斜刃;(4)钻孔,用木棒加砂蘸水用手转动,有部分孔形特别整齐,可能是在棒上加了弓形物,使转动加速。为了磨制方便,可由两面对钻,钻孔前划线沟,以保证两面的孔对准。
图2-3(e)是几种由不一样材料制成的组合式结构刀具。有用绳索将石镞固定在木制箭杆上的木杆石镞,为固定牢固,在箭杆上开出夹持槽,把箭头放人槽内。其余为镶嵌在骨制刀柄
整体来看,基本上机械制造伴随了人类社会发展整个历史过程。人类文明初期,远古人就可以够利用滚木等工具进行搬运,用石器进行打磨、切削。到商周时期青铜器制造十分繁荣,春秋时期铁器和生铁冶铸技术启动产生。西汉中期已炼出灰口铸铁,并产生了壁厚3~5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也带来一定发展。这一时期,弓弩非常多制造并用于战争。汉代农业机械启动应用,到唐宋时期,水利机械,耕作等各自不同的农具及纺车等手工机械得到大力发展。明代造船业空前繁盛。
13世纪以后,机械钟表在欧洲发展繁荣。1765年,发明了蒸汽机。揭开了首次工业革命的序幕。蒸汽机给人类带来了强大的动力,各自不同的由动力驱动的产业机械 — 纺织机、车床等,如雨后春笋般产生。19世纪,第二次工业革命电动机和内燃机发明,人类进入电气化时代,集中驱动被抛弃了,每台机器都安装了独立的驱动装置,为汽车、飞机的产生提供了概率。18世纪末现代车床的雏形在英国产生,19世纪末自动机床、大型机床产生, 20世纪初机械制造进入了大批量生产时代。20世纪四五十年代,以计算机的应用等为代表的第三次工业革命爆发,机械制造启动进入自动化、智能化时代。机器人作为现代机器的代表走上了历史舞台,工业机器人在工业生产中广泛地应用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工作。
进入21世纪,机械制造走向高精尖发展,航工航天,生物科技,高端军事装备等特种机械设备层出不群,随着新的科技革命马上就要来临,机械制造肯定会迎来更大的蓬勃发展和进步。
1964年11月23日,中共中央、国务院决定,以国防部五院为基础,从三、四、五机部及其它相关部门和省、市,抽调若干工厂和事业单位组成第七机械工业部。
1964年12月26日,三届全国人大一次会议通过成立第七机械工业部的决议。
1981年9月7日,国务院、中央军委决定,将八机部与七机部合并,统称七机部。
1982年5月4日,第五届全国人民代表大会常务委员会第二十三会议通过了《有关国务院部委机构改革开展方案的决议》,将第七机械工业部改名为航天工业部。
从工业革命启动后面的两百年时间里,大家就一直持续性提升机器的设计观念和制造工艺。特别是自20世纪中期以来,大规模生产的迫切需求推动了自动化技术的蓬勃发展和进步,进一步衍生出三代机器人产品。第一代机器人是遥控操作的机器,工作方法是人通过遥控设备对机器进行指挥,而机器本身依然不会能自己独立控制运动。第二代机器人通过程序控制,可以使其自动重复完成某种方法的操作。第三代机器人被称为智能机器人。
第一代机器人的诞生源自于发展核技术的需求。20世纪40年代,美国建立了原子能实验室,但实验室内部的核辐射环境对人体的伤害很大,迫切需一部分操作机械能代替人处理放射性物质。在这个需求的推动下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,这之后又在1948年开发了机械耦合的主从机械手。这里说的主从机械手,即当操作人员控制主机械手做一连串动作时,从机械手可准确地模仿主机械手的动作。
1952年,美国帕森斯公司制造了一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床,这标志着数控机床的诞生。此后,科学家和工程师们对控制系统、伺服系统、减速器等数控机床重要零部件技术的深入研究,为机器人技术的蓬勃发展和进步夯实了坚实的基础。
然而,这些机器人是遥控操作的机器,工作方法是人通过遥控设备对机器进行指挥,而机器人本身依然不会能独立控制运动。
凭借自动化技术和零部件技术的研究累积,第二代机器人登上了历史舞台。1954年,美国人乔治·沃尔德制造出世界第一台可编程的机械手,并注册了专利。根据预先设定好的程序,该机械手可以从事不一样的工作,具有通用性和灵活性。
这之后的1958年,被誉为“机器人之父”的美国人约瑟夫·恩格尔伯格创建了世界上第一家机器人公司-Unimation,正式把机器人向产业化方向逐步递次推动。1962年,Unimation公司的第一台机器人产品Unimate问世。该机器人由液压驱动,并依靠计算机控制手臂执行对应的动作。同年,美国机床铸造公司也研制了Versatran机器人,其工作原理于Unimate相似。大多数情况下觉得,Unimate和Versatran是世界上最早的工业机器人。
世界上最早的工业机器人-Unimate
机器人发展到第二代,依然是通过程序被控制,可以自动重复完成某种方法的操作。
在机器人技术的研发途中,大家尝试利用传感器提升机器人的可操作性,具备感知能力的第三代智能机器人渐成研发热点。如厄恩斯特的触觉传感机械手、托莫维奇和博尼的安装有压力传感器的“灵巧手”、麦肯锡的具备视觉传感器系统的机器人还有约翰·霍普斯金大学应用物理实验室研制出的Beast机器人等的成功尝试,第三代智能机器人的蓬勃发展和进步曙光渐显。
1968年,美国斯坦福国际研究所成功研制出移动式机器人Shakey,它是世界上第一台带有人工智能的机器人,可以自主进行感知、环境建模、行为规划等任务。该机器配有电视摄像机、三角法测距仪、碰撞传感器、驱动电动还有编码器等硬件设备,并由两台计算机通过无线通信系统控制。限于当时的计算水平,Shakey 需相当大的机房支持其进行功能运算,同时规划行动也时常要耗时数小时。
世界上首台智能移动机器人—Shakey
即便Shakey笨重且效率低下,但它具备人工智能机器人所具备的特点,即利用各自不同的传感器和测量器等来获取环境信息,然后根据智能技术进行识别、理解和推理,并做出规划决策,同时可以自主行动达到预定目标。于是,第三代智能机器人由此展开。
由上面说的机器人的蓬勃发展和进步历程我们可以看到,工业生产的内在需求还有传统工业方法亟待转变的趋势,都是推动机器人发展的核心力量。
工 业 革 命
工 业 革 命(The Industrial Revolution )启动于十八世纪六十年代,一般觉得它发源自于英格兰中部地区是指资本主义工业化的早期历程,即资本主义生产完成了从工场手工业向机器大工业过渡的阶段。工业革命是以机器取代人力,以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。
因为机器的发明及运用成为了这个时代的标志,因为这个原因历史学家称这个时代为“机器时代”(the Age of Machines)。18世纪中叶,英国人瓦特改良蒸汽机后面,由一系列技术革命导致了从手工劳动向动力机器生产转变的重要飞跃。这之后向英国乃至整个欧洲大陆传播,19世纪传至北美。大多数情况下觉得,蒸汽机、煤、铁和钢是促成工业革命技术加速发展的四项主要因素。英国是最早启动工业革命也是最早结束工业革命的国家。
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