有哪些機械加工的過程只能靠人手而無法用機器代替?為什麼?

由於不是這個行業內的,用詞可能不太精確,大家領會精神就好 &>_&<
常在新聞中看到某些高級技工的故事,比如說央視現在在播的《大國工匠》第一集開播:揭秘中國火箭,大多是焊非常薄的鋼板或是銼非常平的表面神馬的,這些東西難道機器做的還沒有人手好么?畢竟又不是創作藝術品。
沒有不尊敬工人師傅的意思,純粹是好奇。因為感覺周邊願意做這類工作的年輕人越來越少了,以後這類人才要是出現斷層,是不是很多東西就造不了了?


哇,竟然沒有搞機械的來回答?
回答是」任何分解的加工步驟都能用機械替代」。


但機械是為效率而不是容錯的目而設計的,所以產生了局限。

有點繞口。意思就是:機械是為高效率而設計的(廢話,不為效率誰設計機械)。所以在設計時考慮的是較為單一的情況(只有簡化可能性,才能針對不同預設情況設計有針對的高效設備。這就是常說的專用設備。)。

你說的工人應該特指的鉗工,而不是其他工種。

鉗工是為應對各類複雜情況而培訓的。所以是多面手,可應對各種複雜情況,就是效率極其低下而已。

所以某些時候用鉗工,某些時候用機械。

誰綜合成本低用誰。

數控的出現,特別是多軸銑對鉗工這個職業衝擊很大。因多軸銑價格昂貴,其結果就是開銑床的都是學機械的碩士,去當技工了。逼得鉗工沒辦法生存,都轉行搞機械設計去當工程師了。


~~~~~~在添加點。
我看到有人舉了量具與刮研。很多人舉這種例子,就連有些老師和書也是這麼說。
其實這是錯的,是在貼金。

這兩個例子的本質是因為人可以邊干邊測量,邊調整。因為發個量具鉗工就是質檢員。
自動檢測其實比人的檢測精度高。加工,研磨,等加工方式也比人的精度高。
但是你見過自動檢測和自動加工二合一的設備嗎?很少。數控設備上裝個電子的測量儀能多花多少錢?發現錯誤直接修正。
但是沒人裝。因為沒那個必要。用機械本身的精度來達到精度控制這才是王道。才高效。

真要在線自動檢一次,修正一次,檢一次,下道工序。搞成個閉環。這樣設計不是技術上行不通,而是太小眾了。那是屠龍之技。設計了也沒有意義。因為降低了效率。還不如幹完之後再篩選分級呢。

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20天前寫的東西,今天突然有很多人點贊,更多人來反對。
原文一字沒改。我再說一下我的論述。
」任何分解的加工步驟都能用機械替代」。

」任何分解的加工步驟都能用機械替代」。

分解的加工步驟」。


請大家注意「分解」這個詞。
如要反駁請說明哪一個分解的加工步驟是不能用設備的?
是鏨削?銼削?研磨?還是矯正?
到底是哪個?舉個分解工序的例子說服我。
別總給我說「你看這沒用。你看那沒用。」
我會告訴你那是因為用人便宜而已。

~~~~~~看來不舉個栗子糊塗的人還是不知道到底自動化的瓶頸和人工的優點。
講解容錯。
拿最熱門的數控多軸加工中心說吧。
它的工作流程需假設毛坯大小和形狀才能編程。所以上一道工序毛坯餘量就很重要了。不能超過一定公差的範圍。

假設你隨便放一個料,就有可能撞刀,加工不到。

但是人工呢?除非是瞎子否則絕對不會撞刀。加工不到的呢?拉過來焊機,補焊一下就好了。

有人要反駁這個栗子了。「你看機器不如人吧」。

我話沒說完呢。我可以加三維掃描儀,計算機建模比較加工後的造型。我也可以在主軸上加個焊機。不夠加工餘量的部位焊一下。


但是現實是沒人這樣設計。因為這種情況比較罕見。不值得搞一套只針對特例沒什麼使用率的裝置。(沒人為這買單)


甚至都能不顧及成本,設計成這個多軸加工中心自動更換和調整某些易損部件。但這有意義嗎?3年用一次?


不是機器不能設計的容錯高。而是這背離了設備設計的初衷。


希望大家明白了。


自己本身做工業自動化非標設備 家父是國內機械自動化專業學校實力前三的大牛
在我很小時侯他給我說過一點自動化的入門科普 其中有這麼兩條:
1.理論上講一切人能做的機器都能做,功能只與成本有關係(包括現在技術不能實現的其實是因為沒有無限的錢去支持研發...)
2.往往在人看來很簡單的動作讓機器來做非常非常難,而人幾乎不可能完成的動作機器可以輕鬆應對(給我舉例從左邊盤子里拿個玻璃珠放到右邊盤子 兩歲小孩就能輕鬆做到,而機器可能就牽涉機器視覺、軌跡控制、力反饋等等現在難以解決的技術難題。而讓人一秒鐘給300個工件打孔就是不可能的 可對機器來說簡單到一個電機加簡單結構就行了)
當時給做青少年啟蒙科普的兩條定理....成了我後來業務上初步判斷研發難度準則了...看上去人干很簡單的工作...改造自動化一定技術很難...而客戶說人幹不了的 我都估計不會太難

你的例子中焊薄鋼板,銼平表面,我覺得應該不止這麼簡單,但凡在需要人來操作而且是「老技工」來操作的條件的時候,往往都是因為老技工有經驗,而經驗翻譯到機器上是什麼呢?就是識別、測量、匹配、分析,但是機器最不擅長的就是這些了...開發這樣一套系統成本可能遠遠大於一個老技工


同意第一的答案。任何加工都可以用機械方法代替的,要不機械手是幹啥的呢?只是有些加工限制於成本(單件,小批量生產),手工的優勢就體現出來了。


高精度的零件離不開工人師傅們的手,機器的精度並沒有辣么高,加工精度能達到並在加工過程中穩定在1絲公差的機床已經相當不錯了,但是小於1絲公差的尺寸怎麼辦,公差值只有0.001mm怎麼辦(當然也沒有哪個二貨設計隨便就把公差調得這麼低,那樣會被罵的!),量具是如何生產的?敬請查閱《互換性與測量技術》
加工還得考慮零件的變形吶,舉個栗子厚度2mm(公差-0.1mm~0mm)、100mm見方的鋼片如何加工,平磨似乎是個不錯的選擇,但是事實是磨完以後零件取下來就變形了,變形量會大於10絲的公差值,所以這個時候就需要鉗工手工磨了,用砂紙一點一點磨到尺寸合格。
還有粗糙度,Ra0.8不算高吧,事實是這個粗糙度已經相當好了,可滿足大部分配合要求,近期在編某型號飛機起落架的製造大綱,有個零件藍圖上標了一處Ra0.2,當時整個人都不好了!!!(同事紛紛表示這個設計員一定是新來的),還好只有一處,勉為其難的接受了。對於迴轉圓面來說,能用車刀車出Ra0.8的操作工人,那這貨起碼是個老司機了,可以帶徒弟飛了。對於新手,粗糙度Ra0.8還得仔仔細細的拿砂紙再拋光一遍,能達到想要的粗糙度。然而Ra0.4、Ra0.2(傳說中的鏡面)這種鏡面加工,單靠機器來保證的話,我想廢品率會爆表的,粗糙度Ra0.4微米=磨床+老司機的手,Ra0.2一點都不好玩,磚家級的操作工或許能達到(不排除土豪公司砸重金買下的超高精度磨床和砂輪,還得有老司機的經驗)。
還有去除毛刺啊,倒角倒圓吶都需要人工來實現,經濟、效率又高
那麼總之,並不是所有的零件只靠機器就能完成。精度高的,尺寸超小和超大的,加工易變形的,粗糙度要求高的等等都是需要人工來保證的。
(加工精度反映一個企業的製造水平,或者更高一點,一個國家的製造水平,對於操作工人來說手工不單單是情懷,更是一種強烈的需要)

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(20151010更新)

這兩天恰巧微博個人認證成功,所以一直也在關注機加這塊的問題,剛好看到了@央視新聞 發布的一條微博 http://m.weibo.cn/2656274875/3893447142049432?sourceType=smsfrom=1054095010wm=30001_0001 [cp]#大國工匠#【千分之三毫米的「鬼斧神工」】千分之三毫米,頭髮絲的1/25,這是數控機床都很難達到的精度。31歲鉗工方文墨,純憑手感打磨殲15、飛鯊戰機核心部件。可以看看微博下面的評論,個人覺得多數人還是講的是有道理的。


當然是製作鈔票印版啊。以日元為例,在日元中,凸版、凹版、平版等所有的印刷方式通通都用上了。以福澤諭吉萬元鈔為例,正面肖像畫和票額數字以及周圍的蔓藤圖案用的是凹版一色,印章跟紙幣號碼是凸版二色,其餘的地方是平版六色。

背面雉雞跟文字是凹版一色,印章是凸版一色,底是平版三色。

正反面上的每種顏色都要各制一塊原版,要想印出鈔票就必須做出十四種顏色的原版,每塊版只能有一種顏色的線條。加上定型用的母版,一共需要刻十六塊版。加上輔助版,需要二十塊以上的數目。

而且,如果用普通的方法做凹版原版的話,上不了太厚的墨。印製日元的技術是深凹版,需要用刻痕比普通版深的版通過高壓把墨印到紙上。

不僅是版的刻度深,人工刻制的原版在工藝上也是十分驚人的,在鈔票上的福澤諭吉像的眼睛裡可以看到細線,一毫米寬度里細線的數量達到十二根。這裡必須靠人工完成。由於現代機器社會的人大多已經不靠手工藝來製作複雜物件,刻版手多數都是年紀很大的老人,目前的情況就是去世一個少一個。至於各國是不是還有秘密的製版人才,這個不好說,他們恐怕都得退休了才會為人所知吧。

普通掃描儀在高度放大狀態下無法保持圖像精度,眼睛裡的一毫米十二根線細節只好靠有條件的大家驗證手中的真鈔了:

用蝕刻針尖在一毫米里十二根細密線刻寫出來,必須屏住呼吸,用磨得最大限度的蝕刻針的針尖戳一樣地把黑色油墨著上去。實際做這項工作的刻版者到底該是怎樣工作的呢?

蝕刻針工作圖:

雕刻日元印版的是大藏省的雕刻家押切勝造(已故),是在刻版界幹了四十年之久的老藝人。雕刻敏銳、纖細且奔放。他刻出的圖案通過線的強弱和密度差這兩種技法的組合來表現的,小到一根極短的線,甚至是一個點的安置,都經過了巧妙的計算,堪稱神技,是傲於世界的手藝。

押切勝造先生的代表作,超越日元刻版的雕版巔峰之作,C744東照宮陽明門郵票。

放大的雕版細節:

實際雕版的大小:

這裡可能有人會問為什麼機器不能加工, 凹版刻版一般都用的是凹版雕刻機來雕刻。在雕刻機上有兩個滾筒,各自的前面都安裝著軌道。一個滾筒用來掃描,另一個是用來卷做原版的銅板。在掃描用的滾筒上放上原稿,就會自動進行色分解,刻制出洋紅、黑、青綠、黃等基色的原版。工作方式是把鑽頭靠在卷著銅板的滾筒上刻入畫像。因為是自動雕刻,滾筒和鑽頭的角度經常被限制在一定範圍內。要想畫出平滑而細密的線,無論如何都會超出界限。

答案節選自我的專欄文章。


機械加工,一般是高精密度的設備加工出(相對)低精密度的設備。比如精密度0.1毫米的設備,加工出來的設備要低於0.1毫米(0.11,0.2,...)的精度。那麼世界上最高精度的加工機床,因為沒有比它精度更高的機床,其中很多高精度零件只能由人工加工出來。

一篇相關回答參見:
高精度儀器是如何被製造出來的? - YI YU 的回答


很多極其精密的東西都是人手加上精密測量設備反覆打磨逐漸逼近目標精度的。因為大師級工匠人手的觸感和靈活性至今也沒有機器能取代。

大概的流程就是反覆磨一磨,量一量。

比如測Avogadro常數的這個超精密硅球
https://www.nist.gov/physical-measurement-laboratory/silicon-spheres-and-international-avogadro-project

當然大師手工和機械精密測量配合不好的話就會出岔子。比較著名的是NASA哈勃望遠鏡。NASA很實誠的發了個公開的事故報告。。。按這個標題搜就可以看到PDF


泥工!!!我就是干這行的。在我愛發明看過一個會砌磚的機器,我是笑到cry 。我們泥工砌磚是最基礎的,也是我們泥工工作量最大最多的一項,為什麼沒一個發明來解放我想飛的雙手 。


實在是想發表下看法

人工柔性製造要比機器好很多,比如詭異的焊接工作,這種時候我想更多考慮的是成本問題,那個新聞只能信一部分,確實這種複雜的焊接工況,機器實在處理不好,但只是對於市場現有的機器,如果批量化生產,通過對設計及工藝性的調整,我覺得說難什麼的根本不是問題。關鍵在於,你會願意花很多錢做一台或者一個系統,一年開機幾次???如果火箭賣的像汽車一樣好,你猜會怎樣

人類的牛逼在於學習的思維尤其是工具的使用,如果誰再告訴你某個老師傅牛逼,你告訴他,牛逼覺不在於精度,在於腦子。而牛逼的人類甚至想把這種牛逼的思維教會機器 那會 你會說 某某老師傅的手藝失傳了吧

辯證看吧 別輕易下結論


大國工匠里提到的各種零件其實大部分屬於小批量或單件生產,小批量一般不會去訂製專用加工設備,成本太高了。而通用加工設備精度其實有限,沒想像中那麼高。

超高精度的通用設備………禁運啊……


我認為機械加工在發展的早期受限於設備的技術水平,需要不同技能工種的技工來配合完成加工,過去我們有車工,銑工來操作手動機床完成車,銑加工,現如今隨著數控技術的普及,無論是cnc還是nc,甚至是車銑複合,已經讓這些技術工人換成了只需要上下料,裝夾料的普工。而鉗工正是一種對複雜加工條件下機器無法達到的工作的一種補充。正如成型模具需要人工省模,汽車模具需要人工拋光。
但我們回想一下人類的發展史,及工業革命歷程,高自動化,電氣化,機械化集成遲早要替代手工作業,只是說在質量,效率,良率,利潤,成本面前,我們如何選擇一條有效的工藝路線及對應的設備工裝。
題外話,知乎里黑機械的不少,黑製造加工的也不少,但我覺得能把工藝玩的轉的製造工程師不單單是經驗問題,很多時候在面對成本等問題,也需要類似軟體演算法一樣的方式去解決問題。


自己其實挺反感所謂啥「大國工匠」的說法,舶來的也不消化一下,就照抄,永遠是國人愚蠢的表現。早已進入社會化大生產時代,還提倡工匠精神,還不如去提倡科學與遵守規範化流程化制度化的精神……,做壽司,做傢具,做手工藝品……你可以提工匠精神,因為那是藝術創作,產出的是承載文化的產品。回歸正題,現在除了設計類的工作外,真沒有幾個不能被機器替代得了,這也要歸功於仿生工程等等交叉學科。


歸根結底是成本問題,但請不要說得那麼輕巧。資源問題無解。資源有限,資源永遠不可能無限,以無限的資源和不計成本回報的投入來說自己無所不能實在是有點自欺欺人。有點不要面子。獨行露宿野外 你不能說我完全不怕野獸來襲 只要我能24小時警戒 問題你的資源清醒時間只有16個小時 可以集中精力警戒的時間至多10個小時 再長那就是自己騙自己了。軍隊外出行進,需要散布斥候小隊,但要注意保養斥候部隊的體力,只保持低頻低密度 直到需要臨近接敵,括大斥候範圍 提高密度 出動頻率 。終於有人說出來了「系統」兩個字 樓上那個匿名用戶 。為了某一個簡單工序動作的穩定實現,為了應付一個發生概率極小的意外,需要的是布控一整套測量系統 並設計出一個個識別判定程序。一年就發揮作用兩三次,太浪費資源了,如果意外不會導致生產線設備損害的話,就由他去吧,如果會 就派個專人盯著。


設計和總裝 永遠不可替代 如果哪一天不小心被智能機器人替代了 那麼神權國家必然崛起 。如果真的可以,等同於機器製造機器 自我循環 完成閉環 還可以自我升級,那人類就是配角了。


機加工和焊接幾乎都可以用機器取代人工(補償系統的應用很廣泛,比如外圓磨可以自動加工到能探測到任意尺寸),但是裝配方面,如果想用機器完成則需要零部件也具有一致性(cpk),一大堆不規則,低精度的東西,則需要人工控制1個或者多個補償環(尺寸鏈)來完成最終的精度。


不太同意第一那個回答,並不是所有人工都能被機器取代的。
就拿磨一個平面來說,極精的平面並不是機器磨出來的,因為機器磨是連續的磨,會產生細微的熱變形導致不能達到超精的平面,一定會讓經驗豐富的老師傅去精磨,所以現在的高級鉗工還是很吃香的。
再說一下樓主擔心的斷層問題,不是人越來越少了,而是很多做這個的樓主接觸不到而已,那些所謂的大國工匠什麼噠也都是技工出身,所謂三百六十行行行出狀元,那麼問題來了,


我是開一家腳手架公司(生產)的。
我們的產品一點也不高大上,加工工藝也簡單,那麼是否可以全部用機械手代替人工呢??
存在以下幾種無法取代的情況。


1、成本過高。如果批量小的話,純機械加工必然成本遠高於手工操作。

2、容錯性差。比如我們經常會有兩根鋼管90度拼起來然後焊接的情況,其中一根鋼管需要切弧形缺口,以便卡在另一根鋼管上。在這個加工的過程中,稍微有一點拼接不到位,用機械手就完全沒有辦法焊接了。至於造成拼接不到位的原因,可能性太多了,所有的加工都是存在公差的。

3、缺乏專用機械。有些產品是有可能使用機械加工的,但是全世界這樣的機械可能總共也就需要幾十台或者幾百台,在沒有充足利潤的前提下,請問誰會去開發、設計、生產這樣的機械?

4、存在完全沒法機械加工的工序,比如,熱鍍鋅之後包裝。包裝的過程中必須將熱鍍鋅產生的鋅渣和鋅瘤全部清除,請問這個怎麼用機械加工?


任何機械加工的過程都是非常希望剔除人的因素,實現機械化,自動化的。

就跟物競天擇一樣,早晚是要自動化的,過程會很痛苦,以後工廠生產都是細分化,專業化,各種樣板在德國。


純手工是藝術品,一般只做一件,通常這一件沒有現成相應加工機械設備,為這一件準備一套機械設備,只用一次,然後變成垃圾很浪費,這種情況一般採用手工。價格昂貴。
波斯地毯,十個工人織一年,價格是一個人的十年薪水,這還是良心價。
還有,機械加工設備實現困難,手工相對容易的,例如去除機械加工的飛邊,銳角,毛刺。
F1片頭就有一個畫面是工人去毛刺,顯示很精心的樣子。


答案同最高贊,不存在機械代替不了的可以分解的操作。現在沒有做到,只是因為成本,商業價值,性價比不足。


斜榫卯沒辦法,只能手工打,因為且斜且深、所以只能斜著鑿,如果鑿不動了就用電鑽在鑿出的洞里幫忙鑽一下(鑿洞排好,這樣就可以控制鑽的面積和角度,也不容易鑽崩);屬於難弄的榫卯之一,非大師傅不敢輕試;


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