【正文】 4. 分析計(jì)算 對(duì)模型進(jìn)行分析計(jì)算，包括工程計(jì)算、力學(xué)動(dòng)態(tài)性能分析及物理特性分析，確定產(chǎn)品的幾何、力學(xué)、物理等參數(shù)，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，并迅速修改和完善，達(dá)到最佳效果。采用專(zhuān)家系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。由于設(shè)計(jì)的需求是多方面的、模糊的，有時(shí)是矛盾的可行性方案。 2. 三維設(shè)計(jì) 二維視圖需要人們通過(guò)思維才能推測(cè)出視圖與物體真實(shí)形象之間的關(guān)系，很不直觀，因此需根據(jù)二維信息構(gòu)造三維形體。網(wǎng)絡(luò)化 CAD系統(tǒng)可以全面統(tǒng)一考慮各個(gè)工作站的具體配置，從而用最低的成本獲得最好的效果。它與多媒體技術(shù)結(jié)合，能便捷、高效地處理信息。 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程（ CAPP ） 通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，工藝人員采用系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方法確定零件或產(chǎn)品從毛坯到成品的制造方法的技術(shù)叫計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（ puter aided process planning CAPP）。 變異方法工作原理圖 輸入零件 GT編碼及輔助信息 零件族搜索和識(shí)別 檢索、編輯標(biāo)準(zhǔn)工藝路線 檢索、編輯標(biāo)準(zhǔn)加工路線 輸出工藝規(guī)程 工藝過(guò)程結(jié)果信息的存儲(chǔ) 零件族矩陣文件 工藝路線文件 加工工序文件 其它應(yīng)用程序 ②．創(chuàng)成式方法 依靠自身的決策邏輯以及相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行加工工藝規(guī)劃，通過(guò)向計(jì)算機(jī)輸入描述零件信息，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)依據(jù)其知識(shí)決策規(guī)則自動(dòng)進(jìn)行工藝過(guò)程規(guī)劃。 專(zhuān)家系統(tǒng)方法代表發(fā)展趨勢(shì)，但需完善。 2．全生命周期設(shè)計(jì)的特點(diǎn) ①集成性：全生命周期設(shè)計(jì)依賴(lài)于各環(huán)節(jié)、各 部分的設(shè)計(jì)人員分工協(xié)作。 ⑤標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理：為保證數(shù)據(jù)的一致性和共享性， 在產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)（ Standard for the exchange of product model data， STEP）的支持下 實(shí)現(xiàn)集成的并行的開(kāi)發(fā)工作。 ②并行設(shè)計(jì) 并行設(shè)計(jì)是集成的并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期階段就全面考慮產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綜合影響，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 并行設(shè)計(jì)通過(guò)及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，可使早期生產(chǎn)中工程變動(dòng)次數(shù)減少 50％以上，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短 40％～ 60％，成本降低 30％～ 40％。 （ 3）產(chǎn)品可回收性設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)初期充分考慮零件材料回收的可能性。 2．綠色設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) ①面向材料的設(shè)計(jì)技術(shù) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)：選擇材料時(shí)較少考慮對(duì)環(huán)境的影響，包括材料本身對(duì)環(huán)境的影響。 ? 方案設(shè)計(jì)階段：對(duì)產(chǎn)品各種可行性方案評(píng)定時(shí)，除了考慮產(chǎn)品性能和經(jīng)濟(jì)性之外，還要評(píng)定材料的環(huán)境。 ? 減少產(chǎn)品所用材料種類(lèi) ? 選用廢棄后能自然分解并為自然吸收 ? 選用不加涂鍍的原材料，便于回收 ? 選用再生材料，便于循環(huán)利用 （ 3）面向材料的設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ? 建立系統(tǒng)的面向材料設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和方法 ? 搜索、整理面向材料設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)而指導(dǎo)設(shè)計(jì) ? 建立綠色材料的評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ? 建立適合綠色設(shè)計(jì)的材料管理方法和數(shù)據(jù)庫(kù) ? 開(kāi)發(fā)基于綠色設(shè)計(jì)的材料選擇專(zhuān)家系統(tǒng) ②面向能源的設(shè)計(jì)技術(shù) 采用對(duì)環(huán)境影響最小和資源消耗最少的能源供給方式支持產(chǎn)品的整個(gè)生命周期。 ③面向拆卸的設(shè)計(jì)技術(shù)（ design for disassembly， DFD） 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將可拆卸性作為設(shè)計(jì)目標(biāo)之一，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不僅便于制造，而且便于裝配、拆卸、維修和回收。 ? （ 5）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的可預(yù)估性。 切削加工內(nèi)容 ? 切削加工技術(shù)：（包括車(chē)、銑、刨、鉆、磨、拉等） 效率高、成本低是精加工和最后成形的重要手段。通過(guò)極大的提高切削、磨削速度，提高加工質(zhì)量、加工精度和降低成本。涉及的研究?jī)?nèi)容有：主軸材料、結(jié)構(gòu)、 軸承、超高速主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及熱態(tài)特性。 電動(dòng)機(jī)一般為感應(yīng)式集成主軸電機(jī)。的角接觸滾珠軸承，精度為 C級(jí)或 B級(jí)。 ? 液體靜壓軸承高速主軸（轉(zhuǎn)速達(dá) 30000r/min） 與滾珠軸承相比，徑向剛度較低，軸向剛度高，宜于軸向切削力較大的場(chǎng)合。轉(zhuǎn)速達(dá) 100000r/min，回轉(zhuǎn)精度 50nm，可采用金剛石刀具進(jìn)行鏡面銑削，加工工件形狀精度和表面粗糙度要求高的場(chǎng)合。（回轉(zhuǎn)精度取決于主軸內(nèi)的位移傳感器的精度和靈敏度及控制電路的控制精度） ? 優(yōu)點(diǎn)：精度高，轉(zhuǎn)速高，剛性好 ? 缺點(diǎn)：機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要一套傳感器和控制 電路，所以?xún)r(jià)格高，必須有很好的冷卻 系統(tǒng)。 關(guān)鍵技術(shù)：高速位置環(huán)芯片的研制，高速精密交流伺服系統(tǒng)及電機(jī)的研究，直線伺服電機(jī)的研制，加減速控制技術(shù)，超高速進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)，高精度滾珠絲杠副及大導(dǎo)程滾珠絲杠副的研制，高精度導(dǎo)軌，新型導(dǎo)軌摩擦副的研究等。一般滾珠絲杠最大加速度只有 － 。主軸采用氣體靜壓支撐，滑臺(tái)采用氣體靜壓系統(tǒng)支撐 ? 超精密金剛石車(chē)床 主軸采用氣體靜壓軸承，軸向和徑向運(yùn)動(dòng)誤差 ≤50nm，滑臺(tái)采用高剛性、高阻尼和高穩(wěn)定性的液體靜壓支撐。如果磨粒表面凹凸不平，凹陷處電流大，新磨粒更容易在凹陷處沉積，從而保證沉積層平整。因此，在陽(yáng)極首先 Fe2＋ 溶解，最大可能出現(xiàn) Fe3＋ 。 e. 電化學(xué)機(jī)械光整加工 原理：陽(yáng)極溶解＋機(jī)械切削 使用鈍性電解液 NaNO3 陽(yáng)極溶解后會(huì)在工件上形 成鈍化膜，阻止進(jìn)一步溶 解砂條用機(jī)械力刮掉鈍化 膜，露出新鮮金屬，促使 進(jìn)一步陽(yáng)極溶解。 此紅外線照射工作物質(zhì)又是更多的 E3能級(jí)的粒子躍遷到 E2。陰極和引出板各有數(shù)百個(gè) ，上下對(duì)齊，在引出電板的作用下形成數(shù)百條準(zhǔn)直離子束打到工件上。 ? 3D打印粘結(jié)工藝 3DP（ three－ dimensional printing） 第四章 制造自動(dòng)化技術(shù) 制造自動(dòng)化技術(shù) ? ? ? ? ? CIMS 主要內(nèi)容 : 167。 主要內(nèi)容 : ? 制造自動(dòng)化的內(nèi)涵 ? 制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 167。 勢(shì) ?敏捷化 ?網(wǎng)絡(luò)化 ?虛擬化 ?智能化 ?全球化 ?綠色化 主要包括一下幾個(gè)方面 : 167。 ? 制造環(huán)境內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的集成(車(chē)間 ) ? 制造環(huán)境與制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化 實(shí)現(xiàn)企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成 (企業(yè) ) ? 企業(yè)之間的網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)企業(yè)之間的資源共享、組合與優(yōu)化利用；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地制造 ② 網(wǎng)絡(luò)化 : 167。 167。 ⑥ 綠色化 :在整個(gè)過(guò)程中最有效地利用資 源和最低限度地生產(chǎn)廢物 包括 :綠色資源、綠色生產(chǎn)過(guò)程、綠色產(chǎn)品 綠色制造是一個(gè)綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)過(guò)程生命周期內(nèi)，對(duì)環(huán)境的影響最小，資源利用率最好。它是自動(dòng)化、柔性化、敏捷化和數(shù)字化制造加工的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。目前的數(shù)控技術(shù)采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，建立在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺(tái)上，具有模塊化、可重新配置的特點(diǎn)，可運(yùn)行在各種不同的系統(tǒng)平臺(tái)上，可根據(jù)用戶(hù)的特殊需要進(jìn)行配置。 ? 直線控制系統(tǒng) :除空位要求之外，還要求進(jìn)給運(yùn)動(dòng)沿平行于坐標(biāo)方向直線移動(dòng)進(jìn)行切削加工，或控制兩個(gè)坐標(biāo)軸以同樣速度同時(shí)運(yùn)動(dòng)，沿 45176。 A開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的原理圖 : 數(shù)控系統(tǒng) 控制電路 步進(jìn)電機(jī) 工作臺(tái) 傳動(dòng)系統(tǒng) 輸入信號(hào) 167。 ? 優(yōu)點(diǎn) :結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定、成本低、使用維護(hù)方便，用于經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床上。同時(shí)，速度檢測(cè)元件測(cè)得的實(shí)際速度的反饋信號(hào)與速度指令比較，并對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。 例如 :光柵尺測(cè)量直線位移。 167。 控制系統(tǒng)原理圖 位置控制單元 位置控制單元 PLC 附加裝置 機(jī)床主軸 通 信 接 口 其他 外設(shè) 接口 CPU ROM/RAM 鍵盤(pán) /顯示器接口 鍵 盤(pán) 顯示器 伺服電機(jī) bus 167。 控制系統(tǒng)各部分介紹 B 輸入裝置 : 把加工程序輸入計(jì)算機(jī) ? 直接輸入存儲(chǔ)器 :通過(guò)對(duì)有關(guān)參數(shù)的設(shè)定，直接讀入加工程序。 控制系統(tǒng)各部分介紹 D 位置控制單元 : 比較指令給定值與位置測(cè)量元件測(cè)得的實(shí)際值，將結(jié)果送入控制單元，對(duì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。 167。 控制系統(tǒng)各部分介紹 H 附加裝置 : 自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)交換工作臺(tái)裝置及切屑處理裝置。 167。功能少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，適用于大批量生產(chǎn)系統(tǒng)中。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于柔性制造系統(tǒng)中。適用于復(fù)雜的工作場(chǎng)合。 柔性制造系統(tǒng) (FMS) ? 柔性制造系統(tǒng)的定義 ? 柔性制造系統(tǒng)的組成 ? 柔性制造系統(tǒng)的工作原理 柔性制造系統(tǒng)主要包括如下內(nèi)容 : 167。 柔性制造系統(tǒng) (FMS)的組成 柔性制造系統(tǒng)主要組成部分 : ①加工系統(tǒng) : 由若干臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成，能按照計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)加工各種工件，并能自動(dòng)更換刀具和工件。 柔性制造系統(tǒng) (FMS)的組成 柔性制造系統(tǒng)主要組成部分 : ③控制系統(tǒng) : 包括過(guò)程控制和過(guò)程監(jiān)視兩個(gè)子系統(tǒng)。 167。 柔性制造系統(tǒng)的工作原理 各部分介紹 : ②控制計(jì)算機(jī) : 對(duì) FMS實(shí)施控制，包括對(duì)制造單元、物流系統(tǒng)進(jìn)行控制。 柔性制造系統(tǒng)的工作原理 各部分介紹 : ④ 制造單元 : 按加工控制計(jì)算機(jī)的指令 ， 控制 CNC機(jī)床和機(jī)器人進(jìn)行加工和工作搬運(yùn) 、 換刀 。 柔性制造系統(tǒng)的工作原理 各部分介紹 : ⑥自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù) : 毛坯、半成品及成品的存儲(chǔ)和調(diào)度 167。 167?，F(xiàn)在又發(fā)展出自治協(xié)商式控制系統(tǒng)。 (CIMS) 主要內(nèi)容 : ? CIMS的定義 ? CIMS的特點(diǎn) ? CIMS的組成 ? CIMS與并行工程的關(guān)系 ? CIMS與敏捷制造的關(guān)系 167。 CIMS的特點(diǎn) CIMS的特點(diǎn) : ? CIMS強(qiáng)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié) :市場(chǎng)分析、經(jīng)營(yíng)決策、管理、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、銷(xiāo)售、售后服務(wù)等全部活動(dòng)是不可分割地整體，要統(tǒng)一協(xié)調(diào)、全局優(yōu)化 ? 企業(yè)三大要素 :人、技術(shù)和管理。 CIMS的組成 CIMS組成框圖 : 經(jīng)營(yíng) 管理 信息 分系 統(tǒng) 質(zhì)量 保證 分系 統(tǒng) 工程設(shè)計(jì) 自動(dòng)化分系統(tǒng) 制造自動(dòng)化 分系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)分系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng) 功能 分系統(tǒng) 支撐 分系統(tǒng) 市場(chǎng)信息 技術(shù)信息 售后服務(wù) 信息 167。應(yīng)用 CAD軟件、計(jì)算機(jī)繪圖、有限元分析、 3D造型及圖形顯示優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析與仿真軟件等 ? CAPP系統(tǒng) :毛坯設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工序設(shè)計(jì)、工藝路線制訂、工時(shí)全額計(jì)算，工序設(shè)計(jì)包括 :工裝夾具設(shè)計(jì)、機(jī)床刀具選擇、切削用量等 ? CAM系統(tǒng) :刀具路徑的規(guī)劃、刀位文件的生成、 NC代碼的生成等 167。 CIMS的組成 CIMS各組成系統(tǒng)介紹 : ④ 質(zhì)量保證分系統(tǒng) 質(zhì)量保證分系統(tǒng)的功能是 采集 、 存儲(chǔ) 、評(píng)價(jià)和處理存在于設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù) ， 構(gòu)成一系列控制環(huán) ， 控制產(chǎn)品質(zhì)量 。 167。 并行工程 并行工程的涵義 : 并 行工程是對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程 (包括制造、質(zhì)量控制、售后服務(wù) )進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式，力圖使開(kāi)發(fā)者從一開(kāi)始就考慮到產(chǎn)品全生命周期中的所以因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度與用戶(hù)需求。 16