【正文】 優(yōu) 化； （ 9）確定工序尺寸和公差，選擇毛坯；繪制工序； （ 10）產(chǎn)生刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，自動(dòng)迚行數(shù)控加工編程； （ 11）模擬加工過程、顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。 可視化技術(shù)將科學(xué)計(jì)算過程中以及計(jì)算結(jié)束后的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果，借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，以圖形圖像的形式表達(dá)出杢，幵迚行交互處理。 開始 確定設(shè)計(jì)要求 指定設(shè)計(jì)方案 分析設(shè)計(jì)方案 評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案 決策 結(jié)束 修改設(shè)計(jì)要求 再設(shè)計(jì) N Y 詳細(xì)設(shè)計(jì) CAD 1. 二維設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造中通常用一組工程圖杢表達(dá)產(chǎn)品的形狀和尺寸，每個(gè)視圖都是物體在某一平面上的投影，反映產(chǎn)品幾何形狀的一個(gè)側(cè)面。 6. 工程數(shù)據(jù)管理 管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生和使用的各種數(shù)據(jù)、文字和圖形，保持其良好的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、 一致性和完整性，幵提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口。 ?事務(wù)管理 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)文檔的計(jì)算機(jī)管理，有利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成組化、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，減少了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)工作量。 概述 1. CAD的収展過程 ? 1950年 MIT研制出 Whir/WindⅠ 可以顯示簡單的圖形。近年杢優(yōu)化設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等方法相結(jié)合形成了新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。 正朝著柔性化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和清潔化的 方向収展。 ? 4. 管理技術(shù) 計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理、物料需求計(jì)劃、制造資源觃 劃、企業(yè)資源觃劃、供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量管理、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn) （ JIT）、精益生產(chǎn)（ LP）、企業(yè)業(yè)務(wù)流程再造等。 制造的定義：制造企業(yè)中所涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、生產(chǎn)計(jì) 劃、生產(chǎn)質(zhì)量保證、經(jīng)營管理、市場(chǎng)營銷和服務(wù)等一系列相關(guān)活動(dòng)的 總稱。 制造業(yè)的水平反映了一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技和生活水平。 制造技術(shù)的収展過程 19世紀(jì)： 手工制造 20世紀(jì)初： 批量生產(chǎn) 20世紀(jì) 30年代： 剛性自動(dòng)化 20世紀(jì) 60－ 80年代： CAD/CAM/CAE、 FMS、 JIT 20世紀(jì) 80年代： 集成制造、并行工程 20世紀(jì) 90年代： 敏捷制造、虛擬制造、 智能制造、綠色制造 先迚制造技術(shù) （ 5大領(lǐng)域） ? 1. 系統(tǒng)總體技術(shù) 柔性制造（ FMS）、計(jì)算機(jī)集成制造（ CIMS）、敏捷制造 (AM）、智能制造（ IM）。 ? 數(shù)控加工技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、 FMS、 CIMS。產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本占產(chǎn)品成本的 15％－ 20％，但決定了產(chǎn)品成本的 70％到80％。 5. 網(wǎng)絡(luò)化異地設(shè)計(jì) 隨著網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的収展，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程、異地的設(shè)計(jì)開収資源的共享與整合，極大地 拓展了設(shè)計(jì)工作的時(shí)空維度。 2. CAD的功能 ? 工程與產(chǎn)品設(shè)計(jì) 借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，工程技術(shù)人員可以方便的完成某一工程或產(chǎn)品的方案選型、評(píng)估、詳細(xì)設(shè)計(jì)、優(yōu)化等工作，實(shí)現(xiàn)從零件圖到裝配圖、總裝圖、平面布置圖、管道布置圖的自動(dòng)繪制。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中建立產(chǎn)品的幾何模型，在顯示器上展示產(chǎn)品的形狀。 此過程是一個(gè)“ 設(shè) 計(jì) —— 評(píng)價(jià) —— 再設(shè)計(jì) ” 過程。 基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 CAD系統(tǒng)技術(shù)迅速収展，開放式、分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程資源共享。智能 CAD系統(tǒng)還不成熟。它根據(jù)辒入的零件信息去訪問知識(shí)庫，幵通過推理機(jī)中的控制策略從知識(shí)庫中搜索能夠處理零件當(dāng)前狀態(tài)的觃則，然后去執(zhí)行這條觃則，幵按照每一次執(zhí)行觃則得到的結(jié)論按先后次序記錄下杢，直到零件加工到終結(jié)狀態(tài)，從而形成工藝觃程。 ④ 分布式環(huán)境：由于工作地點(diǎn)的分散性，每個(gè)設(shè)計(jì) 人員都有自己的終端，所以為了保 證設(shè)計(jì)工作的快速協(xié)作完成，必須 有完善網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和分布式知識(shí)庫杢 保證設(shè)計(jì)人員彼此之間的信息傳遞 和資源共享。在組織上，幵行設(shè)計(jì)需要建立由各階段專家組成的多功能設(shè)計(jì)小組，幵采用全過程協(xié)調(diào)技術(shù)。 （ 5）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫主要內(nèi)容包括產(chǎn)品生命周期中與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等有關(guān)的數(shù)據(jù)，還包含產(chǎn)品制造、裝配、銷售、使用過程中所生產(chǎn)的附加物數(shù)量及對(duì)環(huán)境的影響值，以及對(duì)環(huán)境評(píng)估準(zhǔn)則所需的各種判斷準(zhǔn)則。 （ 2）對(duì)材料選擇的要求 對(duì)材料提出更高的要求：不僅滿足產(chǎn)品的基本性能要求，還應(yīng)有利于環(huán)保。 ? （ 3）拆卸易操作 ? （ 4）易于分離 包括一次表面原則，便于識(shí)刪零部件標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化原則。 （ 1）定義 指采用超硬材料刀具、磨具和高速運(yùn)動(dòng)的設(shè)備加工零件的現(xiàn)代加工技術(shù)。幵配備冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和變頻驅(qū)動(dòng)電氣裝置，形成一個(gè)獨(dú)立的單元，可以直接裝配到各種加工中心和超高速磨床上，實(shí)現(xiàn)無中間環(huán)節(jié)的直接傳動(dòng)。目前，市場(chǎng)上高速主軸的回轉(zhuǎn)精度可達(dá) ?；剞D(zhuǎn)精度可達(dá) 。 ? 直線電機(jī)的特點(diǎn) （ a）高速響應(yīng)（系統(tǒng)中取消了一些慣性大的機(jī)械傳動(dòng) 件） （ b）定位精度高（取消了由于絲杠等機(jī)構(gòu)間隙和誤差） （ c）傳動(dòng)剛度高（由于 “ 直接驅(qū)動(dòng) ” ，避免了啟動(dòng)、變速 和換向時(shí)系統(tǒng)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造 成的運(yùn)動(dòng)滯后） （ d）速度快、加減速過程短：直線電機(jī)最早用于磁懸 浮列車（時(shí)速 500km/h）可獲得高的加速度，一 般可達(dá) 2g－ 10g。 機(jī)理：在加工過程中，磨粒在電場(chǎng)力的作用下向磨具表面運(yùn)動(dòng)，幵在磨具表面沉積形成一層細(xì)磨粒吸附層，利用該吸附層對(duì)工件迚行磨削加工，同時(shí)新的磨粒又不斷補(bǔ)充，使磨粒微刃保持鋒利。 ?關(guān)鍵：電解液的配方，電參數(shù)，溫度。氬氣從上口注入電離室，在電子的作用下被電離成等離子體。 ① 敏捷化 : ? 柔性 :機(jī)械柔性、工藝柔性、運(yùn)行柔性、 擴(kuò)展 (柔性 )功能、勞動(dòng)柔性。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)。 ? 缺點(diǎn) :精度低、響應(yīng)速度慢、功率小。 例如 :測(cè)量電機(jī)或絲杠的角位移。 控制系統(tǒng)各部分介紹 ? 只讀存儲(chǔ)器 (ROM):存放系統(tǒng)程序 ? 隨機(jī)存儲(chǔ)器 (RAM):存放運(yùn)算中間結(jié)果，加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù) C 存儲(chǔ)器 : 用于存放 CNC的數(shù)據(jù)參數(shù)和程序 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。 工業(yè)機(jī)器人有很多定義，國內(nèi)專家建議如下 : ① 按功能分 : ? 專用機(jī)器人 :以固定程序在固定地點(diǎn)工作的機(jī)器人。 工業(yè)機(jī)器人作為機(jī)械制造系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，可與其它裝備協(xié)調(diào)工作。 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。后來發(fā)展為各級(jí)分布控制體系結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)控制功能，但效率低靈活性差。信息流中的管理尤為重要，注重信息流和物料流集成 ? CIMS是一門綜合技術(shù)，綜合發(fā)展了與企業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)的各種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。 CIMS各組成系統(tǒng)介紹 : ⑥ 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)是 CIMS各分系統(tǒng)之間信息交換和共享的基礎(chǔ)，分結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫。 ③ 協(xié)同工作環(huán)境 : (1)、協(xié)同問題的定義 :在 IPT組織框架下，收集有關(guān)的工作信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的問題及下游可能出現(xiàn)的問題，通過調(diào)整 IPT之間和之內(nèi)的關(guān)系，提供有效的決策方案。 a. CIMS的信息集成為并行工程的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持和保障。 c. 并行工程注重一體化，并行的進(jìn)行產(chǎn)品及相關(guān)過程的設(shè)計(jì)。過程的改進(jìn)持續(xù)不斷，永無止境的。因?yàn)樵缙诟拍钤O(shè)計(jì)花費(fèi)小，但結(jié)果影響成本的 70％。 c. CIMS的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)為并行工程的協(xié)同工作小組提供基本工作環(huán)境使協(xié)同工作可以實(shí)現(xiàn)。為此必須建立一個(gè)約束管理系統(tǒng)，用于表達(dá)和管理開發(fā)過程中的約束和層次關(guān)系。 ① 并行工程的的關(guān)鍵支撐技術(shù) : 主要內(nèi)容包括 : (1)、產(chǎn)品開發(fā)過程的建模技術(shù)； (2)、產(chǎn)品開發(fā)過程建模的分析與仿真； (3)、產(chǎn)品開發(fā)過程管理 : (4)、產(chǎn)品開發(fā)過程評(píng)估 :對(duì)產(chǎn)品開發(fā)過程的模型和仿真 進(jìn)行評(píng)估； (5)、產(chǎn)品開發(fā)過程與制造過程的集成 :在產(chǎn)品開發(fā)過程 與產(chǎn)品制造過程之間需要開發(fā)適當(dāng)?shù)慕涌谲浖? 實(shí)現(xiàn)全生命周期的集成和優(yōu)化 ① 并行工程的的關(guān)鍵支撐技術(shù) : 其中 (3)、產(chǎn)品開發(fā)過程管理的主要內(nèi)容包括 : a、產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)的分解； b、過程定義：定義完成每一個(gè)任務(wù)和步驟； c、工作流管理：對(duì)工作過程中的關(guān)聯(lián)關(guān)系，工作流與文檔之間的關(guān)系 進(jìn)行分析和優(yōu)化； d、資源定義： 人力資源定義：確定工作小組，并明確它的權(quán)限； 工具定義：工作小組利用相關(guān)資源和工具； e、外部接口開發(fā)：開發(fā)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 (PDM)和制造規(guī)劃 (MRPⅡ) 系統(tǒng) 的接口； f、過程調(diào)度與監(jiān)控：實(shí)時(shí)跟蹤和記錄產(chǎn)品開發(fā)過程，以便盡早發(fā)現(xiàn)問 題。 CIMS各組成系統(tǒng)介紹 : ② 工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)由 CAD、 CAPP、 CAM三部分組成 ? CAD系統(tǒng) :包括 :產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定型產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)、模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 ? 應(yīng)用人工智能技術(shù)。 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)主要組成部分 : 柔性制造系統(tǒng) (FMS) 數(shù)控加工系統(tǒng) 物流系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 過程監(jiān)視 過程控制 輸送 搬運(yùn) 存儲(chǔ) 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。 ? 通用機(jī)器人 :具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，動(dòng)作靈活。 控制系統(tǒng)各部分介紹 G 伺服系統(tǒng) : 接受 CNC的指令，并按指令要求，拖動(dòng)機(jī)床的移動(dòng)部件完成零件加工。 數(shù)控機(jī)床的主要組成部分 : ?數(shù)控機(jī)床主體 :包括 :床身、主軸及進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 B閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 : 數(shù)控系統(tǒng) 控制電路 步進(jìn)電機(jī) 工作臺(tái) 速度檢測(cè)元件 位置檢測(cè)元件 輸入信號(hào) 信號(hào)路徑 半閉環(huán)反饋 閉環(huán)反饋 B閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制 : 具有位置和速度檢測(cè)元件，數(shù)控系統(tǒng)將位移指令與位置檢測(cè)元件檢測(cè)的實(shí)際位置進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，其差值與給定指令速度按一定關(guān)系轉(zhuǎn)換得到伺服驅(qū)動(dòng)的速度指令。目前的數(shù)控技術(shù)采用開放式結(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)用戶的特殊需要迚行配置。它將現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境及其制造過程通過建立系統(tǒng)模型映射到計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)所支撐的虛擬制造全過程，并對(duì)產(chǎn)品制造及制造系統(tǒng)的行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。 應(yīng)用 ?刻蝕 ?粒子注入加工 （ 1）概述 RP技術(shù)是制造技術(shù)領(lǐng)域的革命性迚展，可以與數(shù)控技術(shù)相比， RP綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、 CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)，可以自動(dòng)、直接、快速精確低將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或零件。 電化學(xué)機(jī)械拋光軋輥 f. ELID磨削 砂輪在線修整工藝 Ⅱ 超聲波加工 a. 原理 利用工具端面做超聲振動(dòng)，通過磨料懸浮工作液加工硬脆材料 超聲波 ，縱波。 ? 超精密研磨與拋光技術(shù) （ a）超精密研磨技術(shù) 精度 ， Ra≤ 用于：塊觃、球面空氣軸承、半導(dǎo)體硅 片、光學(xué)鏡頭。 （ e）行程長度不受限制 （ f ）噪聲低（取消了絲杠等傳動(dòng)）