【正文】 進制造技術涉及范圍廣、技術領域復雜，為了便于 掌握其基本體系和主要內容，從制造技術的功能的角度， 分成 5大類： ? 現代設計技術是先進制造技術的基礎。 先進制造技術是在傳統(tǒng)制造技術的基礎上發(fā)展起來的。第一章 緒論 制造業(yè)與制造技術 制造業(yè)是現代社會經濟的支柱產業(yè)，包括機械裝備制造、電子產 品制造、非金屬制品制造、服裝、食品、玩具等等。分界線大 體可劃在 20世紀 50年代。 隨著微電子技術、信息技術、材料科學、機械制造、 優(yōu)化理論、人機工程等學科的發(fā)展，現代設計技術的深 度、廣度大大拓展，出現了優(yōu)化設計、有限元分析、 CAD、 CAPP、 CAA（計算機輔助裝配）、計算機輔助夾 具設計、反求工程、產品生命全周期設計、基于網絡的異 地設計、智能設計、虛擬設計、綠色設計。隨著微電子信息、材料、系統(tǒng)科學的發(fā)展，現代設計技術日新月異，新的設計理念不斷涌現、新設計方法不斷誕生。 3. 計算機輔助設計 運用計算機強大的數據計算及信息處理功能來完成設計工作，應用最廣泛。 ? 1970年美國 Applicon公司推出完整的 CAD系統(tǒng)。 2. 智能 CAD 計算機輔助設計技術與人工智能相結合，用于產品概念設計，幫助設計人員進行決策、分析和推理，更高效地進行方案設計。 在概念設計階段，專家系統(tǒng)主要協(xié)助設計人員進行評價、選擇和決策，自動生成設計方案。 CAD技術的發(fā)展 隨著 CAD自身和相關技術的發(fā)展， CAD技術正朝著集成化、網絡化、智能化和可視化的方向發(fā)展。 傳統(tǒng)的 CAD系統(tǒng)缺乏綜合和選擇能力，用戶使用時，需要具備較高的專業(yè)知識和豐富的經驗，為此人們研制了人工智能專家系統(tǒng)。 創(chuàng)成式方法工作原理圖 輸入零件形狀及其它信息 零件特征分析分解 工藝設計、分析和邏輯決策 工藝設計結果的信息存儲 輸出工藝規(guī)程 數據庫 其它應用程序 ③ ．人工智能 應用人工智能技術形成的 CAPP專家系統(tǒng)。 ②開放性：全生命周期設計涉及的人和領域復 雜，因此設計方案建立在開放的基 礎上。在并行設計中，產品開發(fā)的各項活動盡可能在時間上平行進行。回收價值大小，回收處理方法和相關問題，實現材料資源和能源利用的最大化和對環(huán)境污染最小。 ? 結構設計階段：結構具有應用的功能，良好的工藝性，同時滿足易于拆卸和回收。其基本準則： ? （ 1）拆卸工作量少 包括零件合并原則，減少零件所用種類，材料相容性原則和有害材料集成原則。 ? 成形加工：鑄造、粉末冶金、塑料成型。 柔性主軸及其軸承的彈性支撐技術，潤滑與冷卻。潤滑方式為油脂潤滑、油霧潤滑、噴油潤滑。 ? 缺點：承載能力低，維護費用高 ? 磁懸浮高速主軸 磁浮主軸的轉子由兩個徑向和兩個軸向軸承支撐，轉子與支撐間隙一般在 。 ? 超高速進給單元的技術指標 滑臺驅動系統(tǒng)：進給速度達 60m/min 直線電機驅動：進給速度達 200m/min 由于直線電機與滑臺連在一起，無間隙， 慣性小，剛度大而無磨損。 （ 3）超精密磨削和磨料加工 ? 超精密砂輪磨削技術： 加工精度 ，表面粗糙度 砂輪， CBN磨料，砂輪線速度 60m/s以上， 工件 進給速度 5m/min以上 ? 超精密砂帶磨削技術： 切削速度 35m/min，表面粗糙度 ? 雙端面精密磨削技術： 為平面磨削，工件既公轉又自傳，磨料粒度 3000～ 8000，用于磁盤基片等零件的超精密加 工。 Fe2＋ 與 OH－ 化合形成氧化亞鐵（綠色絮狀物） Fe2＋ ＋ 2OH－ ＝ Fe(OH)2 Fe(OH)2被空氣中的 O2氧化成氫氧化鐵黃褐色沉淀物 4Fe(OH)2＋ 2H2O＋ O2＝ 4Fe(OH)3 陰極上可能發(fā)生的反應 2H＋ ＋ 2e H2 E= Na＋ ＋ e Na E= 據電極反應原理，在陰極上電極電位最高的物質先反應，因此，在陰極上全析出氫氣 。 b. 應用 ? 打孔 ? 切割 ? 焊接 ? 熱處理 Ⅳ 電子束加工 a. 電子槍系統(tǒng) 獲得電子束包括發(fā)射陰極，控制柵極和加速陽極 b．真空系統(tǒng) 維持 － 2～ － 4Pa c. 控制系統(tǒng)和電源 控制系統(tǒng)包括： 束流聚焦控制 —— 提高電子束的能量（電磁 透鏡） 束流位置 —— 改變電子束方向（磁偏轉） 束流強度 工作臺移動 d. 應用 ?打孔，加工玻璃、陶瓷、寶石 ?噴絲頭異形孔（直徑 ～ ） ? 光刻 ? 彎孔 Ⅴ 離子束加工 灼熱的燈絲發(fā)射電子，在陽極的作用下向下運動。 制造自動化技術是先進制造技術中重要的組成部分。 指產品的整個制造周期具備敏捷性和主動的綜合應變能力。 ④ 智能化 : 智能化是制造系統(tǒng)在柔性化和集成化基礎上的發(fā)展和延伸，宗旨在于通過人與智能機器的合作去擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，實現制造過程的優(yōu)化。 特點是 : ? 具有復雜形狀的加工能力 ? 高質量 ? 高效率 ? 高柔性 167。斜線進行加工，例如 :數控車、銑、鏜、加工中心等 ? 輪廓控制系統(tǒng) :能同時控制兩個或兩個以上坐標軸聯動，使刀具和工件按任意直線、平面曲線或空間曲面輪廓運動，加工任意形狀地復雜零件。 167。 ? 半閉環(huán) :采用間接測量被控量作為反饋量。 控制系統(tǒng)各部分介紹 ? CPU由運算器和控制器組成，實現數據的算術運算、邏輯運算和指令的操作控制，控制數控機床坐標軸的運動。 167。 167。 ? 通用機器人 :具有獨立的控制系統(tǒng)，動作靈活。 167。 167。 柔性制造系統(tǒng)的工作原理 ② 工作原理框圖 : 主計算機 物流控制計算機 加工控制計算機 工具 夾具 站 無人輸送小車 隨行工作臺 自 動 化 倉 庫 制造 單元 制造 單元 制造 單元 167。 167。 柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展方向 ? 不斷推出新型控制軟件 ? 控制軟件的模塊化、標準化便于控制軟件的修改、擴展和集成 ? 開發(fā)應用軟件開發(fā)平臺 便于提高軟件開發(fā)效率 ? 引入設計新方法 例如面向對象的設計方法和基于 web的設計方法等 ? 發(fā)展信心控制體系結構 FMS控制系統(tǒng)體系參照傳統(tǒng)的生產管理方式采用集中控制體系結構。 CIMS的定義 CIMS的定義 : CIMS技術是在計算機急速、信息處理技術、自動化控制技術、現代管理技術和柔性制造技術基礎上，將企業(yè)的全部生產和經營活動所需要的各種分散的自動化系統(tǒng)，通過新的生產管理模式，把企業(yè)生產全過程中有關的人、技術、經營管理三要素及其信息流和物料流有機地集成起來，以獲得適用于多品種、中小批量生產的高效益、高柔性和高質量的制造系統(tǒng)。 CIMS的組成 CIMS各組成系統(tǒng)介紹 : ①管理信息分系統(tǒng) 管理系統(tǒng)分系統(tǒng)是 CIMS地中樞，以 MRPII為核心，從企業(yè)制造資源出發(fā)，包括 戰(zhàn)略層 :考慮企業(yè)決策 戰(zhàn)術層 :中短期生產計劃編制 操作層 :車間作業(yè)計劃與生產活動管理 管理信息分系統(tǒng)覆蓋了市場銷售、物流供應、生產計劃、物流需求計劃、財務管理、成本控制、庫存管理、技術管理等活動。 167。 167。 并行工程 ① 并行工程的的關鍵支撐技術 : 其中 (3)、產品開發(fā)過程管理的主要內容包括 : a、產品開發(fā)任務的分解； b、過程定義：定義完成每一個任務和步驟； c、工作流管理：對工作過程中的關聯關系，工作流與文檔之間的關系 進行分析和優(yōu)化； d、資源定義： 人力資源定義：確定工作小組，并明確它的權限； 工具定義：工作小組利用相關資源和工具； e、外部接口開發(fā)：開發(fā)與產品數據管理 (PDM)和制造規(guī)劃 (MRPⅡ) 系統(tǒng) 的接口； f、過程調度與監(jiān)控：實時跟蹤和記錄產品開發(fā)過程，以便盡早發(fā)現問 題。 計算機網絡采用國際標準和工業(yè)標準規(guī)定的網絡協(xié)議，可以保證實現異種機、異構網絡之間的互連，實現不同供應商軟硬件產品的信息集成。 CIMS的組成 CIMS各組成系統(tǒng)介紹 : ②工程設計自動化分系統(tǒng) 工程設計自動化分系統(tǒng)由 CAD、 CAPP、 CAM三部分組成 ? CAD系統(tǒng) :包括 :產品結構設計、定型產品的變型設計、模塊化結構的產品設計。 167。后來發(fā)展為各級分布控制體系結構，這種結構易于實現控制功能，但效率低靈活性差。 167。 167。 167。工業(yè)機器人可以與數控機床組成一個柔性加工系統(tǒng)(FMS) 機器人 數控車 加工 中心 數控銑 數控鉆 167。工作范圍大，定位精度高、通用型強。 它對穩(wěn)定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。 控制系統(tǒng)各部分介紹 F 通信接口 : 便于與編程機及上級計算機連接，實現通信功能。 A 微處理器及總線 : (CPU)和 (BUS)是 CNC的核心 167。 B閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別 : 由于角位移和直線位移之間有一個機械傳動環(huán)節(jié)，因而半閉環(huán)比閉環(huán)控制精度低，但是位移檢測元件結構簡單，安裝方便，穩(wěn)定性好，價格低，易調整，因而廣泛被應用。 B閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制 : 具有位置和速度檢測元件，數控系統(tǒng)將位移指令與位置檢測元件檢測的實際位置進行實時比較，其差值與給定指令速度按一定關系轉換得到伺服驅動的速度指令。 ③ 按伺服控制系統(tǒng)分 : ?A開環(huán)控制系統(tǒng) ?B閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng) 167。 數控技術是制造自動化和柔性化的一項重要基礎技術，廣泛用于各類數控機床。 ⑤ 全球化 : ? 市場國際化形成全球產品銷售網絡 ? 產品開發(fā)、設計的國際合作及產品制造跨國化 ? 制造企業(yè)在世界范圍內重組與集成 (如企業(yè)動態(tài)聯盟 ) ? 資源的跨地區(qū)、跨國家的協(xié)調、共享、優(yōu)化和利用 ? 逐漸形成全球制造的體系結構 167。 (主要靠 數控技術 ) ? 重構能力 :產品模塊化 實現快速重組重構 增強對新產品開發(fā)的快速響應能力 ? 集成制造工藝 167。 167。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。 ? 關鍵：電解液的配方，電參數，溫度。 機理：在加工過程中，磨粒在電場力的作用下向磨具表面運動，并在磨具表面沉積形成一層細磨粒吸附層，利用該吸附層對工件進行磨削加工，同時新的磨粒又不斷補充，使磨粒微刃保持鋒利。 ? 直線電機的特點 （ a）高速響應（系統(tǒng)中取消了一些慣性大的機械傳動 件） （ b）定位精度高（取消了由于絲杠等機構間隙和誤差） （ c）傳動剛度高（由于“直接驅動”，避免了啟動、變速 和換向時系統(tǒng)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造 成的運動滯后） （ d）速度快、加減速過程短：直線電機最早用于磁懸 浮列車（時速 500km/h）可獲得高的加速度，一 般可達 2g－ 10g?；剞D精度可達 。目前，市場上高速主軸的回轉精度可達。并配備冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和變頻驅動電氣裝置，形成一個獨立的單元，可以直接裝配到各種加工中心和超高速磨床上，實現無中間環(huán)節(jié)的直接傳動。 （ 1）定義 指采用超硬材料刀具、磨具和高速運動的設備加工零件的現代加工技術