【正文】 勢(shì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 SLS。 微型機(jī)械 測(cè)試技術(shù) ： STMAFMSPMLST分子 /原子 /納米 示例：典型微機(jī)械產(chǎn)品： 硅壓力傳感器，微加速度傳感器，螺旋狀制動(dòng)壓力傳感器和加速度傳感器，智能傳感器，衛(wèi)星冷卻器，微型干涉儀，硅材油墨噴嘴，分離同位素微噴嘴，微型泵，微型閥，微型開(kāi)關(guān)（密度 12400個(gè) /cm2），微齒輪、微彈簧、微曲柄等，直徑60um微電機(jī)（表 61） Dalian University of Technology ? 示例 2 不同形式的微細(xì)加工方法（表 62） 分離加工； 接合加工； 變形加工； 材料改性 Dalian University of Technology 典型微機(jī)電系統(tǒng)裝置 集成機(jī)構(gòu)（圖 612） 硅微加速度計(jì)（圖 613/14。 Dalian University of Technology 微機(jī)械的研發(fā)內(nèi)容 理論基礎(chǔ)：與尺寸有關(guān)的慣性力，電磁力，等作用相對(duì)減??；而粘性力，彈性力，表面張力，靜電力等作用增大；同時(shí)，表面積與體積之比增大，熱傳導(dǎo)、化學(xué)反應(yīng)加速和表面建摩擦力顯著增大。 CBN砂輪 300mm。 超精密加工刀具 天然單晶金剛石 （ 刃磨質(zhì)量 ：晶面選擇， 最小刃口半徑 ）替代品 CBN 和 金剛石 （ 砂輪質(zhì)量 ：磨料品級(jí)、粒度均勻、耐磨性、分布均勻、修整） Dalian University of Technology 超精密加工設(shè)備 1）主軸及其驅(qū)動(dòng)裝置 圓度基準(zhǔn) 回轉(zhuǎn)精度： 剛性高 溫度恒定控制等 采用空氣靜壓軸承，皮帶卸載驅(qū)動(dòng)、磁性聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)主軸系統(tǒng) 2）導(dǎo)軌及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置 直線性基準(zhǔn) 直線精度： 采用空氣靜壓導(dǎo)軌、液體靜壓導(dǎo)軌， 3）微量進(jìn)給裝置 尺寸精度 分辨率 /基準(zhǔn) 彈性變形微量進(jìn)給裝置、熱變性微量進(jìn)給裝置、電致伸縮微量進(jìn)給裝置、磁致伸縮微量進(jìn)給裝置、流體膜變形微量進(jìn)給裝置 Dalian University of Technology 超精密加工的工作環(huán)境 恒溫、超凈、防振 恒溫 20+ 超凈 生產(chǎn) 256K芯片 1立方尺大于 10個(gè)。 （ 6） 信息技術(shù) ：把信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，進(jìn)而決策的技術(shù)。 （ 4） CAPP—承接 CAD數(shù)據(jù)，處理轉(zhuǎn)換成 CAM加工信息。 Dalian University of Technology 3 自動(dòng)化技術(shù) ：（ 1）數(shù)控技術(shù)，（ 2）工業(yè)機(jī)器人，（ 3）柔性制造系統(tǒng) FMS : 包括： FMS加工系統(tǒng)， FMS物流系統(tǒng)， FMS調(diào)度與控制系統(tǒng)， FMS的故障診斷。 Dalian University of Technology 第二節(jié) 先進(jìn)制造技術(shù)的概念，特點(diǎn)與分類(lèi) 先進(jìn)制造技術(shù) : 是制造業(yè)不斷吸收機(jī)械、電子、信息 (包括控制論 ,人工智能等 )、能源及現(xiàn)代系統(tǒng)管理等方面 成果 ，將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制造，檢測(cè)，管理，銷(xiāo)售，使用，服務(wù)以及回收的制造 全過(guò)程 ，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗，清潔，靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的產(chǎn)品市場(chǎng)的 適應(yīng)能力和 競(jìng)爭(zhēng)能力 的制造技術(shù)的總稱(chēng)。 典型生產(chǎn)系統(tǒng) ：決策級(jí)；經(jīng)營(yíng)管理級(jí)；設(shè)計(jì)制造級(jí)。 先進(jìn)制造技術(shù)概論 (AMT) 課程編號(hào) ： 5601090 學(xué) 分 ： 2 學(xué)生班級(jí) ：材料 05050507班 課程性質(zhì) ：專(zhuān)業(yè)大類(lèi)課、限選課 基本要求 ：鞏固制造技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新研究成果；掌握 12項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù) /方法；開(kāi)闊視野；培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí) /能力。 設(shè)計(jì)制造級(jí)：包括開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)；生產(chǎn)工藝和調(diào)度；制造三個(gè)子系統(tǒng) 技術(shù)裝備形式 ： 制造業(yè) —機(jī)械制造 /先進(jìn)機(jī)械制造 —機(jī)械加工 /先進(jìn)機(jī)械加工 先進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)典型代表： CIMS 局部自動(dòng)化 A —整體自動(dòng)化 A ； 制造過(guò)程自動(dòng)化 A 設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化 A 生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化 A和經(jīng)營(yíng)管理過(guò) 程自動(dòng)化 A 用 系統(tǒng)工程 的原理和方法組織生產(chǎn)使工廠的生產(chǎn)和管理科學(xué)化。 傳統(tǒng)制造技術(shù)特點(diǎn) ：設(shè)計(jì)獨(dú)立性強(qiáng)；生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定；以產(chǎn)品為對(duì)象組織生產(chǎn)；準(zhǔn)備、生產(chǎn)、裝配周期長(zhǎng)；生產(chǎn)結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)。（ 4）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS，（ 5）傳感技術(shù)，（ 6）自動(dòng)檢測(cè)及信號(hào)識(shí)別技術(shù)，（ 7）過(guò)程設(shè)備工況監(jiān)測(cè)與控制。 （ 5） CAM—類(lèi)型：直接應(yīng)用：物流 /生產(chǎn) /質(zhì)量 –控制 間接應(yīng)用：支持 CAPP/工裝設(shè)計(jì) /作業(yè)計(jì)劃等 （ 6） 仿真技術(shù) (ST)步驟：定義被建模系統(tǒng)，建立系統(tǒng)模型，收集數(shù)據(jù)，驗(yàn)證模型，運(yùn)行模型，維護(hù)模型。 （ 7）增強(qiáng)型人 機(jī)界面：例如：語(yǔ)音輸入。 生產(chǎn) 4M芯片 1立方尺大于 10個(gè)。 線速度： 150m/s。 技術(shù)基礎(chǔ)：微機(jī)械設(shè)計(jì)，微機(jī)械材料，微細(xì)加工，微裝備與封裝，集成技術(shù)，微測(cè)量，微能源，微系統(tǒng)控制。表 66） 微型機(jī)械材料：硅體物質(zhì)（單晶，多晶，氧化硅 /碳化硅），石英，金剛石，壓電陶瓷，記憶合金，稀貴金屬等。 FDM等 應(yīng)用：制造任意復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件；微型零件 /目前樣件； Dalian University of Technology ? 區(qū)別：去除 /增材 ? 特點(diǎn)：任意形狀、數(shù)字化、快捷 ? 發(fā)展趨勢(shì)：生物制造、直接成型零件、復(fù)雜零件等 Dalian University of Technology 第七章 制造自動(dòng)化技術(shù) 制造自動(dòng)化技術(shù)概述 定義、內(nèi)涵及技術(shù)地位 發(fā)展歷程及現(xiàn)狀 , 發(fā)展趨勢(shì) 關(guān)鍵技術(shù) 現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù) 發(fā)展歷程 CNC機(jī)床系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) Dalian University of Technology 生產(chǎn) CNC系統(tǒng)的廠家及典型產(chǎn)品 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) CAD/CAPP/CAM CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) CAD/CAPP/CAM的組成 CAD/CAPP/CAM中的連接 CAD/CAPP/CAM的應(yīng)用情況和發(fā)展前景 Dalian University of Technology 概述 CAD被認(rèn)為是當(dāng)代最杰出的工程技術(shù)成就之一； CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 1) 設(shè)計(jì)過(guò)程分析 任務(wù)規(guī)劃 /方案設(shè)計(jì) /結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /試制加工 /試驗(yàn)使用 Dalian University of Technology 2) CAD工作過(guò)程 輸入設(shè)計(jì)要求 // 描述、構(gòu)造設(shè)計(jì)模型 //方案設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ||| /數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)、程序庫(kù) / 輸出結(jié)果 /修改 輸出設(shè)計(jì)結(jié)果 /技術(shù)文件 3)CAD的效益 (1）提高效率、縮短設(shè)計(jì)周期 (2）進(jìn)行精確計(jì)算分析、降低成本，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量 (3）有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性 (4）有利于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化 (5）有利于 CAM的發(fā)展 Dalian University of Technology CAD系統(tǒng)的硬件和軟件 CAD系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。 2）分布式 CAD系統(tǒng) 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，將分布于各處的多臺(tái)計(jì)算機(jī)以網(wǎng)絡(luò)的形式連接起來(lái)構(gòu)成分布式 CAD系統(tǒng)。 3)應(yīng)用軟件：包括，數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)和程序庫(kù)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)：軟件維護(hù)階段成本超過(guò)整個(gè)周期成本的 50%。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論研究數(shù)據(jù)元素之間的抽象化關(guān)系，較少涉及元素具體內(nèi)容。 4）數(shù)據(jù)的安全性和完整性 Dalian University of Technology 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的 構(gòu)成 有硬件；軟件；專(zhuān)職管理人員和數(shù)據(jù)庫(kù)組成。 4）圖形控制 初始化、顯示和輸出控制的等。 特征的實(shí)現(xiàn)：特征的定義；特征的識(shí)別。 內(nèi)容包括 ： 1）選擇加工方法、設(shè)備、刀具和夾具； 2）安排合理的加工順序； 3）選擇毛坯、確定加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差； 4）選擇切削用量； 5）計(jì)算工時(shí)定額和加工成本； 6）把上述內(nèi)容編制成含有工序圖的工藝規(guī)程文件。 目前處于半創(chuàng)成式的 CAPP，人工智能將提高 CAPP的自動(dòng)化水平。 4）工序設(shè)計(jì) 工序內(nèi)容的確定；工序尺寸和公差的計(jì)算；工序圖的生成與繪制。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)對(duì)零件特征、機(jī)床、工藝過(guò)程進(jìn)一步抽象化 反映零件幾何信息和工藝信息的數(shù)據(jù)抽象化，也反映工藝方法、加工設(shè)備、工藝參數(shù)等工藝知識(shí)的抽象化 以適應(yīng)不同環(huán)境的要求。形位關(guān)系詞匯（ parlel, perpto, tanto） 。語(yǔ)句例子 622/612 工藝數(shù)據(jù)語(yǔ)句 表示切學(xué)用量的語(yǔ)句、初始語(yǔ)句 確定刀具與工件起始位置 /狀態(tài)的語(yǔ)句、終止語(yǔ)句 按規(guī)程順序依次關(guān)閉操作動(dòng)作的語(yǔ)句。 基本原理 ：直線和圓弧的插補(bǔ)。脈沖增量插補(bǔ)和數(shù)字增量插補(bǔ) 脈沖增量插補(bǔ) 每個(gè)脈沖使運(yùn)動(dòng)軸前進(jìn)或后退一個(gè)基本長(zhǎng)度單位，稱(chēng)為脈沖當(dāng)量。必要的準(zhǔn)備工作，根據(jù)零件圖紙的要求編寫(xiě)簡(jiǎn)短的零件加工源程序，輸入計(jì)算機(jī)后自動(dòng)進(jìn)行處理，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，編出加工程序，通過(guò)程序輸入或直接連通通信接口。 柔性制造系統(tǒng) 是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連接起來(lái)并具有一系列自動(dòng)化加工設(shè)備和輔助設(shè)備，加工對(duì)象、工藝過(guò)程、工序內(nèi)容和生產(chǎn)節(jié)拍等自動(dòng)調(diào)整的高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)。 1）獨(dú)立工位及其配置 加工工位 /裝卸工位 /監(jiān)測(cè)工位 /清洗工位 2）物流和刀具流系統(tǒng)及配置 物流系統(tǒng) /刀具流系統(tǒng) 3）設(shè)備配置 順序 /節(jié)拍 總體布局 布局 原則 ：緊湊流暢 /物流方便 /互不干擾（振動(dòng)、信號(hào)） /模塊化 /便于擴(kuò)展 /安全與防護(hù) 布局 形式 ： 1）設(shè)備關(guān)系：功能布局 /模塊布局 /單元布局 2）傳輸關(guān)系：直線形布局 /環(huán)形布局 /網(wǎng)絡(luò)布局 Dalian University of Technology 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS） 概述 CIMS的組成 CIMS中的信息集成技術(shù) CIMS的現(xiàn)狀和發(fā)展 Dalian University of Technology 第一節(jié) 概述 產(chǎn)生和發(fā)展 計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展使機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)方式由局部自動(dòng)化走向全局自動(dòng)化；由單項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展到生產(chǎn)過(guò)程與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合的需求。 Dalian University of Technology 例如：美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局自動(dòng)化研究所 AMRF建立的 CIMS 1）用戶(hù)接口 包括輸入輸出 2）制造管理分級(jí)控制結(jié)構(gòu) 通過(guò)用戶(hù)數(shù)據(jù)接口，把工作指令分解成控制指令 3）網(wǎng)絡(luò)通信 包括信息，媒介，傳遞軟件等 4）公用數(shù)據(jù)庫(kù) 制造數(shù)據(jù)庫(kù)，商用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，邏輯視圖處理機(jī)，數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言，編譯程序及軟件。 CAD解決的是體素拼合、剖面計(jì)算、消隱和真實(shí)圖形的顯示。前者是造型 ，后者是加工方法，工藝路線、刀具，切削用量等前提。 CIMS是各種設(shè)備的集成、各種信息的集成。在功能上包含了工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、生產(chǎn)管理到售后服務(wù)的全部活動(dòng)。 4）加工單元 配置主要是加工中心、車(chē)削中心及其它數(shù)控機(jī)床等。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入、輸出，控制各種機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。用于步進(jìn)電機(jī)控制。 直線插補(bǔ) /圓弧插補(bǔ) 控制 /擬合 : 刀具與機(jī)床的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡 Dalian University of Technology 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) ： 1）提高加工精度和同一批零件的尺寸重復(fù)精度，即質(zhì)量穩(wěn)定性。 發(fā)展：專(zhuān)用系統(tǒng)、交互式系統(tǒng)、語(yǔ)音 NC系統(tǒng)、 NC編成與 CAD集成 617. Dalian University of Technology NC 程序動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng) 對(duì)數(shù)控程序的檢驗(yàn) 提出了虛擬制造技術(shù)。加工工藝詞匯（ bore, cham, rough, feed, toler） 。 Dalian University of Technology CAM計(jì)算機(jī)輔助制造 概況 CAM的含義：利用計(jì)算機(jī)完成從毛坯到產(chǎn)品制造過(guò)程中的直接和間接的活動(dòng)。 輸出與 CAM連接；研究工藝過(guò)程優(yōu)化 /加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真 /成本計(jì)算 Dalian University of Technology 人工智能在 CAPP中的應(yīng)用 專(zhuān)家系統(tǒng)的基本概念：以知識(shí)為基礎(chǔ)的智能程序系統(tǒng)，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，把人類(lèi)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，表示成計(jì)算機(jī)能接受的和處理的符號(hào)形式，采