【正文】 勢的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。 SLS。 微型機械 測試技術(shù) ： STMAFMSPMLST分子 /原子 /納米 示例：典型微機械產(chǎn)品： 硅壓力傳感器，微加速度傳感器，螺旋狀制動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，微型開關(guān)（密度 12400個 /cm2），微齒輪、微彈簧、微曲柄等，直徑60um微電機（表 61） Dalian University of Technology ? 示例 2 不同形式的微細加工方法（表 62） 分離加工； 接合加工； 變形加工； 材料改性 Dalian University of Technology 典型微機電系統(tǒng)裝置 集成機構(gòu)（圖 612） 硅微加速度計（圖 613/14。 Dalian University of Technology 微機械的研發(fā)內(nèi)容 理論基礎(chǔ)：與尺寸有關(guān)的慣性力，電磁力，等作用相對減??；而粘性力，彈性力，表面張力，靜電力等作用增大；同時，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、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)動裝置 圓度基準 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、磁性聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動主軸系統(tǒng) 2）導(dǎo)軌及進給驅(qū)動裝置 直線性基準 直線精度： 采用空氣靜壓導(dǎo)軌、液體靜壓導(dǎo)軌， 3）微量進給裝置 尺寸精度 分辨率 /基準 彈性變形微量進給裝置、熱變性微量進給裝置、電致伸縮微量進給裝置、磁致伸縮微量進給裝置、流體膜變形微量進給裝置 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。 （ 6） 信息技術(shù) ：把信息轉(zhuǎn)化為知識，進而決策的技術(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 自動化技術(shù) ：（ 1）數(shù)控技術(shù)，（ 2）工業(yè)機器人，（ 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) 先進制造技術(shù)的概念，特點與分類 先進制造技術(shù) : 是制造業(yè)不斷吸收機械、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，制造，檢測，管理，銷售，使用，服務(wù)以及回收的制造 全過程 ，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，高效，低耗，清潔，靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的 適應(yīng)能力和 競爭能力 的制造技術(shù)的總稱。 典型生產(chǎn)系統(tǒng) ：決策級；經(jīng)營管理級；設(shè)計制造級。 先進制造技術(shù)概論 (AMT) 課程編號 ： 5601090 學(xué) 分 ： 2 學(xué)生班級 ：材料 05050507班 課程性質(zhì) ：專業(yè)大類課、限選課 基本要求 ：鞏固制造技術(shù)基礎(chǔ)知識；了解先進制造技術(shù)的最新研究成果；掌握 12項先進制造技術(shù) /方法；開闊視野；培養(yǎng)創(chuàng)新意識 /能力。 設(shè)計制造級：包括開發(fā)和設(shè)計；生產(chǎn)工藝和調(diào)度；制造三個子系統(tǒng) 技術(shù)裝備形式 ： 制造業(yè) —機械制造 /先進機械制造 —機械加工 /先進機械加工 先進機械制造技術(shù)典型代表： CIMS 局部自動化 A —整體自動化 A ； 制造過程自動化 A 設(shè)計過程自動化 A 生產(chǎn)過程自動化 A和經(jīng)營管理過 程自動化 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 ：設(shè)計獨立性強；生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定；以產(chǎn)品為對象組織生產(chǎn)；準備、生產(chǎn)、裝配周期長；生產(chǎn)結(jié)構(gòu)剛性強。（ 4）計算機集成制造系統(tǒng) CIMS，（ 5）傳感技術(shù)，（ 6）自動檢測及信號識別技術(shù)，（ 7）過程設(shè)備工況監(jiān)測與控制。 （ 5） CAM—類型：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 /作業(yè)計劃等 （ 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)，驗證模型，運行模型，維護模型。 （ 7）增強型人 機界面：例如：語音輸入。 生產(chǎn) 4M芯片 1立方尺大于 10個。 線速度： 150m/s。 技術(shù)基礎(chǔ)：微機械設(shè)計，微機械材料，微細加工，微裝備與封裝，集成技術(shù)，微測量，微能源，微系統(tǒng)控制。表 66） 微型機械材料：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：任意形狀、數(shù)字化、快捷 ? 發(fā)展趨勢：生物制造、直接成型零件、復(fù)雜零件等 Dalian University of Technology 第七章 制造自動化技術(shù) 制造自動化技術(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 關(guān)鍵技術(shù) 現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù) 發(fā)展歷程 CNC機床系統(tǒng)組成和結(jié)構(gòu)特點 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 CAD/CAPP/CAM CAD計算機輔助設(shè)計 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被認為是當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國家科技現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。 1) 設(shè)計過程分析 任務(wù)規(guī)劃 /方案設(shè)計 /結(jié)構(gòu)設(shè)計 /試制加工 /試驗使用 Dalian University of Technology 2) CAD工作過程 輸入設(shè)計要求 // 描述、構(gòu)造設(shè)計模型 //方案設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ||| /數(shù)據(jù)庫、圖形庫、程序庫 / 輸出結(jié)果 /修改 輸出設(shè)計結(jié)果 /技術(shù)文件 3)CAD的效益 (1）提高效率、縮短設(shè)計周期 (2）進行精確計算分析、降低成本，提高設(shè)計質(zhì)量 (3）有利于發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性 (4）有利于產(chǎn)品標準化、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)用計算機技術(shù)和通信技術(shù)，將分布于各處的多臺計算機以網(wǎng)絡(luò)的形式連接起來構(gòu)成分布式 CAD系統(tǒng)。 3)應(yīng)用軟件：包括，數(shù)據(jù)庫、圖形庫和程序庫。 據(jù)統(tǒng)計：軟件維護階段成本超過整個周期成本的 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)庫系統(tǒng)的 構(gòu)成 有硬件；軟件；專職管理人員和數(shù)據(jù)庫組成。 4）圖形控制 初始化、顯示和輸出控制的等。 特征的實現(xiàn)：特征的定義；特征的識別。 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，計算工序尺寸及公差； 4）選擇切削用量； 5）計算工時定額和加工成本； 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的自動化水平。 4）工序設(shè)計 工序內(nèi)容的確定；工序尺寸和公差的計算；工序圖的生成與繪制。 面向?qū)ο蠹夹g(shù)對零件特征、機床、工藝過程進一步抽象化 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） 。語句例子 622/612 工藝數(shù)據(jù)語句 表示切學(xué)用量的語句、初始語句 確定刀具與工件起始位置 /狀態(tài)的語句、終止語句 按規(guī)程順序依次關(guān)閉操作動作的語句。 基本原理 ：直線和圓弧的插補。脈沖增量插補和數(shù)字增量插補 脈沖增量插補 每個脈沖使運動軸前進或后退一個基本長度單位，稱為脈沖當量。必要的準備工作，根據(jù)零件圖紙的要求編寫簡短的零件加工源程序，輸入計算機后自動進行處理，計算刀具中心運動軌跡，編出加工程序，通過程序輸入或直接連通通信接口。 柔性制造系統(tǒng) 是由計算機控制系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連接起來并具有一系列自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備，加工對象、工藝過程、工序內(nèi)容和生產(chǎn)節(jié)拍等自動調(diào)整的高度自動化制造系統(tǒng)。 1）獨立工位及其配置 加工工位 /裝卸工位 /監(jiān)測工位 /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、信號） /模塊化 /便于擴展 /安全與防護 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 計算機集成制造系統(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 計算機技術(shù)發(fā)展使機械工業(yè)生產(chǎn)方式由局部自動化走向全局自動化；由單項技術(shù)的發(fā)展到生產(chǎn)過程與市場競爭結(jié)合的需求。 Dalian University of Technology 例如：美國國家標準局自動化研究所 AMRF建立的 CIMS 1）用戶接口 包括輸入輸出 2）制造管理分級控制結(jié)構(gòu) 通過用戶數(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 制造數(shù)據(jù)庫，商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，物理數(shù)據(jù)存儲器，邏輯視圖處理機，數(shù)據(jù)操作語言，編譯程序及軟件。 CAD解決的是體素拼合、剖面計算、消隱和真實圖形的顯示。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)營活動、從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、生產(chǎn)管理到售后服務(wù)的全部活動。 4）加工單元 配置主要是加工中心、車削中心及其它數(shù)控機床等。它采用可編程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)、和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入、輸出，控制各種機械和生產(chǎn)過程。用于步進電機控制。 直線插補 /圓弧插補 控制 /擬合 : 刀具與機床的相對運動軌跡 Dalian University of Technology 數(shù)控機床的特點 ： 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：專用系統(tǒng)、交互式系統(tǒng)、語音 NC系統(tǒng)、 NC編成與 CAD集成 617. Dalian University of Technology NC 程序動態(tài)模擬系統(tǒng) 對數(shù)控程序的檢驗 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計算機輔助制造 概況 CAM的含義：利用計算機完成從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的活動。 輸出與 CAM連接；研究工藝過程優(yōu)化 /加工過程動態(tài)仿真 /成本計算 Dalian University of Technology 人工智能在 CAPP中的應(yīng)用 專家系統(tǒng)的基本概念：以知識為基礎(chǔ)的智能程序系統(tǒng)，在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，把人類專家的經(jīng)驗和知識，表示成計算機能接受的和處理的符號形式，采