先进制造技术作业

第一篇：先进制造技术作业

三坐标测量机在机械加工中的应用

机械工程 2509201015

赵喜鑫

摘要： 三坐标测量机作为上世纪60年代发展起来的一种测量机器，以其精度高、测量范围广等优点受到越来越普遍的应用。本文介绍了三坐标测量机的发展概况及其在机械加工一些简单的应用。

关键词： 三坐标测量机 CMM 逆向 检测 前言

三座标测量机（Coordinate Measuring Machining 以下称CMM），是对工件进行三维测量的具有X、Y、Z三个坐标轴的坐标机器。它是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。2 CMM的分类和主要部件

CMM可分为活动桥式测量机、固定桥式测量机、龙门测量机、水平臂式测量机、L式测量机、便携式测量机等几种机型。机床由工作台,X、Y、Z导轨及电脑组成。检测系统采用磁栅或光栅。同时提供标准附件供选用。我公司使用的是购自青岛海克斯康公司alpha龙门式测量机。它有四根立柱行程分别为X=2000mm,Y=3300mm,Z=1500mm，精度为E=5+5L/1000(单位E:μ；L:mm)。数据处理系统

CMM配有计算机及软件系统用于数据处理，它可以根据检测要求对工件几何尺寸进行测量，或对工件进行用于逆向工程的测绘。Alpha CMM配置的是PC-DMIS软件系统。PC—DMIS具备了如下先进功能： ⑴ 备完善的测头管理、零件坐标系管理和工件找正功能；

⑵ 实现工件几何特征量的直接测量，并能够完成几何关系的计算、构造和形位公差计算； ⑶ 独特的交互式三维图形功能； ⑷ 脱机情况下可通过计算机模拟进行测量编程； ⑸ 三维空间的模拟，可直接观察到测量机上工件的图像和固定方式，从而可在零件检测前方便地进行各项设置和编程的修正； ⑹ 具备浏览窗口，可清楚地指明被测工件的特征，并允许编程者在编制零件实时地观检测到所有的测量工作；

⑺ 内置的强大报告分析功能，可图形化地展示单

个数据点的偏差并包括文字说明；

⑻ 可利用IGS或DMIS实现三座标测量机系统与系统的双向直接连接； ⑼ 可处理二维、三维、线框式和曲面的CAD文件； ⑽ 通过曲线曲面测量软件选项，实现对轮廓形工作的测量与分析； ⑾ PC-DMIS中的曲线曲面测量软件包使得用户可利用现有CAD曲面模型的优势，从而优化检测程序。操作者只需采用鼠标进行特殊点目标的选择或只

是简单地利用测头进行需要信息区域的触发。依据

所测曲面的几何量，测量结果沿目前名义矢量方向

进行补偿，从而避免了余弦误差。曲线曲面软件为各类叶片、模具、模型和钣金件提供了全新的测量和分析功能。4 机器的工作原理与用途

将被测工件放置在CMM工作台上，选择合适的测头，移动X，Y，Z 三个坐标，对工件进行测量，便可获得被测几何形面上各测点的几何坐标尺寸。这些点的坐标值经过计算机的数据处理，可求出待

测几何尺寸和相互位置尺寸以及形位误差值。

CMM 已由简单的划线测量机和手动系统发展成为高精度的自动检测中心。CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现逆向工程。5 应用举例

5.1空间检测 CMM不仅仅体现在它的测量精度高外，还能测量传统手工测量所不能测量的尺寸。这主要得益于CMM测座灵活，可根据要求任意旋转测量角度，测量空间尺寸。图1是一定位块，要测量几个孔距。由于这几个孔都不在一个平面上，而且锥体还和侧面有尺寸要求，普通量具无法测量。但是使用CMM就非常简单。首先测量中间大面，找正平面，然后测量一条边，建好坐标系后用测头A0B0角度测量中间图上所有的孔和圆锥，然后用A90B90角度测

图 1 定位块

量右图的孔。最后点击“距离”对话框即可求出所了定量地了解模具损耗发生的位置及损耗量的大有尺寸。小，以确定是修复模具还是报废模具，需要对其进5.2辅助检测 行检验。通过计算机辅助检验，可以非常方便地实产品零件大批量生产之前，往往需要进行“试现以上检验要求。计算机辅助检验，就是通过CMM生产”，并对“试生产”的零件进行检验，即“首获得实物的三维数据，并将此数据与实物的CAD模件检验”，以保证批量生产的产品满足质量要求。型对正比较，以获取检验结果。另外，当模具使用一定次数以后，会发生损耗，为计算机辅助检验主要包括三个步骤：模型数字

图 2 计算机辅助检验工作流程

化、数据对正和检验分析。整个流程如图2所示。模型数字化是计算机辅助检验的关键步骤之一，它的精度直接影响检验的可信度。而CMM正是为它提供实物的表面轮廓数据信息，并以大量的三维坐标点（点云）来表达。然后通过第三方软件如imageware将检验模型和CAD模型对正。对正的过程及对正后的分析比较过程都是在imageware里完成的。

5.3逆向工程

在国外，逆向工程已经作为一种先进的设计方 法被引入到设计开发工作中。为了避开艰苦的原型设计阶段，通过观察和测试竞争对手的产品，对其进行初始化，然后拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品制造过程，并以此为基础优化设计出一种更好的产品。逆向工程（Reverse Engineering）就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括图纸或数字模型）的过程。它与一般的从图纸到产品的过程正好相反。

图3 逆向过程

随着数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如CMM、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输

送到CAM系统完成产品的制造。从图3可以看出，逆向工程的实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。

图4所示为我公司锯片磨齿机的凸轮。该凸轮

图 4 凸轮

因为磨损需要备件。但是磨齿机购自国外，外商不提供凸轮图纸资料。购买该凸轮不仅价格高昂，而且购买周期很长。因此必须进行逆向测绘获取图纸。由于该凸轮外形是不规则曲线，使用精度非常高，普通卡尺等量具无法精确测量，因而使用三座标测量机进行扫描测量。先用SP600测出它的高度，中心孔位置，建好零件坐标系，然后利用SP600 强大的扫描功能对它不规则曲线进行密集的连续点

扫描，得到它的外形轮廓。下一步用imageware件进行点云的处理，生成凸轮曲面几何形状。再利用CAD软件得到凸轮图纸。最后根据图纸进行生产加工。可见，利用CMM扫描样品采集点数据，再应用imageware软件生成高质量曲面，相比直接在CAD系统中进行曲面造型，更节省时间。另外，利用CMM采集的几何数据能生成符合工业标准格式的文件，如IGES、VDA-FS、ISOG代码、DXF和规定的ASCII、CAD/CAM格式，分析软件包至少能支持其中的一种格式。

以上介绍的只是利用CMM进行逆向工程的一个例子，用CMM还做过许多逆向测绘工作。如天津钢管集团公司168厂的PQF机架、350脱管机架、258定径机架和三套转鼓等，可节约了大量的进口采购费用。CMM发展趋势

在今后一段时期内，它的主要发展趋势可以概括为以下几方面：

（1）高精度和高速测量 质量与效率一直是衡量各种机器性能主要指标之一。一般情况是为了保证测量精度，测量速度不宜过高。随着生产节奏不断加快，用户在要求CMM保证测量精度的同时，会对CMM的测量速度提出越来越高的要求。

（2）新材料和新技术的应用 为保证可靠高速的测量功能，机体材料必须在传统的铸铁、铸钢基础上，大量采用重量轻、刚性好、导热性强的合金、石材、陶瓷等新材料。新型材料由于其良好的导热性，在发生温度分布不均匀时，能在极短的时间内迅速达到热平稳，将温度变化所产生的热变形减至最低。为此，近几年引起了厂商的改型高潮，新品种层出不穷。技术指标的进步表现在两个方面：a.最高运动速度达到15m/s以上；b.环境温度要求可降低到20+_4℃。

（3）大量采用非接触式测量 非接触测量的核心就是光学测量。近年来国外光学CMM发展十分迅速。在同等精度条件下，非接触式测量速度更快。另外，它还能测量一些软性材质。在微电子工业中有许多二维图案，如大规模集成电路掩模等，它们是用接触测头无法测量的。

（4）控制系统的改进 在现代制造系统中，测量的目的越来越不仅仅是成品验收检验，还向整个制造系统提供有关制造过程的信息，为控制提供依据。因此必须要求测量机具有开放式控制系统，具有更大的柔性。另外，也可以用复杂的控制系统进行紧凑设计，以求降低成本。

(5)软件技术的革新 测量机的功能主要由软件决定。软件是CMM中发展最为迅速的一项技术。软件的发展将使CMM向智能化的方向发展，它包括能进行自动编程、按测量任务对 测量机进行优化、故障自动诊断等方面的内容。7 结语

在竞争日益激烈的今天,对产品质量要求越来越严格，CMM以其强大的功能，极大的测量范围，精确的测量为产品质量提供强大的保证。但是它也有自己的缺点，如价格昂贵（是一般卡尺等量具的几百倍甚至上千倍），测量条件严格（如精密测量要求恒温在20°±0.2°C范围内）。然而这些缺点影响不了CMM在工业中的普及。随着科技的不断发展，CMM测量精度会越来越高，操作越来越灵活，自动化程度越来越高，必将成为工业中不可或缺的检测设备之一。

参考文献

1.《PC-DMIS教程》上下册 海克斯康测量技术（青岛）有限公司

2.《三坐标测量机》 张国雄等 天津大学出版社 1999

3.《测量机应用技术论文集》海克斯康测量技术（青岛）有限公司

4.《PC-DMIS CAD++ 培训与应用手册》海克斯康测 量技术（青岛）有限公司

第二篇：先进制造技术

先进制造技术（AMT）：是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息和管理技术，以及新工艺、新材料等现代科学技术，使材料转换成产品的过程更有效、成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的总称。

广义制造：不仅包括具体的工艺过程，还包括市场分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售 后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的全过程。

狭义制造：是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

制造系统：是指由制造过程及其设计的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。制造业：是指以制造技术为主导技术进行产品制造的行业。

制造业的核心要素是质量、成本和生产率。

制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。

制造技术的五个发展时期：工场式生产时期、工业化规模生产时期、刚性自动化发展时期、柔性自动化发展时期、综合自动化发展时期。

先进制造技术的发展趋势：数字化是发展的核心、精密化是关键、极端化是焦点、自动化是条件、集成化是方法、网络化是道路、智能化是前景、绿色化是必然

先进制造技术：是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。先进制造技术的三个层次：基础技术、新型单元技术、集成技术

先进制造技术的五个特征：系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性

电火花成型加工原理：是基于电火花腐蚀原理，即在工具电极与零件互相靠近时，极间电压将在正负极间使电介质电介液电离而形成火花放电，并在火花通道中瞬时产生大量热能，足以使金属局部熔化甚至气化，而将金属腐蚀掉，从而形成所要求的形状。达到成型加工目的。电火花技工的5种放电状态：开路（空载脉冲）、火花放电（工作脉冲）、过度电弧放电（不稳定电弧放电）、电弧放电（稳定电弧放电）、短路（短路放电）。

电火花加工特点：

1、加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，制造容易。

2、便于加工用普通机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不漏热处理影响，与工件的机械性能关系不大。

3、适于加工脆性材料或薄壁弱刚性的零件，以及普通切削刀具易发生干涉而难以进行加工的精密微细异型孔、深小孔、狭长缝隙、弯曲轴线的孔、型腔等。

4、脉冲放电持续时间极端，放电产生的热量传导扩散范围小，放电侵没在工作液中进行，因此对整个工件而言，在加工过程中几乎不受热的影响。

5、可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。

电火花加工的条件：

1、工具电极和工件之间必须维持合理的间隙。

2、两电极之间必须充入一定性能的工作介质。

3、输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。

4、放电必须是瞬时的脉冲放电。

5、脉冲放电需重复多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的。

6、脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外。

影响电火花加工的因素：

1、极性效应

2、覆盖效应

3、二次放电

4、加工速度

5、电火花放电通道

6、工具电极损耗

7、放电间隙

8、放电产物排出

极性效应：电火花加工时，即使加工相同材料，两电极的被腐蚀量也是不同的，其中一个电极比另一个电极的蚀出量大，这种现象叫极性效应。把工件与脉冲电源正极相接的加工叫正极性加工，反之为负极性加工。当采用短脉冲精加工是，应选用正极性加工，长脉冲粗加工是应选用负极性加工。精加工放电间隙一般只有0.01mm左右，粗加工时可达0.3-0.5mm。

电火花线切割：使用现状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线

电火花线切割机床通常分为两大类：一类是快走丝电火花线切割机床。这类机床的电极丝做高速往复运动，一般走丝速度为8-10m/s。是我国生产和主要使用的机种，也是独有的加工模式，另一种是慢走丝电火花切割机床，这类机床的电极丝低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s。国外生产和主要使用。

线切割的特点：

1、缩短了生产准备时间，加工周期短

2、脉冲电源加工电流较小，脉冲宽度较窄，属中、精加工范畴，所以只采用正极性加工。

3、采用水或水基工作也，不会引燃起火，容易实现安全无人运转。

4、电极丝比较细，切缝较窄，可以加工微细异型孔、窄缝和复杂形状的工件，实际金属去除量很少，材料的利用率很高。

5、工具电极是运动的长金属丝，故可加工很小的窄缝或人工缺陷，电极丝的损耗对加工精度无影响，但自身尺寸精度对快慢走丝加工精度均有直接的影响。

电火花线切割加工设备主要由机床本体、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等及部分组成。线切割加工的主要工艺指标有切割速度、加工精度及加工表面质量等。

线切割常见的装夹方式1悬臂式支撑 2两端式支撑 3桥式支撑 4板式支撑 5复式支撑

微机械：是指可以批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，甚至外围接口、通信电路和电源等于一体的微型器件或系统，也称微型机电系统（MEMS）或微型系统。

微机械主要特点：1体积小，精度高，质量轻

2、性能稳定，可靠性高

3、能耗低，灵敏度和工作效率高

4、多功能和智能化

5、适用于大批量生产，制造成本低。

6、集约高技术成果，附加价值高。

光刻加工：使用照相复印的方法将光刻掩模上的图形印刷在涂有光致抗蚀剂的薄膜或基材表面，然后进行选择性腐蚀，刻蚀出规定的图形。光掩膜制造技术、曝光技术和刻蚀技术是组成光刻技术的关键技术。刻蚀技术是一类可以独立于光刻的微型机械关键的成型技术，刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。

LIGA是一种使用X射线的深度光刻与电铸相结合，实现深宽比大的微细构造的成型方法。LIGA是德文的平版印刷术、电铸成型和注塑的缩写。

封接技术的目的是将分开制作的微机械部件在使用粘结剂的情况下连接在一起，封在壳中使其满足使用要求。他影响到整个微机械的功能和尺寸，是关键技术。

分子装配技术：利用其探针的尖端可以俘获和操纵分子和原子，并可以按照需要拼成一定的结构，进行分子和原子的装配制作微机械，这是一种纳米级微加工技术，是一种从物质的微观角度来构造、制作微机械的工艺方法。

超精密加工方法主要有超精密切削、超精密磨削、超精密研磨和超精密细加工。

超精密切削对刀具的要求：

1、极高的硬度、耐磨度和弹性模量，以保证刀具有很高的刀具耐用度。

2、刃口能磨得及其锋锐，刃口半径极小，能实现超薄的切削厚度

3、刃口应无缺陷

4、与工件材料的抗粘结性好，化学亲和性笑、摩擦因数低，能得到极好的加工表面完整性。

超精密磨削加工是指利用细粒度的磨粒或微粉磨料进行砂轮磨削、砂带磨削，以及研磨、珩磨和抛光等进行超精密加工的总称，是加工精度达到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um的一种亚微米级加工方法。

高速加工技术是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代化制造加工技术。

高速与超高速切削的特点：

1、可减少工序，提高生产效率

2、切削力小、热变形小

3、加工精度高

4、加工能耗低、节省制造资源。

高速切削加工的关键技术包括高速主轴、快速进给系统、高性能CNC控制系统、先进的机床结构、高速加工刀具。高速主轴在结构上几乎全部采用主轴电机与主轴合二为一的结构形式，简称电主轴。

高速切削通常使用的刀具材料：硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具。

在实际应用中，磨削速度在100M/S以上即被称为高速磨削。高速磨削是提高磨削效率和降低工件表面粗糙度的有效措施。

逆向工程（RE）是相对于传统正向工程而言的，又称反求工程或反求设计，其实想最初是来自从油泥模型到产品实物的设计过程。逆向工程系统的组成：

1、产品实物几何外形数字化

2、CAD模型重建（1、CAD模型的校验与修正

2、CAD模型的分析与改进

3、CAD模型的校验与修正）

3、产品或模具制造

模型重建软件包括：

1、用于正向设计的CAD/CAM/CAE软件（Solidworks）

2、集成有逆向功能模块的正向CAD/CAM/CAE软件(Pro/E、UG)

3、专用的逆向工程软件（Imageware）逆向工程的关键技术：

1、数据采集与处理（数字化技术）

2、曲面构造（建模技术）数字化方法主要分为接触式测量和非接触式测量

快速原型制造技术（RPM）：综合机械、电子、光学、材料等学科，能够自动、直接、快速、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件/模具。原理：彻底摆脱传统的“去除”加工法，而基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维的组合，它能在CAD模型的直接驱动下，快速制造任意复杂形状的三维实体。

典型的RPM工艺方法：

1、光敏液相固化法SLA

2、叠层实体制造法LOM

3、选择性激光烧结法SLS

4、熔融沉积制造法FDM

激光加工技术：利用光能经过透镜聚焦后达到的很高的能量密度，依靠光热效应来加工各种材料。特性：

1、亮度强度高

2、单色性好

3、相干性好

4、方向性好 加工原理：激光加工是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。特点：

1、非接触加工，加工速度快，热影响区小，无明显机械力，可加工易变形的薄板和弹性零件。

2、功率密度高，几乎能加工所有的材料，3、激光光点直径小，能进行非常微细的加工。

4、不需要加工工具无工具损耗，适宜自动化生产。

5、通用性好

6、影响因素多，加工时精度和表粗度需反复试验，寻找合理的加工参数达到要求。应用：

1、激光打孔

2、激光切割

3、激光焊接

4、激光表面处理

超声波加工原理：是利用工具端面作超生频振动，通过磨料悬浮液加工，使工件成型的一种方法。

水射流切割：是以水作为携带能量的载体，用告诉水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法，是一种冷切割工艺。

计算机辅助设计CAD：是指工程技术人员以计算机为工具，用各自的专业知识，对产品进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。完整的CAD系统具有图形处理、几何建模、工程分析，仿真模拟以及工程数据库的管理与共享等功能。CAD系统的软件分为系统软件，支撑软件和应用软件三个层次。

计算机辅助工艺过程设计CAPP：工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容，是产品设计与车间的实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化而多变的决策过程。CAPP是应用计算机快速处理信息功能和具有各种决策功能的软件来自动深沉工艺文件的过程。目前常用的CAPP系统可分为派生式、创成式和综合式三大类。

计算机辅助制造CAM：按计算机与物流系统是否有硬件接口联系可将CAM功能分为直接应用功能和简介应用功能。计算机数控系统：是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，也是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。

CNC机床数控系统由数控装置、可编程控制器（PLC）、进给伺服驱动装置、主轴伺服驱动装置、输入输出接口，以及机床控制面板和人机界面等部分组成。其中数控装置为机床数控系统的核心，其主要功能有运动轴控制和多轴联动控制功能。

数控加工编程的一般步骤：

1、工艺处理

2、数值计算

3、编制零件加工程序单

4、输入零件加工程序单

5、程序校验 CAD/CAM计算机辅助设计与计算机辅助制造，是一门基于计算机技术而发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。

CAM是指应用电子计算机来进行产品制造的统称。广义CAM是利用计算机进行零件的工艺规划、数控程序编制、加工过程仿真等。在CAM过程中主要包括计算机辅助工艺设计软件（CAPP）和数控变成软件（NCP）狭义CAM理解为数控加工，包括刀具路径规划，刀位文件生成，刀具轨迹仿真及M代码生成等。更为广义的CAM是指应用计算机辅助完成从原材料到产品的全部制造过程，包括直接制造过程和简介制造过程。CAD/CAM系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统包括计算机和外部设备，软件系统由系统软件、应用软件和专业软件组成。

制造自动化：狭义的含义是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化。广义包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。制造自动化发展历程分为刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个发展阶段。制造自动化的发展趋势可用敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化六个方面来概括。工业机器人：工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。

工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分构成。

工业机器人的分类：按系统功能分：专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、智能机器人。按结构形式分直角坐标机器人、球坐标机器人、圆柱坐标机器人、关节机器人。按驱动方式分气动、液动、电气 机器人选用和设计应考虑的几个指标：

1、自由度是衡量机器人技术水平的主要指标。通用机器人有3-6个自由度。

2、工作空间是指机器人应用手抓进行工作的空间范围。

3、提取重力。

4、运动速度。通用机器人的最大直线运动速度大多在1000mm/s以下，最大回转速度一般不超过120°/s。

5、位置精度。典型的工业机器人定位精度一般在±0.02-±5范围。

工业机器人的控制系统分类：

1、按控制系统回路的不同，可分为开环系统和闭环系统。

2、按控制系统的硬件分，有机械控制、液压控制、射流控制、顺序控制和计算机控制。

3、按自动化控制程度分顺序控制系统、程序控制系统、自适应控制系统、人工智能系统

4、按编程方式分屋里设置编程控制系统、示教编程控制系统、高线编程控制系统。

5、按机器人末端运动控制轨迹分点位控制和连续轮廓控制。工业机器人的性能特征：通用性、柔性、灵活性、智能性

柔性制造系统（FMS）：概念：是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。广义：柔性制造系统是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成。更为直观的定义：柔性制造系统至少由两台机床、一套具有高度自动化的物料运储系统和一套计算机控制系统所组成的制造系统，通过简单改变软件程序便能制造出多种零件的任何一种零件。

FMS组成：

1、加工系统包括由两台以上的CNC机床、加工中心或柔性制造单元（FMC）以及其他的加工设备组成2、工件运储系统由工件装卸站、自动化仓库、自动化运输小车、机器人、托盘缓冲站、托盘交换装置等组成能对工件和原材料进行自动装卸、运输和存储。

3、刀具运储系统包括中央刀库、机床刀库、刀具预调站、刀具装卸站、刀具输送小车或机器人、换刀机械手等。

4、一套计算机控制系统能够实现对FMS进行计划调度、运行控制、物料管理、系统监控和网络通信等。除此之外还包含集中冷却润滑系统、切屑运输系统、自动化清洗装置、自动去毛刺设备等附属系统。FMS特点：

1、柔性高，适应多种中小批量生产

2、系统内的机床在工艺能力上是相互补充或互相代替的3、可混流加工不同的零件

4、系统局部调整或维修不中断整个系统的运作

5、递阶结构的计算机控制，可以与上层计算机联网通信

6、可进行三班无人值守生产

FMS关键技术：计算机辅助设计，模糊控制技术，人工智能、专家系统及智能传感器技术，人工神经网络技术。

虚拟制造技术VM：是指物质世界的数字化，也就是对真实世界的动态模拟和再现，即虚拟现实。虚拟制造是以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持..CIMS计算机集成制造系统：从系统的功能角度考虑，一般认为CIMS是在两个支撑分系统（网络系统和数据库系统）的基础上由4个分系统组成：经营管理信息系统、工程设计自动化系统化、制造自动化系统和质量保证信息系统。

CIMS三大特征为数据驱动、集成、柔性 五个层次 ：工厂级、车间级、单元级、工作站级和设备级。

LP：精益生产 精益生产方式的资源配置原则，是以彻底消除无效劳动和消费为目标。

NC:数控技术 CNC:计算机数控 FMC柔性制造单元 FMS柔性制造系统 CAD/CAM计算机辅助设计与制造 CAPP计算机辅助工艺规划 CAE计算机辅助工程 CAT计算机辅助检测 ROBOT工业机器人 CIMS计算机集成制造系统 CE并行工程 LP精益生产 AM：敏捷制造 CM:绿色制造

第三篇：先进制造技术

先进制造技术论文

随着我国制造业的的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用。先进制造技术是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：

a、现代设计技术 b、先进制造工艺技术 c、制造自动化技术 d、现代生产管理技术

一、现代设计技术

现代设计技术包括CAD、CAE、CAPP、CAT、优化设计、可靠性设计、价值工程创新设计、反求工程、并行工程等。它的特点是：

（1）系统性(2)动态性（3）创造性

（4）计算机化（5）并行化、最优化、虚拟化和自动化

在老师布置的课题中，我们小组做的是玩具手枪的外模，在这个过程中我们就是通过计算机UG做出来，正好体现了计算机化。

二、先进制造工艺技术

先进制造工艺技术主要包括了超精密加工技术、高速加工技术、快速成型制造技术、现代特种加工技术。

1、超精密加工技术已成为全球市场竞争取胜的关键技术，它包括了所有能使用的零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工所涉及的技术邻域包含以下几方面

（1）超精密加工机制 它包括超精密切削、超精密磨削和超精密特种加工等。

（2）超精密加工的刀具、磨具及其制备技术 包括金刚石刀具的制备和刃磨、超硬砂轮的整修等是超精密加工的重要关键技术。

（3）超精密机床设备 超精密加工对机床设备有高精度、高刚度、高的抗振性、高稳定性和高自动化的要求，具有微量进给机构

（4）精密测量及补偿技术 超精密加工必须有相应级别的测量技术和装置，具有在线测量和误差补偿。

（5）严格的工作环境 超精密加工必须在超稳定的工作环境中进行，加工环境的极微小的变化都可能影响加工精度。因此，超精密加工必须具备各种物理效应恒定的工作环境，如有恒温室、净化间、防振和隔振地基等。

2、高速加工技术是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地实现高速运动的自动化制造设备，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速加工的特征：

（1）切削力低（2）热变形小

（3）材料切除率高（4）高精度

（5）减少工序

关键技术：

（1）高速主轴（2）快速进给系统

（3）高性能的CNC控制系统（4）先进的机床结构

（5）高速切削的刀具系统

3、快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等技术于一体的综合技术，是实现从零件设计到三维实体原型制造的一体化系统技术。典型的快速成型制造工艺的方法：

（1）光敏液相固化法（2）选区片层粘结法

（3）选区激光烧结法（4）熔丝沉积成形法

特点：

（1）高度柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体

（2）CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化

（3）原型过程无需专用夹具或工具

（4）无需人员干预或较少干预，是一种自动化的原型过程

（5）原型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场

4、现代特种加工技术是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到去除、变形以及改变性嫩等目的的加工技术，包括是激光加工、超声波加工、水射流切割加工等。

（1）激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工材料。它经常被用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺。

（2）超声波加工时利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。它经常用于型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。在金属切削加工中引入超声振动可以大大降低切削力，改善加工表面粗糙度，延长刀具寿命，提高加工效率。

（3）水射流切割加工技术室以水作为携带能量的载体，用高速水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法。水射流切割具有切口平整、无边毛、无火花、加工清洁等特点。

三、制造自动化技术

狭义：是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化等。

广义：包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化、质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。

发展趋势：

（1）制造敏捷化（2）制造网络化（3）制造虚拟化

（4）制造智能化（5）制造全球化（6）制造绿色化 计算机控制自动化技术

1、机床数控技术

数控技术是指用数字化信号对设备运行极其加工过程进行控制的一种 自动化技术，也是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切相结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。它把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了深刻的变化。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高；生产效率高；特别适合加工形状复杂的轮廓表面；有利于实现计算机辅助制造；对操作者（不含编程人员）技术水平的要求相对较低；初始投资大、加工成本高。此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。

2、工业机器人

工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机，是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备。工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统、位置检测机构等几部分组成。

工业机器人的分类

按系统功能分类： 专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、智能机器人。

按驱动方式分类： 气压传动机器人、液压传动机器人、电气传动机器人、按结构形式分类： 直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、关节机器人

3柔性制造系统

柔性制造系统是集数控集数、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术。它是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速的进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

加工系统的要求

（1）工序集中（2）控制功能强、扩展性好

（3）高刚度、高精度、高速度（4）自保护和自维护性好

（5）使用经济性好（6）对环境的适应性与保护性好

四、现代生产管理技术

现代生产管理是指产品生产过程中的计划和管理，是机械制造企业中的一个重要的职能领域，主要包含生产计划的合理制定、成本的有效控制、设备的充分利用、库存的管理和控制、产品质量的保证、财务状况的及时分析等管理任务

特点:（1）以技术为中心向以人为中心的转变，充分重视人的作用，将人视为企业一切活动的主体，使技术的发展桁架的符合人类社会发展的需要。

（2）企业的生产组织，从递阶多层管理结构形式向扁平网络式结构转变，强调组织结构简化，减少结构层次，增强生产组织体系的灵敏性。

（3）由传统的顺序工作方向并行作业方式转变。

（4）企业从按功能计划部门的固定组织形式，向动态的，自主管理的群体工作小组形式转变。

（5）企业从单纯竞争走向既有竞争又有结盟之路。

（6）质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝。（7）技术创新成为企业竞争的焦点。

总结：在本次的课程中，我们小组做的是玩具手枪的外模，本来是准备做花瓶的，但是想一想一个文艺范的东西用铁做出来有点不美观，于是我们决定做玩具枪。我们小组分工明确，有收集资料、UG制图、PPT制作和演讲，在制作玩具枪的过程中，我们小组用的是UG制图，在这个过程中遇到一些问题，UG不是很会用，最后通过自我摸索和老师的帮助下，基本完成了我们的作品，然后就是PPT制作，在此过程中，我们讨论了好久最后做出了我们想要的PPT。正是在主张的带领下，我们认真的完成了这次的课程，并且通过这次的实践让我收获了很多，学习到了很多，让我更加了解我的专业技能的重要性。

第四篇：先进制造技术

先进制造技术概论

先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称为AMT）是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

什么是先进制造技术（AMT)

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology)，人们往往用AMT来概括由于微电子技术、自动化技术、信息技术等给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。

主体技术群：

它包括两个基本部分:有关产品设计技术和工艺技术。

⑴面向制造的设计技术群

面向制造的设计技术群系指用于生产准备（制造准备）的工具群和技术群。设计技术对新产品开发生产费用、产品质量以及新产品上市时间都有很大影响。产品和制造工艺的设计可以采用一系列工具，例如计算机辅助设计（CAD）以及工艺过程建模和仿真等，生产设施、装备和工具，甚至整个制造企业都可以采用先进技术更有效地进行设计。近几年发展起来的产品和工艺的并行设计具有双重目的，一是缩短新产品上市的周期，二是可以将生产过程中产生的废物减少到最低程度，使最终产品成为可回收、可再利用的，因此对实现面向保护环境的制造而言是必不可少的。

⑵制造工艺技术群（加工和装配技术群）

制造工艺技术群是指用于物质产品（物理实体产品）生产的过程及设备。例如，模塑成形、铸造、冲压、磨削等。随着高新技术的不断渗入，传统的制造工艺和装备正在产生质的变化。制造工艺技术群是有关加工和装配的技术，也是制造技术或称生产技术的传统领域。

先进制造技术（Advanced Manufacturing Technique，缩写AMT），AMT是中国1995年列入为提高工业质量及效益的重点开发推广项目，该技术广涉信息、机械、电子、材料、能源、管理等方面的知识。因此，该技术的发展对推动国民经济的发展有着重要的作用。就目前世界的经济发展来看，以美国、日本、西欧为代表的工业化国家在AMT上都有雄厚的实力。

AMT发展历程：

人类漫长的历史发展中，使用工具、制造工具进行产品制造是基本生产活动之一。直到18世纪中叶产业革命以前，制造都是手工作业和作坊式生产。

产业革命中诞生的能源机器（蒸汽机）、作业机器（纺织机）和工具机器（机床），为制造活动提供了能源和技术，并开拓了新的产品市场。

经过100多年的技术积累和市场开拓，到19世纪末制造业已初步形成。其

主要生产方式是机械化加电气化的批量生产。

20世纪上半叶，以机械技术和机电自动化技术为基础的制造业的生产空前

发展。以大批量生产为主的机械制造业成为制造活动的主体。

20世纪中叶（1946年）电子计算机问世。

在计算机诞生2年后，由于飞机制造（飞机蒙皮壁板、梁架）的需要，在美

国发明了数字控制（NC）机床。不久计算机又开始用于辅助编制NC机床的加工

程序，推出了自动编程工具APT语言（Automatically Programmed tools），此

后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP、PDM、Web-M等数字化制

造技术相继问世和应用。

先进制造技术是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，学科跨度大，内容广

泛，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。先进制造

技术就是在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传

感技术与机、光、电一体化技术等方面的最新进展，不断发展完善。

编辑本段支撑技术群支撑技术群是指支持设计和制造工艺两方面取得进步的基

础性的核心技术。基本的生产过程需要一系列的支撑技术，诸如：测试和检验、物料搬运、生产（作业）计划的控制以及包装等。它们也是用于保证和改善主体

技术的协调运行所需的技术，是工具、手段和系统集成的基础技术。支撑技术群包括：

⑴信息技术：接口和通信、数据库技术、集成框架、软件工程人工智能、专家系

统和神经网络、决策支持系统。

⑵标准和框架：数据标准、产品定义标准、工艺标准、检验标准、接口框架。

⑶机床和工具技术。

⑷传感器和控制技术：单机加工单元和过程的控制、执行机构、传感器和传感器

组合、生产作业计划。

⑸其它

制造技术基础设施制造技术基础设施是指为了管理好各种适当的技术群的开发并鼓励这些技术在整个国家工业（基地）内推广应用而采取的各种方案和机

制。由于技术只有应用适当地会产生效用，所以其技术基础设施的各要素和基本

技术本身同样重要。这些要素包括了车间工人、工程技术人员和管理人员在各种

先进生产技术和方案方面的培训和教育，这些技术和方案将提高企业的生产竞争

力。可以说，制造技术的基础设施是使制造技术适应具体企业应用环境充分发挥

其功能、取得最佳效益的一系列措施，是使先进的制造技术与企业组织管理体制

和使用技术的人员协调工作的系统工程，是先进制造技术生长和壮大的土壤，因

而是其不可分割的一个组成部分。先进制造技术是促进科技和经济发展的基础。编辑本段提出及背景1993年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委

员会（FCCSET）主持实施的先进制造技术计划（Advanced Manufacturing

Technology－AMT）计划

先进制造技术计划（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美国根

据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此

后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。先进制造技术特点：

⑴先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是面向21世纪的技术，制造业是社会物质文明的保证，是与人类社会一起动态发展的，因此，制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展而来，保持了过去制造技术中的有效要素；但随着高新技术的渗入和制造环境的变化，已经产生了质的变化，先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

⑵先进制造技术是面向工业应用的技术，先进制造技术应能适合于在工业企业推广并可取得很好的经济效益，先进制造技术的发展往往是针对某一具体的制造业（如汽车工业、电子工业）的需求而发展起来的适用的先进制造技术，有明显的需求导向的特征。先进制造技术不是以追求技术的高新度为目的，而是注重产生最好的实践效果，以提高企业的竞争力和促进国家经济增长和综合实力为目标。⑶先进制造技术是面向全球竞争的目前每一国家都处于全球化市场中。一个国家的先进制造技术是支持该国制造业在全球范围市场的竞争力。因此，先进制造技术的主体应具有世界水平。但是，每个国家的国情也将影响到从现有的制造技术水平向先进制造技术的过渡战略和措施。中国正在以前所未有的速度进入全球化的国际市场，开发和应用适合国情的先进制造技术势在必行。

先进制造技术发展中的关键技术：成组技术（GT)

成组技术（GT）揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术，称为成组技术。在机械制造工程中，成组技术是计算机辅助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产方式，获得最大的经济效益。

成组技术的核心是成组工艺，它是将结构、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺进行加工，扩大批量、减少品种、便于采用高效方法、提高劳动生产率。零件的相似性是广义的，在几何形状、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似性，称为二次相似性或派生相似性。2 敏捷制造（AM)

敏捷制造（AM）是指企业实现敏捷生产经营的一种制造哲理和生产模式。敏捷制造包括产品制造机械系统的柔性、员工授权、制造商和供应商关系、总体品质管理及企业重构。敏捷制造是借助于计算机网络和信息集成基础结构，构造有多个企业参加的“VM”环境，以竞争合作的原则，在虚拟制造环境下动态选择合作伙伴，组成面向任务的虚拟公司，进行快速和最佳生产。并行工程（CE)

并行工程（CE）是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。在传统的串行开发过程中，设计中的问题或不足，要分别在加工、装配或售后服务中才能被发现，然后再修改设计，改进加工、装配或售后服务（包括维修服务）。而并行工程就是将设计、工艺和制造结合在一起，利用计算机互联网并行作业，大大缩短生产周期。快速成型技术（RPM)

快速成型技术（RPM）是集CAD/CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术。它不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型。它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型。由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时，大大缩短了产品开发周期，减少了开发成本。随着计算机技术的决速发展和三维CAD软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维CAD设计开发，使得快速成型技术的广泛应用成为可能。快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型（雕刻）、建筑模型、机械行业等领域。5 虚拟制造技术（VMT)

虚拟制造技术（VMT）以计算机支持的建模、仿真技术为前提，对设计、加工制造、装配等全过程进行统一建模，在产品设计阶段，实时并行模拟出产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测出产品的性能、产品的制造技术、产品的可制造性与可装配性，从而更有效地、更经济地灵活组织生产，使工厂和车间的设计布局更合理、有效，以达到产品开发周期和成本最小化、产品设计质量的最优化、生产效率的最高化。虚拟制造技术填补了CAD/ CAM技术与生产全过程、企业管理之间的技术缺口，把产品的工艺设计、作业计划、生产调度、制造过程、库存管理、成本核算、零部件采购等企业生产经营活动在产品投入之前就在计算机上加以显示和评价，使设计人员和工程技术人员在产品真实制造之前，通过计算机虚拟产品来预见可能发生的问题和后果。虚拟制造系统的关键是建模，即将现实环境下的物理系统映射为计算机环境下的虚拟系统。虚拟制造系统生产的产品是虚拟产品，但具有真实产品所具有的一切特征。智能制造（IM)

智能制造（IM）是制造技术、自动化技术、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相交织而形成的一门综合技术。其具体表现为：智能设计、智能加工、机器人操作、智能控制、智能工艺规划、智能调度与管理、智能装配、智能测量与诊断等。它强调通过“智能设备”和“自治控制”来构造新一代的智能制造系统模式。

智能制造系统具有自律能力、自组织能力、自学习与自我优化能力、自修复能力，因而适应性极强，而且由于采用VR技术，人机界面更加友好。因此，智能制造技术的研究开发对于提高生产效率与产品品质、降低成本，提高制造业市场应变能力、国家经济实力和国民生活水准，具有重要意义。

制造技术的进步制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。近两百年来.在市场需求不断变化的驱动下，制造业的生产规模沿着“小批量→少品种、大批量→多品种、变批量”的方向发展。在科学技术高速发展的推动下，制造业的资源配置沿着“劳动密集→设备密集→信息密集→知识密集”的方向发展。与之相适应，制造技术的生产方式沿着“手工→机械化→单机自动化。刚性流水自动化→柔性自动化→智能自动化”的方向发展。从而推动了制造业的不断发展，促进了制造业的不断进步。

先进制造技术论文 专业：机械制造及其自动化学号：

姓名：何伟伟 B11023417

第五篇：先进制造技术

先进制造技术

定义:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。特点: 1.动态性2.广泛性3.实用性4.集成性5.系统性6.高效灵活性7.先进性

构成: 从内层到外层分别为基础技术、新型单元技术、集成技术。

分类:（1）现代设计技术（2）先进制造工艺技术（3）自动化技术（4）产品数据管理技术 发展趋势: 1.集成化2.智能化3.网络化4.信息化5.自动化6.柔性化7.数字化8.虚拟化

9.极端制造10.精密化11.绿色制造

自动化技术

制造技术的自动化包括产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制过程自动化。制造系统的自动化 突出特点是采用信息技术，实现产品全生命周期中的信息集成，人、技术和管理三者的有效集成。

问: 制造自动化技术的研究现状?

答: 1）制造系统中的集成技术和系统技术已成为制造自动化研究中热点问题；

2）更加注重研究制造自动化系统中人的作用的发挥；

3）单元系统的研究仍然占有重要的位置；

4）制造过程的计划和调度研究十分活跃，实用化的成果不多；

5）柔性制造技术的研究向着深度和广义发展；

6）适应现代生产模式的制造环境的研究正在兴起；

7）底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃。

柔性制造系统定义: 我国国家军用标准 “柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”

柔性制造系统的特点：（柔性和自动化）

（1）适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产。

（2）提高机床利用率，缩减辅助时间，以利于降低生产成本。

（3）缩短生产周期，减少库存量，以利于提高市场响应能力。

（4）提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、改善生产环境。柔性制造系统一般由三个子系统组成：加工系统、物流系统和控制与管理系统。加工系统的配置

互替形式（并联）、互补形式（串联）和混合形式（并串联）三种。常见的物料存储装置有立体仓库、水平回转型自动料架、垂直回转型自动料架和缓冲料架。柔性制造系统中的数据流,实质上就是信息的流动.数据类型:基本数据、控制数据和状态数据。

柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上发展起来的.计算机集成制造

定义:基于企业资源的一种先进制造模式是计算机集成制造系统，简称CIMS。信息集成和总体优化是集成制造系统与一般制造系统的最主要区别之一。

组成: 人与机构、经营、技术三要素。

从功能角度看，一般可以将CIMS分为四个功能分系统和两个支撑分系统。

四个功能系统: 1）工程设计自动化分系统

2）管理信息分系统（MIS）

3）CIMS制造自动化分系统(MAS)

4)CIMS质量保证分系统 质量保证分系统的目标: a.保证用户对产品的需求；

b.使这些要求在实际生产的各环节得到实现。两个支撑分系统: 计算机网络分系统 , 数据库分系统

数据库：就是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起存放在计算机存储器上形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相关数据的集合。

先进制造工艺技术

特点: 具有优质、高效、低耗、洁净和灵活五个方面的显著特点 特种加工技术

定义：是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工技术。

特种加工与传统切削加工的不同特点主要有：

①不是主要依靠机械能，而是用其他的能量（如电能、热能、光能、声能以及化学能等）去除工件材料；

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加 工、离于束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具； 激光加工

定义：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化，并产生很强的冲击波，使被熔化的物质爆炸式地喷溅来实现材料去除地加工技术。

基本原理和特点：利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应加工各种材料。基本设备包括：激光器、电源、光学系统、冷却系统及机械系统等。

激光加工技术的应用：（1）激光打孔（2）激光切割(3)激光焊接(4)激光表面处理等加工制造领域。

电子束加工

离子束加工分为离子刻蚀、离子溅射沉积、离子镀及离子注入 4类。

激光加工、电子束加工、离子束加工都是利用高能量密度的束流作为热源，对材料或构件进行加工的技术，又称为高能束加工。

超声波加工 主要是磨粒的撞击作用

超声波加工 适合于加工硬脆材料，尤其是不导电的非金属材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石)微细加工技术 是指微小尺寸零件的生产加工技术。

包括三级：微米级

亚微米级

纳米级

快速原型制造技术 原理：基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维添加的组合。

RPM技术的特点：（1）可以制造任意复杂的三维几何实体，不受传统机械加工中刀具无法达到某些型面的限制。

（2）成形过程中无人干预或较少干预，大大减少了对熟练技术工人的需求。

（3）任意复杂零件的加工只需在一台设备上完成，也不需要专用的工装、夹具和模具。

快速堆积成形

快速成形系统根据切片的轮廓和厚度要求，用片材、丝材、液体或粉末材料制成所要求的薄片，通过一片片的堆积，最终完成三维实体原型的制备。

选择性激光烧结则使用粉末材料。

超高速加工技术

常用的刀具材料有：涂层刀具 金属陶瓷刀具 立方氮化硼（CBN）刀具

聚晶金刚石（PCD）刀具 超高速切削机床 电主轴采用陶瓷滚动球轴承 磁悬浮轴承

PDM技术的发展可以分为以下三个阶段：配合CAD工具的PDM系统、专业PDM系统 产生和PDM的标准化阶段。

PDM系统标准化包括:管理对象的标准化和管理过程的标准化