第一篇：先进制造技术
科学研究的含义：人们探索自然现象和社会现象的规律的一种认识过程。它是人们有目的、有计划、有意识、有系统地在前人已有认识的基础上，运用科学的方法，对客观事实加以掌握、分析、概括，揭露其本质，探索新规律的认识过程。
伽利略：意大利著名的天文学家、物理学家、数学家，被称为近代科学之父。伽利略最早创立了科学研究方法。当时，他对物理理象进行实验研究，并总结出了用实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。
科研的目的：是探索规律、发现真理。也就是建立起科学的知识体系．从而可以顶见并改造现实。科研的手段则：是通过科学的方法有目的、有步骤的活动通过科学系统的行为方式、手段和方法，从而获得有关事物或现象的规律，发现真理。
科学研究方法的组成：历史与比较研究，行动研究，教育测量学，教育科学研究方法论，教育统计学，学前教育研究方法，社会调查。
一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。
科学研究起源于问题，问题又有两类：
一类是经验问题，关注的是经验事实与理论的相容性，即经验事实对理论的支持或否证，以及理论对观察的渗透，理论预测新的实验事实的能力等问题；
另一类是概念问题，关注的是理论本身的自洽性，洞察力，精确度，统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景，解释性范式或模型就是“自然秩序理想”，它使分散的经验事实互相联系起来，构成理论体系的基本公理和原则，是整个科学理论的基础和核心。
根据研究工作的目的，任务和方法不同，科学研究通常划分为以下几种类型：
1、基础研究。是对新理论、新原理的探讨，目的在于发现新的科学领域，为新的技术发明和创造提供理论前提。
2、应用研究。是把基础研究发现的新的理论应用于特定的目标的研究，它是基础研究的继续，目的在于为基础研究的成果开辟具体的应用途径，使之转化为实用技术。
开发研究。又称发展研究，是把基础研究、应用研究应用于生产实践的研究，是科学转化为生产力的中心环节。
3、基础研究、应用研究、开发研究是整个科学研究系统三个互相联系的环节，它们在一个国家、一个专业领域的科学研究体系中协调一致地发展。科学研究应具备一定的条件，如需有一支合理的科技队伍，必要的科研经费，完善的科研技术装备，以及科技试验场所等。按照研究目的划分，科学研究可分为以下几种类型：
1.探索性研究。对研究对象或问题进行初步了解，以获得初步印象和感性认识，并为日后周密而深入的研究提供基础和方向。
2.描述性研究。正确描述某些总体或某种现象的特征或全貌的研究，任务是收集资料、发现情况、提供信息，描述主要规律和特征。3.解释性研究。探索某种假设与条件因素之间的因果关系，探寻现象背后的原因，揭示现象发生或变化的内在规律。
科学技术是生产力中最活跃的因素和社会变革的主导推动力量，国家利益是国家对外行为的最基本动因和处理国际关系的最高准则，二者之间有着十分密切的联系。科学的发展历程也表明，科学与国家利益之间的关系日益密切是一个显而易见的事实。进入20世纪，人们越来越意识到在国家的竞争中，科学技术能力的竞争越来越成为关键。特别是两次世界大战，使人们清楚地看到了科学技术在国家安全中的突出重要性，人们开始越来越紧密地把科学与国家利益联系在一起。科学是重要的国家资源的观点开始更加深入地影响世界各国的政治家和科学家，科学研究带来的政治、经济、文化等方面的变化对国家利益产生越来越大重要性。
回顾往昔，六十年来，站起来的中国人民，经过艰难的探索，其间，也走了弯路，吃了苦头，几经波澜。百年之交，千年之会的今天，终于迎来当今这个凭实力兴国强民的21世纪大发展时期，回首过去远至几百年近至几十年的悠悠历史，我们不难总结，20世纪乃至近代几个世纪从来都属于西方发达国家，这是因为西方发达国家在近代率先完成科技革命，把国家经济推向繁荣，“经济基础决定上层建筑”，繁荣的经济进而将国家的一切都在不同程度上推向更高层次。可以说，繁荣和成就来源于科技与创新，科技与创新反作用于经济，经济又直接对其他领域产生积极影响，进而使国家各个领域全面发展，增大了国家利益。对科学的研究是科技进步的源泉和根源，科学研究进行的程度和深度直接决定了科技革新的速度和程度，无疑这会影响国家大局利益。不难理解，国家利益就是满足或能够满足国家以生存发展为基础的各方面需要并且对国家在整体上具有好处的事物。科学研究能够产生新领域的发现，新发现势必会对科学进步和技术革新产生助推作用，韬光养晦的民族和国家都将科学研究和科技创新置于重要地位。当今，科学研究已成为国家的一种重要战略资源，综合国力的竞争已明显前移到了科学研究。对于我国来说，迅速提升科学研究的整体水平和原始创新能力，对于贯彻落实科学发展观，全面建设小康社会，在本世纪实现中华民族的伟大复兴至关重要。可以说，科学的发展代表着国家和人民的整体利益和长远利益。
大学生进行科学研究的重要性科学是世界文明进步的推动力量；科学是社会经济繁荣的前提；科学是国家繁荣兴盛的象征。它是不断研究和探索的产物，是实验的结晶。而大学生作为科学的追随者，对科学进行研究和发现，有着重要的意义。以科学中的医学来讲，它直接关乎人类的健康发展，健康与否，关系着人类文明的进步。随着全世界人口的增加，生态环境的恶化，人类的健康状况受到越来越多的威胁。对医学的研究，是对人类健康问题重要的保证，而以动物为实验品进行科学研究，保证了医学的可靠性，促进了医学的不断完善和发展。动物是人类的朋友，是生态环境的组成部分，但是在医学尤其是在西医学的发展中，离不开对动物的活体解剖实验。正确的认识对动物进行活体解剖的研究，减少不必要的动物实验，是每一个医学类大学生应有的价值观。现阶段的大学生是应试教育的产物，我们阅读过大量的书籍，懂得许多理论知识，但是对于医学这一严谨的科学，理论知识远远不够，我们需要做大量的实验，正是不断地进行科学研究，才有大量的丰富理论知识。对动物进行科学研究研究，它不仅对医学的发展有重要的意义，对大学生开拓视野，引领大学生对医学研究和发现有着重要影响。在实验室中，我们常以牛蛙为实验器材进行研究，通过对牛蛙的解剖和观察，有助于了解生物体结构与其功能，以及其对于环境适应的规律。在对牛蛙的解剖试验中，历史上有过重大的科学发现。例如，生理学家在对离体的青蛙心脏进行实验时，通常是使用生理盐水作为灌液的，用这种方法可以使心脏继续保持约半小时的跳动。但有一次实验却发生了意外，在伦敦大学医院，生理学家林格发现他实验用的离体青蛙心脏却连续跳动了几个小时也没停。他非常惊讶，对此大惑不解。起初，他还以为可能是受季节变化的影响。但经过后来进一步研究和核对，他才发现这是由于实验助手违反了操作规定造成的。当初助手在制作盐水溶液时，没有按规定用蒸馏水，用的却是自来水。根据这个情况，林格断定这是自来水中的那些盐份引起了心脏生理活动的增加。林格就是这样在观察中意外地发现了以他的名字命名的溶液，也因此对实验生理学的发展做出了重要贡献。在医学科学的大发现与动物实验的关系中，著名的例子还有很多。其中典型的有：
1、著名英国医生哈维，他采用狗、蛙、蛇、鱼、蟹和其他动物进行了一系列动物实验。根据大量的实验研究结果，发现了血液循环，证实了动物体内的血液循环现象，并阐明了心脏在此过程中的作用，指出血液受心脏推动，沿动脉流向全身各部，再沿静脉返回心脏，环流不息。这对生理学起了很大的发展作用。
2、俄国生理学家巴甫洛夫，他在狗身上创造了许多外科手术，改进了实验方法，以慢性实验代替了急性实验，从而能够长期地观察整体动物的正常生理过程，在研究消化生理过程中，形成了条件反射的概念，从而开辟了高级神经活动生理学研究，他的高级神经活动学说对于医学、心理学以及哲学等方面都有很大影响。1904年获诺贝尔生理或医学奖，著有《动物高级神经活动（行为）客观研究二十年经验》等著作。由于他在研究中经常不断地使用狗作研究对象，因此他的一些著作也以狗来命名，如《狗的血压的正常变动范围》、《狗的心脏的神经支配》等。他对动物实验给予了高度的评价，如说“没有对活动物进行试验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律，这
是无可争辩的。”他对实验动物的作用和习性也很了解，有很多精辟的论述，如他说“狗由于素来对人好感，由于它的机敏、耐性以及驯顺而十分愉快地为实验者服务许多年，甚至终身。”“只有当必需才用猫作实验，因为这种动物性情急燥，本性凶恶，善叫。”“除了狗以外，家兔是最常用的实验动物，因为它是一种驯顺而活泼的动物，而且很少尖叫与反抗”。
3、法国生物化学家巴斯德，他在研究蚕病，鸡霍乱和炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起。采用鸟类作动物实验，发现被减毒的鸡霍乱和炭疽病原菌能诱发免疫性。晚年在鸟和家兔上进行狂犬病疫苗的研究，对狂犬病免疫作出了很大贡献。他在研究炭疽病中，证实传染病是由病原微生物所引起的，其中有一个生动的事例。巴斯德很想知道有的地方为什么不断发生炭疽病，而且总是发生在同样的田野里，有时相隔数年之久。巴斯德从埋了十二年之久，死于炭疽病的羊尸体周围土壤中，分离出这种病菌。他奇怪这种有机体为什么能这样长时间地抗拒日照以及其他不利因素。一天巴斯德在地里散步时，发现一块土壤与周围颜色不同，遂请教农民。农民告诉他说，前一年这里埋了几只死于炭疽病的的羊。一向细心观察事物的巴斯德注意到土壤表层有大量蚯蚓带出的土粒。于是他想到蚯蚓来回不断从土壤深处爬到表层，就把羊尸体周围富有腐殖质的泥土以及泥土中含有的炭疽病芽胞带到表层。巴期德从不止步于设想，他立刻进行了实验，实验结果证实了他的预见。接种了蚯蚓所带泥土的豚鼠得了炭疽病。特别是医科类的学生，对动物进行科学研究，是对医学本质的最好的理解，它不仅开拓我们的视野，对医学成果的发现有着重要的意义。以动物进行科学实验研究的成果硕果累累，为代替人类疾病的发现做出了卓越的贡献。人类的生理结构极其复杂，各种疾病和生理病菌纷繁多样，要深入探讨其疾病病理和预防，以人为本的理念，是不能够在人体上进行试验的。动物和人虽有本质上的区别，但是生物体间却有共性。通过对动物进行科学研究和探索，可以推理到人类身体机理上，使人类复杂的疾病原理简单化，对人类的健康有及其深刻的意义和重要性。
1、引言
先进制造技术是当今议论较多的一个专用词语。近年来，先进制造技术在机械加工领域中的应用越来越广泛，越来越深入，并取得了很大的成绩。然而，如何看待先进制造技术与机械制造工艺之间的相互关系、如何面对市场的竞争和新技术的挑战，采取相应的对策。这是我们机械行业必须认真思考的一个重要问题。
2、先进制造技术的提出与体系
什么是先进制造技术？对此，目前尚没有一个明确的、一致的定义。但普遍公认的含义是：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果。并将其综合应用于产品设计、加工、检测、生产管理、产品销售、使用、回收等制造全过程的制造技术的总称。
先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群，经过发展，已形成了完整的体系结构。但在不同的国家、不同的发展阶段，先进制造技术有不同的内容及组成方式。在我国，机械科学研究院提出了由多层次技术群构成的先进制造技术体系。第一个层次是优质、高效、低耗、清洁基础制造技术，它是先进制造技术的核心。第二个层次是新型的制造单元技术。制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新制造技术，如数控技术、清洁生产技术、机器人技术等等。第三个层次是先进制造集成技术。这是应用信息技术和系统管理技术，通过网络与数据库对上述两个层次的技术集成而形成的。如虚拟技术等。
3、先进制造技术与机械制造工艺的关系 制造技术是现代制造产业的基础与核心。而机械制造工艺是制造业的根本。一方面先进制造技术广泛应用于机械制造业。推动着机械制造工艺的发展，并带动其他制造业的进步；另一方面，机械制造技术的更新、发展又集中体现着先进制造技术，并补充、丰富了先进制造技术。因此，先进制造技术与机械制造工艺的关系是相辅相成的，不能忽视甚至废弃任何一方的发展。
4、先进制造技术在机械制造工艺中的应用
如前所述。先进制造技术是一个庞大的技术群，在机械制造的整个过程中，无论是在产品的设计开发、还是在产品生产制造或是经营管理中都能充分利用先进制造技术。近几年。机械制造业发生了一系列重大变化，主要表现在以下几个方面。4.1业生产方式发生重大变革 由于先进制造技术的应用，现代机械制造企业逐步改变了传统观念，在生产组织方式上发生了五个转变：从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动态、自主管理的小组工作组织形式转变从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变；从以技术为中心向以人为中心转变。
4.2产品设计开发应用了现代设计技术的最新成果
现代设计的方法和技术主要有：绿色设计,在开发和应用新技术时，必须把保护环境、爱护人类的“生态平衡”意识摆在设计、制造和使用的首位，“以人为本”是制造技术发展的最高准则。绿色技术就是为了减轻环境污染或减少原材料的浪费、充分利用自然资源的使用技术。绿色设计的目的就是克服传统设计的不足，使产品满足环保的要求。它包括产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收、再利用及处理等各个阶段。绿色设计从根本上防止了污染，节约了资源和能源。因此，绿色设计也是现代机械制造业进行产品设计开发的一个重要原则。
5、我国机械工业发展先进制造技术的对策 我国是一个制造业基础薄弱的国家，而机械制造业占的比重又较大。尽管近十年来。我 国机械制造业不断引进国外的先进制造技术，但与发达国家相比仍有较大的差距。主要表现为：技改投入相对不足，技术装备、生产工艺、生产管理、市场观念、人员素质相对落后。面对新世纪国际机械制造业的竞争和高新技术发展的挑战，我国机械制造业应采取以下对策：
5.1加强先进制造技术的应用与自身制造技术的开发相结合 加强先进制造技术在机械制造业的应用，对发展机械制造业、增强机械制造业的生命力十分必要。但同时，我们也应注藿机械制造技术自身的开发，这对于丰富先进制造技术、促进其他制造业的发展至关重要。
5.2发挥企业主体作用与政府引导、扶助相结合
机械制造企业是应用先进制造技术的主体，也是技术开发、投资的主体。因此，企业应改变观念，眼光放远，在这两方面舍得花人力、物力和财力。5.3立足实际先行试点
推广应用先进制造技术在机械制造业的应用与推广要立足于实际，循序渐进。要结合中国实际，因地制宜，滚动式发展。应选择一些重点行业、重点地区、重点企业进行试点，待成熟后再广泛推广，不可搞“一刀切”。5.4加强人才培训
人才是技术发展的关键。要加强先进制造技术的应用和开发，必须提高人员索质，加强人才培训。应培养一批德才兼备、既懂科学技术，又懂管理的优秀企业家，还要造就一支具有较高职业素质的技术工人队伍。5.5加强国际交流与合作
世界各国的机械制造技术的发展都有自己的特色和侧重点。通过加强国际交流与合作，可迅速吸收应用先进制造技术，并结合本国国情来发展机械制造技术。
先进制造技术领域“十三五”规划编制
“十三五”规划要落实创新驱动发展战略纲要和国家“十三五”规划，体现全局性和指导性，涵盖相关方面对科技支撑的需求；要在总结“十二五”规划实施成效和吸收“十三五”规划战略研究成果的基础上，明确先进制造领域科技发展思路和重点任务，完善规划总体框架，衔接各主题板块内容；要与国家科技计划管理改革工作相衔接，统筹考虑重点任务、基地与人才建设等；要广泛征求各方意见，充分凝聚共识。
未来先进制造技术的发展趋势
随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。
在21世纪中，随着电子、信息等高新技术的不断发展，随着市场需求个性化与多样化，未来先进制造技术发展的总趋势是向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化的方向发展。
当前先进制造技术的发展趋势大致有以下几个方面：
1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用
信息化是当今社会发展的趋势，信息技术正在以人们想象不到的速度向前发展。信息技术也正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的的不断发展。可以说先进制造技术的形成与发展，无不与信息技术的应用与注入有关。它使制造技术的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术对制造技术发展的作用目前已占第一位。在21世纪对先进制造技术的各方面发展将起着更重要的作用。
信息技术促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。各种先进生产模式的发展，如CIMS、并行工程、精益生产、灵捷制造、虚拟企业与虚拟制造，也无不以信息技术的发展为支撑
2、设计技术不断现代化
产品设计是制造业的灵魂。现代设计技术的主要发展趋势是：
(1)设计手段的计算机化
在实现了计算机计算、绘图的基础上，当前突出反映在数值仿真或虚拟现实技术在设计中的应用，以及现代产品建模理论的发展上，并且向智能化设计方向发展。
(2)新的设计思想和方法不断出现
如并行设计、面向“X”的设计(Design For X--DFX)、健壮设计(Robust Design)、优化设计Optimal Design)、反求工程技术(Revese Engineering)等。
(3)向全寿命周期设计发展
传统的设计只限于产品设计，全寿命周期设计则由简单的、具体的、细节的设计转向复杂的总体的设计和决策，要通盘考虑包括设计、制造、检测、销售、使用、维修、报废等阶段的产品的整个生命周期。
(4)设计过程由单纯考虑技术因素转向综合考虑技术、经济和社会因素
设计不只是单纯追求某项性能指标的先进和高低、而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。
3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展
成形制造技术是铸造、塑性加工、连接、粉末冶金等单元技术的总称。展望21世纪，成形制造技术正在从制造工件的毛坯、从接近零件形状(Near Net Shape Proccess)向直接制成工件精密成形或称净成形(Net Shape Proccess)的方向发展。
据国际机械加工技术协会预测，到下世纪初，塑性成形与磨削加工相结合，将取代大部分中小零件的切削加工。改性技术主要包括热处理及表面工程各项技术。主要发展趋势是通过各种新型精密热处理和复全处理达到零件性能精确、形状尺寸精密以及获得各种特殊性能要求的表面(涂)层，同时大大减少能耗及完全消除对环境的污染。
4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展
(1)超精密加工技术
目前加工精度达到0.025μm，表面粗糙度达0.0045μm，已进入纳米级加工时代。超精切削厚度由目前的红外波段向可见光波段甚至更短波段近;超精加工机床向多功能模块化方向发展;超精加工材料由金属扩大到非金属。
(2)超高速切削
目前铝合金超高速切削的切削速度已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金为300m/min，钛合金200m/min。超高速切削的发展已转移到一些难加工材料的切削加工。
(3)新一代制造装备的发展
市场竞争和新产品、新技术、新材料的发展推动着新型加工设备的研究与开发，其中典型的例子是“并联桁架式结构数控机床”(或俗称“六腿”机床)的发展。它突破了传统机床的结构方案，采用六个轴长短的变化，以实现刀具相对于工件的加工位姿的变化。
5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展
先进制造技术的一个重要发展趋势是，工艺设计由经验判断走向定量分析，加工工艺由技艺发展为工程科学。
热加工过程的数值模拟与物理模拟是一个重要的发展方向，是使热加工工艺由技艺走向科学的重要标志。应用数值模拟于铸造、锻压、焊接、热处理等工艺设计中，并与物理模拟和专家系统相结合，来确定工艺参数，优化工艺方案，预测加工过程中可能产生的缺陷及应采取的防止措施，控制和保护加工工件的质量。采用这种科学的模拟技术并与少量的实验验证结合，以代替过去一切都要通过大量重复实验的方法，不仅可以节省大量的人和物力，而且还可以通过数值模拟来解决一些目前无法在实验室进行直接研究的复杂问题。
工艺模拟也发展并应用于金属切削加工过程、产品设计过程。最新的进展是在并行工程环境下，开展虚拟成形制造，使得在产品的设计完成时，成形制造的准备工作(如铸造)也同时完成。
6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失
先进制造技术的不断发展，在冷热加工之间，加工、检测、物流、装配过程之间，设计、材料应用、加工制造之间，其界限均逐渐淡化，逐步走向一体化。例如，CAD、CAPP、CAM的出现，使设计、制造成为一体;精密成形技术的发展，使热加工可能直接提供接近最终形状、尺寸的零件，它与磨削加工相结合，有可能覆盖大部分零件的加工，淡化了冷热加工的界限;快速原型/零件制造(Rapid Prototyping/Parts Manufacturing--RPM)技术的产生，是近20年制造领域的一个重大突破，它可以自动而迅速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件，淡化了设计、制造的界限;机器人加工工作站及FMS的出现，使加工过程、检测过程、物流过程融为一体;现代制造系统使得自动化技术与传统工艺密不可分;很多新材料的配制与成型是同时完成的，很难划清材料应用与制造技术的界限。
这种趋势表现在生产上是专业车间的概念逐渐淡化，将多种不同专业的技术集成在一台设备、一条生产线、一个工段或车间里的生产方式逐渐增多。
7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征
日趋严格的环境与资源的约束，使绿色制造业显得越来越重要，它将是21世纪制造业的重要特征，与此相应，绿色制造技术也将获得快速的发展。主要体现在：
(1)绿色产品设计技术 使产品在生命周期符合环保、人类健康、能耗低、资源利用率高的要求。
(2)绿色制造技术 在整个制造过程，使得对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。
(3)产品的回收和循环再制造 例如，汽车等产品的拆卸和回收技术，以及生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂--主要对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环。
8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用
虚拟现实技术(Virtual Reality Technology)主要包括虚拟制造技术和虚拟企业两个部分。
虚拟制造技术将从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，首先在虚拟制造环境中生成软产品原型(Soft Prototype)代替传统的硬样品(Hard Prototype)进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。
虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，通过信息高速公路，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一指挥的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上的不完整、地域上的分散性和组织结构上的非永久性，即功能的虚拟化、组织的虚拟化、地域的虚拟化。
9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展
制造业在经历了少品种小批量--少品种大批量、--多品种小批量生产模式的过渡后，70年代、80年代开始采用计算机集成制造系统(CIMS)进行制造的柔性生产的模式，并逐步向智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)的方向发展。精益生产(LP)、灵捷制造(AM)等先进制造模式相继出现，预计21世纪初，先进制造模式必将获得不断发展。
上述几种先进制造生产模式的进展，主要体现了以下五个转变：
1)从以技术为中心向以人为中心转变；
2)从金字塔式的多层次生产向扁平的网络结构转变；
3)从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变；
4)从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的小组工作组织形式转变；
5)从质量第一的竞争策略向快速响市场的竞争策略转变
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
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