第十六講+現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)課件

1、工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-41工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論主講主講 蔣亞南蔣亞南 副教授副教授第八講第八講 金屬材料概述金屬材料概述2013年9月工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論主講主講 蔣亞南蔣亞南 副教授副教授第十六講第十六講 現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)介紹現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)介紹2015年8月寧波市數(shù)字圖書館第二批高校寧波市數(shù)字圖書館第二批高校網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)（MOOC）課程）課程工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4講次講次內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容體系內(nèi)容體系第一講第一講 了解工業(yè)產(chǎn)品介紹及其開發(fā)流程了解工業(yè)產(chǎn)品介紹及其開發(fā)流程第一篇工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)第一篇工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)第二講第二講 結(jié)合實(shí)例介紹硬件產(chǎn)品開發(fā)步驟和方法結(jié)合

2、實(shí)例介紹硬件產(chǎn)品開發(fā)步驟和方法第三講第三講 結(jié)合實(shí)例介紹服務(wù)產(chǎn)品的開發(fā)步驟和結(jié)合實(shí)例介紹服務(wù)產(chǎn)品的開發(fā)步驟和方法方法第四講第四講 工業(yè)產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)第二篇產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)第二篇產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)第五講第五講 工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)第六講第六講 工業(yè)產(chǎn)品選材工業(yè)產(chǎn)品選材金屬材料金屬材料第七講第七講 工業(yè)產(chǎn)品選材工業(yè)產(chǎn)品選材非金屬材料非金屬材料第八講第八講 產(chǎn)品表達(dá)圖示技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)品表達(dá)圖示技術(shù)基礎(chǔ)第三篇產(chǎn)品工程表達(dá)基礎(chǔ)第三篇產(chǎn)品工程表達(dá)基礎(chǔ)第九講第九講 產(chǎn)品圖樣表達(dá)方法產(chǎn)品圖樣表達(dá)方法基本視圖基本視圖第十講第十講 產(chǎn)品圖樣表達(dá)方法產(chǎn)品圖樣表達(dá)方法剖視斷面剖視斷面第十一講第十一

3、講 產(chǎn)品圖紙表達(dá)產(chǎn)品圖紙表達(dá)零件圖零件圖第十二講第十二講 產(chǎn)品圖紙表達(dá)產(chǎn)品圖紙表達(dá)裝配圖裝配圖第十三講第十三講 工業(yè)產(chǎn)品加工方法工業(yè)產(chǎn)品加工方法熱加工熱加工第四篇工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)加工第四篇工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)加工第十四講第十四講 工業(yè)產(chǎn)品加工方法工業(yè)產(chǎn)品加工方法金屬切削加工金屬切削加工第十五講第十五講工業(yè)產(chǎn)品加工方法工業(yè)產(chǎn)品加工方法非金屬加工非金屬加工第十六講第十六講 先進(jìn)制造技術(shù)介紹先進(jìn)制造技術(shù)介紹工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4制造業(yè)的社會(huì)功能制造業(yè)制造業(yè)建筑機(jī)械建筑機(jī)械交通工具交通工具環(huán)保設(shè)備環(huán)保設(shè)備軍事裝備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備醫(yī)療設(shè)備機(jī)器制造機(jī)器制造農(nóng)業(yè)機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械化工設(shè)備化工設(shè)備家用電器家用電器通訊

4、設(shè)備通訊設(shè)備出版印刷出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂文化娛樂冶金機(jī)械冶金機(jī)械動(dòng)力機(jī)械動(dòng)力機(jī)械紡織服裝紡織服裝工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4從生產(chǎn)靈活性看制造模式的變遷生產(chǎn)靈活性年份手工生產(chǎn)英式系統(tǒng)美式系統(tǒng)大批量制造泰勒制造統(tǒng)計(jì)過程控制數(shù)控柔性制造計(jì)算機(jī)集成制造未來制造未來制造系統(tǒng)系統(tǒng)1800183119001950197019871991工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4制造業(yè)近代的三個(gè)發(fā)展階段1、機(jī)器代替手工，從作坊形成工廠 18世紀(jì)后半葉，以蒸汽機(jī)和工具機(jī)的發(fā)明為特征的產(chǎn)業(yè)革命，揭開了近代工業(yè)的歷史，促成了制造企業(yè)的雛形工場(chǎng)式生產(chǎn)的出現(xiàn)。標(biāo)志著制造業(yè)已完成從手工業(yè)作坊式生產(chǎn)到以機(jī)械加工廠和

5、分工原則為中心的工廠生產(chǎn)的艱難轉(zhuǎn)變。 20世紀(jì)初，各種金屬切削加工工藝方法逐漸形成，近代制造技術(shù)已成體系。但是機(jī)器的生產(chǎn)方式是作坊式的單件生產(chǎn)，它產(chǎn)生于英國(guó)，在19世紀(jì)先后傳到德國(guó)和美國(guó)，并在美國(guó)首先形成了小型的機(jī)械加工廠。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-42、從單件生產(chǎn)方式發(fā)展成大量生產(chǎn)方式泰勒首先提出了以勞動(dòng)分工和計(jì)件工資制為基礎(chǔ)的科學(xué)管理，成為制造工程科學(xué)的奠基人。福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求來加工（零件互換技術(shù)），實(shí)現(xiàn)了以剛性自動(dòng)化為特征的大量生產(chǎn)方式，它對(duì)社會(huì)結(jié)構(gòu)、勞動(dòng)分工、教育制度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都產(chǎn)生了重大的作用。20世紀(jì)50年代，零件互換技術(shù)發(fā)展到了頂峰。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論

6、2022-2-43、柔性化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代制造技術(shù)：（1）單件小作坊式生產(chǎn)加高度的個(gè)人制造技巧，大量的機(jī)械化剛性規(guī)模生產(chǎn)加一體化的組織生產(chǎn)模式，再加細(xì)化的專業(yè)分工。（2）制造技術(shù)的界限分明及其專業(yè)的相互獨(dú)立。（3）制造技術(shù)一般僅指加工制造的工藝方法，即制造全過程中某一段環(huán)節(jié)的技術(shù)方法。（4）制造技術(shù)一般只能控制生產(chǎn)過程中的物料流和能量流。（5）制造技術(shù)與制造生產(chǎn)管理的分離。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r 具體表現(xiàn)在以下10個(gè)方面：1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)普及化2、快速原型制造技術(shù)由起步邁向成熟，應(yīng)用初具規(guī)模3、精

7、密成形與加工技術(shù)水平顯著提高，在汽車零部件、重大裝配制造中獲得廣泛應(yīng)用。4、熱加工工藝模擬優(yōu)化技術(shù)取得重要進(jìn)展，使材料熱加工由“技藝”走向“科學(xué)”。5、激光加工在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用獲得經(jīng)濟(jì)效益。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-46、數(shù)控技術(shù)取得重要進(jìn)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率有所提高。7、現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表研究開發(fā)獲重要進(jìn)展，應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)。8、微型機(jī)械研究進(jìn)展迅速，標(biāo)志著先進(jìn)制造技術(shù)正向微觀領(lǐng)域擴(kuò)展。9、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)研究和應(yīng)用取得突破，在國(guó)際上占有一席之地。10、新生產(chǎn)模式的研究和實(shí)踐具有特色，推動(dòng)了中國(guó)制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和管理現(xiàn)代化。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4先

8、進(jìn)制造技術(shù)的分類先進(jìn)制造技術(shù)的分類現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)制造工藝技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) 有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、反求工程、模糊智能CAD、工程數(shù)據(jù)庫(kù)等。性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù)性能優(yōu)良設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) 可靠性設(shè)計(jì)；安全性設(shè)計(jì)；動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)；防斷裂設(shè)計(jì)；疲勞設(shè)計(jì)；防腐蝕設(shè)計(jì)；減摩和耐磨損設(shè)計(jì)；健壯設(shè)計(jì)；耐環(huán)境設(shè)計(jì)；維修性設(shè)計(jì)和維修性保障設(shè)計(jì)；測(cè)試性設(shè)計(jì)；人機(jī)工程設(shè)計(jì)等。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建技術(shù) 快速響應(yīng)設(shè)計(jì)；智能設(shè)計(jì)；仿真與虛擬設(shè)計(jì)；工業(yè)設(shè)計(jì)；價(jià)值工程設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)等。全壽命周期設(shè)計(jì)

9、技術(shù)全壽命周期設(shè)計(jì)技術(shù) 并行設(shè)計(jì)；面向制造的設(shè)計(jì)；全壽命周期設(shè)計(jì)?？沙掷m(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)可持續(xù)性發(fā)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 主要有綠色設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù) 產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)；產(chǎn)品環(huán)保性能試驗(yàn)與控制、仿真試驗(yàn)與虛擬試驗(yàn)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4先進(jìn)制造工藝技術(shù)（1 1）精密潔凈鑄造成形工藝）精密潔凈鑄造成形工藝外熱沖天爐熔煉、處理、保護(hù)成套技術(shù)；鋼液精煉與保護(hù)技術(shù)；近代化學(xué)固化砂鑄造工藝；高效金屬型鑄造工藝與設(shè)備；氣化膜鑄造工藝與設(shè)備：鑄造成形工藝模擬和工藝CAD。（2 2）精確高效塑性成形工藝）精確高效塑性成形工藝熱鍛生產(chǎn)線成套技術(shù)；精密輥鍛和楔橫軋技術(shù)；大型覆蓋件沖壓成套技術(shù)；精密沖裁工

10、藝；超塑和等溫成形工藝；鍛造成形模擬和工藝CAD等。（3 3）優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)）優(yōu)質(zhì)高效焊接及切割技術(shù)新型焊接電源及控制技術(shù)；激光焊接技術(shù)；優(yōu)質(zhì)高效低稀釋率堆焊技術(shù)；精密焊接技術(shù)；焊接機(jī)器人；現(xiàn)代切割技術(shù)；焊接過程的模擬仿真與專家系統(tǒng)。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4先進(jìn)制造工藝技術(shù)（續(xù)）（4 4）優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)）優(yōu)質(zhì)低耗潔凈熱處理技術(shù)可控氣氛熱處理；真空熱處理；離子熱處理；激光表面合金化；可控冷卻。（5 5）高效高精機(jī)械加工工藝）高效高精機(jī)械加工工藝精密加工和超精密加工；高速磨削；變速切削；復(fù)雜型面的數(shù)控加工；游離磨料的高效加工等。（6 6）現(xiàn)代特種加工工藝）現(xiàn)代特種加工工藝包

11、括：激光加工；復(fù)合加工；微細(xì)加工和納米技術(shù)；水力加工等。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4先進(jìn)制造工藝技術(shù)（續(xù)）（7 7）新型材料成形與加工工藝）新型材料成形與加工工藝新型材料的鑄造成形；新型材料的塑性成形；新型材料的焊接；新型材料的熱處理；新型材料的機(jī)械加工。（8 8）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)）優(yōu)質(zhì)清潔表面工程新技術(shù)化學(xué)鍍非晶態(tài)技術(shù)；新型節(jié)能表面涂裝技術(shù)；鋁及鋁合金表面強(qiáng)化處理技術(shù)；超聲速噴涂技術(shù)；熱噴涂激光表面重熔復(fù)合處理技術(shù)；等離子化學(xué)氣相沉積技術(shù)；離子輔助沉積技術(shù)（9 9）快速模具制造技術(shù)）快速模具制造技術(shù)鍛模CADCAM一體化技術(shù)；快速原型制造技術(shù)等。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4制造

12、自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化是指用機(jī)電設(shè)備工具取代或放大人的體力，甚至取代和延伸人的部分智力，自動(dòng)完成特定的作業(yè)，包括物料的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、加工、裝配和檢驗(yàn)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。是機(jī)械制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。包括：（1 1）數(shù)控技術(shù)）數(shù)控技術(shù) 數(shù)控裝置；送給系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床的程序編制。（2 2）工業(yè)機(jī)器人）工業(yè)機(jī)器人 機(jī)器人操作機(jī)；機(jī)器人控制系統(tǒng)；機(jī)器人傳感器；機(jī)器人生產(chǎn)線總體控制。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4制造自動(dòng)化技術(shù)（續(xù)）（3 3）柔性制造系統(tǒng)（）柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS） FMS的加工系統(tǒng)；FMS的物流系統(tǒng)；FMS的調(diào)度與控制，F(xiàn)MS的故障診斷。（4 4）自動(dòng)檢測(cè)及信號(hào)識(shí)別技

13、術(shù)）自動(dòng)檢測(cè)及信號(hào)識(shí)別技術(shù) 自動(dòng)檢測(cè)CAT；信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)；數(shù)據(jù)獲取；數(shù)據(jù)處理；特征提取；識(shí)別。（5 5）過程設(shè)備工況監(jiān)測(cè)與控制）過程設(shè)備工況監(jiān)測(cè)與控制 過程監(jiān)視控制系統(tǒng)；在線反饋質(zhì)量控制。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4系統(tǒng)管理技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)（1 1）先進(jìn)制造生產(chǎn)模式）先進(jìn)制造生產(chǎn)模式現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)CIMS、敏捷制造系統(tǒng)AMS、智能制造系統(tǒng)IMS、精良生產(chǎn)LP以及并行工程CE等先進(jìn)的生產(chǎn)組織管理和控制方法。（2 2）集成管理技術(shù)）集成管理技術(shù)并行工程CE；物料需求計(jì)劃MRP與準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)JIT的集成生產(chǎn)組織方法；基于作業(yè)的成本管理ABC；現(xiàn)代質(zhì)量保障體系；現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)；生產(chǎn)率工程；制造資

14、源的快速有效集成。（3 3）生產(chǎn)組織方法）生產(chǎn)組織方法 虛擬公司理論與組織；企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變革；以人為本的團(tuán)隊(duì)建設(shè)；企業(yè)重組工程。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-416.1先進(jìn)制造工藝技術(shù) 1、精密加工 精密加工一般指加工精度在100.1m（相當(dāng)于IT5級(jí)精度和IT5級(jí)以上精度），表面粗糙度Ra值在0.1m以下的加工方法，如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨削和冷壓加工等。用于精密機(jī)床、精密測(cè)量?jī)x器等制造業(yè)中的關(guān)鍵零件加工，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導(dǎo)軌、精密滾動(dòng)軸承等，在當(dāng)前制造工業(yè)中占有極重要的地位。超精密加工是指被加工零件的尺寸公差為0.10.01m數(shù)量級(jí)，表面粗

15、糙度Ra值為0.001m數(shù)量級(jí)的加工方法。16.1.1 精密加工與特種加工工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-42、特種加工 特種加工是指直接利用電能、聲能、光能、電化學(xué)能、熱能以及特殊機(jī)械能對(duì)材料進(jìn)行加工。它與傳統(tǒng)的切削加工方法相比具有許多特點(diǎn)：在加工過程中工具與工件之間沒有顯著的切削力；加工用的工具材料硬度可以低于被加工材料的硬度；能用簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)加工出復(fù)雜的型面。 1）電火花加工 電火花加工是指在一定介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間脈沖放電的電蝕作用對(duì)工件進(jìn)行的加工。能對(duì)任何導(dǎo)電材料加工而不受被加工材料強(qiáng)度和硬度的限制。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4圖144 電火花加工原理1工件 2脈沖電源

16、 3自動(dòng)進(jìn)給裝置 4工具電極 5工作液 6過濾器 7泵工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4）電解加工電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的電化學(xué)腐蝕將工件加工成形，又稱電化學(xué)加工。電解加工的工具（陰極）不發(fā)生溶解，可長(zhǎng)期使用?？稍谝粋€(gè)工序內(nèi)完成復(fù)雜形狀的加工。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4）超聲波加工超聲波加工是利用超聲頻振動(dòng)的工具，使磨料撞擊和拋磨工件，進(jìn)行成形的一種加工方法。 超聲波加工主要靠磨粒作用去除工件材料，加工設(shè)備較簡(jiǎn)單，操作及維護(hù)方便。加工精度可達(dá)0.02m，表面粗糙度 Ra值達(dá)1.250.1m。超聲波加工廣泛用于各種超硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料的加工。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)

17、概論2022-2-4圖147 超聲波加工原理圖1超聲波發(fā)生器 2冷卻水入口 3換能器 4外罩 5循環(huán)冷卻水6變幅桿 7冷卻水出口 8工具 9磨料懸浮液 10工件 11工作槽工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4）激光加工激光加工是利用能量密度很高的激光束使工件材料熔化、蒸發(fā)和氣化而予以去除的高能束加工。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-416.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)16.2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-41.1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CADCAD）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CADCAD）是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為

18、）是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，用各自的專業(yè)知識(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、工具，用各自的專業(yè)知識(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。1 1、二維設(shè)計(jì)、二維設(shè)計(jì)2 2、線框造型、線框造型3 3、曲面造型、曲面造型4 4、實(shí)體造型、實(shí)體造型1 1、幾何建模功能、幾何建模功能2 2、工程分析和計(jì)算功能、工程分析和計(jì)算功能3 3、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析功能、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析功能1 1、有限元分析、有限元分析2 2、優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)3 3、可靠性設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)4 4、自動(dòng)繪圖功能、自動(dòng)繪圖功能工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-42.2.計(jì)算機(jī)輔助工藝

19、規(guī)程設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（CAPPCAPP）計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方法計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方法1 1、派生式、派生式2 2、創(chuàng)成式、創(chuàng)成式3 3、綜合式、綜合式派生式計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原理派生式計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原理1 1、零件編碼矩陣化、零件編碼矩陣化2 2、零件組特征的矩陣化、零件組特征的矩陣化3 3、主樣件設(shè)計(jì)、主樣件設(shè)計(jì)4 4、零件上各種形面的數(shù)字化、零件上各種形面的數(shù)字化5 5、工序工步名稱編碼、工序工步名稱編碼6 6、綜合加工工藝路線的數(shù)字化、綜合加工工藝路線的數(shù)字化7 7、工序工步內(nèi)容矩陣、工序工步內(nèi)容矩陣1 1、工藝信息數(shù)字化工藝信息數(shù)字化2 2、CAPPCA

20、PP數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)特征矩陣文件特征矩陣文件綜合工藝路線綜合工藝路線工序、工步文件工序、工步文件工藝數(shù)據(jù)文件工藝數(shù)據(jù)文件工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4 從廣義的角度講，從廣義的角度講，CAMCAM指利用計(jì)算機(jī)輔助從毛坯到產(chǎn)品制造過程中指利用計(jì)算機(jī)輔助從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的活動(dòng)，包括計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、的直接和間接的活動(dòng)，包括計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)計(jì)劃、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)數(shù)控編程、計(jì)算機(jī)控制加工過程等內(nèi)容。計(jì)算機(jī)數(shù)控編程、計(jì)算機(jī)控制加工過程等內(nèi)容。 而從狹義的角度講，而從狹義的角度講，CAMCAM僅指數(shù)控程序的編制，包括刀具路徑的確定、僅指數(shù)控程序的編制，包括刀具

21、路徑的確定、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及NCNC代碼的生成等代碼的生成等3.3.計(jì)算機(jī)輔助制造（計(jì)算機(jī)輔助制造（CAMCAM）在市場(chǎng)上比較成熟的在市場(chǎng)上比較成熟的CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)有系統(tǒng)有Pro/engineerPro/engineer系統(tǒng)和系統(tǒng)和Master CAMMaster CAM系統(tǒng)。系統(tǒng)。前者是一體化的前者是一體化的CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)，其內(nèi)部是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，系統(tǒng)，其內(nèi)部是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，能直接調(diào)用能直接調(diào)用CADCAD系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)。后者是后者是CADCAD模塊與模塊與CAMCAM模塊的無縫集成，其

22、系統(tǒng)內(nèi)部通過中性模塊的無縫集成，其系統(tǒng)內(nèi)部通過中性文件獲取其它文件獲取其它CADCAD系統(tǒng)的圖形信息。系統(tǒng)的圖形信息。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-416.2.216.2.2快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)1. 1.快速成形技術(shù)的概念快速成形技術(shù)的概念 快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)（RP, Rapid PrototypingRP, Rapid Prototyping）是運(yùn)用堆積成形法，由）是運(yùn)用堆積成形法，由CADCAD模型模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實(shí)體的技術(shù)總稱。直接驅(qū)動(dòng)的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實(shí)體的技術(shù)總稱。 RPRP技術(shù)的成形原理技術(shù)的成形原理不同于常規(guī)制造的去除法（切削加工、電火花

23、加工等）不同于常規(guī)制造的去除法（切削加工、電火花加工等）和變形法（鑄造、鍛造等），而是利用光、電、熱等手段，通過固化、燒結(jié)、和變形法（鑄造、鍛造等），而是利用光、電、熱等手段，通過固化、燒結(jié)、粘結(jié)、熔結(jié)、聚合作用或化學(xué)等方式，有選擇地固化（或粘結(jié)）液體材料，粘結(jié)、熔結(jié)、聚合作用或化學(xué)等方式，有選擇地固化（或粘結(jié)）液體材料，實(shí)現(xiàn)材料的遷移和堆積，形成所需要的原型零件。實(shí)現(xiàn)材料的遷移和堆積，形成所需要的原型零件。 快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)是綜合利用是綜合利用CADCAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)和材料技技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)和材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。術(shù)實(shí)現(xiàn)

24、從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-42. 2. 快速成形技術(shù)的工藝方法快速成形技術(shù)的工藝方法 RPRP技術(shù)的具體工藝有很多種，根據(jù)采用的材料和對(duì)材料的處理技術(shù)的具體工藝有很多種，根據(jù)采用的材料和對(duì)材料的處理方式不同，選擇其中方式不同，選擇其中3 3種方法的工藝原理進(jìn)行介紹。種方法的工藝原理進(jìn)行介紹。(1)(1)選擇性液體固化選擇性液體固化 又稱光固化法，光固化法是目前應(yīng)用最廣的快速成形制造方法。又稱光固化法，光固化法是目前應(yīng)用最廣的快速成形制造方法。其主要特點(diǎn)是：制造精度高、表面質(zhì)量好、原材料利用率接近其主要特點(diǎn)是：制造精度高、表面質(zhì)量好、原材料利用率

25、接近100%100%；能制造形狀復(fù)雜及特別精細(xì)的零件；能使用成形材料較脆、材料固能制造形狀復(fù)雜及特別精細(xì)的零件；能使用成形材料較脆、材料固化伴隨一定收縮率的材料制造所需零件?；殡S一定收縮率的材料制造所需零件。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4(2)選擇性層片粘結(jié)選擇性層片粘結(jié) 選擇性層片粘結(jié)選擇性層片粘結(jié)又稱分層實(shí)體制造、疊層制造法又稱分層實(shí)體制造、疊層制造法 疊層法的主要特點(diǎn)疊層法的主要特點(diǎn)是：不需要制作支撐；激光只作輪廓掃描，而是：不需要制作支撐；激光只作輪廓掃描，而不需填充掃描，成形率高；運(yùn)行成本低；成形過程中無相變且殘余不需填充掃描，成形率高；運(yùn)行成本低；成形過程中無相變且殘余應(yīng)力小，

26、適合于加工較大尺寸零件；但材料利用率較低，表面質(zhì)量應(yīng)力小，適合于加工較大尺寸零件；但材料利用率較低，表面質(zhì)量差。差。(3)(3)選擇性粉末熔結(jié)選擇性粉末熔結(jié)/ /粘結(jié)粘結(jié) 選擇性粉末熔結(jié)選擇性粉末熔結(jié)/ /粘結(jié)又稱燒結(jié)法粘結(jié)又稱燒結(jié)法 激光選區(qū)燒結(jié)法的主要特點(diǎn)激光選區(qū)燒結(jié)法的主要特點(diǎn)是：不需要制作支撐；成形零件的機(jī)是：不需要制作支撐；成形零件的機(jī)械性能好，強(qiáng)度高；粉末較松散，燒結(jié)后精度不高，械性能好，強(qiáng)度高；粉末較松散，燒結(jié)后精度不高，Z Z軸精度難以軸精度難以控制?？刂啤９I(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-43. 快速成形技術(shù)的特點(diǎn)和用途快速成形技術(shù)的特點(diǎn)和用途 (1)(1)主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 1

27、1）高度柔性；）高度柔性； 2 2）技術(shù)的高度集成；）技術(shù)的高度集成； 3 3）設(shè)計(jì)制造一體化；）設(shè)計(jì)制造一體化； 4 4）快速性；）快速性； 5 5）自由成形制造）自由成形制造(Free Form Fabrication(Free Form Fabrication，F(xiàn)FF)FFF)； 6 6）材料的廣泛性。）材料的廣泛性。 (2)(2)用途用途 1 1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)估與功能測(cè)驗(yàn)；）產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)估與功能測(cè)驗(yàn)； 2 2）快速模具制造；）快速模具制造； 3 3）醫(yī)學(xué)上的仿生制造；）醫(yī)學(xué)上的仿生制造； 4 4）藝術(shù)品的制造；）藝術(shù)品的制造； 5 5）直接制造金屬型。）直接制造金屬型。 工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2

28、022-2-4工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-4工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-416.3 制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù)163.1 工工業(yè)業(yè)機(jī)器人機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人的定義工業(yè)機(jī)器人的定義工業(yè)機(jī)器人（工業(yè)機(jī)器人（Industrial Robot,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱Robot ）是一種可重復(fù)編程）是一種可重復(fù)編程的、自動(dòng)控制的、多自由度的、機(jī)體獨(dú)立的自動(dòng)操作機(jī)械。的、自動(dòng)控制的、多自由度的、機(jī)體獨(dú)立的自動(dòng)操作機(jī)械。 2.工業(yè)機(jī)器人的組成工業(yè)機(jī)器人的組成（1）執(zhí)行系統(tǒng)）執(zhí)行系統(tǒng)（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（3）控制系統(tǒng)）控制系統(tǒng)（4）檢測(cè)系統(tǒng)）檢測(cè)系統(tǒng)（5）智能系統(tǒng)）智能系統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-411.4

29、 11.4 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人3.工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人的分類按系統(tǒng)功能分類：按系統(tǒng)功能分類：專用機(jī)器人、通用機(jī)器人、示教再現(xiàn)機(jī)器人、智能機(jī)器人專用機(jī)器人、通用機(jī)器人、示教再現(xiàn)機(jī)器人、智能機(jī)器人按結(jié)構(gòu)形式分類：按結(jié)構(gòu)形式分類： 直角坐標(biāo)機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人。按驅(qū)動(dòng)方式分類：按驅(qū)動(dòng)方式分類：氣壓傳動(dòng)機(jī)器人、液壓傳動(dòng)機(jī)器人、電力傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)機(jī)器人、液壓傳動(dòng)機(jī)器人、電力傳動(dòng)機(jī)器人。機(jī)器人。按承擔(dān)工作任務(wù)性質(zhì)可分為：按承擔(dān)工作任務(wù)性質(zhì)可分為：搬運(yùn)機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人。雖然工業(yè)機(jī)器人品種繁多

30、，但從設(shè)計(jì)與使用角度出發(fā)，工業(yè)機(jī)器雖然工業(yè)機(jī)器人品種繁多，但從設(shè)計(jì)與使用角度出發(fā)，工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)性能參數(shù)包括：人的主要技術(shù)性能參數(shù)包括：運(yùn)動(dòng)自由度、工作空間、工作負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)自由度、工作空間、工作負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)速度、位置精度。運(yùn)動(dòng)速度、位置精度。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-44. 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用 工業(yè)機(jī)器人的最初應(yīng)用主要是對(duì)人體有危險(xiǎn)或危害的工業(yè)機(jī)器人的最初應(yīng)用主要是對(duì)人體有危險(xiǎn)或危害的操作環(huán)境。操作環(huán)境。 今天，在現(xiàn)代制造業(yè)中，利用機(jī)器人能擴(kuò)大機(jī)械制造今天，在現(xiàn)代制造業(yè)中，利用機(jī)器人能擴(kuò)大機(jī)械制造系統(tǒng)的功能和范圍，以及提高自動(dòng)化程度，是實(shí)現(xiàn)柔性系統(tǒng)的功能和范圍，以及提高自

31、動(dòng)化程度，是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的基本設(shè)備。自動(dòng)化的基本設(shè)備。 用于生產(chǎn)中用于生產(chǎn)中 的工業(yè)機(jī)器人有：鑄造機(jī)器人、焊接機(jī)器的工業(yè)機(jī)器人有：鑄造機(jī)器人、焊接機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、裝配機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等。此外，人、噴漆機(jī)器人、裝配機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等。此外，高壓作業(yè)線、服裝剪裁、管道作業(yè)、擦玻璃的機(jī)器人也高壓作業(yè)線、服裝剪裁、管道作業(yè)、擦玻璃的機(jī)器人也發(fā)揮著巨大的作用。發(fā)揮著巨大的作用。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-416.3.216.3.2柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) 傳統(tǒng)的專用機(jī)床傳統(tǒng)的專用機(jī)床和和“剛性剛性”自動(dòng)生產(chǎn)線雖然有很高的生產(chǎn)效自動(dòng)生產(chǎn)線雖然有很高的生產(chǎn)效率，但其加工的零件形狀和尺寸單一，難以

32、改變，這對(duì)于大批大率，但其加工的零件形狀和尺寸單一，難以改變，這對(duì)于大批大量生產(chǎn)是合適的。為滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短量生產(chǎn)是合適的。為滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期短的要求，的要求，20世紀(jì)世紀(jì)70年代以來，隨著微電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技年代以來，隨著微電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展，一種以機(jī)械加工為主的柔性制造技術(shù)得到術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展，一種以機(jī)械加工為主的柔性制造技術(shù)得到迅速發(fā)展，主要有柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制迅速發(fā)展，主要有柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。造系統(tǒng)。1 .柔性制造單元柔性制造單元 FMC（Flexible Ma

33、nufacturing Cell）是在加工中心的基礎(chǔ)上，）是在加工中心的基礎(chǔ)上，增加了貯存工件的自動(dòng)料庫(kù)、輸送系統(tǒng)所構(gòu)成的自動(dòng)加工系統(tǒng)。增加了貯存工件的自動(dòng)料庫(kù)、輸送系統(tǒng)所構(gòu)成的自動(dòng)加工系統(tǒng)。FMC適于適于多品種、小批量工件的生產(chǎn)。多品種、小批量工件的生產(chǎn)。FMC具有規(guī)模小、成本低，具有規(guī)模小、成本低，便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。但便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。但FMC的信息系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低，加工柔性的信息系統(tǒng)自動(dòng)化程度較低，加工柔性不高，只能完成品種有限的零件加工。不高，只能完成品種有限的零件加工。工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)概論2022-2-42.柔性制造系統(tǒng) （1）FMS（Flexible Manufacturing System）的定義和組成FMS是在FMC的基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的一種高效率、高精度、高柔性的加工系統(tǒng)。對(duì)柔性制造系統(tǒng)直觀的定義：“柔性制造系統(tǒng)至少是由兩臺(tái)數(shù)控加工設(shè)備、一套物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所組成的制造系統(tǒng)。 從上述定義可以看出，F(xiàn)