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1、 先進制造技術 (第二版) 退 出第1章 緒論 第2章 快速原形制造技術 第3章 虛擬制造技術 第4章 制造自動化技術先進制造技術 第5章 先進制造模式 第6章 先進加工技術第7章 微米納米技術第8章 現代新技術 返回目錄 第1章 緒 論 1.1 制造業(yè)概述1.2 先進制造技術概述1.3 先進制造技術的發(fā)展趨勢 返回目錄 第1章 緒 論 1.1 制造業(yè)概述 1.1.1 制造業(yè)的發(fā)展 人類最早的制造活動可以追溯到新石器時代，當時人們利用石器作為勞動工具，制作生活和生產用品，制造技術處于一種萌芽階段。到了青銅器和鐵器時代，為了滿足以農業(yè)為主的自然經濟的需要，出現了諸如紡織、冶煉和鍛造等較為原始的制

2、造活動。制造(Manufacturing)是一種將物料、能量、資金、人力資源、信息等有關資源，按照社會的需求轉變?yōu)樾碌?、有更高應用價值的有形物質產品和無形軟件、服務等產品資源的行為和過程。 返回目錄 第1章 緒 論 1.1 制造業(yè)概述 近代制造模式演變，如圖1-1所示。 圖1-1 近代制造模式演變 返回目錄 第1章 緒 論 1.1 制造業(yè)概述 1.1.2 制造業(yè)的作用 20世紀制造業(yè)生產的眾多新型機電產品，對人們的生產、生活方式都產生了重大影響，可謂足以改變世界。 瑞士是一個僅700萬人口的小國，但瑞士年人均國民生產總值達到4.3萬美元以上,居世界第一，這應該主要歸功于瑞士十分發(fā)達的制造業(yè)。瑞

3、士的精密機械產品的出口量是我國的8倍，瑞士的手表世界第一，連小小的軍刀，也風靡全世界。 上個世紀70年代,美國不重視制造業(yè),把制造業(yè)稱為“夕陽工業(yè)”,結果導致美國80年代的經濟衰退。而同時期日本非常重視制造業(yè)，特別重視汽車制造和微電子制造，結果日本的汽車和家用電器占領了全世界的市場，尤其是大舉進入了美國市場。 返回目錄 第1章 緒 論 1.1 制造業(yè)概述 1.1.3 制造業(yè)的發(fā)展趨勢 科技的進步和制造業(yè)的發(fā)展相互促進，是推動社會發(fā)展的主要動力。 專家預測，社會趨勢將相繼是納米時代和生物時代，以分子、原子等為對象的納米制造和以基因技術為核心的生物制藥閃亮登場，制造的主要對象將擴大到基因資源和微觀

4、領域的各種資源。預言稱：將用納米科技“營造自然界尚不存在的新的物質體系”；將用基因技術“重塑世界”。 總之，現代制造將以先進制造技術為主要支撐，以資源和資源轉換為對象，以現代制造科學與技術為基礎，以制造系統(tǒng)為載體，以信息化、網絡化、生態(tài)化和全球化為環(huán)境和背景，追求社會經濟的持續(xù)快速發(fā)展。 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 1.2.1 背景 20世紀70年代，美國一批學者基于錯誤認識，提出美國已進入“后工業(yè)化社會”，強調制造業(yè)是“夕陽工業(yè)”，認為應將經濟重心由制造業(yè)轉向純高科技產業(yè)及服務業(yè)等第三產業(yè)；許多學者也只重視理論成果，不重視實際應用，造成所謂“美國發(fā)明，日本發(fā)財”；美國

5、政府發(fā)展戰(zhàn)略對產業(yè)技術不予以支持，使美國制造業(yè)產生衰退，產品的市場競爭力下降，貿易逆差劇增，原來美國占絕對優(yōu)勢的許多產品，都在競爭中敗給日本，日本貨占領了美國市場。美國商品在來自日本的高質量、高科技產品以及其他亞洲和拉美國家廉價制造品的夾擊下，其生存空間不斷萎縮，引起學術界、企業(yè)界和政治界人士的普遍重視，紛紛要求政府出面組織、協(xié)調和支持產業(yè)技術的發(fā)展，重振美國經濟。為此，政府和企業(yè)界花費數百萬美元，組織大量專家、學者進行調查研究。研究結果簡單明了，如麻省理工學院（MIT）的調查結論為：“一個國家要生活得好，必須生產得好”，和“振興美國經濟的出路在于振興美國的制造業(yè)”。調查結果使大家認識到：“經

6、濟的競爭歸根到底是制造技術和制造能力的競爭”。 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 1.2.1 背景觀念轉變后，美國政府立即采取一系列措施，展開先進制造技術的研究，成立了8個國家級制造研究中心。開展大規(guī)模“21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究，取得了很好的效果。很快使汽車產量超過日本，重新占領歐美市場。與此同時日本、歐洲、澳大利亞等工業(yè)發(fā)達國家，也相繼展開各自國家先進制造技術的理論和應用研究，把先進制造技術的研究和發(fā)展推向高潮。 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 1.2.2 體系結構 1994年初，美國聯邦科學、工程和技術協(xié)調委員會(FCCSET)下屬的工業(yè)和技術委員會

7、先進制造技術工作組提出將先進制造技術分為三個技術群：1)主體技術群，包括面向制造的設計技術群和制造工藝技術群；2)支撐技術群；3)制造基礎設施(制造技術環(huán)境)。FCCSET提出的先進制造技術的體系結構及主要內容，如圖1-2所示。 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 圖1-2 先進制造技術的體系結構 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 1.2.3 涵蓋領域 先進制造技術橫跨多個學科，并組成一個有機整體，大致可以分為以下幾個方面：1現代設計技術 2先進制造工藝 3制造自動化技術 4先進制造模式和管理技術 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 1.2.4

8、 特點與作用1特點先進制造技術與傳統(tǒng)制造技術比較，具有以下特點：1）傳統(tǒng)制造技術一般都效率低，資源消耗較多，對環(huán)境污染較大，經濟和社會綜合成本高等，先進制造技術本質上就是為了克服傳統(tǒng)制造技術的不足而發(fā)展的，其基礎是優(yōu)質、高效、低耗、無污染加工工藝。2）先進制造技術則覆蓋了從產品設計，加工制造到產品銷售、使用、維修和回收的整個過程，研究的范圍更為廣泛。而傳統(tǒng)制造技術一般是局限于加工制造過程的工藝方法，只能駕馭生產過程中的物質流、能量流和信息流的系統(tǒng)過程。3）制造向超微細領域擴展，例如微型機械、微米/納米加工的發(fā)展要求用更新、更廣的知識來解決這一領域的新課題。而傳統(tǒng)制造技術難于或無法解決4）先進制

9、造技術的各專業(yè)、學科、技術之間不斷交叉、融合，形成了綜合、集成的新技術。而傳統(tǒng)制造技術的學科、專業(yè)單一，界限分明。 返回目錄 第1章 緒 論 1.2 先進制造技術概述 5）制造國際化是21世紀制造技術發(fā)展的必然趨勢。例如基于虛擬制造技術的虛擬公司就可以實現制造企業(yè)在全球范圍內的重組和集成。而傳統(tǒng)制造企業(yè)無法實現。6）制造技術與生產管理的統(tǒng)一。制造技術的改進帶動了管理模式的提高，而先進的管理模式推動了制造技術的應用。7）先進制造技術特別強調人的主體作用，強調人、技術與管理三者的有機結合?？傊?，先進制造技術具有精密化、柔性化、網絡化、虛擬化、智能化、清潔化、集成化、全球化等特點。2作用1999年C

10、IRP在其報告中指出：在國家生產力的構成中，制造技術的作用一般占55%65%。1998年爆發(fā)的東南亞經濟危機，從另一個側面反映了一個國家發(fā)展制造業(yè)的重要。一個國家，如果把經濟的基礎放在股票、旅游、金融、房地產、服務業(yè)上，而無自己的制造業(yè)，這個國家的經濟就容易形成泡沫經濟。 返回目錄 第1章 緒 論 1.3 先進制造技術的發(fā)展趨勢 歸納先進制造技術的發(fā)展趨勢，大致有以下幾個方面：1先進制造技術向超精微細領域擴展，微型機械、納米量測、微米納米加工制造的發(fā)展使制造工程科學的內容和范圍進一步擴大，要求用更新、更廣的知識來解決這一領域的新課題。2制造過程的集成化 3制造科學與制造技術、生產管理的融合 4

11、綠色制造將成為制造業(yè)的重要特征 5虛擬現實技術在制造業(yè)中獲得越來越多的應用 6制造全球化 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述2.2 快速成形工藝2.3 快速原形制造的應用 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述2.1.1 RP起源1892年，Blanther主張用分層方法制作三維地圖模型。分層制造三維物體的思想雛形，可追溯到4000年前，中國出土的魯漆器，用黏結劑把絲、麻黏結起來鋪敷在底胎上，待漆干后挖去底胎成形。考古也發(fā)現古埃及人在公元前就已將木材切成板后重新鋪疊翻成疊合材料，類似現代的膠合板。1979年東京大學的川威雄教授，利用分層技

12、術制造了金屬沖裁模、成形模和注塑模。20世紀70年代末到80年代初，美國3M公司的Alan JHebert(1978年)、日本的小玉秀一(1980年)、美國的Charles wHull(1982年) 和日本的丸谷洋二（1983年) ，各自獨立地首次提出了RP的概念，即利用連續(xù)層的選區(qū)固化制作實體的新思想。而美國的Charles wHull則完成了第一個RP系統(tǒng)Stereolithography Apparatus,并于1984年獲得專利，這是RP發(fā)展的一個里程碑,隨后許多快速成形的概念、技術及相應的成形機才得以相繼出現。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述2.1.

13、2 RP零件圖形處理過程 由于快速原形制造的計算機系統(tǒng)只有接受三維CAD模型后，才能進行切片處理。三維CAD模型的獲取方式：在PC機或圖形工作站上用三維軟件pro/E、UG、CATIA等設計；或將已有產品的二維三視圖轉換成三維CAD模型，或用掃描機對已有的零件實樣進行掃描。其具體處理過程為：1三維模型的近似處理產品零件上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，在制作快速原形前必須對其進行近似處理，才有可能獲取確切的截面輪廓。在目前的快速原型系統(tǒng)中，最常見的近似處理方法是用STL文件格式進行數據轉換，將三維實體表面用一系列相連的小三角形逼近自由曲面，得到STL格式的三維近似模型文件。典型的STL文件，如圖2

14、-1所示。2三維模型的切片處理STL文件切片處理，如圖2-2所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述圖2-1 典型的 STL 文件 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述圖2-2 STL文件切片處理 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.1 快速原形制造技術概述圖2-3 原形制作流程 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 2.2.1 立體光造型工藝 立體光造型工藝（Stereolithography Apparatus，SLA），是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作的。這種液態(tài)材料在一定波長和強度的紫外光(如=325

15、nm)的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應, 分子量急劇增大, 材料也就從液態(tài)轉變成固態(tài)。SLA技術成形原理，如圖2-4所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 圖2-4 光固化成形原理 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 2.2.2 疊層實體制造工藝 疊層實體制造工藝（Laminated Object Manufacturing，LOM），采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等。片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。LOM成形原理，見圖2-5所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 圖2-5 LOM成形原理 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2

16、.2 快速成形工藝 2.2.3 選擇性燒結工藝 選擇性燒結工藝（Selective Laser Sintering，SLS），是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面，并刮平；用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面；材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起，得到零件的截面，并與下面已成形的部分連接；當一層截面燒結完后，鋪上新的一層材料粉末，選擇地燒結下層截面。SLS工作原理圖，如圖2-6所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 圖2-6 SLS工作原理圖 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 2.2.4 熔融沉積制造工藝

17、 熔融沉積制造工藝（Fused Depostion Modeling，FDM）的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、尼龍等，以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出；材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結。FDM工作原理圖，如圖2-7所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 圖2-7 FDM工作原理 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 2.2.5 三維印刷工藝 三維印刷工藝（Three Dimension Printing，TDP），與SLS工藝類似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末，金屬粉末。所不同的是材料

18、粉末不是通過燒結連接起來的，而是通過噴頭用粘接劑（如硅膠）將零件的截面“印刷”在材料粉末上面（如圖）。用粘接劑粘接的零件強度較低，還須后處理。先燒掉粘接劑，然后在高溫下滲入金屬，使零件致密化，提高強度。TDP工作原理圖，如圖2-8所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.2 快速成形工藝 圖2-8 TDP工作原理 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.1 快速制模技術 RP技術在模具制造中的應用稱為快速制模技術。同傳統(tǒng)的模具制造工藝方法比，它的制造時間為傳統(tǒng)工藝的1/31/10，而成本大概只有1/31/5 ，對于模具試制，市場開發(fā)有著重要的意義?？焖倌＞咧?/p>

19、造技術可以分為直接制模技術和間接制模技術。主要用于制造注塑模和鑄造模等的生產。把熔模鑄造、噴涂法、陶瓷模法、研磨法、電鑄法等轉換技術與快速原形制造結合起來，就可以方便、快捷地制造出各種簡易模具和永久性金屬模具。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用1間接快速制模技術 快速原形直接模具制造難于控制模具的精度和性能，后續(xù)處理需要的特殊設備與工藝使成本較高，模具的尺寸也受到較大的限制。與之相比，間接快速制模技術則是通過快速原形技術結合精密鑄造、金屬噴涂制模、硅橡膠模、電極研磨、粉末燒結等技術，間接的制造出模具。 圖2-9所示為目前常用的間接制造金屬模的工藝流程圖。人們先利用

20、CAD三維模型直接快速制得原型，再經硅橡膠模過渡轉換得到陶瓷鑄型或石膏鑄型，再由陶瓷鑄型澆注出金屬模具。2.3.1 快速制模技術 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-9 金屬模的工藝流程圖 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2快速制模工藝 隨著原形制造精度的提高，各種間接快速制模工藝已基本成熟，其方法則根據零件生產批量大小而不同。常用的有硅橡膠模(50件以下)、環(huán)氧樹脂模(400800件以下)、金屬冷噴涂模(3000件以下)、快速制作EDM電極加工鋼模(5000件以上)等。 2.3.1 快速制模技術 返回目錄 第2章 快速原形制造技術

21、 2.3 快速原形制造的應用2.3.1 快速制模技術手機外殼橡膠模，如圖2-10所示。圖2-10 手機外殼橡膠模 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用電子產品注射模，如圖2-11所示 2.3.1 快速制模技術圖2-11 電子產品注射模 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.2 軍事領域 快速原形制造技術在軍事領域主要應用于軍事衛(wèi)星、航測數字圖像處理和軍事武器等。如炸彈、火箭等的制造，三維地圖模型的制作等。海灣戰(zhàn)爭期間，美軍根據伊拉克地下掩體的深度和堅固性，利用與信息技術緊密結合的RPM技術，在不到一周的時間內，便完成了從設計、制造、裝配

22、和測試等全過程的新型炸彈，并空運至戰(zhàn)場。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.2 航天領域 空氣動力學地面模擬實驗(即風洞實驗)是設計性能先進的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機)所必需的重要技術環(huán)節(jié)，采用RPM技術根據嚴格的CAD模型，由快速原形制造系統(tǒng)(RPS)就可以自動完成形狀復雜、精度要求高，且具有流線型特征的模型。我國“863”計劃航天領域項目在應用快速原形制造技術方面已取得很大進展。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.3 文物、考古等領域 這方面的應用包括工藝品、首飾、燈飾、家具、建筑裝飾以及建筑和橋梁的外觀設計、古建筑和

23、文物的復原等，如圖2-12所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-12 工藝品和恐龍架 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.4 醫(yī)學領域 主要應用于頭顱外科、牙科、人體器官、人造骨骼、輔助病理診斷、假肢、畸形修復等，如圖2-13所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-13 醫(yī)學應用 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用2.3.5 工程應用用于新產品的設計與試制，產品設計中的實際裝配確認，產品的性能分析與實驗。應用案例：美國Sundstrand Aerospace公

24、司設計的飛機用發(fā)電機，由很大的箱體和裝于其內的1200多個零件構成，僅箱體的工程圖就有50多張，至少有3000多個尺寸，半個箱體的直徑為610 mm，高305 mm。因為箱體的形狀太復雜，不僅使設計校驗十分困難，而且給制作鑄造模樣造成很大麻煩，按常規(guī)方法加工需要工期34個月，制造費用高達8萬美元。后來決定采用快速原形制造技術研制，兩周就獲得了樣件，6周就做出了鑄造用砂型，并制造出樣品。通過對樣品的形狀、尺寸、裝配關系等項目的檢查，重新完善了機械加工工藝設計、工模具校驗和裝配順序設計。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用應用鏈接： 快速原形制作三層空心小球，如圖2-1

25、4所示。采用的HRPS-III快速成型機，由計算機控制系統(tǒng)、主機和激光器冷卻器等基本部分組成；配備軟件HRPS2002，具有切片模塊、數據處理、工藝規(guī)劃和安全監(jiān)控等功能，圖2-15所示。 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-14 三層空心小球 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-15 HRPS-III快速成型機 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-16 成型機開機 返回目錄 第2章 快速原形制造技術 2.3 快速原形制造的應用圖2-17 參數設置 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述

26、3.2 虛擬制造系統(tǒng)3.3 虛擬制造的應用 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述3.1.1 虛擬制造的定義 虛擬制造作為一個全新的概念，各國學者有多種表述。 佛羅里達大學Gloria J Wiens：虛擬制造是這樣一個概念，即與實際一樣在計算機上執(zhí)行制造過程，其中虛擬模型是在實際制造之前，用于對產品的功能和可制造性的潛在問題進行預測。 美國空軍Wright實驗室：虛擬制造是仿真、建模和分析技術及工具的綜合應用，以增強各層制造設計和生產決策與控制。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述 3.1.2 虛擬制造的特點 交互性、沉浸性和想像力是虛擬制造的三個重要特征，如

27、圖3-l所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述 3.1.2 虛擬制造的特點圖3-l 虛擬制造的三個特征 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述3.1.3 虛擬制造的分類 按照產品在生命周期中的各類活動，可將虛擬制造技術分類，如圖3-2所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術 3.1 虛擬制造概述3.1.3 虛擬制造的分類 圖3-2 虛擬制造技術分類 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)3.2.1 虛擬制造系統(tǒng)的體系結構虛擬制造系統(tǒng)的體系結構，如圖3-3所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)3.2.1 虛擬制造系統(tǒng)的體系結構圖3

28、-3 虛擬制造系統(tǒng)的體系 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)3.2.2 虛擬制造的關鍵技術虛擬制造的使能技術主要有以下幾項：1）多通道交互技術：包括虛擬現實設備的軟硬件接口驅動技術、真實感渲染的三維圖形加速技術、三維定位跟蹤設備的定標技術、大面積紋理的可見性快速顯示技術、人像分離與多傳感信息的融合技術、信息與時間的同步技術等。2）虛擬環(huán)境建模技術：包括圖像圖形混合建模技術、多細節(jié)層次建模技術、智能化視區(qū)裁剪技術、場景預處理技術、基于圖像的繪制技術、虛擬聲的生成與增強技術等。3）虛擬產品建模技術：是指建立產品的虛擬原型或虛擬樣機的過程，包括產品建模技術零部件的物理建模方法、基于物

29、理的工程行為特征建模方法、工程對象的單元化劃分方法、工程分析的有限元計算方法、工程分析結果的多準則圖示方法等。虛擬樣機過程，如圖3-4所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)圖3-4 虛擬樣機過程 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)虛擬制造相關的關鍵技術如下：1）虛擬設計與裝配技術：包括虛擬產品形狀設計、虛擬裝配/拆卸設計與優(yōu)化、虛擬樣機、具有力覺的虛擬裝配等?；谔摂M樣機的試驗仿真分析，可以在真實制造之前發(fā)現問題，并得以解決。例如：機車部件的有限元模型，如圖3-5所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng) a)c)b) 圖3-5 機車部件的有

30、限元模型a)車體 b)機車抱軸箱系統(tǒng) c)機車轉向架 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng) 2）虛擬產品實現技術：虛擬加工、遠程機器人操作與監(jiān)控、虛擬測量技術、基于表面質量分析的切削參數選擇等。虛擬加工，如圖3-6所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng) 圖3-6 虛擬加工 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)虛擬測試，如圖3-7所示。圖3-7 虛擬測試 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)3）虛擬檢測與評價技術：虛擬表面接觸剛度分析、刀位軌跡檢查及碰撞干涉檢驗、工藝過程規(guī)劃與仿真、基于應力的加工質量評價、裝配信息建模等。例如：機車噴

31、油器壓叉的應力圖，如圖3-8所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng) 圖3-8 噴油器壓叉的應力圖 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng) 4）虛擬實驗技術：虛擬試驗的物理建模、虛擬試驗的運行平臺、虛擬測試、虛擬樣機的性能評價等。例如：機車車體底架的變形圖，如圖3-9所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)圖3-9 機車車體底架的變形圖 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)5）虛擬生產技術：虛擬生產線/車間實時三維布局、生產線/車間生產過程虛擬仿真、基于VR的網絡化分散制造仿真與評價等。虛擬生產調度控制仿真，如圖3-10所示。 返回

32、目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)圖3-10 虛擬生產調度控制仿真 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.2 虛擬制造系統(tǒng)3.2.3 虛擬制造系統(tǒng)的作用VM系統(tǒng)可以為制造企業(yè)提供如下支撐作用:1為企業(yè)決策提供支持 2產品開發(fā)過程管理 3生產過程管理 4整體運作 5系統(tǒng)維護 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.3 虛擬制造的應用 虛擬現實技術有著許多的應用領域，尤其在制造業(yè)虛擬設計與制造的應用日益廣泛。3.3.1 虛擬環(huán)境虛擬環(huán)境，如圖3-11所示。 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.3 虛擬制造的應用a) b)圖3-11 虛擬環(huán)境a)虛擬家居環(huán)境 b)虛擬軍事環(huán)境 返回目錄 第3章 虛擬

33、制造技術3.3 虛擬制造的應用3.3.2 虛擬工具 虛擬頭盔，如圖3-12所示。圖3-12 虛擬頭盔 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.3 虛擬制造的應用3.3.3 虛擬產品建模加工中心虛擬建模，如圖3-13所示。圖3-13 加工中心建模 返回目錄 第3章 虛擬制造技術3.3 虛擬制造的應用3.3.4 汽車設計 福特汽車公司利用虛擬原型技術在產品開發(fā)階段就進行裝配評價，這樣在設計階段就可從整個產品的裝配性角度考慮產品的可制造性，而不只從單個零件的角度進行考慮。他們將車輛的零部件在CAD系統(tǒng)中建模，然后將模型文件傳輸到虛擬環(huán)境中。用戶可用手操縱虛擬零件，并試著將其安裝到車輛當中。系統(tǒng)可檢測零件與車輛的干涉情況。福特汽車公司還希望將該系統(tǒng)應用于裝