學(xué)科前沿講座報告

1、精選文檔精選文檔PAGEPAGE4精選文檔PAGE學(xué)術(shù)前沿講座先進制造技術(shù)一、21世紀的先進制造技術(shù)概括產(chǎn)品構(gòu)造的特色：知識-技術(shù)-產(chǎn)品的時間愈來愈來短、構(gòu)造愈來愈復(fù)雜。產(chǎn)品的批量特色：小批量，愈來愈小。產(chǎn)品價錢的特色：取決于獨占知識的含量。產(chǎn)品的市場特色：顧客對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量、服務(wù)的要求不停提升,參加全世界競爭愈來愈強烈。1、先進制造制造技術(shù)(AMT)的定義先進制造技術(shù),AMT,(AdancedManufacturingTechnology)是在傳統(tǒng)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，不停汲取機械、電子、信息、資料、能源和現(xiàn)代管理技術(shù)等方面的成就，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

2、務(wù)的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)良、高效、低耗、潔凈、靈巧生產(chǎn)，提升對動向多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱，也是獲得理想技術(shù)經(jīng)濟效益的制造技術(shù)的總稱。目前的金融危機或許還會催生新的先進制造制造技術(shù)，特別在生產(chǎn)管理技術(shù)方面。2、先進制造技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容先進制造技術(shù)不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學(xué)科、包含了從產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、到產(chǎn)品銷售、用戶服務(wù)等整個產(chǎn)品生命周期全過程的全部有關(guān)技術(shù)，波及到設(shè)計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領(lǐng)域，并逐漸交融與集成。可基本概括為以下四個方面：1、先進的工程設(shè)計技術(shù)2、先進制造工藝技術(shù)3、制造自動化技術(shù)4、先進生產(chǎn)管理技術(shù)、制造真理與生

3、產(chǎn)模式二、先進制造工藝技術(shù)1、超精細加工技術(shù)和納米加工技術(shù)基本觀點（1）精細制造技術(shù)：精細制造技術(shù)是指部件毛坯成形后余量小或無余量、部件毛坯加工后精度達亞微米級的生產(chǎn)技術(shù)總稱。它是近凈成形與近無缺點成形技術(shù)、超精細加工技術(shù)與超高速加工技術(shù)的綜合集成。（2）近凈成形與近無缺點成形技術(shù)改造了傳統(tǒng)的毛坯成形技術(shù)，使機械產(chǎn)品毛坯成形實現(xiàn)由粗放到精化的轉(zhuǎn)變，使外面質(zhì)量作到無余量或靠近無余量，內(nèi)部質(zhì)量作到無缺點或靠近無缺點，實現(xiàn)優(yōu)良、高效、輕量化、低成本的成形。該項技術(shù)波及到鍛造成形、塑性成形、精準(zhǔn)連結(jié)、熱辦理改性、表面改性、高精度模具等專業(yè)領(lǐng)域。3）精細加工：加工精度在30.3m（相當(dāng)于IT5級精度和I

4、T5級以上精度），表面粗拙度30.3m.4）超精細加工：尺寸精度位于030.03m，表面粗拙度0030.005m，也稱亞微米加工。5）納米（nm）加工：尺寸精度為0.03m（30納米），表面粗拙度優(yōu)于0.005m。6）常用超精細加工方法有:車、磨、研、拋和某些特種加工方法。包含：超精細車削技術(shù)、精細和超精細磨削、納米加工技術(shù)、超高速加工技術(shù)、2、非傳統(tǒng)加工技術(shù)（特種加工）非傳統(tǒng)加工技術(shù)（特種加工）是指直接利用電能、聲能、光能、電化學(xué)能、熱能以及特別機械能對資料進行加工。它與傳統(tǒng)的切削加工方法對比擁有很多特點：在加工過程中工具與工件之間沒有明顯的切削力；加工用的工具資料硬度能夠低于被加工資料的硬

5、度；能用簡單的運動加工出復(fù)雜的型面。包含：電火花加工（EDM）、電火花線切割加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、射流加工（水刀切割）、三、計算機協(xié)助設(shè)計自動化技術(shù)CAD計算機協(xié)助設(shè)計（CAD）是指工程技術(shù)人員以計算機為工具，用各自的專業(yè)知識對產(chǎn)品進行整體方案設(shè)計、機構(gòu)設(shè)計與工程剖析、自動畫圖和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計活動的總稱現(xiàn)代CAD技術(shù)能夠表述以下：現(xiàn)代CAD技術(shù)是指在復(fù)雜的大系統(tǒng)環(huán)境下，支持產(chǎn)品自動化設(shè)計的設(shè)計理論和方法、設(shè)計環(huán)境、設(shè)計工具等各有關(guān)技術(shù)的總稱，它們能使設(shè)計工作實現(xiàn)集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，達到提升產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本和縮短設(shè)計周期的目的。四、計算機協(xié)助制造（CAM)1、（

6、1）狹義CAM：而從狹義的角度講，CAM僅指數(shù)控程序的自動編制，包含部件的幾何建模、刀具路徑確實定、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及NC代碼的生成等。2）廣義CAM：從廣義的角度講，CAM指利用計算機協(xié)助從毛坯到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接的活動，包含計算機協(xié)助生產(chǎn)管理、計算機協(xié)助工藝設(shè)計(CAPP)、計算機數(shù)控編程、計算機控制加工過程（柔性自動化加工）等內(nèi)容。在CIMS中，一般把計算機協(xié)助工藝設(shè)計(CAPP)、數(shù)控機床、工業(yè)機器人等自動化設(shè)施的程序的自動編制及控制技術(shù)等作為CAM的功能。2、數(shù)控加工的自動編程。包含：一般有數(shù)控語言型，人機交互圖像編程和數(shù)字化編程三種種類。數(shù)控語言型：采納某種高

7、級語言，對部件任何形狀及走刀線路進行定義，由計算機達成復(fù)雜的幾何運算，或經(jīng)過工藝數(shù)據(jù)庫對刀具夾具及切削器具進行選擇。這是初期計算機自動編程的主要方法。比較有名的數(shù)控編程系統(tǒng)，如APT(AutomaticallyProgrammedTools)系統(tǒng)及其及其小型化版本如EXAPT，F(xiàn)APT等。2這類方法在我國普及率較低，已漸漸被人機交互圖形編程所代替數(shù)字化編程：用丈量機或掃描儀對部件圖紙或?qū)嵨锏男螤詈统叽邕M行丈量或掃描，而后經(jīng)計算機辦理后自動生成數(shù)控加工程序。這類方法十分方便，但成本較高，僅用一些特別場合。人機交互圖形編程：人機交互圖形編程是直接利用計算機協(xié)助設(shè)計系統(tǒng)所生成的部件圖像，利用圖形屏幕

8、的光標(biāo)在部件圖形上選擇加工部位，定義走刀路線，輸入有關(guān)工藝參數(shù)后，便自動生成數(shù)控加工程序，并且還可方便地進行圖形仿真查驗。擁有直觀、高效，能實現(xiàn)信息集成等長處3、柔性制造技術(shù)以數(shù)控加工為基礎(chǔ),應(yīng)用計算機協(xié)助制造技術(shù)，將數(shù)控機床、加工中心、物料自動儲藏傳遞裝置和協(xié)助控制裝置等在計算機的一致控制下，形成柔性加工自動生產(chǎn)線，既柔性制造系統(tǒng)。包含：設(shè)施柔性：指制造系統(tǒng)中能加工不一樣種類部件所具備的變換能力，此中包含刀具變換、夾具變換等。CNC機床，柔性夾具。工藝柔性：能以多種工藝方法加工某一部件組的能力。如鏜、銑、鉆、鉸、攻螺紋等加工。工序柔性：能自動改變部件加工工序的能力。路徑柔性：能自動更變部件加

9、工路徑。如碰到系統(tǒng)中某臺設(shè)施的故障,能自動將工件變換到另一臺設(shè)施上加工。能夠依據(jù)負荷,自動改變加工路線,提升利用率,減少等候時間。產(chǎn)品柔性：產(chǎn)品改變時能經(jīng)濟、快速的轉(zhuǎn)產(chǎn)。批量柔性：能在不一樣批量下運轉(zhuǎn)都能獲得經(jīng)濟效益。擴展柔性：能依據(jù)生產(chǎn)的需要組建和擴展生產(chǎn)能力五、計算機協(xié)助生產(chǎn)管理系統(tǒng)計算機協(xié)助生產(chǎn)管理系統(tǒng)(CAPM)，又稱管理信息系統(tǒng)（MIS),其核心是ERP或MRP/MRPII/ERP技術(shù)。ERP的發(fā)展和成長是公司管理人員在實踐中不停探究計算機技術(shù)怎樣表現(xiàn)公司管理規(guī)律的結(jié)果，把客觀上原來就存在的制造業(yè)業(yè)務(wù)流程的內(nèi)在聯(lián)系，借助計算機這個工具加以規(guī)范化和條理化，成為制造業(yè)合用的管理信息系統(tǒng)。

10、ERP根源于公司管理實踐又應(yīng)用于公司管理實踐，因此易為公司各級管理人員所接受，這類管理思想最先是美國IBM公司的管理專家及其合作者，在不停探究裝置型產(chǎn)品的生產(chǎn)與庫存管理問題的基礎(chǔ)上創(chuàng)辦的。在美國生產(chǎn)與庫存管理協(xié)會APICS）鼎力宣傳和組織推進下獲得普及和寬泛應(yīng)用。ERP的發(fā)展大概經(jīng)歷了5個階段：40年月的庫存控擬訂貨點法（OrderPoint）；60年月的物料需求計劃（MRP:MaterialRequirementsPlanning）；70年月的閉環(huán)MRP階段（Closed-LoopMRP）；80年月的制造資源計劃（MRPII:ManufacturingResourcePlanning）；90

11、年月的公司資源計劃（ERP:EnterpriseResourcesPlanning）。六、CIMS及有關(guān)技術(shù)計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem），3是計算機應(yīng)用技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的主要分支技術(shù)之一。它的觀點是由美國的J.Harrington于l973年初次提出的，可是直到80年月才獲得人們的認同。關(guān)于CIMS的認識，一般包含以下兩個基本重點：（1）公司生產(chǎn)經(jīng)營的各個環(huán)節(jié)，如市場剖析展望、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、經(jīng)營管理、產(chǎn)品銷售等全部的生產(chǎn)經(jīng)營活動，是一個不行切割的整體。（2）公司整個生產(chǎn)經(jīng)營過程從實質(zhì)上看，是一個數(shù)據(jù)的收集、傳

12、達、加工辦理的過程，而形成的最后產(chǎn)品也可當(dāng)作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)形式。所以對CIMS平常的解說能夠是“在公司各部門采納計算機自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上，用計算機經(jīng)過信息集成實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造，以求得公司的整體效益?！闭麄€CIMS的研究開發(fā)，即系統(tǒng)的目標(biāo)、構(gòu)造、構(gòu)成、拘束、優(yōu)化和實現(xiàn)等方面，表現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性和系統(tǒng)的一致性。計算機集成制造系統(tǒng)（ComputerIntegratedManufacturingSysten，CIMS）。它是跟著計算機協(xié)助設(shè)計與制造的發(fā)展而產(chǎn)生的。它是在信息技術(shù)、自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過計算機技術(shù)把分別在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中各樣孤立的自動化子系統(tǒng)有機地集成起來，形成合用于多品種、小批量生產(chǎn)，實現(xiàn)整體效益的集成化和智能化制造系統(tǒng)。集成化反應(yīng)了自動化的廣度，它把系統(tǒng)的范圍擴展到了市場展望、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、查驗、銷售及售后服務(wù)等的全過程。智能化則表現(xiàn)了自動化的深度，它不單波及物質(zhì)流控制的傳統(tǒng)體力勞動自動化，還包括信息流控制的腦力勞動的自動化。七、學(xué)科領(lǐng)會在十六周的先進制造技術(shù)的學(xué)習(xí)中，王教授對21世紀的