《模块9 先进制造技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模块9 先进制造技术（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械制造技术基础,主讲： 陈建刚 2012.2.16,先进制造技术产生的背景 20世纪80年代末，国际上提出了先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology，AMT）的新概念。 AMT最早源于美国。由于美国长期受强调基础研究的影响，忽视制造技术的发展，到20世纪70年代日本和德国经 济恢复时，美国制造业遇到了强有力的挑战； 20世纪80年代初期，美国一批有识之上相继发表言论，对美国制造业的衰退进行了反思，强调了制造技术与国民经 济及国力的至关重要的相依关系，强调了制造技术的重要性。 克林顿政府制定了国家关键技术计划，并对其技术政策做了重大调整。先进制造技术也就
2、 是在这样一个社会经济背景下出台了。 AMT在诸多国家和地区得到广泛的应用。,先进制造技术是传统制造技术与微电子、计算机、自动控制等现代高新技术交叉 融合的结果，是集成了机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、管 理学等最新成就于一身的新兴技术。 先进制造技术发展至今有如下特点： 不是一成不变的，而是一个动态技术； 是高科技技术，它的目的很明确，即提高制造业的综合能力，赢得激烈的国际市场竞争； 不摒弃传统制造技术，在传统制造技术基础上运用科技新成果的发展与创新； 不仅限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售前售后服务等产品全周期寿命设计制造的所有内容，
3、并将它们结合成一个有机的整体； 特别强调计算机技术、信息技术和现代系统工程在产品设计、制造和生产组织管理等方面的应用； 特别强调人的主体作用，强调人、技术、管理三者的有机结合； 是一个利用系统工程技术将各种相关技术集成的有机整体； 强调各类学科之间的相互渗透和融合，淡化并最终消除它们之间的界限； 特别强调环境保护，既要求其产品是所谓的“绿色商品”，又要求产品的生产过程是环保型的。,先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology),Computer-aided design and computer-aided manufacturing Numerical c
4、ontrol Flexible manufacturing Computer integrated manufacturing Intelligent manufacturing Agile manufacturing Rapid prototyping and manufacturing Environmentally conscious design and manufacturing Nanotechnology and micro-machine,1. CAD/CAPP/CAM,一、计算机辅助设计（CAD）,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
5、进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。,1、二维设计 2、线框造型 3、曲面造型 4、实体造型,1、有限元分析 2、优化设计 3、可靠性设计,二、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）,计算机辅助工艺规程设计方法,1、派生式 2、创成式 3、综合式,派生式计算机辅助工艺规程设计原理,1、零件编码矩阵化 2、零件组特征的矩阵化 3、主样件设计 4、零件上各种形面的数字化 5、工序工步名称编码 6、综合加工工艺路线的数字化 7、工序工步内容矩阵,特征矩阵文件 综合工艺路线 工序、工步文件 工艺数据文件,从广义的角度讲，CAM指利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动，包
6、括计算机辅助生产计划、计算机辅助工艺设计、计算机数控编程、计算机控制加工过程等内容。 而从狭义的角度讲，CAM仅指数控程序的编制，包括刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等,三、计算机辅助制造（CAM）,在市场上比较成熟的CAD/CAM系统有Pro/engineer系统和Master CAM系统。 前者是一体化的CAD/CAM系统，其内部是统一的数据格式，能直接调用CAD系统中的图形数据。 后者是CAD模块与CAM模块的无缝集成，其系统内部通过中性文件获取其它CAD系统的图形信息。,数控机床的产生与发展,2.制造业的发展需求 产品日趋精密、复杂，改型频繁，提出高性能、
7、高精度和高自动化要求 Older machines can often be retrofitted with numerical control.,一.产生背景,1传统机床的不足 人工操作，劳动强度大 难以提高生产效率 人为误差，难以保证质量 难以加工复杂形状的零件 不利于生产管理现代化,1国外 1930年，数控专利 1948年，数控机床生产的萌芽 1952年，第一台数控铣床 1958年，第一台加工中心 1968年，柔性制造系统 1974年，采用微处理器 1990年，采用基于工业PC的计算机数控系统 2国内 1958年，第一台数控铣床 1975年，第一台加工中心 20世纪90年代末，华中数控
8、自主开发出基于PC-NC的HNC数控系统,二产生与发展历程,数控机床的产生与发展,数控机床的分类 1按工业用途分类 （1）数控车床（ NC Lathe） （2）数控铣床(NC Milling Machine) （3）数控钻床(NC Drilling Machine) （4）数控镗床(NC Boring Machine) （5）数控齿轮加工机床(NC Gearing Holding Machine) （6）数控平面磨床(NC Surface Grinding Machine) （7）数控外圆磨床(NC External Cylindrical Grinding Machine) （8）数控轮廓磨
9、床(NC Contour Grinding Machine),（9）数控工具磨床(NC Tool Grinding Machine) （10）数控坐标磨床(NC Jig Grinding Machine) （11）数控电火花加工机床(NC Dieseling Electric Discharge Machine) （12）数控线切割机床(NC Wire Discharge Machine) （13）数控激光加工机床(NC Laser Beam Machine) （14）数控冲床(NC Punching Press) （15）加工中心(Machine Center) （16）数控超声波加工机床N
10、C Ultrasonic Machine) （17）其他（如三坐标测量机等）,2 按运动方式分类 点位控制系统（Positioning Control）只控制刀具从一点到另一点的位置，而不控制移动轨迹，在移动过程中刀具不进行切削加工。 直线控制系统（Straight-line Control）是控制刀具或机床工作台以给定的速度，沿平行于某一坐标轴方向，由一个位置到另一个位置的精确移动，并且在移动过程中进行直线切削加工。 轮廓控制系统（Contour Control）是对两个或两个以上的坐标轴同时进行连续控制，并能对机床移动部件的位移和速度进行严格的控制，即要控制加工的轨迹，加工出要求的轮廓。其
11、运动轨迹是任意斜率的直线、圆弧、螺旋线等。,图纸,存储介质,数控装置,输入,输出,CNC装置,伺服驱动装置,伺服系统,执行机构,切削驱动装置,机床主体,检测装置,数控机床（NC） 组成：主机、伺服系统、数控装置和输入装置 控制方式： （1）运动控制：点动控制、直线控制、轮廓控制 （2）伺服系统：开环控制、闭环控制、半闭环控制 （3）数控装置 特点： （1）加工精度高、稳定 （2）自动化程度高 （3）适应性强 （4）便于自动化管理 CNC：计算机数控机床 MC（加工中心）： 带刀库和自动换刀装置的多工序 加工数控机床. 其发展趋势：功能强、速度快、精度高 DNC系统:由一台或多台计算机控制多台数
12、控机床实施综合控制,Principles of nc machines Date input Data processing Data output Types of control circuits Closed-loop system Feedback control Position measurment Programming for numerical control Manual part programming Computer-aided part programming Machining centers Horizontal Machining centers vertic
13、al Machining centers,德国SAACKE公司简介 德国SAACKE公司具有一百多年生产刀具和刀具磨床的历史，它的用户遍及世界各地,如通用、大众、奔驰、雷诺、玛帕、山特维克、钴领等。中国的一汽大众、沈阳航天三菱、一汽长齿、上汽齿、一汽光洋、南汽依维柯、上海汽轮机厂、成飞、南飞、上海工具厂、陕西硬质合金工具厂、仪征化纤厂、洛阳石化等国内外用户。SAACKE为您提供质量一流的齿轮滚刀、蜗轮滚刀、专用成型齿轮滚刀、蜗杆、锯片铣刀、螺纹梳刀、成型铣刀以及高精度叶片成型铣刀等复杂刀具。 日本山崎马扎克 (MAZAK)公司 是一家全球知名的机床生产制造商。公司成立于1919年，主要生产CN
14、C车床、复合车铣加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、CNC激光系统、FMS柔性生产系统、CAD/CAM系统、CNC装置和生产支持软件等。产品素以高速度、高精度而在行业内著称，产品遍及机械工业的各个行业。目前，山崎马扎克公司在全世界共有9个生产公司，分布于日本(日本5家：山崎马扎克大口工厂、山崎马扎克美浓加茂工厂、山崎马扎克美浓加茂第二工厂、山崎马扎克精工工厂和山崎马扎克OPTONICS工厂)、美国(马扎克公司)、英国(山崎马西那里)、新加坡(山崎马扎克新加坡)和中国(宁夏小巨人机床有限公司)。 韩国斗山集团（DOOSAN） 韩国斗山机床有限公司隶属于韩国斗山集团，是韩国著名的专业从事于机床行
15、业的公司，它的产品曾被颁发过韩国机床产品一等奖，并获得CE&EMC国际认证。斗山的产品主要销往欧美及亚洲地区，主要客户有意大利菲亚特集团、德国大众及国内南汽集团、汽车水泵行业、制动器行业等。,柔性制造单元（FMC）加工中心配托盘交换系统数控机床配工业机器人 A FMS typically encompasses: Process equipment (machine tools/assemble stations/robot) Material handing equipment (robot/conveyors/AGV:automated guided vehicles) A communi
16、cation system A computer control system,柔性制造系统（FMS） 自动化制造系统(NC/MC机床；夹具系统；刀具系统) 自动化物流系统(自动化仓库;无人运输小车;零件、夹具、刀具输送) 自动化控制系统：各部分的协调管理和控制,计算机集成制造系统（CIMS） 计算机技术的发展，使它除用于生产过程外，还广泛用于企业的其它活动，如成本管理、财务管理、作业计划和调度管理以及订货管理等。 特别是计算机辅助工程发展，如CAD、CAM、CAPP、CAQ，使其柔性制造系统得以充分发展，并使其朝着计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufactu
17、ring System，缩写为CIMS）方向发展。 1974年美国约瑟夫哈林顿博士（Dr.Joseph Harrington）提出了计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing，缩写为CIM）这一概念。 他认为：企业生产的各个环节，包括市场分析、产品设计、加工制造、经营管理及售后服务的全部经营活动，是一个不可分割的整体，要紧密连接，统一考虑； 另外，整个经营过程实质上是一个数据的采集、传递和加工处理的过程，其最终形成的产品可以看作是数据或信息的物质表现。 二十多年来，人们从接受这一概念到实施这一技术并在实践过程中使其CIM的要领更加完善和发展。 大家认识到CIM需要利用各种自动化设施，但不等于全盘自动化，不切实际的自动化甚至会对企业的经营起负作用。 计算机只是一种工具、一种手段，更重要的是人的集成。,
