第10章先進(jìn)制造技術(shù)

1、概述概述10.1特種加工技術(shù)特種加工技術(shù) 10.2成組技術(shù)成組技術(shù) 10.3計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì) 10.4數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)10.5機(jī)械制造自動化與信息化機(jī)械制造自動化與信息化 10.6綠色制造技術(shù)綠色制造技術(shù)10.71.先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)用性先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)用性 從先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)從先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展過程及制造全過程的應(yīng)用范圍，特別是達(dá)到的展過程及制造全過程的應(yīng)用范圍，特別是達(dá)到的目標(biāo)與效果，無不反映這是一項(xiàng)應(yīng)用于制造業(yè)，目標(biāo)與效果，無不反映這是一項(xiàng)應(yīng)用于制造業(yè)，對制造業(yè)、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起重大作用的實(shí)用技對制造業(yè)、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起重大作用的實(shí)用技術(shù)。術(shù)。2.先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)

2、用的廣泛性先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用的廣泛性 由于其組成中包由于其組成中包括了設(shè)計(jì)技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)，因括了設(shè)計(jì)技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)，因而其綜合應(yīng)用于制造的全過程，已經(jīng)覆蓋了產(chǎn)品而其綜合應(yīng)用于制造的全過程，已經(jīng)覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工與裝配、銷售使用、維修設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、加工與裝配、銷售使用、維修服務(wù)甚至回收再生的整個(gè)過程。服務(wù)甚至回收再生的整個(gè)過程。 3.先進(jìn)制造技術(shù)的動態(tài)特征先進(jìn)制造技術(shù)的動態(tài)特征 先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)本身是針對一定應(yīng)用目標(biāo)，不斷地吸收各本身是針對一定應(yīng)用目標(biāo)，不斷地吸收各種高新技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)。種高新技術(shù)逐漸形成、不斷發(fā)展的新技術(shù)。 4

3、.先進(jìn)制造技術(shù)的集成性先進(jìn)制造技術(shù)的集成性 先進(jìn)制造技術(shù)由先進(jìn)制造技術(shù)由于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，界線逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、界線逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、集成化，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新型交叉學(xué)科，材料和管理技術(shù)為一體的新型交叉學(xué)科，因此可以稱其為因此可以稱其為“制造工程制造工程”。 5.先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)性先進(jìn)制造技術(shù)的系統(tǒng)性 傳統(tǒng)制造技術(shù)一傳統(tǒng)制造技術(shù)一般只能駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流和能量流，般只能駕馭生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流和能量流，隨著微電子、信息技術(shù)的引入

4、，先進(jìn)制造隨著微電子、信息技術(shù)的引入，先進(jìn)制造技術(shù)還能駕馭信息生成、采集、傳遞、反技術(shù)還能駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動過程。饋、調(diào)整的信息流動過程。 6.先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、先進(jìn)制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)低耗、清潔、靈活的生產(chǎn) 7.先進(jìn)制造技術(shù)最終的目標(biāo)先進(jìn)制造技術(shù)最終的目標(biāo) 提高對動態(tài)多提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力，為變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力，為確保生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)穩(wěn)步的提高，能確保生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)穩(wěn)步的提高，能對市場變化做出更靈捷的反應(yīng)，以及對最對市場變化做出更靈捷的反應(yīng)，以及對最佳技術(shù)效益的追求，提

5、高企業(yè)的競爭能力。佳技術(shù)效益的追求，提高企業(yè)的競爭能力?！爸行摹钡淖兓约夹g(shù)為中心以技術(shù)為中心以產(chǎn)品為中心以產(chǎn)品為中心以顧客為中心以顧客為中心以市場為中心以市場為中心1企業(yè)生產(chǎn)方式面臨重大變革企業(yè)生產(chǎn)方式面臨重大變革金字塔式多層組織金字塔式多層組織扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組織扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組織企業(yè)生產(chǎn)組織形式變化企業(yè)生產(chǎn)組織形式變化設(shè)計(jì)工藝制造無法加工無法加工 ，裝配困難，裝配困難 .市場分析順序工作方式順序工作方式市場開發(fā)工程設(shè)計(jì)制造裝配售后服務(wù)并行工作方式并行工作方式企業(yè)生產(chǎn)工作方式變化企業(yè)生產(chǎn)工作方式變化“快魚”吃“慢魚”企業(yè)生產(chǎn)競爭策略轉(zhuǎn)變企業(yè)生產(chǎn)競爭策略轉(zhuǎn)變 2設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)不斷現(xiàn)代化

6、(1)設(shè)計(jì)方法和手段現(xiàn)代化（設(shè)計(jì)方法和手段現(xiàn)代化（2）新設(shè)計(jì)思想和方法不斷出現(xiàn)（）新設(shè)計(jì)思想和方法不斷出現(xiàn)（3）向）向全壽命周期設(shè)計(jì)發(fā)展。（全壽命周期設(shè)計(jì)發(fā)展。（4）由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)）由單純考慮技術(shù)因素轉(zhuǎn)向綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會因素。、經(jīng)濟(jì)和社會因素。3綠色制造將成為綠色制造將成為21世紀(jì)制造業(yè)的重要特征世紀(jì)制造業(yè)的重要特征（1）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)）綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 達(dá)到產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、達(dá)到產(chǎn)品在生命周期符合環(huán)保、人類健康、能耗低、資源利用率高的要求。能耗低、資源利用率高的要求。（2）綠色制造技術(shù)）綠色制造技術(shù) 主要包含了綠色資源、綠色生產(chǎn)過程和綠色產(chǎn)品主要

7、包含了綠色資源、綠色生產(chǎn)過程和綠色產(chǎn)品三方面的內(nèi)容。三方面的內(nèi)容。（3）產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造）產(chǎn)品的回收和循環(huán)再制造 主要包括生產(chǎn)系統(tǒng)工廠主要包括生產(chǎn)系統(tǒng)工廠致力于產(chǎn)品致力于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料處理、加工及裝配等階段，恢復(fù)系統(tǒng)工廠設(shè)計(jì)和材料處理、加工及裝配等階段，恢復(fù)系統(tǒng)工廠主要對產(chǎn)品（主要對產(chǎn)品（材料使用）生命周期結(jié)束時(shí)的材料處理循環(huán)。材料使用）生命周期結(jié)束時(shí)的材料處理循環(huán)。（4）ISO14000環(huán)保管理標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保管理標(biāo)準(zhǔn) ISO14000環(huán)境管理體系的國際標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境管理體系的國際標(biāo)準(zhǔn)，是規(guī)范企業(yè)和社會團(tuán)體等所有組織的環(huán)境行為，以達(dá)到節(jié)省資源、減是規(guī)范企業(yè)和社會團(tuán)體等所有組織的環(huán)境行為，以達(dá)到節(jié)省

8、資源、減少環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展。少環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展。4成形制造技術(shù)向精密成形或凈成形的方向發(fā)展成形制造技術(shù)向精密成形或凈成形的方向發(fā)展 21世紀(jì)世紀(jì)成形制造技術(shù)正在從制造工件的毛坯、從接近零件形狀（成形制造技術(shù)正在從制造工件的毛坯、從接近零件形狀（Near Net Shape Proccess）向直接制成工件精密成形或稱）向直接制成工件精密成形或稱凈成形（凈成形（Net Shape Proccess）的方向發(fā)展。）的方向發(fā)展。5加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造加工制造技術(shù)向著超精密、超高速以及發(fā)展新一代制造裝備的方向發(fā)展裝

9、備的方向發(fā)展（1）超精密加工技術(shù)）超精密加工技術(shù) 加工精度達(dá)到加工精度達(dá)到0.025m，表面粗糙度，表面粗糙度達(dá)達(dá)0.0045m，已進(jìn)入納米級加工時(shí)代。，已進(jìn)入納米級加工時(shí)代。（2）超高速切削）超高速切削 鋁合金超高速切削速度已超過鋁合金超高速切削速度已超過1600m/min，鑄鐵為，鑄鐵為1500m/min，超耐熱鎳合金為，超耐熱鎳合金為300m/min，鈦合金，鈦合金200m/min。超高速切削已從金屬材料轉(zhuǎn)移到一些難加工材。超高速切削已從金屬材料轉(zhuǎn)移到一些難加工材料的切削加工。料的切削加工。（3）新一代制造裝備的發(fā)展）新一代制造裝備的發(fā)展 市場競爭和新產(chǎn)品、新技術(shù)市場競爭和新產(chǎn)品、新技術(shù)

10、、新材料的發(fā)展推動著新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)。、新材料的發(fā)展推動著新型加工設(shè)備的研究與開發(fā)。6、新型加工方法以及復(fù)合工藝不斷發(fā)展、新型加工方法以及復(fù)合工藝不斷發(fā)展（1）新能源或能源載體的引入，形成了多種嶄新的特種加）新能源或能源載體的引入，形成了多種嶄新的特種加工及高密度能束切割、焊接、熔煉、鍛壓、熱處理、表面工及高密度能束切割、焊接、熔煉、鍛壓、熱處理、表面保護(hù)等加工工藝。保護(hù)等加工工藝。（2）超硬材料、高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、非晶）超硬材料、高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、非晶微晶合金、功能材料等新型材料的應(yīng)用，擴(kuò)展了加工對象微晶合金、功能材料等新型材料的應(yīng)用，擴(kuò)展了加工對象，導(dǎo)致

11、某些嶄新加工技術(shù)的產(chǎn)生。，導(dǎo)致某些嶄新加工技術(shù)的產(chǎn)生。7、應(yīng)用快速原型制造技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用、應(yīng)用快速原型制造技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用用離散分層的原理制作產(chǎn)品原型的總稱，其原理為：產(chǎn)品用離散分層的原理制作產(chǎn)品原型的總稱，其原理為：產(chǎn)品三維三維CAD模型模型分層離散分層離散按離散后的平面幾何信息逐層按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料加工堆積原材料生成實(shí)體模型生成實(shí)體模型加工產(chǎn)品。加工產(chǎn)品。8虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中將廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造業(yè)中將廣泛應(yīng)用虛擬制造技術(shù)是以計(jì)算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提，形成虛虛擬制造技術(shù)是以計(jì)算機(jī)支持的仿真技術(shù)為前提，形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品。擬

12、的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品。虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場需求，通過信息高速公虛擬企業(yè)是為了快速響應(yīng)某一市場需求，通過信息高速公路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)異地聯(lián)系起來，進(jìn)行異地開路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)異地聯(lián)系起來，進(jìn)行異地開發(fā)、網(wǎng)上討論，臨時(shí)組建成為一個(gè)沒有圍墻、超越空間約發(fā)、網(wǎng)上討論，臨時(shí)組建成為一個(gè)沒有圍墻、超越空間約束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。束、靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟(jì)實(shí)體。9工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)，工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)，工藝模擬技術(shù)得到迅速發(fā)展展工藝設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)判斷走向定量分析，加工工藝由技藝發(fā)展工藝設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)判斷走向定

13、量分析，加工工藝由技藝發(fā)展為工程科學(xué)。為工程科學(xué)。工藝模擬也發(fā)展并應(yīng)用于金屬切削加工過程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過工藝模擬也發(fā)展并應(yīng)用于金屬切削加工過程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下，開展虛擬成形制造程。最新的進(jìn)展是在并行工程環(huán)境下，開展虛擬成形制造，使得在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)完成時(shí)，成形制造的準(zhǔn)備工作（如鑄，使得在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)完成時(shí)，成形制造的準(zhǔn)備工作（如鑄造）也同時(shí)完成。造）也同時(shí)完成。10專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失專業(yè)、學(xué)科間的界限逐漸淡化、消失先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，在冷熱加工之間，加工、檢測先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，在冷熱加工之間，加工、檢測、物流、裝配過程之間，設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、加工制造之間

14、、物流、裝配過程之間，設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用、加工制造之間，其界限均逐漸淡化，逐步走向一體化。這種趨勢表現(xiàn)生，其界限均逐漸淡化，逐步走向一體化。這種趨勢表現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)車間的概念逐漸淡化，多種不同專業(yè)的技術(shù)集成在產(chǎn)專業(yè)車間的概念逐漸淡化，多種不同專業(yè)的技術(shù)集成在一臺設(shè)備、一條生產(chǎn)線、一個(gè)工段或車間里的生產(chǎn)方式逐一臺設(shè)備、一條生產(chǎn)線、一個(gè)工段或車間里的生產(chǎn)方式逐漸增多。漸增多。11技術(shù)創(chuàng)新將成為技術(shù)創(chuàng)新將成為21世紀(jì)企業(yè)競爭的焦點(diǎn)世紀(jì)企業(yè)競爭的焦點(diǎn)隨著市場的動態(tài)多變性，迫使企業(yè)必須及時(shí)調(diào)整經(jīng)營策略隨著市場的動態(tài)多變性，迫使企業(yè)必須及時(shí)調(diào)整經(jīng)營策略。重視生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，企業(yè)視質(zhì)量為生命，質(zhì)量。重視生產(chǎn)技

15、術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，企業(yè)視質(zhì)量為生命，質(zhì)量管理持之以恒，以人為本，高度重視激發(fā)員工的積極性。管理持之以恒，以人為本，高度重視激發(fā)員工的積極性。美國制造業(yè)的經(jīng)營策略變化歷程如下：美國制造業(yè)的經(jīng)營策略變化歷程如下：60年代年代規(guī)模效規(guī)模效益第一：益第一：70年代年代價(jià)格第一；價(jià)格第一；80年代年代質(zhì)量第一；質(zhì)量第一；90年代年代市場響應(yīng)速度第一；預(yù)計(jì)市場響應(yīng)速度第一；預(yù)計(jì)21世紀(jì)將是技術(shù)創(chuàng)新第世紀(jì)將是技術(shù)創(chuàng)新第一。一。特種加工的概念特種加工的概念 特種加工的特點(diǎn)特種加工的特點(diǎn) 特種加工的分類特種加工的分類 特種加工是指不僅用機(jī)械能，而且主要還特種加工是指不僅用機(jī)械能，而且主要還采用電、聲、光、熱以及化

16、學(xué)能來切除金采用電、聲、光、熱以及化學(xué)能來切除金屬或非金屬層的一種新型加工方法。屬或非金屬層的一種新型加工方法。 (1) 不是依靠機(jī)械能，而是用其他能量不是依靠機(jī)械能，而是用其他能量(如電如電、化學(xué)、光、聲、熱等、化學(xué)、光、聲、熱等)去除金屬材料。去除金屬材料。(2) 加工過程中工具和工件之間不存在顯著加工過程中工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力，故加工的難易與工件硬度無的機(jī)械切削力，故加工的難易與工件硬度無關(guān)。關(guān)。(3) 各種加工方法可以任意復(fù)合、揚(yáng)長避短各種加工方法可以任意復(fù)合、揚(yáng)長避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。于擴(kuò)大應(yīng)用

17、范圍。 加工方法能量形式加工原理符號電火花加工電火花成型加工電能、熱能熔化、氣化EDM電火花線切割加工電能、熱能熔化、氣化WEDM電化學(xué)加工電解加工電化學(xué)能金屬離子陽極溶解ECM(ELM)電解磨削電化學(xué)能、機(jī)械能陽極溶解、磨削ECM(ECG)電解研磨電化學(xué)能、機(jī)械能陽極溶解、研磨ECH電鑄電化學(xué)能金屬離子陰極溶解EFM涂鍍電化學(xué)能金屬離子陰極溶解EPM高能束加工激光加工光能、熱能熔化、氣化LBM電子束加工光能、熱能熔化、氣化EBM離子束加工電能、機(jī)械能切蝕IBM等離子體加工電能、熱能熔化、氣化PAM加工方法能量形式加工原理符號物料切蝕加工超聲加工聲能、機(jī)械能切蝕USM磨料噴射加工機(jī)械能切蝕HD

18、M磨料研磨加工機(jī)械能切蝕AFM磁性磨料電解研磨加工機(jī)械能、化學(xué)能切蝕化學(xué)加工化學(xué)蝕刻加工化學(xué)能腐蝕CHM光化學(xué)腐蝕加工光能、化學(xué)能光化學(xué)腐蝕PCM化學(xué)拋光化學(xué)能腐蝕CHP化學(xué)鍍膜加工化學(xué)能腐蝕復(fù)合加工電化學(xué)電弧加工電化學(xué)能熔化、氣化腐蝕ECAM電解電化學(xué)電弧加工電能、熱能離子溶解、熔化、切割MEEC10.3.3 成組技術(shù)的零件編碼成組技術(shù)的零件編碼“成組技術(shù)成組技術(shù)”被公認(rèn)為是解決多品種、小被公認(rèn)為是解決多品種、小批量生產(chǎn)的有效途徑。在生產(chǎn)領(lǐng)域批量生產(chǎn)的有效途徑。在生產(chǎn)領(lǐng)域, 由于社由于社會需求的多樣化，機(jī)械制造所面臨的任務(wù)會需求的多樣化，機(jī)械制造所面臨的任務(wù)是：迅速更新和發(fā)展產(chǎn)品品種，不斷提

19、高是：迅速更新和發(fā)展產(chǎn)品品種，不斷提高生產(chǎn)率。為了提高生產(chǎn)效率，就要用大批生產(chǎn)率。為了提高生產(chǎn)效率，就要用大批量生產(chǎn)的組織形式并以高效的生產(chǎn)設(shè)備、量生產(chǎn)的組織形式并以高效的生產(chǎn)設(shè)備、高效的工藝技術(shù)去制造單件小批的零件，高效的工藝技術(shù)去制造單件小批的零件，降低生產(chǎn)成本，成組技術(shù)降低生產(chǎn)成本，成組技術(shù)(Group Technology簡稱簡稱GT)就應(yīng)運(yùn)而生。就應(yīng)運(yùn)而生。 基本概念基本概念：成組技術(shù)就是用科學(xué)的方法將企業(yè)生產(chǎn)的成組技術(shù)就是用科學(xué)的方法將企業(yè)生產(chǎn)的多種產(chǎn)品、部（組）件和零件，按照特定多種產(chǎn)品、部（組）件和零件，按照特定的相似性準(zhǔn)則（分類系統(tǒng)）分類歸組，并的相似性準(zhǔn)則（分類系統(tǒng)）分類歸

20、組，并按零件族的工藝要求配備相應(yīng)的工裝設(shè)備，按零件族的工藝要求配備相應(yīng)的工裝設(shè)備，采用適當(dāng)?shù)牟贾眯问浇M織成組加工的方法。采用適當(dāng)?shù)牟贾眯问浇M織成組加工的方法。 2.成組加工是將某一工序中加工方法、安裝方成組加工是將某一工序中加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件組成零件組，放在一式和機(jī)床調(diào)整相近的零件組成零件組，放在一起加工，以減少機(jī)床調(diào)整工作量和提高加工效起加工，以減少機(jī)床調(diào)整工作量和提高加工效率。率。 3.在零件設(shè)計(jì)過程中，許多零件也具有相似的在零件設(shè)計(jì)過程中，許多零件也具有相似的形狀，那些零件可以歸并成設(shè)計(jì)族，在設(shè)計(jì)一形狀，那些零件可以歸并成設(shè)計(jì)族，在設(shè)計(jì)一個(gè)新零件可以通過修改一個(gè)現(xiàn)有的

21、族的零件而個(gè)新零件可以通過修改一個(gè)現(xiàn)有的族的零件而形成。形成。 1.零件分類編碼的基本原理零件分類編碼的基本原理 在成組技術(shù)中，如在成組技術(shù)中，如何將一個(gè)零件分類為組是非常關(guān)鍵的。分類是根何將一個(gè)零件分類為組是非常關(guān)鍵的。分類是根據(jù)事物的特征屬性，把事物劃分成不同組的過據(jù)事物的特征屬性，把事物劃分成不同組的過程程 。2.編碼的常用分類方法編碼編碼的常用分類方法編碼 在國外采用的常用在國外采用的常用分類方法有分類方法有77種，主要分類方法其中較為著名的種，主要分類方法其中較為著名的有捷克斯洛伐克的有捷克斯洛伐克的VUOSO（烏奧索）分類編碼（烏奧索）分類編碼系統(tǒng)、德國的系統(tǒng)、德國的OPITZ（奧

22、匹茲）和（奧匹茲）和ZAFO，英國，英國的的Brisch，日本的，日本的KK-3和豐田分類法，蘇聯(lián)的和豐田分類法，蘇聯(lián)的BEPTH和我國的和我國的JLBM-1機(jī)械零件編碼法則、機(jī)械零件編碼法則、BLBM兵器零件編碼法則。兵器零件編碼法則。 （3）生產(chǎn)流程分析法）生產(chǎn)流程分析法 是一種按零件的工藝相是一種按零件的工藝相似特征進(jìn)行分類的方法，通過相似的物料流找似特征進(jìn)行分類的方法，通過相似的物料流找出相似的零件集合與加工設(shè)備集合之間的對應(yīng)出相似的零件集合與加工設(shè)備集合之間的對應(yīng)關(guān)系。關(guān)系。10.4.1計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)的基本概念計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)的基本概念10.4.2CAPP的設(shè)計(jì)方式的設(shè)

23、計(jì)方式10.4.3典型的典型的CAPP系統(tǒng)系統(tǒng)10.4.1計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)，簡稱計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)，簡稱CAPP (Computer Aided Process Planning)是根據(jù)是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)所給出的信息進(jìn)行產(chǎn)品的加工方產(chǎn)品設(shè)計(jì)所給出的信息進(jìn)行產(chǎn)品的加工方法和制造過程的設(shè)計(jì)。世界上最早研究法和制造過程的設(shè)計(jì)。世界上最早研究CAPP的國家是挪威，的國家是挪威，1969年正式推出世年正式推出世界上第一個(gè)界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)系統(tǒng)AUTOPROS；1973年正式推出商品化的年正式推出商品化的AUTOPROS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 CAPP的作用是利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行零件加工工藝過程的制的作用是利

24、用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行零件加工工藝過程的制訂，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。通過向計(jì)訂，把毛坯加工成工程圖紙上所要求的零件。通過向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計(jì)算機(jī)自動輸出藝信息（材料、熱處理、批量等），由計(jì)算機(jī)自動輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。1）可以將工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動中解放出來）可以將工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動中解放出來，轉(zhuǎn)而從事新產(chǎn)品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作；，轉(zhuǎn)而從事新產(chǎn)品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作；2）

25、可以大縮短工藝設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力）可以大縮短工藝設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力；3）有助于對工藝設(shè)計(jì)人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和繼承；）有助于對工藝設(shè)計(jì)人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和繼承；4）為實(shí)現(xiàn)）為實(shí)現(xiàn)CIMS創(chuàng)造條件。創(chuàng)造條件。 1.變異式變異式CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 變異式變異式CAPP系統(tǒng)是利用成組技術(shù)原理，將系統(tǒng)是利用成組技術(shù)原理，將零件按幾何形狀及工藝相似性分類、歸族，每一族有一個(gè)典型樣零件按幾何形狀及工藝相似性分類、歸族，每一族有一個(gè)典型樣件，根據(jù)此樣件建立典型工藝文件，存入工藝文件庫中。變異式件，根據(jù)此樣件建立典型工藝文件，存入工藝文件庫中。變異式CAPP系統(tǒng)又可稱作派生

26、型、修訂型系統(tǒng)又可稱作派生型、修訂型CAPP系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2.創(chuàng)成式創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 創(chuàng)成式創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)可以定義為一個(gè)能綜合加系統(tǒng)可以定義為一個(gè)能綜合加工信息、自動地為一個(gè)新零件制訂出工藝過程的系統(tǒng)。工信息、自動地為一個(gè)新零件制訂出工藝過程的系統(tǒng)。 3.交互式交互式CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 交互式交互式CAPP系統(tǒng)采用以人機(jī)交互為主的工系統(tǒng)采用以人機(jī)交互為主的工作方式，操作人員在系統(tǒng)的提示引導(dǎo)下，回答工藝設(shè)計(jì)中的問題作方式，操作人員在系統(tǒng)的提示引導(dǎo)下，回答工藝設(shè)計(jì)中的問題，對工藝過程進(jìn)行決策。，對工藝過程進(jìn)行決策。 4.半創(chuàng)成式半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 綜合式綜合式CAPP系統(tǒng)將變異式與創(chuàng)

27、成式結(jié)合系統(tǒng)將變異式與創(chuàng)成式結(jié)合起來，即采取變異與自動決策相結(jié)合的工作方式。起來，即采取變異與自動決策相結(jié)合的工作方式。 5.智能化智能化CAPP 也稱也稱CAPP專家系統(tǒng)，它是將人工智能技術(shù)應(yīng)用專家系統(tǒng)，它是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在在CAPP系統(tǒng)中所形成的專家系統(tǒng)。與創(chuàng)成式系統(tǒng)中所形成的專家系統(tǒng)。與創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)相比，雖系統(tǒng)相比，雖然二者都可自動生成工藝規(guī)程，但創(chuàng)成式然二者都可自動生成工藝規(guī)程，但創(chuàng)成式CAPP是以是以“邏輯算法邏輯算法+決策表決策表”特征，而特征，而CAPP專家系統(tǒng)是以專家系統(tǒng)是以“推理推理+知識知識”為特征。為特征。10.5.1概述概述 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)，簡稱，簡稱NC，

28、即采用數(shù)字控制的方法，即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動控制的技術(shù)。對某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動控制的技術(shù)。 用數(shù)字化信息控制的自動控制技術(shù)稱為數(shù)字控用數(shù)字化信息控制的自動控制技術(shù)稱為數(shù)字控制技術(shù)。采用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)制技術(shù)。采用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控技術(shù)是典型的機(jī)電一體化技術(shù)，它將床。數(shù)控技術(shù)是典型的機(jī)電一體化技術(shù)，它將微電子設(shè)備（主要是微機(jī)）信息處理功能和機(jī)微電子設(shè)備（主要是微機(jī)）信息處理功能和機(jī)械的幾何運(yùn)動結(jié)合于一體，微機(jī)通過數(shù)字量去械的幾何運(yùn)動結(jié)合于一體，微機(jī)通過數(shù)字量去控制機(jī)械運(yùn)動?？刂茩C(jī)械運(yùn)動。 準(zhǔn)備階段編程階段加工階段準(zhǔn)備信息載體圖10-1數(shù)控機(jī)床加工

29、過程10.6.1柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)10.6.2、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS） 1概述概述 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)(FMS-Flexible Manufacturing System)就是以數(shù)控機(jī)就是以數(shù)控機(jī)床，加工中心及輔助設(shè)備為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自動完成工件的加工、裝卸床，加工中心及輔助設(shè)備為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)自動完成工件的加工、裝卸、運(yùn)輸、管理的系統(tǒng)。、運(yùn)輸、管理的系統(tǒng)。 它的主要特點(diǎn)是：它的主要特點(diǎn)是： （1）高柔性）高柔性 即具有較高的靈活性、多變性，能在不停機(jī)調(diào)整的情即具有較高的靈活性、多變性，能在不停機(jī)調(diào)整的情況下，實(shí)現(xiàn)多種不同工藝要求的零件加工和不同型號產(chǎn)品的裝配

30、，況下，實(shí)現(xiàn)多種不同工藝要求的零件加工和不同型號產(chǎn)品的裝配，滿足多品種、小批量的個(gè)性化加工需求。滿足多品種、小批量的個(gè)性化加工需求。 （2）高效率）高效率 合理控制設(shè)備的切削用量實(shí)現(xiàn)高效加工，同時(shí)使輔助合理控制設(shè)備的切削用量實(shí)現(xiàn)高效加工，同時(shí)使輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間減小到最低的程度，從而提高生產(chǎn)效率。時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間減小到最低的程度，從而提高生產(chǎn)效率。 （3）高度自動化）高度自動化 工件的加工、裝配、檢驗(yàn)、搬運(yùn)、倉庫存取完全工件的加工、裝配、檢驗(yàn)、搬運(yùn)、倉庫存取完全由自動化程度高的設(shè)備來完成。由自動化程度高的設(shè)備來完成。 （4）經(jīng)濟(jì)效益好）經(jīng)濟(jì)效益好 柔性化生產(chǎn)大大減少機(jī)床數(shù)目、減少操作人員

31、、柔性化生產(chǎn)大大減少機(jī)床數(shù)目、減少操作人員、降低產(chǎn)品成本，大大削減零件成品倉庫的庫存、大幅度地減少流動降低產(chǎn)品成本，大大削減零件成品倉庫的庫存、大幅度地減少流動資金、縮短資金的流動周期。資金、縮短資金的流動周期。 2FMS系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成（1）控制系統(tǒng)是柔性制造系統(tǒng)）控制系統(tǒng)是柔性制造系統(tǒng)FMS的核心。它管理和協(xié)調(diào)柔性制的核心。它管理和協(xié)調(diào)柔性制造系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)活動，以保證生產(chǎn)計(jì)劃的完成，實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效造系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)活動，以保證生產(chǎn)計(jì)劃的完成，實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)效率。率。 （2）物料運(yùn)載裝置）物料運(yùn)載裝置 FMS中的物流系統(tǒng)與傳統(tǒng)的自動線或流水線有中的物流系統(tǒng)與傳統(tǒng)的自動線或流水線有很大的差別，運(yùn)

32、載裝置主要完成工件、刀具以及其他物料的運(yùn)輸很大的差別，運(yùn)載裝置主要完成工件、刀具以及其他物料的運(yùn)輸。（3）自動化倉庫）自動化倉庫 自動化倉庫不僅是儲存和檢索物料的場所，也是自動化倉庫不僅是儲存和檢索物料的場所，也是FMS物料系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。物料系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。（4）柔性制造單元）柔性制造單元 由多臺數(shù)控機(jī)床或加工中心，并配備有某種形由多臺數(shù)控機(jī)床或加工中心，并配備有某種形式的托盤交換裝置，機(jī)械手或工業(yè)機(jī)器人等搬運(yùn)裝置，計(jì)算機(jī)系式的托盤交換裝置，機(jī)械手或工業(yè)機(jī)器人等搬運(yùn)裝置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制和管理。統(tǒng)實(shí)時(shí)控制和管理。（5）機(jī)床夾具）機(jī)床夾具 大量使用組合夾具或柔性夾具。大量使用組合夾具

33、或柔性夾具。（6）刀具管理系統(tǒng)）刀具管理系統(tǒng) 刀具管理系統(tǒng)是負(fù)責(zé)刀具的運(yùn)輸、存儲和管理刀具管理系統(tǒng)是負(fù)責(zé)刀具的運(yùn)輸、存儲和管理，適時(shí)地向加工單元提供所需的刀具，并監(jiān)控刀具的使用，及時(shí)，適時(shí)地向加工單元提供所需的刀具，并監(jiān)控刀具的使用，及時(shí)取走已報(bào)廢的刀具。取走已報(bào)廢的刀具。 1CIMS的概念的概念 用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的各個(gè)子用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)地集合成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)有機(jī)地集合成一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高度柔性化、自動化和集成化，達(dá)到高的高度柔性化、自動化和集成化，達(dá)到高效率、高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)目的，這種效率、高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)目的，這種系統(tǒng)就是計(jì)算

34、機(jī)集成制造系統(tǒng)（系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS-computer integrated manufacturing system）。）。 2CIMS六大系統(tǒng)的組成六大系統(tǒng)的組成1）集成化工程設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)）集成化工程設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)CAD/CAE/CAPP/CAM；2）集成化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（）集成化生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（CAPM或或MIS）；）；3）柔性制造系統(tǒng)（）柔性制造系統(tǒng)（FMS/FMC）；）；4）數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)（）數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)（DB與與NW）；）；5）質(zhì)量保證系統(tǒng)（）質(zhì)量保證系統(tǒng)（QCS）；）；6）物料儲運(yùn)和保障系統(tǒng)。）物料儲運(yùn)和保障系統(tǒng)。 綠色制造技術(shù)是指在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本

35、的前提下，綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，符合環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，節(jié)約資源和能源，使資源利用率最高，能源消耗最低。 1.綠色設(shè)計(jì)（綠色設(shè)計(jì)（GreenDesign）也稱生態(tài)設(shè)計(jì)）也稱生態(tài)設(shè)計(jì)(EcologicalDesign),環(huán)境設(shè)計(jì)（環(huán)境設(shè)計(jì)（DesignforEnvironment）,環(huán)境意識設(shè)計(jì)（環(huán)境意識設(shè)計(jì)（EnvironmentConsciousDesign）。在產(chǎn)）。在產(chǎn)品及其壽命周期全過程的設(shè)計(jì)中，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬品及其壽命周期全過程的設(shè)計(jì)中，著重考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性（

36、可拆卸性，可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等性（可拆卸性，可回收性、可維護(hù)性、可重復(fù)利用性等）并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，）并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、質(zhì)量等要求。保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命、質(zhì)量等要求。 2.綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)：綠色材料選擇設(shè)計(jì)；綠色制造過程設(shè)綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)：綠色材料選擇設(shè)計(jì)；綠色制造過程設(shè)計(jì)；產(chǎn)品可回收性設(shè)計(jì)；產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)：綠色包計(jì)；產(chǎn)品可回收性設(shè)計(jì)；產(chǎn)品的可拆卸性設(shè)計(jì)：綠色包裝設(shè)計(jì)；綠色物流設(shè)計(jì)；綠色服務(wù)設(shè)計(jì)；綠色回收利用裝設(shè)計(jì)；綠色物流設(shè)計(jì)；綠色服務(wù)設(shè)計(jì)；綠色回收利用設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)等。清潔生產(chǎn)（清潔生產(chǎn)（c

37、leaner production）是指將綜合預(yù)防）是指將綜合預(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，的環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品中，以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。在不以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。在不同的發(fā)展階段或者不同的國家有不同的叫法，例同的發(fā)展階段或者不同的國家有不同的叫法，例如如“廢物減量化廢物減量化”、“無廢工藝無廢工藝”、“污染預(yù)防污染預(yù)防”等。但其基本內(nèi)涵是一致的，就是對生產(chǎn)過程等。但其基本內(nèi)涵是一致的，就是對生產(chǎn)過程與產(chǎn)品采取整體預(yù)防的環(huán)境策略，減少或者消除與產(chǎn)品采取整體預(yù)防的環(huán)境策略，減少或者消除它們對人類及環(huán)境的可能危害，同時(shí)充分滿足人它們對人類及環(huán)境