先進(jìn)制造技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

4/4先進(jìn)制造技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)概述第一章先進(jìn)制造技術(shù)的特點(diǎn)：先進(jìn)性、廣泛性、實(shí)用性、集成性、系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性。1、先進(jìn)制造技術(shù)分為三個(gè)技術(shù)群：主體技術(shù)群、支撐技術(shù)群、制造技術(shù)環(huán)境。2、主體技術(shù)：面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群（1）產(chǎn)品、工藝設(shè)計(jì)、3（2）快速成形技術(shù)（3）并行工程

制造工藝技術(shù)群：（1）材料生產(chǎn)工藝（2）加工工藝（3）連接與裝配

（4）測(cè)試和檢測(cè)（5）環(huán)保技術(shù)（6）維修技術(shù)（7）其他

支撐技術(shù)：（1）信息技術(shù)（2）標(biāo)準(zhǔn)和框架（3）機(jī)床和工具技術(shù)

（4）傳感器和控制技術(shù)

4、先進(jìn)制造技術(shù)研究的四大領(lǐng)域：

（1）現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)

（2）先進(jìn)制造工藝技術(shù)

（3）制造自動(dòng)化技術(shù)

（4）系統(tǒng)管理技術(shù)

4、美國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展概況P10

美國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展概況：美國(guó)政府在20世紀(jì)90年代初提出了一系列制造業(yè)的振興計(jì)劃，其中包括“先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃”和“制造技術(shù)中心計(jì)劃”。

先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃

美國(guó)的發(fā)展目標(biāo)：

1、為美國(guó)人創(chuàng)造更過(guò)高技術(shù)、高工資的就業(yè)機(jī)會(huì)，促進(jìn)美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

不斷提高能源效益，減少污染，創(chuàng)造更加清潔的環(huán)境。、2．

3、使美國(guó)的私人制造業(yè)在世界市場(chǎng)上更具有競(jìng)爭(zhēng)力，保持美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)地位。

4、使教育系統(tǒng)對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行更有挑戰(zhàn)性的教育。

5、鼓勵(lì)科技界把確保國(guó)家安全以及提高全民生活質(zhì)量作為核心目標(biāo)

三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的研究：

1、成為下一代的“智能”制造系統(tǒng)

2、為產(chǎn)品、工藝過(guò)程和整個(gè)企業(yè)的設(shè)計(jì)提供集成的工具

3、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

第二章柔性制造系統(tǒng)（FMS）技術(shù)

1、柔性制造系統(tǒng)（FMS）的特點(diǎn)：

（1）主要特點(diǎn)：柔性和自動(dòng)化

（2）設(shè)備利用率高，占地面積小

（3）減少直接勞動(dòng)工人數(shù)

（4）產(chǎn)品質(zhì)量高而穩(wěn)定

（5）減少在制品庫(kù)存量

（6）投資高、風(fēng)險(xiǎn)大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，管理水平要求高

2、FMS與傳統(tǒng)的單一品種自動(dòng)生產(chǎn)線（即剛性自動(dòng)生產(chǎn)線，其物流設(shè)備和加工工藝是相對(duì)

固定的，只能加工一個(gè)零件，或加工幾個(gè)相互類似的零件）

缺點(diǎn)：改變加工產(chǎn)品的品種，剛性自動(dòng)線做較大改動(dòng)，投資和時(shí)間方面耗資大，難以男足市場(chǎng)要求。（不適應(yīng)變化，維修成本高）

優(yōu)點(diǎn)：剛性自動(dòng)線設(shè)備利用率高，生產(chǎn)率高

3、FMS的組成：

件）加工系統(tǒng)：加工系統(tǒng)的功能是以任意順序自動(dòng)加工各種元件，并能自動(dòng)地更換工1（

和刀具。

（2）運(yùn)輸系統(tǒng)：包含傳送帶、有軌小車、無(wú)軌小車、搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤、交換工作臺(tái)等機(jī)構(gòu)，能對(duì)刀具、工件和原材料等物料進(jìn)行自動(dòng)裝卸和運(yùn)輸。

（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)FMS的運(yùn)行控制、刀具管理。質(zhì)量控制，以及FMS的數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通信。

4、自動(dòng)導(dǎo)向小車AGV的類型（工作原理、適用范圍）：

（1）線導(dǎo)小車：線導(dǎo)小車是利用電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的，小車除有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以外，在前部還裝有一對(duì)掃描線圈。當(dāng)埋入地溝內(nèi)的導(dǎo)線通以低頻率變電流時(shí)，在導(dǎo)線周圍便形成一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)線從小車前部?jī)蓚€(gè)掃描

線圈中間通過(guò)時(shí)，兩個(gè)掃描線圈中的感應(yīng)電勢(shì)相等。當(dāng)小車偏離軌道時(shí)，掃描線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)差，其中勢(shì)差經(jīng)過(guò)放大后給轉(zhuǎn)向制導(dǎo)電機(jī)，使AGV朝向減少誤差的方向偏轉(zhuǎn)，直至電動(dòng)勢(shì)差消除為止，從而保證小車始終沿著導(dǎo)線方向進(jìn)行。

（2）光導(dǎo)小車：光導(dǎo)小車是采用光電制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的。沿小車預(yù)定路徑在地面上粘貼

易反光的反光帶，還安裝有發(fā)光器和受光器。發(fā)出的光經(jīng)反光帶反射后由受光器接收，并將該光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)控制小車的舵輪。

（3）遙控制導(dǎo)小車：這種小車沒(méi)有傳送信息的電纜，而是使用無(wú)線電或激光發(fā)送和接收設(shè)備來(lái)傳送控制命令和信息。小車的頂部裝有一個(gè)可沿360°按一定頻率發(fā)射激光的裝置，同時(shí)在小車運(yùn)行范圍的四周一些固定位置上放置反射鏡片。當(dāng)小車運(yùn)行時(shí)，不斷接受到從已知位置反射來(lái)的激光束，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后確定小車的位置，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航引導(dǎo)。

第三章計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）技術(shù)

1、CIMS系統(tǒng)包括人、經(jīng)營(yíng)、技術(shù)三要素。

信息集成、過(guò)程集成、技術(shù)的發(fā)展從系統(tǒng)集成優(yōu)化發(fā)展的角度來(lái)劃分為三個(gè)階段：CIMS、2．企業(yè)集成。

3、CIMS的主要功能分系統(tǒng)及各部分作用：

（1）管理信息系統(tǒng)：管理信息系統(tǒng)是CIMS的神經(jīng)中樞，指揮與控制著其他各部分有條不紊地工作。

（2）工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)：工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)際上是指在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中引用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)更高效、更優(yōu)質(zhì)、更自動(dòng)地進(jìn)行。通常的有CAD、CAPP、CAM三大部分。（3）制造自動(dòng)化系統(tǒng)：制造自動(dòng)化系統(tǒng)是CIMS的信息流和物料流的集合點(diǎn)，是CIMS

最終產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的聚集地，通常由CNC機(jī)床、加工中心、柔性制造單元（FMC）或FMS等組成。

（4）質(zhì)量保證系統(tǒng)：除了要具有直接實(shí)施檢測(cè)的功能外，還要采集、存儲(chǔ)和處理企業(yè)的質(zhì)量數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行質(zhì)量分析、評(píng)價(jià)、控制、規(guī)劃、和決策。

（5）計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支撐分系統(tǒng)之一：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是用通信線路將分散在不同地點(diǎn)，并具有獨(dú)立功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互相連接，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并實(shí)現(xiàn)共享資源的計(jì)

算機(jī)以及線路與設(shè)備的集合。

4、敏捷制造的組織形式是企業(yè)針對(duì)某特定產(chǎn)品，建立企業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟，即所謂虛擬企業(yè)。

虛擬企業(yè)：為了完成某一種產(chǎn)品，多個(gè)企業(yè)聯(lián)合其智力資源與生產(chǎn)設(shè)備而組成的聯(lián)盟。

第四章快速原型制造技術(shù)（RPM）

1、快速原型制造技術(shù)基本過(guò)程及特點(diǎn)：

基本原理：快速原型制造技術(shù)徹底擺脫了傳統(tǒng)的“去除”加工法，而基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復(fù)雜的三維加工分解為簡(jiǎn)單的材料二維添加的組合，它能在CAD

快速制造任意復(fù)雜形狀的三維實(shí)體，是一種全新的制造技術(shù)。模型的直接驅(qū)動(dòng)下，

過(guò)程：（1）產(chǎn)品的CAD建型

（2）三維模型的近似處理

（3）三維模型的Z向離合化（即分層處理）

（4）處理層片信息，生成數(shù)控代碼

（5）逐層堆積制造

（6）后處理

特點(diǎn)：（1）高速柔性化

（2）技術(shù)高度集成化

（3）設(shè)計(jì)制造一體化

（4）大幅度縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和周期

（5）制造自由成型化

（6）材料使用廣泛性

2、快速原型制造技術(shù)的四種工藝方法（特點(diǎn)、方法）：

一、光固化成型工藝（SLA）：

1、工藝原理：SLA工藝是基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理工作的。

液槽中盛滿液態(tài)光敏樹(shù)脂，紫外激光束在偏轉(zhuǎn)鏡作用下，能在液體表面上進(jìn)行掃描,掃描的軌跡及激光的有無(wú)均按零件的各分層截面信息由計(jì)算機(jī)控制，光點(diǎn)掃描到的地方，液體就固化。成型開(kāi)始時(shí)，工作平臺(tái)在液面下一個(gè)確定的深度,聚焦后的光斑在液面上按計(jì)算機(jī)的指令逐點(diǎn)掃描，即逐點(diǎn)固化。當(dāng)一層掃描完成后，未被照射的地方仍是液態(tài)樹(shù)脂。然后升降臺(tái)帶動(dòng)工作臺(tái)沿Z軸下降一層的高度（約㎜），已成型的層面上又布滿一層液態(tài)樹(shù)脂，之后刮平器將黏度較大的樹(shù)脂液面刮平，在進(jìn)行下一層的掃描，新固化的一層牢固地粘在得到一個(gè)三維實(shí)體原型。如此重復(fù)知道整個(gè)零件制造完畢，前一層上，

2、工藝特點(diǎn)：（1）尺寸精度高（2）表面質(zhì)量好（3）成型過(guò)程自動(dòng)化程度高

（4）原材料利用率高（5）能制造形狀特別復(fù)雜、特別精細(xì)的零件

（6）制造出來(lái)的原型件可快速翻制各種模具。

不足：成型過(guò)程中需要支撐，否則也會(huì)引起制件變形：設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)成本高等。

二、疊層實(shí)體制造工藝（LOM）：

1、工藝原理：LOM工藝采用薄片材料，如紙、塑料薄膜等作為成型材料，片材表面事先涂覆上一層熱熔膠。加工時(shí)，用CO激光器（或刀）在計(jì)算機(jī)控制下按照CAD分層模型軌跡切割片材，然后通過(guò)熱壓輥熱壓，使當(dāng)前層與下面已成型的工件層粘連，從而堆積成型。

2、工藝特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高（2）零件精度較高（3）無(wú)需設(shè)計(jì)和制作支撐結(jié)構(gòu)

（4）后處理工藝簡(jiǎn)單（5）原型制作成本低

（6）制件能承受高達(dá)200℃的高溫，有較高的硬度和較好的力學(xué)性能，可

以進(jìn)行各種切削加工。

不足：工件（薄壁件）的抗拉強(qiáng)度和彈性不夠好：工件易吸濕膨脹，因此成型后應(yīng)盡快做表面防潮處理。

三、選擇性激光燒結(jié)工藝（SLS）：

1、工藝原理：此法采用CO激光器作能源。加工時(shí)，在工作臺(tái)上均勻鋪上一層很薄（）2的粉末，再用平整輥將粉末滾平、壓實(shí)，每層粉末的厚度均對(duì)應(yīng)于CAD模型的切片厚度。激光束在剛鋪的新層上以一定速度和能量密度在計(jì)算機(jī)的控制下按照零件分層輪廓有選擇性地進(jìn)行燒結(jié)，得到零件的截面，一層完成后，再鋪上新的一層粉末，選擇地再進(jìn)行全部燒結(jié)后去如此反復(fù)直到整個(gè)零件加工完畢。并與下面已成型的部分連接，下一層燒結(jié)，

掉多余的粉末，再進(jìn)行打磨、烘干等處理便獲得零件。

2、工藝特點(diǎn)：

（1）采用多種材料（2）無(wú)需支撐。

（3）制作具有較好的力學(xué)性能，可直接用作功能測(cè)試或小批量使用的產(chǎn)品。

（4)材料利用率高。

四、熔融沉積造型工藝（FDM）：

1、工藝原理：FDM工藝是利用熱塑性材料的熱熔性、粘結(jié)性，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成型。材料先抽成絲狀，通過(guò)送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)噴頭，在噴頭內(nèi)被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料加熱擠出，迅速固化