先进制造技术概述29.pptx

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先进制造技术课件

工业机器人编程与操作实践
工业机器人概述
工业机器人是一种能够自动执行工作任务的机器装置，具有高度的灵活性、精确性和可靠性，广泛应用于焊接、装配、搬运、喷涂等领域。
工业机器人编程技术
工业机器人编程是实现机器人自动化作业的关键技术，包括示教编程、离线编程和自主编程等方式，通过编程实现对机器人运动轨迹、作业顺序和作业参数等控制。
05 精益生产与持续改进方法
精益生产理念及实施步骤
精益生产理念
追求卓越、消除浪费、持续改进、全员参与。
实施步骤
明确目标、识别价值流、消除浪费、持续改进。
关键成功因素
领导层的支持、员工的参与、持续改进的文化。
价值流图分析和改善措施
价值流图分析
识别生产过程中的价值流和非价值流，找出浪费和瓶颈。
发展历程
从手工制造到机械制造，再到数字化、智能化制造，先进制造技术经历了多个发展阶段，不断推动着制造业的转型升级。
特点及优势分析
特点
高精度、高效率、高柔性、集成化、智能化等。
优势分析
先进制造技术能够显著提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和一致性，同时能够满足个性化、定制化生产需求，提升企业竞争力。
循环经济模式
以资源节约和循环利用为特征，通过废弃物回收、再生利用等手段，将经济活动组织成一个“资源-产品-再生资源”的反馈式流程。
清洁生产技术与循环经济的关系
清洁生产是实现循环经济的基础和手段，而循环经济则为清洁生产提供了更广阔的应用空间和政策支持。
企业实施绿色制造战略路径选择
加强绿色技术创新
增材制造的应用领域
增材制造技术广泛应用于航空、医疗、汽车等领域，如制造飞机发动机零件、人体植入物、汽车轻量化零件等。

先进制造技术课件(PPT 28页)

第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点（2）. 先进制造技术是面向新世纪的技术系统，它的目的很明确，即提高制造业的综合效益（包括经济效益、社会效益和环境生态效益），赢得激烈的国际市场竞争。（3）.先进制造技术并不抛弃传统技术，而是不断用科技新手段去研究它，并运用科技新成果去改造它，充实它。特别是利用先进技术研究传统工艺的成形原理，建立数学模型，并利用优化设计技术进行传统工艺方法的优化。
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点（7）.先进制造技术不是一项具体技术，它是利用系统工程技术将各种相关技术集成的一个有机整体。（8）. 先进制造技术特别强调环境保护，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。
第一章先进制造技术概述
3. 先进制造技术特点的具体体现（1）.高效率在提高生产效率方面，提高自动化程度是各国致力发展的方向。近些年来，计算机数控（CNC）、计算机辅助设计与制造（CAD∕CAM）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）发展非常迅速。各种新理论层出不穷，如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及时生产、虚拟制造，集成相关信息和资源，其本质均是实现高效率、自动化生产的思想。就应用于实践的CNC、FMC、FMS来看，已有力地显示出其有柔性化、自动化、资源共享和高效率的强大生命力。
第一章先进制造技术概述
（2）、高精度
在提高精度方面，从精密加工发展到超精密加工，这是世界各主要工业发达国家致力发展的方向。例如，超大规模集成电路、导弹火控系统、惯导陀螺、精密仪器、精密雷达、精机床等都需要采用超精密加工技术。众所周知，在飞机、潜艇等军事设施中使用的精密陀螺、复印机的磁鼓、大型天文望远镜以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工技术的支持。精密加工是指加工精度在0.1-1µm之间，表面粗糙度Ra在0.1µm以下的加工方法；而加工精度控制在0.1µm 以下，表面粗糙度Ra在0.02µm以下的加工方法则称为超精密加工。

《先进制造技术概论》PPT课件

2021/6/10
15
3. FMF柔性制造工厂
FMF是FMS扩大达到全厂范围内的生产管理过程。机械加工过程和物料储运过程全盘自动化。它的主要特点是：（1）分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划的生产管理的主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用的数控程序数据。（2）FMF全部的日程计划进度和作业可以由主计算机和各级计算机通过在线控制系统进行调整，并可以进行无人化加工。（3）CNC机床的数量一般在十几台到几十台。可以是各种形式的加工中心、车削中心、CNC机床等。（4）系统可以全自动地加工各种形状、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自动交换、自动检测磨损或损坏的刀具，能自动更新废旧刀具。（5）物料储运系统必须包括自动立体仓库，以满足存取为数众多的工件和刀具的需求。系统可以从自动立体仓库中提取所需的坯料，并以最有效的途径实现物流和进行加工。
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。
2021/6/10
5
数控编程的内容与步骤
进行工艺处理数值计算编制工件的数控加工程序制备控制介质校核加工程序
2021/6/10
6
7.2 成组技术（GT）
市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种增多，而每种产品的生产数量却并不很多。世界上75％~80％的机械产品是以中小批生产方式制造的。
码位组成，每一码位包括从0到9的10个特征项号，详见图
12-1和表12-1、12-2、12-3、12-4、12-5。
➢JLBM-1系统的特点是零件类别按名称类别矩阵划分，便于
检索，码位适中，又有足够的描述信息的容量。
➢202日1/6/本10 KK系统。

先进制造技术课件(PPT292页)

在几何形体上，极大、极小、极厚、极薄、极平、极柔、极圆、极方以及奇形怪状；在物理性能上，极高硬度、极高塑性、极大弹性、极大脆性、极强磁性、极强辐射性、极强腐蚀性，奇性怪能。
极端制造（纳米技术）
美国赖斯大学的科学家2005年利用纳米技术制造出了世界上最小汽车。
极端性能
喷墨打印时加热器在十万分之一秒内升温至三百多度，使喷嘴内形成约100 大气压。由此从喷嘴中喷出直径为1微米、体积为4微微升（最小墨滴量仅为 1.3微微升）的墨滴，速度每秒24000 滴每个喷嘴的直径只有1微米，相当于一根头发的1/70。
“智”：智能化制造
所谓智能制造系统是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。
“智”：智能化制造
智能制造技术的宗旨在于通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动，以实现制造过程的优化。将智能技术注入先进制造技术和产品，可使之具有智慧，能部分代替人的脑力劳动。
将数字技术用于制造过程，可大大提高制造过程的柔性和加工过程的集成性，从而提高制造过程的质量和效率。
三维扫描、CAD、CAE、CAM 等的集成。
“精”：精密化制造精密制造技术是指零件毛坯成形后余量小或无余量、零件毛坯加工后精度达亚微米级的生产技术总称。
一般认为：0.1nm-100nm为纳米尺度空间，100nm-1000nm为亚微米体系。
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19

先进制造技术概论.pptx

集成性
• 传统制造技术的学科，专业单一、界限分明，而现代
制造技术使各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，发展成为集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新型交叉学科。例如，加工中引入声、光、电、磁等特种切削工艺，并与机械加工复合组成复合加工工艺（超声磨削、激光辅助切削等）。还有，生产技术与管理模式相结合产生新的生产方式：敏捷制造( Agile Manufacturing，AM)、并行工程(Concurrent Engineering，CE)、精益生产(Lean Production，LP)等。集成技术显示出高效率、多样化、柔性化、自动化、资源共享等特点。
• 先进制造技术是一个相对的、动态的概念，是为了适应时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的。虽然目前对先进制造技术仍没有一个明确的、一致公认的定义，但经过对其内涵和特征的分析研究，可以定义为：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息（计算机与通信、控制理论、人工智能等）、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竟争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。”
及纸制品业；11印刷业记录媒介的复制；12文教体育用品制造业；
13石油加工及炼焦业；14化学原料及化学制品制造业；15医药制造
业；16化学纤维制造业；17橡胶制品业；18塑料制品业；19非金属
矿物制品业；20黑色金属矿物制品业；21有色金属冶炼及压延加工
业；22金属制品业；23普通机械制造业；24专业设备制造业；25交
制造技术( Manufacturing Technology)

先进制造技术介绍ppt课件

13
结果: X-deflection
图中显示了X方向的变形分布。箭头所指的区域向里移动了约0.3~ 0.4 mm14。
结果: Y-deflection
图中显示了Y 方向的变形分布。
箭头所指的区域向里移动了约1.1 ~ 1.2 mm。
其它区域的变形都较为均匀，因此，只需考虑上部区域的变形。
4
模具计算机辅助设计CAD
• 典型的数字化设计效果图(作品)
5
汽车仪表板
6
二板模
7
三板模具
8
汽车覆盖件模具
9
精密手机模具
10
模具CAE分析填充形式
填充型式较为均匀，因此锁模力不会过大。在本方案中, 从浇口到填充末端的距离很长，因此需要采用合适的保压工艺。
11
结果:型腔冷却效果
1一先迚制造技术介绍1先迚制造技术是传统制造技术丌断吸收机械电子信息材料能源及现代管理等方面的科技成果并将其综合应用于制造行业的产品设计制造检测管理销售使用服务等的制造全过程以实现优质精良快速灵活生产并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称
一、先进制造技术介绍
1、先进制造技术
是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的科技成果，并将其综合应用于制造行业的产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务等的制造全过程，以实现优质、精良、快速、灵活生产，并取得理想技术经济效果的制造技术群的总称。
15
结果: Z-deflection
图中显示了z方向的变形分布。
16
红箭头所指的区域向下移动了约0.7 mm。
17
18
模具CAM三轴加工
19
模具CAM五轴加工叶边

先进制造技术概述(PPT30页).pptx

二、计算机数控（CNC）系统
1、CNC系统的基本原理 2、CNC系统的核心 3、CNC机床
CNC系统是一个位置控制系统，其主要任务是根据加工程序及相关数据，进行刀具与工件的相对运动控制，完成零件的自动加工。
三、柔性制造系统
柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System）源于机械加工领域，其兼顾了生产效率和柔性这对矛盾，因此具有强大的生命力。FMS是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的柔性自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中等批量生产。所谓柔性就是通过编程或稍加调整就可同时加工不同的工件。
3．物流系统
在FMS中流动的物料主要包括工件、刀具、夹具、切屑及切削液。物流系统是 FMS从进口到出口，实现对上述物料自动识别、存储、分配、输送、交换和管理的系统。由于工件和刀具的流动频率较高，故FMS的物流系统主要由工件流系统和刀具流系统两部分组成。
图18-3 两种托盘交换器
第二节现代集成制造系统CIMS
第一节柔性自动化加工技术
制造自动化是制造业发展的标志，通常将制造自动化的发展分为五个阶段。从早期的满足大批大量生产要求的刚性自动化，发展到以计算机数控为基础的柔性自动化，依靠了许多基础单元技术、系统集成技术及其相关装备的长足发展。其中，计算机数字控制技术（CNC）、分布式数字控制技术（DNC）、柔性制造系统（FMS）等的发展，已能较好地解决多品种、中小批量的自动化加工问题。
图18-1 制造自动化发展的五个阶段
一、数控加工技术
数控机床集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代制造技术的基础。它的广泛使用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化。数控机床是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业，其水平的高低及拥有量是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。

先进制造技术概述(PPT 73页)

第二十四页，共72页。
先进制造技术(jìshù)发展的背景
制造全球化与贸易自由化原因：世界自由贸易体制进一步完善；全球交通运输进一步完善；全球
通讯网络建立；国际经济合作与交往日益紧密；经济全球化导致：全球产业界结构大调整，世界逐步形成一个统一的大市场使得：任何国家、地区，不论实行怎样的社会制度，都不可能离开世界
第十六页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
√国家经济发展的支柱、工业生产的技术支柱 √制造业是国民经济的基础和重要的收入来源，国家实力(shílì)的象征 √工业经济年代经济增长的“发动机” √一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
√高新技术发展的平台，为高新技术发展提供(tígōng)物质条件，高技术成果走向应用的接口、桥梁、通道 √提高企业国际竞争能力和技术创新能力的根本途径 √在未来的竞争中，谁掌握了先进的制造技术谁就掌握了市场
5.125
家具
1.542
有色冶金
2.120
和
构
电子设备
4.588
文教用品
4.292
其他制造
1.681
成
仪器仪表
0.998
油加工
3.870
第十四页，共72页。
制造业的地位(dìwèi)和作用
三大产业农林牧业
工业（52%）
服务业
农林牧业、工业、服务业
农业、林业、畜禽业、水产业
制造业（45%）、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业
、信息、人力等），利用制造技术，通过制造过程，转化为
供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业。
我
类别
构成比例
类别
构成比例
类别

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2. 新型单元技术
中间层是新型的先进制造单元技术。它是在市场需求及新兴产业的带动下，将制造技术与电子、信息、新材料、新能源、环境科学、系统工程、现代管理等高新技术结合而形成的崭新的制造技术，如制造业自动化单元技术、极限加工技术、质量与可靠性技术、系统管理技术、先进技术基础方法、清洁生产技术、新材料成型与加工技术、激光等特种加工技术、工艺模拟及工艺设计优化技术等。
制造业地位
一个国家经济发展的支柱国民经济收入的重要来源工业经济年代经济增长的“发动机” 一个国家经济强大、经济腾飞的重要基础
制造业的作用
❖ 提供人们衣、食、住、行物质消费 ❖ 决定全社会的长远效益和经济的持续增长 ❖ 国际商品贸易的保证（美国78%，日本96%，我
国81%-1995年） ❖ 农业基础地位的物质保障，服务业发展的重要
第一章绪论
1.1 先进制造技术概念及其主要特点 1.2 先进制造技术的构成及分类 1.3 先进制造技术的现状及发展趋势复习思考题
第第一一章章绪绪论论
西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社
西安电子科技
1.1.1 制造、制造技术、制造业与现代制造业背景
制造
原材料
工艺能源知识技能工具
产品
狭义制造与物流有关的加工和装配过程
广义制造
包括市场分析、产品设计、加工装配、质量保证、生产管理、市场营销全过程
制造系统
制造过程硬件软件
具有特定功能的有机整体
制造过程硬件软件人员
经营规划、开发研制、加工制造和控制管理等过程
生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置
新型产业及市场需求带动 (重大装备、高新产业、社会协调发展 )
CIMS
先进技术
系统工程及管理科学
清洁生基础方法极限加
微
产技术
工技术
电
FMS
系统管理技术
质量与可
工艺模拟
优质、高效、及工艺设计
低耗、清洁的技术
基础制造技术
制造理论、制造工艺和方法、各种制造信息等
制造业
可供人们使用和消费的产品行业，是所有与制造有关的企业群体
我
类别构成比例类别构成比例类别构成比例
国
金属制品 3.395 食品工业 15.335 化工 15.586
制
一般机械 8.625 纺织 7.193 建材 7.299
造
分
运输机械 6.424 服装 5.018 黑色冶金 6.908
动态性
不同时期、不同国家，其特点、重点、目标和内容不同
实用性
注重实践效果，促进经济增长，提高综合竞争力
1.2 先进制造技术的构成及分类
1.2.1 先进制造技术的构成
先进制造技术对我国而言，它是一个多层次的技术群。先进制造技术的内涵、层次及其技术构成如图1-1所示。图中从内层到外层分别为基础技术、新型单元技术和集成技术，下面将分别论述。
类
电器设备 5.125 家具 1.542 有色冶金 2.120
和
构
电子设备 4.588 文教用品 4.292 其他制造 1.681
成
仪器仪表 0.998 油加工 3.870
制造业的地位和作用
三大产业农林牧业
工业（52%）服务业
农林牧业,工业，服务业
农业、林业、蓄禽业、水产业
制造业（45%）、建筑业、采掘业以及电力、煤气、水的生产供应业商业、金融、房地产、经贸等
1.1.3 先进制造技术的特点
传统制造技术
先进制造技术
系统性
仅驾驭生产过程物质流和能量流
能驾驭生产过程物质流、信息流和能量流
广泛性仅指将原材料变为成贯穿从产品设计、加工制造
品的加工工艺
到产品销售的整个过程
集成性学科专业单一、独立，专业和学科不断渗透、交叉融合，
相互间界限分明
其界限逐渐淡化甚至消失
面向制造的设计技术群 ① 产品、工艺设计 ·计算机辅助设计 ·工艺过程建模和仿真 ·工艺规程设计 ·系统工程设计 ·工作环境设计 ② 快速成型技术 ③ 并行工程
制造工艺技术群 ① 材料生产工艺 ② 加工工艺 ③ 连接和装配 ④ 测试和检验 ⑤ 环保技术 ⑥ 维修技术 ⑦ 其他
支撑技术群
制造技术环境
① 信息技术 ·接口和通信 ·数据库 ·集成框架 ·软件工程 ·人工智能 ·决策支持 ② 标准和框架 ·数据标准 ·产品定义标准 ·工艺标准 ·检验标准 ·接口框架 ③ 机床和工具技术 ④ 传感器和控制技术
条件 ❖ 信息产业发展的物质基础； ❖ 农业劳动力转移和就业的重要途径 ❖ 为科技和教育发展提供经费支持和实验装备 ❖ 实现军事现代化和国家安全的保障
1.1.2 先进制造技术的定义
先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology， AMT)是一个相对的、动态的概念，是为了适应时代要求，提高竞争能力，对制造技术不断优化所形成的。
定义：“先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源及现代系统管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。”
IMS
靠性技术 (基础技术 ) 制造业自
激光等
动化单元
特种加技术
工新与
材加
料工
成技
技型术
术
子及计算机应用技术
集成技术
激光等新能源技术
新材料技术
图1-1 先进制造技术的内涵、层次及其技术构成
1. 基础技术
图1-1的最内层是优质、高效、低耗、少或无污染(清洁)的基础制造技术。铸造、锻压、焊接、热处理、表面保护、机械加工等基础工艺至今仍是生产中大量采用、经济适用的技术，这些基础工艺经过优化而形成的基础制造技术是先进制造技术的核心及重要组成部分。
3. 集成技术
最外层是先进制造集成技术。它是应用信息、计算机和系统管理技术对上述两个层次的技术局部或系统集成而形成的先进制造技术的高级阶段，如FMS、CIMS、IMS等。
国际上，将先进制造技术分为三个技术群：①主体技术群；②支撑技术群；③制造技术环境。
表1-1 先进制造技术体系结构
主体技术群