先进制造技术(王隆太)名词解释1~6章全
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制造:制造的概念有狭义和广义之分狭义的制造:系统生产车间内与物流有关的加工和装配过程广义的制造:包含市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生产周期内一系列相关联系的生产活动。
制造系统:指由制造过程及其涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
这里所指的制造过程,即为产品的经营规划、开发研制、加工制造和控制管理的过程;所谓的硬件包括生产设备、工具和材料、能源以及各种辅助装置;而软件则包括制造理论、制造工艺和方法及各种制造信息等。
制造技术的发展经历了五个发展时期:工厂式生产时期、工业化规模生产时期、刚性自动化发展时期、柔性自动化发展时期、综合自动化发展时期。
先进制造技术的内涵:是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源、以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
与传统制造技术的比较,先进制造技术具有如下特征:系统性、广泛性、集成性、动态性、实用性若从系统工程的观点分析,现代设计技术是一个由时间维、逻辑维、方法维共同组成的三维系统时间维:反映按时间顺序的设计过程,分为产品规划、方案设计、技术设计、施工设计四个设计阶段计算机辅助设计(CAD)技术包含的内容:利用计算机进行产品的造型、装配、工程图绘制以及相关文档的设计;进行产品渲染、动态显示;对产品进行工程分析,如有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真等。
计算机辅助设计的关键技术:产品的造型建模技术、单一数据库与相关性设计、NURBS(非均匀有理B样条)曲面造型技术、CAD与其他CAX系统的集成技术、标准化技术优化必须具备两个条件: 存在一个优化目标;具有多个方案可供选择。
名词解释: 广义制造:包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一序列相互联系的生产活动。
狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。
先进制造技术(AMT ):是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
制造系统:是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
工业机器人:工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备; 柔性制造技术:是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。
柔性制造系统(FMS ):由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。
绿色产品(GP ):绿色产品是指在产品全生命周期内,能节约资源和能源,对生态环境无危害或少危害,且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。
高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
制造业:是指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。
计算机集成制造(CIM ):借助于以计算机为核心的信息技术,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,使企业内的各类功能得到整体优化。
计算机集成制造系统(CIMS ):CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上,通过计算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成,是适合多品种、中小批量生产的系统。
先进制造技术名词解释
先进制造技术是指为提高生产的效率和质量,利用现代科学技术开发出的高级的制造装备和方法,其中包括一系列的新的、高效的、智能化的制造技术,比如:
1. 计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM):CAD/CAM是一种利用计算机技术来开发、设计、制造和维护产品的技术。
它可以大大提高制造效率,减少成本,改善质量,缩短产品开发周期。
2. 数控技术:数控技术可以实现自动化控制,它是利用一些数字化控制装置和数据来控制机器运动的一种技术,可以更高效地进行加工,提高产品质量并缩短加工时间。
3. 模具制造技术:模具是制造零件的关键,模具制造技术可以有效地优化模具,提高模具的耐用性并缩短其加工时间。
4. 三维打印技术:三维打印技术可以有效利用三维数据,为产品提供最优化的设计,从而改善产品性能,缩短产品开发周期。
5. 智能机器人技术:智能机器人技术可以有效地替代人工,实现自动化生产,提高生产效率,降低成本,提高质量。
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先进生产模式之智能制造一、先进制造技术的提出背景先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology, AMT)首先是由美国于22世纪80年代末提出的。
以前,美国政府只对基础研究,卫生健康、国防技术等给予经费支持,而对产业技术不予支持,主张产业技术通过市场竞争,有企业自主发展。
其结果导致了美国在经济上竞争力下降,贸易逆差剧增,日本家电、汽车大量涌入并占领了美国市场。
20世纪80年代,美国政府开始认识到问题的严重性,于1988年开始投资进行大规模“21世纪制造企业战略”研究。
其后不久提出了先进制造技术发展目标,制定并实施了先进制造技术计划和制造技术中心计划。
1992年克林顿政府上台后,又提出先进制造技术为国家关键技术,在1994年财政年度预算中拨款14亿美元支持先进制造技术。
“先进制造技术”这个名词一经提出,立即获得欧洲各国、日本及亚洲新兴工业化国家的响应。
例如:日本与1995年1月正式启动为期19年,总投资40亿美元的智能制造系统。
先进制造技术是为了适应时代要求提高竞争能力,对制造技术不断优化及推陈出新而形成的。
它是一个相对的、动态的概念。
二,先进制造技术的内涵和特点先进制造技术是在传统制造技术的基础上不断地吸收机械、电子、信息、材料、能源、以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
先进制造技术的核心是优质、高效、低耗、清洁生产的基础制造技术,其目的是满足用户个体化、多样化的市场需求,提高制造业的综合经济效益,赢得激烈的市场竞争。
为此,先进制造技术比传统的制造技术更加重视技术与管理的结合,重视制造过程组织和管理体制的简化及合理化。
与传统的制造技术比较,先进制造技术具有以下的特征。
(1)系统性由于计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术和先进管理的技术的引入,并与传统技术的结合,使先进制造技术成为一个能驾驭生产过程中的物质流、信息流和能量流的系统工程;而传统制造技术一般只能驾驭成产过程中的物质流和能量流。
1、制造:所谓制造即为人类按照市场需求,运用主观掌握的知识和技能,借助于手工或可以利用的客观物质工具,采用有效的工艺方法和必要的能源,将原材料转化为最终物质产品并投放市场的全过程。
2、制造系统:指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。
3、制造业:指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。
4、市场及特征:指一定期、一定地点的商品交易的场所。
特征:不确定性、国际化和全球化、新兴产业的崛起、市场质的短缺和动态的非均衡、虚拟市场和代理是未来市场的重要形式。
5、产品和特征:指提供给市场,满足人们某种欲望或需求的一切东西。
特征:个性化和多样化、寿命周期的趋短、智能化、绿色化。
6、价值工程:以产品的功能分析为核心,以科学的方法为工具,寻求功能与成本的最佳组合以获得最佳的产品价值。
V产品的价值:在价值工程中产品价值的通俗含义V=F/CF产品功能:功用、效能、作用、用途、目的等。
C产品成本:实现功能所支付的全部费用。
7、价值工程分析对象选择的基本方法综合加权评分法、ABC分类法、价值系数分析法8、反求工程:以已有的产品为基础,进行消化、吸收并进行创新改进,使之成为新产品。
9、反求工程设计的基本步骤:分析阶段、再设计阶段、反求产品的制造阶段。
10、模型重构:根据所采用的样本几何数据在计算机内重构样本模型的技术。
11、样本重构的基本步骤:数据预处理、网格模型生成、网格模型后处理12、绿色产品:指以环境和环境资源保护为核心概念而设计产生的、可以拆卸和分解的产品,其零部件经过翻新处理后可以重新利用。
13、机械工艺流程:毛坯的成形准备阶段、车削加工阶段、表面改性处理阶段14.机械零件成形方法:受迫成形、去除成形、堆积成形15、超精密加工:包括了所有能使零件成形、位置和尺寸精度到微米和亚微米范围的机械加工方法。
16、超精密车削对刀具的要求:极高的硬度、耐用度和弹性模量,以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度刃口能磨得及其锋锐,人口半径p值极小,能实现超薄的切削厚度刀刃无缺陷,因切削时刃形将复印在加工表面上,而不能得到超光滑的镜面与工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦因数低,能得到极好的加工表面完整性17、超精密切削最小切削厚度:u=0.12时,hDmin=0.322pu=0.26时,hDmin=0.249p17、超精密磨削砂轮:立方氮化硼砂轮磨削较好,立方氮化硼比金刚石有较好的热稳定性和较强的化学惰性,其热稳定性可达1250~1350℃,金刚石磨料只有700~800℃18、床身和精密导轨床身是机床的基础部件,应具有抗衰减能力强、热膨胀系数低、尺寸稳定性好的要求。
超精密床身多用人造花岗岩材料制造。
机床导轨要求有极高的直线运动精度,不能有爬行,导轨偶合面不能有磨损,因而液体静压导轨、和空气静压导轨,均具有运动平稳,无爬行,摩擦因数接近于0的热点。
19、超精密加工的支撑环境:净化的空气环境、较好的抗震动干扰环境、恒定的稳定环境。
20、高速切削加工的关键技术:高速主轴、快速进给系统、先进的机床结构、高速切削的刀具系统。
21、高速磨削加工特点:尽可能地提高切削速度、既可以用于精加工又可以用于粗加工。
22、RPM的技术原理:设计人员—CAD造型系统—CAD模型—数据文件分层切片—RPS—产品三维实体—三位数字化仪—23、RPM工艺方法:光敏液相固化法、选区片层粘结法、选区激光烧结法。
34、微细加工工艺方法:超微机械加工、光刻加工、体刻蚀加工、面刻蚀加工、LIGA技术、封接技术、分子装配技术。
35、LIGA技术工艺过程:深层同步辐射X射线光刻,把从同步辐射源放射出的具有短波长和很高平行度的X射线作为曝光光源,可在最大厚度达500um的光致抗蚀剂上生成曝光图形的三维实体、电铸成形,用曝光蚀的图形实体作为电铸用胎膜,用点沉积方法在胎膜上沉积金属以形成金属微结构零件、注射,将电铸制成的金属微结构作为注射成型的模具,即能加工出所需的微型零件。
36、表面改性技术:指采用某种工艺手段使在零件表面来改变基体表面状态,化学成分、组织结构和应力状态等,使基体表面具有不同于基体的某种特殊性能,从而达到特定使用要求的一项应用技术。
方法:激光表面改性、电子束表面改性、离子注入表面改性、37、激光加工原理和特点:原理:通过光学系统可将激光束聚焦成直径为几十微米的极小光斑,从而获得极高的能量密度。
当激光照射到工件表面时,光能被工件迅速吸收并转化为热能,致使光斑区域的金属蒸气迅速膨胀,压力突然增大,熔融物以爆炸式高速高速喷射出来,在工件内部形成方向性很强的冲击波。
激光加工就是工件在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合过程。
特点:功率密度高,几乎可以加工任何材料、激光光斑大小可以聚焦到微米级,输出功率可以调节,因此可以精密微细加工、激光加工属于非接触加工,没有明显的机械力,没有工具损耗,可加工易变形的薄板和橡胶等弹性零件、加工速度快,热影响区域小,并可通过透明体进行加工、是属于一种瞬时的局部熔化和气化的热加工方法,其影响因素很多。
38、超声波加工基本原理:频率超过16000HZ的声波,超声波加工是利用工具端面作超声振动,通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种加工方法。
39、超声波加工装置组成:超声波发生器、超声振动系统、机床、磨料工作液及其循环系统。
应用:型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。
40、水射流切割加工基本原理:高压水射流切割技术是以水作为携带能量的载体,用高速水射流对各种材料进行切割的一种工艺方法。
水射流切割加工设备组成:增压系统、蓄能器、喷嘴、控制系统及其辅助系统。
41、制造自动化技术内涵:狭义:生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化包括切削自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断削与排削自动化、装配自动化、机械故障诊断自动化。
广义:产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化,以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净目的。
42、刚性自动化:表现在半自动和自动机床、组合机床,解决了单一品种大批量生产自动化的问题,特点:生产效率高,加工品种单一。
43、柔性自动化:满足多种小批量甚至单件生产自动化的需要。
数控技术、计算机数控、柔性制造单元、柔性制造系统等。
44、综合自动化:计算机集成系统、并行工程、精益生产、敏捷制造、45、制造自动化发展趋势:敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。
46、数控系统的组成及功能原理组成:数控装置、可编程控制器、进给伺服驱动装置、主轴伺服驱动装置、输入输出接口,以及机床控制面板和人机界面组成。
功能:运动轴控制和多轴控制联动功能,准备功能,即用来设定机床动作方式,包括直线插补、圆弧插补、抛物线插补等。
辅助功能:即用来规定主轴的启停、转向,冷却润滑的通断、刀库的启停等;补偿功能:刀具半径、长度、反间间隙、螺距、温度补偿等。
47、数控加工编程一般步骤:工艺处理、数值计算、编制零件加工程序单、输入数控程序、程序检验。
48、计算机辅助数控加工编程:数控语言自动编程、CAD/CAM系统数控编程49、机器人的概念组成:工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分组成。
执行机构包括:手部、腕部、臂部、机身、机座及行走机构。
50、工业机器人的性能指标:自由度、工作空间、提取重力、运动速度、位置精度。
51、工业机器人编程技术:示教编程、离线编程、52、柔性制造系统基本概念:由两台以上加工设备、物料运储和控制系统组成,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产自动化制造系统组成:加工系统、工件运储系统、刀具运储系统、控制系统、其他。
53、FMS的加工系统功能要求:•工序集中,减轻物流负担,减少装夹次数;•控制功能强、扩展性好;•高刚度、高精度、高速度;•自保护与自维护性好;•使用经济性好;•对环境的适应性与保护性好。
54、加工系统的辅助装置:机床夹具、托盘、自动上下料装置。
55、FMS工件运储系统组成:工件装卸站、托盘缓冲站、自动化仓库、物料运载装置。
56、刀具运储系统的组成:刀具预调站、刀具装卸站、刀具库系统、刀具运载交换装置、计算机控制管理系统。
57、物料需求计划MRP基本思想:在需要的时间,向需要的部门,按照需要的数量,提供该部门所需的物料。
基本目标:最大限度地减少库存,降低库存成本。
工作流程:从主生产计划出发,按照产品结构展开,推算每个零部件和原材料的需求量,并根据现有库存和生产/采购过程所需的提前期,最终确定具体的生产投放和物料采购时间。
58、MRP 的信息来源:主生产计划,物料清单,库存状态文件以及用户零部件订货的独立需求。
59、MRP的输出信息包括:1下达计划订单,2计划日程改变的通知,3由于生产进度的取消或暂停,而下达订货取消或暂停通知,4输出库存状态报告,5未来一段时间的计划订单。
60、mrp的计算逻辑量有:总需求量、现有库存量、计划到货量、净需求量、计划交付量、计划投放量61、MRP2的指导思想是:把企业作为一个整体,从最优的角度出发,通过运用科学方法吧企业各种资源和产、供、销、财各个环节进行计划组织、控制和协调。
62、MRP2可分为:生产的计划控制、物流管理、财务管理三大子系统。
63、PDM(产品数据管理)的体系结构由:用户层、功能层、对象层、支持层4层组成。
64、物流系统的基本活动包括:物料加工、包装、装卸、搬运、运输、储存、流通、配送及其物流信息处理等。
65、物流配送中心是指:专门从事配送工作的物流据点,是物质的集散地。
66、物流配送一般流程:1备货2储存3分拣4加工与在包装5配送67、及时生产的目标:零库存,零废品,零故障,零准备时间,其最终目标是获取最大利益。
68、全面质量管理的内容:1产品设计过程中的质量管理2产品制造过程中的质量管理3辅助生产过程中和生产服务过程的质量管理4产品使用过程中的质量管理第六章1、计算机集成制造CIM:①企业的各个生产环节是一个不可分离的整体,需要统一考虑。
②整个企业生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程,最终形成的产品可看做是信息的物质表现。
国际标准化组织奖CIM定义为:CIM是将企业所有人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。
2、计算机集成制造系统CIMS:是基于CIM历年二组成的系统,是CIM的具体实现。
3、CIMS的组成:一般认为CIMS可由经营管理信息系统、工程设计自动化系统、制造自动化系统和质量保证信息系统四个功能分系统,以及计算机网络和数据库管理两个分系统组成。