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1-1什么是机械化和自动化？它们有什么区别（见复习题）？当执行制造过程的基本动作是由机器（机械）代替人力劳动来完成时称之为机械化。
若操纵这些机构的动作也是由机器来完成时，则就可以认为这个制造过程是“自动化”了1-2机械制造中的工序自动化、工艺过程自动化和制造过程自动化的区别与联系是什么？1）工序自动化：在一个工序中，如果所有的基本动作都机械化了，并且使若干个辅助动作也自动化起来，而工人只是对这一工序作总的操纵和监管2）工艺过程自动化：一个工艺过程通常包括着若干个工序，如果不仅每一个工序都自动化了，并且把它们有机地联系起来，使得整个工艺过程（包括加工、工序间的检验和输送）都自动进行，而工人仅只是对这一整个工艺过程作总的操纵和监督，这时就形成了某一种加工工艺的自动生产线。
3）制造过程自动化：一个零部件（或产品）的制造包括着若干个工艺过程，如果不仅每个工艺过程都自动化了，而且它们之间是自动的有机联系在一起，也就是说从原材料到最终成品的全过程都不需要人工干预，这时就形成了制造过程的自动化。
机械制造自动化的高级阶段就是自动化车间甚至自动化工厂。
1-3机械制造自动化的主要内容有哪些？1）机械加工自动化技术：包含上下料自动化技术、装卡自动化技术、换刀自动化技术、加工自动化技术和零件检验自动化技术等2）物料储运过程自动化技术：包含工件储运自动化技术、刀具储运自动化技术和其它物料储运自动化技术等3）装配自动化技术：包含零部件供应自动化技术和装配过程自动化技术等4）质量控制自动化技术：包含零件检测自动化技术、产品检测自动化技术和刀具检测自动化技术等1-4机械制造自动化的作用1）提高生产率 2）缩短生产周期 3）提高产品质量 4）提高经济效益 5）降低劳动强度6）有利于产品更新 7）提高劳动者素质 8）带动相关技术的发展1-5自动化系统组成1）加工系统 2）工件支撑系统 3）刀具支撑系统 4）控制与管理系统1-6机械制造自动化的类型与特点自动化的分类：1）按制造过程分：毛坯制备过程自动化、热处理过程自动化、储运过程自动化、机械加工过程自动化、装配过程自动化、辅助过程自动化、质量检测过程自动化和系统控制过程自动化。
机械设计中的可拆卸与可重构结构随着科技的不断发展和机械工程的进步, 在机械设计领域中，人们开始广泛地运用可拆卸与可重构结构的概念。
可拆卸与可重构结构设计不仅为机械设备的维修与维护提供了便利，还为设计者提供了方便的更换和升级机械零件的能力。
本文将详细探讨机械设计中可拆卸与可重构结构的概念、应用以及优势。
1. 可拆卸结构的概念与应用可拆卸结构是指机械设计中的部件能够方便地装拆和更换。
这种设计概念广泛应用于汽车、机床和工业机械设备等领域。
以汽车发动机为例，可拆卸结构设计旨在方便维修和更换故障部件，避免了整体更换机械设备的时间和成本浪费。
同时，可拆卸结构也使得汽车组装和制造过程更加高效，不同型号的发动机可以共用同一种底盘。
在机床领域，可拆卸结构设计使得刀具和刀架能够轻松更换，提高了加工效率和产品质量。
此外，也方便了设备的维修和保养工作。
2. 可重构结构的概念与应用可重构结构是指机械设计中的部件能够通过重新组装和调整达到不同功能和形态的要求。
这种设计概念广泛应用于模块化建筑、智能机器人等领域。
在模块化建筑中，可重构结构设计能够快速组装和拆卸建筑模块，使得建筑物的形态和功能能够根据需求进行灵活调整。
例如，一个建筑物可以根据不同的用途，如办公室、住宅和商业空间，进行快速转换。
智能机器人也借助可重构结构设计实现多种功能。
通过更换不同的模块，机器人可以完成不同的任务，如清洁、搬运和检测等。
这种设计灵活性使机器人功能更加全面，满足不同场景下的需求。
3. 可拆卸与可重构结构的优势可拆卸与可重构结构设计在机械设计中具有众多优势。
首先，可拆卸与可重构结构设计提供了灵活性和可扩展性。
机械设备的部件能够根据需求进行组合和更换，以适应不同的功能和形态要求。
这使得机械设计更加灵活，在不同应用场景下具有更好的适应性。
其次，可拆卸与可重构结构设计降低了维修和更换成本。
相较于整体更换机械设备或者重复设计制造的成本，可拆卸结构设计只需要更换故障部件即可，节约了时间和经济资源。
人工智能技术与智能制造的融合随着人工智能技术的不断发展和普及，它已经成为了很多领域的关键技术，其中智能制造领域也不例外。
人工智能技术与智能制造的融合已经成为了未来制造业发展的必然趋势，这种融合将会极大地改变整个制造业的运作方式和生产效率。
一、人工智能技术的应用在制造业中，人工智能技术可以应用在各个环节中，例如产品设计、生产流程控制、品质检测等等。
其中，最具代表性的应用是机器人加工。
机器人加工可以帮助工厂提高生产效率和生产精度，减小劳动力成本，而这些都是传统加工无法实现的。
另外，人工智能技术还可以应用在制造业的供应链管理中，通过精确的预测和计划，更好地控制供应链中的库存、生产和交付等环节，从而提高整体效率和降低成本。
在生产过程中，大量的数据可以通过人工智能技术的手段来处理，这些数据对于生产流程的优化和改进非常有帮助。
例如，通过自动化的生产控制，可以实时监测生产设备的工作情况，及时进行维修和更换，从而减小故障的发生率。
二、智能制造的特点智能制造强调工厂智能化和生产信息化，尽可能实现生产、流程、质量、数据的实时可视化和自动化。
在这方面，人工智能技术可以提供优秀的工具和支持。
智能制造的特点主要有：1、生产过程的数字化和可视化通过智能传感器和较先进的数据采集系统，可以实现生产过程的数字化和可视化。
这样一来，就可以更加精确地掌握生产过程中的各个节点，从而提高生产效率和产出质量。
2、可编程和可重构制造设备可编程和可重构的制造设备可以根据需求自动调整自己的工作流程。
例如，不同的物品可以通过不同的流水线进行生产。
这使得生产过程更加灵活，可以更加适应市场需求的变化。
3、智能化的生产规划和调度智能化的生产规划和调度可以根据工厂内部和外部信息实时地调整生产计划，以保证生产的高效率和灵活性。
4、万物互联物联网技术可以将各个环节和设备连接起来，实现流程控制、物流管理、质量监测等功能。
这样一来，整个生产过程可以更加协调和高效。
智能制造中的可重构制造技术研究一、前言随着信息技术和自动化技术的发展，智能制造已成为当今制造业的发展趋势之一。
可重构制造技术作为智能制造技术的重要组成部分，已逐渐走入人们的视野。
本文旨在系统介绍可重构制造技术在智能制造中的应用及研究现状。
二、可重构制造技术的定义与特点可重构制造技术（Reconfigurable Manufacturing System，RMS）是指在某种程度上开发了柔性制造的自适应能力的制造系统。
其特点主要有以下几点：（1）可重构配置结构，可改变生产线组合方式和功能；（2）可重构控制策略，可灵活掌控生产过程；（3）可重构生产设备，可改变部件的加工方式和工艺。
三、可重构制造技术的分类根据可重构制造技术的应用领域和具体形式，可将其分为以下几类：（1）可重构加工中心可重构加工中心是一种无论在加工对象、加工方式、工艺等方面都可以通过给机器加动态功能来适应用户需求的机器。
其特点包括：集成化、智能化、柔性化、可重构化。
（2）可重构机床可重构机床是一种具备智能化提及精度控制、柔性部件变换和自适应控制等能力的机器。
其特点包括：工艺重新配置、精度控制、动态校准、寿命增长。
（3）可重构生产线可重构生产线是一种动态适应技术，适应的是生产线的产品、设备、流程和控制策略等重要因素。
其特点包括：柔性条件、流水线设备柔性配置、控制策略柔性化。
（4）可重构机器人及自主系统可重构机器人是一种以机器人为核心，具有从事生产任务和实现自主决策两大功能平台。
其特点包括：组合、灵感、结构、语言和控制五个方面可变性。
四、可重构制造技术的应用随着智能制造的广泛推广，可重构制造技术已经得到广泛应用，主要应用于以下领域：（1）飞机制造目前，可重构制造技术在飞机制造领域的应用已经非常成熟，主要体现在流水线柔性化、重构装配线和柔性机器人结合应用等方面。
（2）汽车制造随着汽车制造对质、量的要求不断提高，可重构制造技术的应用也越来越广泛。
智能制造中的可重构制造技术研究与应用随着人类社会不断发展，制造业作为国民经济的重要支柱之一，也在不断进步和创新。
智能制造作为制造业向数字化、信息化、智能化转型的方向之一，已成为亟待解决的问题。
作为智能制造的重要组成部分，可重构制造技术的研究和应用也越来越受到人们的重视。
可重构制造技术在智能制造中的地位和作用可重构制造技术是指通过自动化和智能化手段，实现设备、工序、产品等各个方面的灵活控制和协调配合，以适应不同的生产需求和规格变化。
该技术形成的生产系统是一个高度自适应和灵活性强的复杂系统，能够满足多品种、小批量、快速转换等生产要求。
在智能制造中，可重构制造技术的优势尤为明显。
首先，它可以快速响应市场变化，更好地适应需求。
其次，该技术能够提高生产效率和质量，降低生产成本。
最后，可重构制造技术可以帮助企业实现自动化、智能化生产，从而提高整个产业的竞争力和核心竞争力。
可重构制造技术的主要研究内容可重构制造技术包含多个研究方向，其中较为重要的包括以下几个方面：1. 可重构控制技术：用于监控和调节生产过程中的参数和设备状态。
2. 可重构资源分配技术：利用资源可重构性来动态分配资源，以提高资源利用率。
3. 可重构产品设计技术：通过自适应设计手段和灵活化的生产工艺，以快速分析和设计需求。
4. 可重构制造系统建模和仿真技术：为生产系统的规划和设计提供数据支持，以降低系统建设风险。
可重构制造技术的研究和应用现状目前，可重构制造技术在中国的研究和应用已经开始起步，但与国外的同行相比，仍有一定的差距。
在研究方面，国内的学者和企业主要关注于可重构控制和资源分配等技术，而在产品设计和系统建模仿真方面的研究还不够应有。
在应用方面，电子、汽车、机械和航空、航天等行业是该技术比较普遍的应用领域。
未来可重构制造技术的发展趋势未来可重构制造技术的发展趋势是智能化和网络化。
随着物联网、云计算和大数据技术的兴起，可重构制造技术将会更好地与其他技术相结合，实现更智能化、更高效的生产方式。
机械设计基础机械系统的可重构性与灵活性设计机械系统的可重构性与灵活性设计在现代工程领域中扮演着重要的角色。
它们能够提供灵活的设计和制造解决方案，使机械系统在不同的应用场景中具有适应性和可扩展性。
本文将探讨机械系统的可重构性和灵活性设计的概念、优势以及应用案例。
一、可重构性设计的概念可重构性设计是指机械系统能够通过重新配置和重组其组成部件，以适应不同的需求和任务。
这种设计思想使得机械系统具有灵活性，并能够在不同工作环境下实现多种功能。
可重构性设计在机械系统的开发和维护过程中具有重要意义，能够减少资源浪费和成本。
二、可重构性设计的优势1. 灵活性：可重构的机械系统能够通过改变其组成部件的配置来适应不同的需求，从而满足特定的应用要求。
这种灵活性使得机械系统能够适应快速变化的市场需求和技术进步。
2. 资源高效利用：通过将可重构性设计应用于机械系统中，可以最大限度地减少资源的使用和浪费。
当一个机械系统需要适应不同的任务时，无需重新开发和制造新的系统，而只需改变组件的配置和布局，既能够提高资源利用率，又能够减少废弃物的产生。
3. 维护和升级便利性：可重构的机械系统更易于维护和升级。
相比于传统的非可重构系统，可重构性设计使得维护人员能够更方便地替换和升级组件，从而延长机械系统的使用寿命。
三、灵活性设计的概念灵活性设计是指机械系统能够以最小的改变实现不同工作状态和功能。
灵活性设计在机械系统的设计过程中考虑了不同的工作条件和需求，以提高机械系统的适应性和可扩展性。
灵活性设计的主要目标是降低系统设计和制造的成本，并提高生产的效率。
四、灵活性设计的优势1. 成本效益：通过采用灵活性设计，可以减少机械系统的设计和制造成本。
灵活性设计能够让机械系统更好地适应不同的工作状态，无需重新开发和制造新的系统，从而降低了生产成本。
2. 生产效率提高：灵活性设计使得机械系统能够在不同的工作条件下实现多种功能，在不同的工作状态之间快速转换。
机械工程中的可重构技术及应用研究随着科技的不断进步，机械工程领域也在不断发展新的技术。
其中，可重构技术被视为一种具有巨大潜力的技术，正逐渐在机械工程领域得到广泛应用。
本文将探讨机械工程中的可重构技术及其应用研究。
一、什么是可重构技术可重构技术是指一种能够根据不同需求进行灵活调整和重组的技术。
在机械工程中，可重构技术主要包括可重构设计、可重构制造和可重构控制。
可重构设计是指通过调整设计参数、重组零部件或控制软件等方式，实现产品在不同工况下的多功能性。
可重构制造是指通过变换机械设备、调整工艺或变化生产线布局等方式，实现低成本高效率的生产。
可重构控制则是指通过改变控制系统的程序、参数或策略等方式，实现机器在不同工况下的自动化控制。
二、可重构技术在机械设计中的应用研究在机械设计领域，可重构技术的应用研究主要涉及到几个方面，包括多功能设备的设计、可重构结构的设计以及可重构控制的研究。
1. 多功能设备的设计多功能设备是指一种既能够完成多种功能又能够根据不同工况进行重组的设备。
通过可重构设计技术，设计师可以根据需求调整设备的工艺参数、结构布局和控制策略等，使其满足不同的工作要求。
例如，在机械加工领域，设计师可以采用可重构加工中心，通过改变刀具、工件夹持方式等，来实现多种加工工艺的灵活转换。
2. 可重构结构的设计可重构结构是指一种能够根据不同工况进行调整和变形的结构。
在机械设计中，可重构结构的应用可以使机械设备具有更好的适应性和多样性。
例如，在机器人设计中，设计师可以通过调整机器人的关节连接方式、活动部件的排列和替换等，使机器人具备不同工作空间和任务适应能力。
这为机器人在工业生产、医疗护理和危险救援等领域的应用提供了广阔的可能性。
3. 可重构控制的研究可重构控制是指根据不同工况和负载要求，调整控制系统的程序、参数和策略，使机器在不同工作状态下保持稳定性和高效率。
通过可重构控制技术，机械设备可以根据不同需求进行自动调整和优化。
智能制造中可重构制造系统的设计与实现研究随着信息技术的飞速发展和应用，智能制造广泛应用于各个领域中，成为工业化发展的重要方向。
而智能制造中的可重构制造系统的研究和设计则是其中非常重要的一方面。
可重构制造系统能够快速地适应生产工艺的变化，能够更加灵活、高效地生产产品，同时还能节省生产成本。
本文将介绍可重构制造系统的设计和实现研究的相关内容，希望能够引起大家的兴趣和关注。
一、可重构制造系统的概念可重构制造系统是指一种能够自适应变化的制造系统，具有灵活度高、可靠性强等特点。
这种系统能够智能地根据生产要求和生产环境的变化，自动地进行工艺调整和设备配置，以实现高效率的生产。
二、可重构制造系统的设计思路可重构制造系统的设计需要考虑很多因素，主要包括以下几个方面：1.生产流程的分析和优化:分析生产流程中存在的瓶颈和问题，优化生产流程，提高生产效率和品质。
2.设备选型和配置:针对生产要求和生产环境的变化，灵活地选择和配置生产设备，提高设备利用率。
3.软件算法的研发和应用:开发核心的算法和控制系统，实现对生产过程的实时监控和调整，提高生产效率和产品品质。
三、可重构制造系统的实现过程可重构制造系统的实现需要进行多方面的工作，主要包括以下几个方面：1.机械硬件的搭建：搭建基础的硬件架构，包括机械传动、控制系统和感应系统等。
2.软件算法的研发：研发基于机器视觉、神经网络和控制算法等的软件算法，实现对生产过程的实时监控和调整。
3.系统测试与优化：对系统进行全面的测试，优化系统表现，改进算法和设备配置，提高生产效果和生产品质。
四、可重构制造系统的应用前景及发展趋势随着智能制造技术的迅速发展，可重构制造系统在各个领域中得到了广泛的应用和推广。
目前，可重构制造系统主要应用于制造业智能制造领域中，未来还有很大的应用和发展空间。
其中，一些重点领域的应用具有更为广泛和深远的意义，例如汽车制造、航空制造、数控机床等。
总结：可重构制造系统是智能制造的重要构成之一，其设计和实现研究具有广泛的研究意义和应用前景。
海洋工程装备的可重构与模块化设计研究概述：海洋工程装备的可重构与模块化设计是一项关键技术，旨在提高海洋工程系统的灵活性、可靠性和效率。
本文将深入探讨可重构与模块化设计在海洋工程装备中的应用，分析其优势和挑战，并提出一些解决方案。
1. 引言随着海洋工程的发展，越来越多的装备和设施被引进到海洋环境中，例如海洋结构、海洋能源设备、深海勘探工具等。
然而，海洋环境恶劣、多变和复杂，因此海洋工程装备需要具备高度的灵活性和可靠性，以应对不同的应用需求和环境变化。
2. 可重构与模块化设计的概念可重构设计是指通过改变系统内部结构或组件之间的相互连接关系，使系统能够适应不同的任务需求或环境变化。
模块化设计是将系统分解为多个相互独立的模块，每个模块具有特定的功能，且可独立设计、制造和维修。
3. 可重构与模块化设计在海洋工程装备中的应用3.1 提高装备的灵活性可重构设计使得海洋工程装备能够根据具体应用需求进行定制和优化，从而提高操作效率和降低成本。
模块化设计则使得装备模块之间可以灵活组合和拆卸，以应对不同的任务需求和工作环境。
3.2 提高装备的可靠性通过模块化设计，每个模块可以独立设计和测试，使得装备的故障排查和维修更加简便。
同时，模块化设计也可以提高装备的可维护性，降低维修和更换部件的成本。
3.3 降低装备的成本可重构与模块化设计使得海洋工程装备可以更好地利用和共享模块化部件，避免重复研发和制造，从而降低装备的成本。
此外，灵活的模块组装还可以降低整个装备系统的重量和体积，减少运输和安装的困难。
4. 可重构与模块化设计面临的挑战4.1 复杂性管理海洋工程装备通常包含大量的部件和功能模块，如何管理这些组件间复杂的关系和相互作用是一个挑战。
4.2 设计与制造一致性模块化设计需要考虑到不同模块的尺寸、接口和接线标准，以确保它们能够完全兼容并正确连接。
这需要统一的设计规范和标准，同时要确保供应商之间的协同合作。
4.3 系统性能优化海洋工程装备的性能受到多种因素的影响，例如海洋环境、载荷要求等。
智能制造中的机器人技术与应用随着时代的发展，人们越来越注重生产效率的提高与水平的提升。
而智能制造正是当前工业变革的热点话题。
智能制造是指通过信息获取、分析、传输和处理，以及先进的制造技术手段来实现产品系统化、优化化，并且智能化工业生产的过程。
机器人技术作为智能制造的重要技术，已经得到了广泛的应用，让我们来探讨一下智能制造中的机器人技术与应用。
一、机器人技术在智能制造中的应用智能制造需要制造设备具备哪些要素呢？生产线的自动化、灵活性与差异化、以及生产的机器的可重构性。
这些都是机器人所擅长的，让我们来看看机器人在智能制造中的应用。
1. 自动化生产在智能制造中，自动化生产是必不可少的一部分。
自动化生产又包括了自动化储存、自动化运输、自动化堆码、自动化生产等一系列流程。
这些过程都可以用机器人来完成，提高生产效率，降低人工成本。
2. 灵活性与差异化智能制造需要生产设备实现产品的灵活生产，机器人快速切换工作，不仅能够快速切换生产任务，而且能够快速适应不同产品。
3. 可重构性生产需要的机器人设计将生产设备设计成灵活的多级结构，从而实现可重构性，使得改变时代的发展的要求可以随时满足。
二、机器人技术的功能与特点机器人使用模块化设计，通过组装不同的模块，构成不同的机器人。
机器人主要有以下几个特点：1. 精度高机器人具有精度高、误差小的特点，在‘特种工人’、‘不良错’对不同客户要求等方面，为客户赢得了信赖。
2. 高可靠性机器人在操作时，灵活且高效，不仅能够缩短操作时间，还可以降低操作人员的伤害等安全风险，并提高生产效率。
3. 操作上更具灵活性机器人具有多自由度的特点，能完成多种不同的操作，操作灵活性大大提高。
机器人的视觉、听觉、触觉、温度感觉、气体感觉等感觉系统，使得机器人的操作更为精确。
4. 高度自主化机器人具有自组织性、自适应性和自动决策等特点，能够实现机器人的高度自主化，能够根据不同的生产需求进行调整。
三、机器人技术的未来发展随着智能制造的不断发展，机器人技术也应时而进化。
智能制造中的智能装备研究和应用智能制造在当今成为热门的话题，其中智能装备作为智能制造的重要组成部分也引起了人们的广泛关注。
智能装备主要利用先进的信息技术来实现装备的自主控制和智能调节，从而使制造过程更为高效和精准。
本文将探讨智能装备在智能制造中的研究与应用。
一、智能装备的研究现状智能装备的研究在我国已经有了较长的历史，自上世纪80年代开始，我国便开始了对智能装备的研究与开发。
近年来，随着人工智能、物联网等新兴技术的迅速发展，智能装备的研究也得到了蓬勃发展。
目前，国内外的研究者们在智能装备的研究领域主要关注以下几个方面：1. 智能控制技术：智能控制技术是智能装备的核心技术之一。
智能控制技术能够使用传感器和执行器来实时控制装备运行状态，从而实现装备的自主运行。
智能控制技术包括控制算法、控制器设计、运动控制等方面。
2. 智能识别技术：智能识别技术指的是利用先进的检测和识别技术来实现对装备状态的监测和判断。
包括视觉传感器、声学传感器、力传感器等。
3. 智能预测技术：智能预测技术是通过对装备运行数据进行采集和处理，预测装备的运行状态和故障，从而实现装备的智能维修和管理。
二、智能装备在智能制造中的应用随着智能制造的不断普及，智能装备在各个制造领域中得到了广泛应用。
以下是智能装备在智能制造中的具体应用：1. 智能铸造技术：利用智能铸造技术，可以通过传感器统计数据来实现铸造过程的自主控制，从而提高生产效率和质量。
目前，国内外的大型制造企业已经开始采用智能铸造技术进行生产。
2. 智能焊接技术：智能焊接技术是应用智能装备进行焊接过程控制的一种技术。
利用智能装备的自主控制功能，可以实现焊接的高效率、高质量、高稳定性和低能耗。
3. 智能加工技术：智能加工技术是智能装备在加工生产领域的应用。
利用智能装备的高精度和高速度能够实现高效率、高准确度和低损耗的生产，可以大大提高制造业的竞争力。
4. 智能物流技术：在制造过程中，物流环节十分重要，智能物流技术即智能装备在物流领域的应用。
智能制造中的可重构制造系统研究随着科技发展的加速和生产方式的变革，智能制造的理念逐渐深入人心。
智能制造系统极大地促进了现代工业的进步与发展，从而实现更高效率、更高精度、更快速度的生产和制造。
其中，可重构制造系统的研究被广泛关注，因为这种生产方式可以快速响应市场需求并且可以实现极致定制化的生产。
1、可重构制造系统的概念与特点可重构制造系统是指一种具备高度灵活性和快速适应能力的制造模式。
它具有重构生产线、就近制造和弹性制造的能力，能够在保障质量和效率的前提下，实现复杂度和精细化程度的多样化生产。
这种生产方式可以做到根据具体需求，随时改变工艺流程或更改设备部署，从而实现高度自动化和柔性化生产。
在可重构制造系统中，机器之间的协调是通过智能控制和互联技术来实现的。
主要特点包括灵活性高、适应能力强、定制化程度高、自适应性好、生产周期短等。
2、可重构制造系统的应用场景可重构制造系统的应用场景主要包括以下几个方面：(1) 汽车制造业汽车制造业具有高度复杂度、精度要求高、产品类型多等特点。
在这样的情况下，需要具有高度灵活性和快速适应能力的制造模式来保障生产效率和质量。
可重构制造系统能够根据市场需求改变车型、零部件生产工艺流程，以满足自动化生产的要求。
(2) 机床制造业机床制造业是高精度制造工艺的代表，具有生产周期长与生产过程复杂的特点。
可重构制造系统能够实现快速生产周期和灵活的制造过程，以减少生产成本和提高生产效率。
(3) 电子电器制造业电子电器制造业是一个高度竞争的市场，需要能够提供不同定制化选项的制造方式来赢得市场。
用可重构制造系统生产电子电器产品，可以根据客户需求进行灵活定制，并且能够实现智能化、高效率的生产。
(4) 生物医药制造生物医药制造需要高精度、高准确性的生产过程，需要进行复杂的制造模拟和仿真。
可重构制造系统能够利用先进智能控制和自适应技术，实现制造过程的自动化和高效率。
从而能够减少生产时间和提高产品质量。
对柔性制造的了解及应用柔性制造是一种生产制造的方式和理念，其核心思想是提高生产系统的灵活性和适应性，以满足市场需求的个性化和多样性。
与传统的批量生产相比，柔性制造注重灵活调整和优化生产线，以适应不同产品的生产需求。
柔性制造的关键技术包括计算机集成制造系统（CIMS）、计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）、灵活制造单元（FMS）、灵活制造系统（FMS）和可重构制造系统（RMS）等。
这些技术的应用可以实现产品的快速转型、高效率生产和加工过程的智能化管理。
柔性制造的应用领域广泛，包括汽车制造、电子设备制造、纺织、食品加工等。
在汽车制造领域，柔性制造可以实现不同型号和配置的汽车的快速生产，并且可以根据市场需求和顾客个性化要求进行定制生产。
在电子设备制造领域，柔性制造可以适应不同规格和功能的电子产品生产需求，并且可以实现快速研发和上市。
在纺织和食品加工领域，柔性制造可以根据时尚潮流和市场需求进行快速设计和生产，实现高效率和低成本的生产。
柔性制造的优势体现在以下几个方面：首先，柔性制造可以实现快速响应市场需求。
通过灵活的生产系统和智能化的管理，柔性制造可以迅速调整生产线，满足不同产品的生产需求。
这样可以大大降低产品的上市周期，提高企业的市场竞争力。
其次，柔性制造可以实现个性化定制生产。
随着市场竞争的加剧，消费者对产品的个性化需求越来越高。
柔性制造可以灵活调整生产线，根据消费者的个性化要求进行定制生产，提供独特和多样化的产品。
再次，柔性制造可以降低生产成本和提高生产效率。
通过灵活的生产线和智能化的管理，柔性制造可以实现生产过程的自动化和优化，提高生产效率和质量控制，降低生产成本。
最后，柔性制造可以提高生产系统的可靠性和可维护性。
柔性制造注重生产系统的灵活性和适应性，使得系统可以在故障和异常情况下快速调整和修复，减少生产线的停机时间和损失。
总结起来，柔性制造是一种以灵活调整和优化生产线为核心的生产制造方式和理念。
数控技术的发展趋势 中国作为⼀个制造⼤国，主要还是依靠劳动⼒、价格、资源等⽅⾯的⽐较优势，⽽在产品的技术创新与⾃主开发⽅⾯与国外同⾏的差距还很⼤。
下⾯，店铺就为⼤家讲讲数控技术的发展趋势，⼀起来了解⼀下吧! 数控技术的发展趋势 数控技术不仅给传统制造业带来了⾰命性的变化，使制造业成为⼯业化的象征，⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤，它对国计民⽣的⼀些重要⾏业的发展起着越来越重要的作⽤。
尽管⼗多年前就出现了⾼精度、⾼速度的趋势，但是科学技术的发展是没有⽌境的，⾼精度、⾼速度的内涵也在不断变化，正在向着精度和速度的极限发展。
从世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下⼏个⽅⾯： 1.机床的⾼速化、精密化、智能化、微型化发展 随着汽车、航空航天等⼯业轻合⾦材料的⼴泛应⽤，⾼速加⼯已成为制造技术的重要发展趋势。
⾼速加⼯具有缩短加⼯时间、提⾼加⼯精度和表⾯质量等优点，在模具制造等领域的应⽤也⽇益⼴泛。
机床的⾼速化需要新的数控系统、⾼速电主轴和⾼速伺服进给驱动，以及机床结构的优化和轻量化。
⾼速加⼯不仅是设备本⾝，⽽且是机床、⼑具、⼑柄、夹具和数控编程技术，以及⼈员素质的集成。
⾼速化的最终⽬的是⾼效化，机床仅是实现⾼效的关键之⼀，绝⾮全部，⽣产效率和效益在“⼑尖”上。
2.五轴联动加⼯和复合加⼯机床快速发展 采⽤五轴联动对三维曲⾯零件进⾏加⼯，可⽤⼑具最佳⼏何形状进⾏切削，不仅光洁度⾼，⽽且效率也⼤幅度提⾼。
⼀般认为，1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床，特别是使⽤⽴⽅氮化硼等超硬材料铣⼑进⾏⾼速铣削淬硬钢零件时，五轴联动加⼯可⽐三轴联动加⼯发挥更⾼的效益。
但过去因五轴联动数控系统主机结构复杂等原因，其价格要⽐三轴联动数控机床⾼出数倍，加之编程技术难度较⼤，制约了五轴联动机床的发展。
当前数控技术的发展，使得实现五轴联动加⼯的复合主轴头结构⼤为简化，其制造难度和成本⼤幅度降低，数控系统的价格差距缩⼩。
可重构制造装备及应用王志坚 冯雄峰中国科学院宁波工业技术研究院 宁波 315201摘要 可重构制造装备技术是一种支持可持续发展的技术，是企业实施绿色制造的关键技术和方法之一。
中科院宁波工业技术研究院先进制造所在这一领域进行了大量的研究工作。
本文阐述了可重构制造装备工作的基本原理、结构和分类，总结了国内外关于可重构制造装备的研究现状，并对可重构制造装备的最新动态及未来发展作了展望。
关键词：可重构制造装备 夹具 模具 低成本制造1 可重构制造装备基本原理与特征1.1基本原理可重构成形模的概念如图1所示，它由几百个甚至一、二千个左右的高度方向可以调节的单元体组成，因此它是形状可变的。
不同的可重构模具，有不同的可重构单元形状及其调控和夹紧方式。
根据不同的产品模型，通过计算机控制各可调单元体的高度，形成相应的产品形状，再对其表面进行处理得到成型面，并以此实现任意曲面形状板类零件的快速成形。
这一方法既能省去大量的模具制造费用，又能同时解决单件、小批量零件的生产问题。
图1 可重构模具概念 [1]1.2结构组成可重构装备的基本结构由5部分组成[1]：可重构单元模块、可重构单元的调控机构、可重构单元的支撑和夹紧机构、可重构表面处理单元以及支撑软件模块。
根据具体应用的不同，其机构的各部分也有较大的差异。
可重构单元是可重构模具的基本组成部分，在可重构制造装备设计过程中，可重构单元截面形状是必须考虑的重要因素。
最常用的截面形状有四种，它们是：方形、六角形、圆形和螺纹形，如图2所示。
方形和六角形的可重构单元，相邻单元之间可以实现无缝拼接；圆 形和螺纹形的可重构单元之间存在细小缝隙，采用圆形单元通常是因为需要在其中植入液压或气压缸以驱动可重构单元；螺纹形的可重构单元之间能实现自然啮合，可承受较大的成型压力。
可重构单元的调控机构是实现可重构模具柔性的执行机构，国内外研究人员开发出用CNC 调控、液压调控、丝杆调控等方法。
选择或设计调控机构时，一般从可重构单元的调整精度和速度、可重复性、加工难易程度、制造成本等方面考虑。
可重构单元的支撑和夹紧通过液压法、肘节机构、斜楔、夹紧块等方法来完成。
当可重构装备用作夹具时，通常不需要进行表面处理；当用作模具时，通常在表面覆盖弹性橡胶或用工程塑料来真空成型。
（a）方形 （b） 六角形 (c) 圆形 （d） 螺纹形图2 可重构单元形状1.3 可重构制造装备的分类与应用1.3.1分类（1）按照可重构单元的排列，分为离散型和紧密堆积型；（2）按照应用方式，可重构制造装备包含两种类型：可重构夹具和可重构模具。
可重构夹具通常用于支撑大型柔性板件或夹紧形状复杂的异形件；可重构模具用于加工大型、小批量的钣金件、塑料件等。
（3）按照可重构单元的驱动方式，可分为液压型、丝杆型、CNC型等。
1.3.2 应用可重构制造装备凭借其突出的柔性、应用的经济学和高效率，在航空、医疗、建筑、交通以及能源等领域有着潜在的广泛应用。
2 几种现有的可重构制造装备以下可重构装备的描述将以其应用方式来分类。
2.1 可重构夹具德国Matrix Innovations 公司致力于可重构夹具的研发和销售，是全球最大的可重构夹具生产商和制造商。
该公司主要有两个系列的可重构夹具：一是X-GRIP系列用于产品的检测，另一个系列是X-CLAMP用于产品的加工。
英国诺丁汉大学Nabil Gindy教授与团队对可重构技术的研究始于2000年左右。
在研究初期，团队主要致力于可重构夹具的研究，相继推出磁流变可重构夹具、实心球可重构夹具、螺针矩阵夹具（如图3所示），这些夹具在劳斯莱斯公司得到初步应用并申请了近十项专利[2-5]。
特别地，磁流变可重构夹具利用磁流变可液来控制可重构单元的夹紧与放松。
磁流变（ MR液）是一种变相智能流体, 里面有很多微米和纳米大小的铁粒子悬浮在液体中。
该材料在正常情况下是液体，加了磁场后变成半固体.（a）磁流变夹具 (b) 实心球夹具 (c) 镙针矩阵夹具图3 可重构夹具2.2 可重构模具在可重构模具装备领域，研究时间最长和成果最为丰硕的研究团队有三个，他们分别是：美国麻省理工大学的David Hardt教授与团队；中国吉林大学李明哲教授与团队以及英国诺丁汉大学Nabil Gindy教授与团队。
其中，麻省理工大学和吉林大学致力于可重构板金模的研究，诺丁汉大学致力于可重构真空成型模的研究。
2.2.1 可重构钣金模美国麻省理工大学David Hardt教授从1980年开始，致力于用可配置模来进行金属钣金件成型的应用研究，至今有30年的历史。
研究内容包括：可配置模装备系统的总体与详细设计、工件表面缺陷的消除、钣金工件弹性回缩模拟与控制以及工件质量的闭环控制等[6-8]。
该团队的主要研究成果体现为在1996年至2002期间，他们在美国国防部高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency）的资助下（研究经费高达两千万美金），与Northrop Grumman Corporation（世界第3大军工生产商）和Cyril Bath Company）联合攻关，开发成功用于飞机钣金机身面板拉伸成形的、计算机控制的可重构模具（如图4）。
图4 麻省理工学院David Hardt教授面向柔性制造的可调模（RTFF) [9]中国吉林大学李明哲教授对可重构技术（多点成形技术）的研究始于1990年留学日本期间，至今有20年的历史。
他的研究致力于用多点成形模来进行钣金件成形的应用研究[10-12]。
该团队的主要研究成果体现为板材无模多点成形压力机系列的推出，并在列车流线型车头覆盖件成形、钛合金板成形、北京奥运会国家体育馆（鸟巢工程）中的弯扭板件中得到初步应用[13]。
2006-2009,李明哲教授团队与英国卡迪夫大学合作开展欧盟框架计划项目“基于多点成形方法的数字可调模具在飞机面板制造中的应用”的研究。
2.2.2 可重构真空成型模真空成型热塑性工程塑料是可重构模的另一个应用。
从2005年开始，英国诺丁汉大学开始研究螺针可重构模具在真空成形中的应用。
至2009年，成功开发出“螺杆可重构集成式多点真空成型机"原型系统[1]。
该螺针模系统将CAD/CAM、CNC、可重构模、真空成型和逆向工程结合在一起进行热塑性工程塑料产品的快速低成本制造。
可重构真空成型模系统的应用流程如图5所示，包含6个步骤。
1）建立目标产品的CAD模型；2）通过有限元软件将CAD模型网格化，并获取工件表面有限元节点坐标；3）使用诺丁汉大学自主开发的软件，进行CAD模型与可重构模的优化映射，获取最优的有限元节点，并据此自动生成各可重构单元自动调控的数控代码和模拟调控程序；4）CNC 根据自动生成的数控代码进行各可重构单元的调整；5）根据需要，对可重构模进行表面处理，如进行表面精铣或增加表面涂层等；6）在处理完毕的可重构模上进行工程热塑性塑料的真空成型，加工出所需产品。
图5 可重构螺针模应用流程 [1]3 可重构制造装备的必要性与优势自18世纪中叶工业革命以来，实作为现夹具、模具等制造装备的单套多用一直是研究人员和企业共同孜孜以求的目标。
随着资源的日益枯竭，实施绿色制造日益重要。
可重构制造装备企业实施绿色制造的关键技术和方法之一，越来越得到科研人员和企业的重视。
夹具和模具在用来在加工过程中夹紧和成型工件，对于工件的加工质量至关重要；目前工厂对于复杂的零件的加工，基本上使用“１对１”专用夹具或模具，这对于传统的大批量生产还不是大问题；而现代的制造业正在向小批量、个性化和多品种发展，“１对１”专用夹具和模具已极其低效，也导致工具的费用极其昂贵；由于由于可重构制造装备的柔性，可以大量减少工具的费用，因而深受欢迎，尤其受具有高附加值行业的欢迎．可重构制造装备的技术优势在于:• 可重构夹具多点支撑工件,减少工件变形；• 可重构制造装备可以重复使用。
一个夹具或模具可用于生产或加工不同工件，极大地减少了装备的制造,维修和存储费用；• 可构夹具可以广泛的应用在各种零件的加工,例如焊接、检验、装配、机床加工等； 可重构模具可以广泛的应用与高速列车外壳、现代建筑结构件、游艇飞机蒙皮等高附加值产品的制造上。
4 最新动态在可重构装备中，可重构夹具的研究相对比较成熟，并有了一些商业化的应用。
对于可重构模具，尽管国内外对它的研究非常深入，但真正能够实现商业化并得到应用的非常少见。
(a) CAD 模型 ( b) 模型网格化 (c) 调整距离计算和数控代码自动生成(d) 根据模型调整螺针 (e)螺针模表面处理(f)真空成型产品而且可重构成形模目前仅在钣金类零件的成形中得到初步应用，在复合材料零件成型研究领域，其研究还处于起步阶段。
这是由于钣金件和复合材料件在成形机理上存在很大差异，主要表现为钣金件的加工是板类塑性成型而复合材料件的加工属于液体模塑成型，并且复合材料成型需要额外的模温控制，因此两者的可重构模在机构上差异较大。
中国科学院宁波工业技术研究院在国内首次提出用可重构模进行复合材料板件的生产，是用可重构模成型非钣金件研究领域的先驱。
宁波工业技术研究院在碳纤维复合材料领域具备雄厚的科研实力。
目前已建成碳纤维制备技术国家工程实验室，是浙江省先进纤维材料制备技术创新团队。
依托这一平台，中科院宁波工业技术研究院柔性制造装备及应用团队积极研究用可重构模具制造复合材料产品的新工艺，为实现小批量、大件复合材料产品的低成本和快速制造作深入探索。
通过建立复合材料产品模型与可重构模具装备之间的最佳映射关系，设计相应的高效软件算法，实现可重构单元调控程序的自动生成；通过对模具装备大量的可重构单元（一、两千个）的调控模块进行系统集成，实现可重构单元的同步调控；通过对可重构模凹凸不平的表面进行一定的工艺处理来获得成型面，进而在此成型面上用复合材料成型工艺制造工件。
力图实现以大批量生产的单件生产成本来生产个性化、单件或小批量产品。
该技术成熟后，将其与机械手及现有的复合材料生产线相结合，实现单件、小批量复合材料产品的流水线作业（图6）。
（a）复合材料产品线 （b）机械手图6 基于可重构模的单件、小批量复合材料产品生产线5结束语制造业正朝个性化生产发展，单件、小批量产品日益成为生产的主流，可重构模具装备适应这一潮流，有极好的商业前景。
介于目前复合材料越来越多地在各工业领域上得到应用，现在开展可重构模具技术在复合材料成型上的研究应该是恰逢其时。
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