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先进制造技术 教学课件 作者 李伟 第2章-制造自动化技术

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《先进制造技术》PPT课件

《先进制造技术》PPT课件

• 设计者的主导作用 计算机不可能完全取代人 进行设计作业；
• 主要辅助完成技术设计 不可能也没有必要涉 及产品设计的所有环节。
2021/3/26
10
第二章
2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
产品的造型建模技术 • 线框模型：以顶点和棱边描述三维形体，为两表
结构； • 表面模型：以表面描述形体方法，为三表结构； • 实体建模：能完整表示三维的几何信息和拓扑信
2021/3/26
逻辑维
4
第二章
现代设计技术的时间维
• 产品规划--需求分析、市场预测、可行性分析、 总体参数、制约条件和设计要求；
• 方案设计--功能原理设计，确定原理方案； • 技术设计--将产品的功能原理具体化为机器产
品及其零部件的具体结构； • 施工设计--指工程图绘制，工艺文件编写，说
明书编写等。
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32
第二章
3）优化设计的步骤
• 设计对象的分析 • 设计变量和设计约束条件的确定 • 目标函数的建立、 • 合适的优化计算方法的选择 • 优化结果分析
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33
第二章
常用优化求解方法
一维搜索法
黄金分割法 多项式逼近法
梯度法（最速下降法）
无约束 非线性 规划算
法
间接法 直接法
目标函数
使极小化函数f(x1,x2, …..,xn)
满足约束条件
不等式约束条件
gu(x1,x2,…..,xn)≤0 hv(x1,x2,…..,xn)=0
(u=1,2,…m)
(v=1,2,…p)
等式约束条件
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25
第二章
（1）设计变量
先进制造技术课件

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智能制造
定义
智能制造是指采用先进的控制、 传感、识别和决策技术，实现 制造过程的智能化、自适应和 自我优化，提高制造效率和产 品质量，促进产业转型升级。
技术概况
智能制造的核心技术包括传感 器技术、控制技术、模型算法、 决策策略等，具有数字化高精 度、多信号处理、实时控制优 化等特点，可以自动调节和检 测生产过程中的参数并自我适 应优化提高了生产效率和制造 品质。造技术的基础概念、数字化制造和智能制造、 柔性制造和先进材料以及先进加工技术等方面的知识，让你全面了解现代制 造业的发展。
先进制造技术基础
定义
先进制造技术是指采用新型材料、新型工艺、新型手 段和新型装备等先进技术实现制造过程的自动化、数 字化和智能化，提高制造效率和质量，促进制造业的 转型升级。
实践案例
先进加工技术在航空、航天、 汽车、医疗等高端制造领域得 到广泛应用和积极推广，如激 光加工、电化学加工、离子束 加工等，提高了国家生产制造 业的整体实力。
总结与展望
课程总结
本课程介绍了先进制造技术的基础知识、数字化制造和 智能制造、柔性制造和先进材料以及先进加工技术的相 关知识，希望对您深入了解现代制造业的发展和趋势有 所帮助。
实践应用
智能制造在机器人、自动化装 备、工业互联网、智能工厂等 领域均有广泛应用，已经成为 新一轮工业革命的重要标志， 促进了技术和工业的转型升级。
柔性制造
概念
柔性制造是指采用一定的技术和手段，以适应市场需 求和产品变化为核心，实现生产模式的智能化、高效 化和个性化，从而提高生产的灵活性和质量，降低生 产成本。
先进加工技术
概念
先进加工技术是指采用新型材 料、新型工艺、新型手段和新 型装备等，实现制造过程的高 精度、高效率、高质量和灵活 生产，降低成本和提高效益， 是现代制造技术的核心和支撑。
《先进制造技术》PPT课件 (2)

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薄层成形时收缩大,易翘曲变形; 成形薄层强度低,不同方向组织均匀性差。
X
第二章 加工域活动中的先进工艺
1. Tri-Hatch扫描法
这是一种三角形扫描固化法,扫描后三角形内部不固化,总固化面积为50%。 这种方法的特点是能极大缩短零件的制造时间,特别适合制作大零件;缺点 是固化后会引起较大的扭曲变形,最终生成零件的精度不高。
CT或MRI
CAD
STL
STL、IGES、STEP……
RP系统
第二章 加工域活动中的先进工艺
三、原型制作时的扫描路径
薄层制造是通过扫描路径的规划和控制来实现的。激光按一定的扫描模式使 材料固化或烧结,生成薄层。
SLA和SLS中普遍采用的是长线扫描方式。
优点
方式简单,计算方便; 数据存储量小。
Y
缺点
IGES 的特点
优点 支持广泛 提供全面的实体信息来精确描述3D模型。
缺点 包含大量冗余信息 不支持网格模型 基于IGES的切片算法复杂。
第二章 加工域活动中的先进工艺
②HP/GL HP/GL(Hewlett- Packard graphics language)格式图形绘图仪的标准。它 也属于面片模型。
1 . STL ( Stereo Lithography interface specification )格式
STL 最初是用于美国30Systems 公司生产的SLA 快速原型系统的一 种文件格式，目前是快速原型系统与CAD 系统之间的准行业数据交换 标准。一个STL 模型如图8 一1 所示。
STL 文件格式中每一个三角面片由四个数据项表示，即三个顶点 坐标和面片的法矢，而STL 文件就是所有三角面片的集合.STL 文件格 式有ASCll 码和二进制码两种输出形式.二进制码输出形式所占用的文 件空间比ASCll 码输出形式的小得多，但是ASCll 码输出形式直观明了、 便于检查
先进制造技术培训课程.pptx

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个字。新是指本课程的内容大都是近10余年发展起 来的技术。多和杂是指本课程内容多而且庞杂，结 构不是十分清晰。变是指随着制造技术的发展，本 教材中的一些内容，甚至是概念都有可能发生变化。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一章
第一章 制造业与先进制造技术
1.1 制造业的发展与挑战 1.2 先进制造技术的提出和进展 1.3 先进制造技术的内涵和体系结构 复习思考题
第一章
先进制造技术
李艳
第一章
教学内容安排
本书共有六章节 第一章 制造业与先进制造技术 第二章 现代设计技术 第三章 先进制造工艺技术 第四章 制造自动化技术 第五章 现代生产管理技术 第六章 先进生产制造模式
第一章
本课程的有关说明
1. 学时 本课程教材总学时40学时，课堂讲授40学时。
2. 特点 本门课程的特点可归纳为：新、多、杂、变几
工业化规模生产时期--19世纪，实现了批量工业化规范 生产
刚性自动化发展时期--20世纪初，以大批量生产为模式 的刚性自动化
柔性自动化发展时期--二战之后，多品种小批量柔性自 动化生产模式，包括NC、CNC、FMC、FMS等。
综合自动化发展时期-自80年代,CAD/CAM/CAP/CAE/CAT； MRP,MRPⅡ,ERP,TQM；DNC,CNC,FMC/FMS,ROBOT； CIMS,CE,LP
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
第一章
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
先进制造技术课件(第二章)资料

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华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
离散与组合式思维
很多事物将其分解可能意味着创新。如电话 听筒与主机分离，产生了子母电话机：磨床主 轴与床身分离，产生了手动磨头。 很多事物，彼此组合会构成创新。如电视与 电话组合在一起，出现了电视电话；收割机、 脱粒机、打包机组合在一起，产生了联合收割 机：电解加工与磨削加工组合在一起，形成了 电解磨削。 在制造领域，产品的模块化设计是运用离散 (分解)与组合式思维的典型范例。
华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
第二章 先进设计技术
本章要点 1、现代设计技术的基本内容 2、CAD的关键技术 3、模块化设计的关键技术 4、创新设计 5、逆向工程
华中技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
CAD技术的优越性 ➢大大提高设计质量 ➢提高设计生产率，缩短产品开发周期 ➢ 较大幅度地降低生产成本 ➢ 将技术人员从繁重的计算、绘图、修改 工作中解放出来
华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
◆散乱数据的模型重构 。不依赖于数据的特 殊组织方式，可以对任意测量数据进行处理， 扩大了所能解决的问题域，具有更强的通用 性。因此，海量散乱数据的模型重构更为人 们所关注。
华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
动连接之分：固定连接指连接后两模块之间 没有相对运动；而活动连接的两模块之间可 以相对运动(如直线运动、旋转运动等)。若连 接的两模块没有直接的装配关系，称两模块 的连接为柔性连接。例如与机床分离的液压 站，它虽然通过油管、电缆等与主机相联系 ，但非几何相关，故属于柔性连接。
华中科技大学武昌分校机械电子工程专业课程《先进制造技术》
2.5.4 逆向工程关键技术 反求对象的分析
先进制造技术完整文字ppt课件

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可编辑课件
46
（二）叠(分）层实体制造技术
（LOM技术，Laminated Object Manufacturing ）
工业设计依托高水平的制造技术，新技 术的涌现促进了设计风格的变化，而工业 设计也赋予了技术一种视觉形式，创造了 崭新的现代生活方式，并提供了一系列表 现现代化确切含义的符号。
可编辑课件
2
三、产品开发战略的演变：
60年代: “如何做得更多”。 70年代: “如何做得更便宜”。 80年代：“如何做得更好”。 90年代：“做得更快”。
可编辑课件
16
“集”：集成化制造
“集成化”是技术的集成，是管理的集成， 是技术与管理的集成。现代的制造技术就是 集成的技术，先进制造技术就是制造技术、 信息技术、管理科学与有关科学技术的集成。
可编辑课件
17
“快”：敏捷化制造
即指对市场的快速响应，对生产的快速 重组，这两个快速必然要求生产模式有高 度柔性与高度敏捷性 ．
敏捷制造、动态联盟、快速成型技术、 快速模具技术等。
可编辑课件
18
绿色制造 “绿”：绿色制造
又称清洁制造，其目标是使产品从设计、 生产、运输到报废处理的全过程对环境的负 面影响达到最小”.其内涵是产品生命周期的 全过程均具有绿色性。
可编辑课件
19
我国改革开放取得巨大成就，保持着世界上最 快的经济发展速度，但是仍然沿袭着粗放型的经 济增长模式。例如近年我国年GDP约占全世界 GDP的4%。但各类资源消费总量约合50亿吨。 其中钢铁、煤炭、水泥分别占全世界总消费量的 30%、31%和40%。
(2)被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固 化，形成零件的一个薄层。
可编辑课件
41
《先进制造技术》课件(全套)

《先进制造技术》课件(全套)


26
河南省精品课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.3 先进制造技术的特点和发展趋势
Characteristics of Advanced Manufacturing Technology And Its Developing Trend
……
与大、小制造概念相对应，对于制造技术的理解也 有广义和狭义之分。广义理解制造技术涉及生产活动的 各个方面和生产的全过程，制造技术被认为是一个从产 品概念到最终产品的集成活动，是一个功能体系和信息 处理系统。
8
1.1.2 制造系统
制造系统结构
经营管理 财务
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重基石
20世纪兴起的核技术、空间技术、信息技术、生物医学技 术等高新技术无一不是通过制造业的发展而产生并转化为规 模生产力的。其直接结果是导致诸如集成电路、计算机、提 动通信设备、国际互联网、机器人、核电站、航天飞机等产 品相继问世，并由此形成了制造业中的高新技术产业。
生产 技术 信息 产品 设计 产品 设计 信息 工艺 过程 计划 工艺 过程 信息
需求 订货 信息
综合 生产 计划
生产 计划 信息
生产 进度 计划
进度 计划 信息
作业 计划
作业 计划 信息
生产 实施
生产 结果 数据
生产 控制
生产 控制 信息
计划阶段
实施阶段
控制阶段
图1-6 制造系统的程序特性
研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使 生产活动达到最佳化。
制造业是国家安全的重要保障
美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果 导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不 敌日本的局面。20世纪80年代，发生了轰动一时的“东芝 事件” 。美国重新关注制造业的发展，至 1994 年美国汽 车产量重新超过日本。
先进制造技术课件第2章课件10.8

先进制造技术课件第2章课件10.8


第四章 制造自动化技术
数控加工手工编程一般步骤
NC
零件图
工 艺 分 析
数 值 计 算
程 序 编 制
输 入 NC 程 序
首 件 试 切
修改
手工编制不足：效率低、复杂零件手工 编程困难，周期长，错误率高。
第四章 制造自动化技术
2. 手工编程的程序格式
数控加工指令一般采用文字－地址程序段格式，文 字－地址程序段格式如下： Ｎ— Ｇ— Ｘ— Ｙ— Ｚ— …… Ｆ— Ｓ— Ｔ— Ｍ— ； 文字地址符的说明： （ 1 ）程序段号Ｎ程序段号代表程序段的序号，它用 来检索程序段。 （ 2 ）准备功能字Ｇ准备功能指令由字母Ｇ和后续两 位数字组成。 （3）尺寸字Ｘ、Ｙ、Ｚ等 尺寸字用来给定机床坐标 轴位移的方向和数值，它有地址码、正负号及数值构成。
第四章 制造自动化技术
1.产品建模技术——基于特征的产品定义模型 2.集成的数据管理技术 3.产品数据交换接口技术 4.集成的执行控制程序
第四章 制造自动化技术
第二节 机床数控技术
2.2.1 机床数控系统 2.2.2 机床伺服系统
2.2.3 数控加术
第四章 制造自动化技术
第四章 制造自动化技术
CAD 计算机绘图、有限元分析、产品造型、图 像分析处理、优化设计、动态分析与仿真、物 料清单（BOM）生成等；
CAPP 毛坯设计、工艺方法选择、工序设计、 工艺路线制定、工时定额计算等；
CAM 刀具路径确定、刀位文件生成、刀具轨 迹仿真、NC代码的生成等作业。
第四章 制造自动化技术
半闭环伺服系统
第四章 制造自动化技术 交流伺服电机： •异步电动机 功率大、精度稍低、多用于主轴电机； •永磁同步电动机 精度要求高、价格贵，多用于容量 小的进给伺服电机。 交流伺服驱动器： •模拟式 工作速度快，系统频率宽，体积大、 器件多、不易调试； •数字式 控制方式改变仅需改变软件，柔性好， 结构紧凑，重复性好。 检测元件： 旋转变压器、脉冲编码器等。
先进制造技术 教学课件 ppt 作者 赵云龙 2-5

先进制造技术 教学课件 ppt 作者 赵云龙 2-5

第2章制造自动化技术2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.1 智能制造技术和智能制造系统的基本概念2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.1 智能制造技术和智能制造系统的基本概念简单的说就是要2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.2 智能制造技术和智能制造系统的主要内容2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.2 智能制造技术和智能制造系统的主要内容2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.2 智能制造技术和智能制造系统的主要内容2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.2 智能制造技术和智能制造系统的主要内容2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.2 智能制造技术和智能制造系统的主要内容下图表示一个机械加工工厂的IMS的主要生产内容。

按照时间间隔的长短进行分类，其特征可分为：加工行为、几何和信息流三大类特征区。

2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.3 智能制造系统的建模技术2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.3 智能制造系统的建模技术2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.4 智能制造技术的控制策略2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.4 智能制造技术的控制策略2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.4 智能制造技术的控制策略2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术 （1）刀具状态监测表2-4 刀具破损的探测方法灵敏，实时，使用方便，成本适中，是最有希望的刀具破损探测方法，小量供应市场，有较广泛的工业应用潜力声发射传感器刀具破损时发生的AE 信号特征分析声发射（AE ）可进行切削状态、刀具破损探测，但尚处于研究阶段麦克风切削区环境噪声探测分析噪声可实现扭矩限制，但受切削振动变化的影响，处于研究阶段超声波换能器与接受器接受主动发射超声波的反射波超声波灵敏，有应用前途和工业使用潜力加速度计、振动传感器切削过程振动及其变化振动成本低，易使用，灵敏度不高，有商品供应互感器或功率表主电机或进给电机功率消耗功率成本低，易使用，已实用，对在钻头破损（折断）探测有效，灵敏度不高应变片、电流表等主电机、主轴或进给系统扭矩扭矩灵敏，但动态应变仪难装于机床上；简便，有商品供应，识别的主要障碍是阈值的确定应变片、动态应变仪、力传感器切削力变化量、切削分力比率切削力间接法简便，受切削温度、切削力和切屑变化影响；不能实时监视；尚待解决可靠性问题电阻片、印刷电阻电路、开关电路、磁间隙传感器电阻变化、开关量、磁力线变化接触可提供直观图像，结果较精确，受切削条件影响，不易实现实时监视，正在进行实用化开发光敏、激光、光纤光学传感器、CCD 或摄像管光反射、折射、富氏传递函数变换、TV 摄像光学图像直接法主要特性传感器传感原理传感参数2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术 （1）刀具状态监测分辨率0.5～2μm ，精度2～5μm ，探测刀具磨损前后刀具—工件间距离变化；多数方法处于实验研究阶段车削等刀具—工件距离探测法灵敏度相当低，响应慢，不可用于冷却使用状态，预测无应用前途车削切削温度灵敏度低，响应时间较长，易使用车、铣、钻削等功率（电流）法灵敏度20～100μm ，比切削力法与功率谱分析法有应用价值车、钻、镗削等切削力（扭矩法）间接法灵敏度10μm ，不受切屑、冷却液和切削温度影响，需进一步解决防护问题，有应用前景各种切削工艺放射线法灵敏度10μm ，提供直接评价，受切屑与切削温度变化影响，有应用前景车削、钻削刀具接触分辨率0.1～2μm ，精度1～5μm ，正在进一步研究实用化，摄像法较贵砂轮磨损或离线，或在线非实时监视多种刀具光学图像法直接法主要特性应用场合传感方法2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术（2）工件的过程监视2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术（3）机床运行监视2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术（4）机床状态监视2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术（5）精度监视与控制2.5 智能制造技术与智能制造系统2.5.5 机械系统状态监控技术①环境温度及其波动；②机床安装条件；③地基变形；④外界干扰振动环境条件①升温运行时间；②切削条件；③运行间歇（降温）时间；④切削力；⑤冷却液吸热和传热条件运动工况①刀具磨损；②刀具热伸长；③换刀安装的对中误差；④刀具弹性变形刀具系统①测量装置精度和重复精度；②测杆变形和死区；③安装对中误差；④控制系统采样延滞误差检测系统①坐标轴运动的几何误差；②多坐标轴间相对空间几何位置；③静动态柔度；④热态变形机床结构系统①重力变形；②温度误差；③夹紧误差；④材质和硬度不均；⑤安装误差余量不匀工件系统①数字化示值误差；②插补误差；③螺距误差；④跟踪误差；⑤校正误差；⑥接口误差；⑦热伸长；⑧传动系统和坐标测量系统间隙定位和控制系统影 响 因 素项 目。

《先进制造技术》课件 第一章

《先进制造技术》课件 第一章

目录页 CONTENTS PAGE
绪论 现代设计技术 先进制造工艺技术（一） 先进制造工艺技术（二） 制造自动化技术 现代生产管理技术 先进制造模式
— 2—
过渡页 TRANSITION PAGE
绪论
1 • 先进制造技术及其主要特点 • 先进制造技术的体系结构及分类 • 先进制造技术的应用及发展趋势
绪论
— 28 —
Thank You
3
户服务的整个过程，成为“市场—产品设计开发—加工
制造—市场”的大系统。
• 高精度：现代制造对产品、零件的要求越来越高，促
4
使激光加工、电子束加工、离子束加工、纳米制造、微机械
5
制造等新方法迅速发展。
• 实用性：注重产生最好的实践效果。
绪论
— 10 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.1 先进制造技术的体系结构
表面改性、制膜 和涂层技术包括化学 镀、非晶态合金技术、 节能表面涂装技术、 表面强化处理技术、 热喷涂技术、激光表 面熔覆处理技术、等 离子化学气相沉积技 术等。
绪论
— 17 —
1.2 先进制造技术的体系结构及分类
1.2.2 先进制造技术的分类
3．加工自动化技术
加工自动化技术是用机电设备工 具取代或放大人的体力。加工过程自 动化涉及数控技术、工业机器人技术、 柔性制造技术、传感技术、自动检测 技术、信号处理和识别技术等内容。 其目的在于减轻操作者的劳动强度， 提高生产效率，减少在制品数量，节 省能源消耗及降低生产成本。
1979年至今
20世纪80年代末美国人开始把雄心勃勃的“星球大战”计 划转移到发展先进制造技术的应用和推广上来； 目前，制造业在美国经济社会发展中仍占有重要地位。
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第1章 绪论
第2章 制造自动化技术
第3章 微细加工技术 第4章 快速原型技术 第5章 工业机器人 第6章 虚拟制造技术 第7章 纳米技术 第8章 压电驱动与控制技术 第9章 绿色制造技术
第二章 制造自动化技术
2.1 概 述 2.2 现代数控加工技术 2.3 超高速加工技术
中国农业大学
2.1 概 述
1．制造敏捷化：包括柔性，重构能力，快速化的集成制 造工艺等。
2．制造网络化：基于Internet／Intranet的制造。 3．制造虚拟化：包括虚拟现实(VR)、虚拟产品开发
(VPD)、虚拟制造 (VM)和虚拟企业(VE)。 4．制造智能化：研究具有自律、分布、智能、仿生、敏
捷、分形等特征的新一代自动化制造系统。 5．制造全球化：主要包括市场的国际化，产品设计和开
自动化技术，实现制造全过程的自动化。也就是对 制造过程进行规划、运作、管理、组织、控制与协 调优化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、 及时和洁净的目标。
中国农业大学
2. 制造自动化的功能目标
制造自动化的功能目标可用TQCSE功能目标模型描述。 其含义如下：
① T (time)：指缩短产品制造周期，产品上市快， 提高生产率。
中国农业大学
第三阶段：柔性制造。 特征：强调制造过程的柔性和高效率。 引入的新技术：成组技术、计算机直接数控和分布 式数控 、柔性制造单元、柔性制造系统，柔性加 工线、离散系统理论和方法、仿真技术、车间计 划与控制、制造过程监控技术、计算机控制与通 信网络等等。
第四阶段：计算机集成制造和计算机集成制造系统。 特征：是强调制造全过程的系统性和集成性，以解 决现代企业生存与竞争的TQCSE问题。
¾ 零件程序的管理软件：实现屏幕编辑、零件程序的 存储及调度管理，与外界的信息交换等功能。
② Q (quality)：指提高和保证产品质量。 ③ C (cost)，指有效地降低成本，提高经济效益。 ④ S (service)：指更好地做好市场服务工作，也能
通过替代或减轻制造人员的体力和脑力劳动，直接 为制造人员服务。 ⑤ E (environment)；指制造自动化应该有利于充 分利用资源，减少废弃物和环境污染，有利于实现 绿色制造及可持续发展制造战略。
¾ 1948年，美国帕森斯公司(Parsons Co．)提出了 数控机床的初始设想。
¾ 1952年，美国麻省理工学院试制成功世界上第一台 数控机床。
¾ 1959年，数控系统开始广泛采用晶体管和印刷电路 板，从而跨入第二代数控系统。
中国农业大学
¾ 1965年，小规模集成电路以其体积小、功耗低广泛 应用于数控系统，数控系统发展到第三代。
时处理数控的多个任务。 ¾ 多微处理机结构
多微处理机结构是指具有两个或两个以上的微处 理机构成的处理部件，处理部件之间采用紧耦合，有 集中式操作系统，共享资源；或者具有两个或两个以 上的微处理机构成的功能模块，功能模块间采用松耦 合，有多重操作系统有效地实行并行处理。
中国农业大学
2．软件结构
CNC系统软件包括零件程序的管理软件和系统控制软件 两大部分。
¾ 1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展 示了以小型计算机取代专用计算机的第四代数控系 统，即计算机数控系统(computer numerical control，CNC)。
¾ 1974年，美、日等国数控生产厂家首先研制出以微 处理器为核心的数控系统(micro-computer numerical control，MNC)。即以微处理器技术 为特征的笫五代数控系统。
2.1.1 制造自动化技术的概念 2.1.2 制造自动化技术的发展历程及现状 2.1.3 制造自动化技术的研究内容 2.1.4 制造自动化技术的发展趋势
中国农业大学
2.1.1 制造自动化技术的概念
1. 制造自动化技术的概念 ¾ 狭义 ：用机器(包括计算机)代替人的体力劳
动或脑力劳动 。 ¾ 广义 ：指“大制造概念”的制造过程的所有环节采用
中国农业大学
2.2.2 CNC系统的组成和结构特点
程序
输入设备
输出入设 备
计算机 数字控 制装置
可编程控 制器
主轴控制单 元
速度主轴控 制单元
主轴电 机
机床
进给电 机
位置检 测器
中国农业大学
图2－2 CNC系统框图
1．CNC装置硬件结构
CNC装置硬件结构一般分为单微处理机结构和多微处理 机结构两大类。 ¾ 单微处理机结构：指只有一个微处理机集中控制、分
中国农业大学
2.1.2 制造自动化技术的发展历程及现状
1．制造自动化技术的发展历程 制造自动化技术的生产模式经历了以下五个阶段： 第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。
特征：高生产率和刚性结构，很难实现生产产品的改变。 引入的新技术：继电器程序控制、组合机床等。 第二阶段：数控加工，包括数控(NC)和计算机数控(CNC)。 特征：是柔性好、加工质量高。 引入的新技术：数控技术、计算机编程技术等。
第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、敏捷制 造、虚拟制造、网络制造、全球制造，绿色制造。
中国农业大学
智能制造、敏捷制造 虚拟制造、网络制造 全球制造、绿色制造
适应于大规 模定制生产
计算机集成制造 柔性制造 数控加工 适应于大批量生产
图 2-1 制造自动化发展的五个阶段
中国农业大学
2.1.3 制造自动化技术的研究内容
1．单元系统的研究占有很重要的位置 2．制造过程的计划和调度 3．柔性制造技术研究 4．制造系统的系统技术和集成技术 5．制造自动化系统中人的作用的研究 6．适应现代生产模式的制造环境的研究 7．底层加工系统的智能化和集成化研究
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2.1.4 制造自动化技术的发展趋势
发的国际合作及产品制造的跨国化等。 6．制造绿色化：综合考虑环境影响和资源效率的现代制
造模式。
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2.2 现代数控加工技术
2.2.1 数控加工技术的发展历程 2.2.2 CNC系统的组成和结构特点 2.2.3 数控加工技术的发展趋势
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2.2.1 数控加工技术的发展历程
数控机床按照控制机的发展，经历了以下五个阶段：