先进制造技术概论(-122张)课件

2022年10月11日机械加工中的新技术

现代设计方法1

先进制造技术2

设备故障诊断技术312022年10月10日机械加工中的新技术现代设计方法12022年10月11日14253概论数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造计算机集成制造系统先进制造技术22022年10月10日14253概论数控技术与数控机床柔性制2022年10月11日先进制造技术产生背景各国先进制造技术的发展先进制造技术的特点先进制造技术的分类先进制造技术的研究领域概论32022年10月10日先进制造技术产生背景各国先进制造技术的2022年10月11日

主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力的合作。满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键,

消费需求全球性产业结构调整快速响应市场321社会经济发展背景先进制造技术产生背景42022年10月10日主题化、个性化和多样化，制造商之2022年10月11日制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展；现代制造业成为技术密集、知识密集型产业；信息成为制造业决定性因素；Intranet/Internet对制造业产生重大影响。科学技术发展背景先进制造技术产生背景52022年10月10日制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超2022年10月11日资源匮泛，污染严重环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价；由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。可持续发展战略先进制造技术产生背景62022年10月10日资源匮泛，污染严重环境问题不能以牺牲今2022年10月11日美国各国先进制造技术的发展先进制造技术计划：1994年预算14亿美元，围绕“智能制造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三个重点领域开展研究；制造技术中心计划：设立制造技术中心，建立技术拥有者与需要者之间的桥梁，展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解和选用最新技术和装备。72022年10月10日美国各国先进制造技术的发展先进制造技术2022年10月11日1990年提出了智能制造计划，由美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加，投资10亿美元实施智能制造计划；目的：使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中，做到生产设备自律化生产设备自律化。日本各国先进制造技术的发展82022年10月10日1990年提出了智能制造计划，由美国、2022年10月11日尤里卡计划1988年用5亿美元资助16个欧洲国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。欧洲信息技术研究发展战略计划在13个成员国向5500名研究人员提供了资助，明确设计原理、工厂自动化、生产过程管理三大课题。欧洲工业技术基础研究计划重点资助材料、制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。各国先进制造技术的发展欧共体92022年10月10日尤里卡计划1988年用5亿美元资助162022年10月11日先进制造技术是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源、材料以及现代管理技术等方面的成果，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。先进制造技术的定义先进制造技术的特点102022年10月10日先进制造技术是在传统制造技术基础上不断2022年10月11日先进制造技术的特点112022年10月10日先进制造技术的特点112022年10月11日Addyourtitle现代设计技术现代设计方法、产品可信性设计、设计自动化技术Addyourtitle先进制造工艺高效精密成形技术、高效高精度切削加工工艺、现代特种加工工艺、现代表面工程技术Addyourtitle加工自动化技术数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术Addyourtitle现代生产管理技术MRPII（制造资源规划）\ERP（企业资源管理）\PDM\JIMAddyourtitle先进制造生产模式CIM（计算机集成制造）、CE（并行工程）、AM（敏捷制造）、IM（智能制造）、LP（精良生产）先进制造技术的分类122022年10月10日Addyourtitle现代设计技2022年10月11日1.现代设计技术2.先进制造工艺技术3.自动化技术4.系统管理技术先进制造技术的研究领域132022年10月10日1.现代设计技术2.先进制造工艺技术32022年10月11日现代设计方法产品可信性设计设计自动化技术模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计。造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真虚拟设计、工程数据库。可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计。现代设计技术142022年10月10日现代设计方法产品可信性设计设计自动化技2022年10月11日先进制造工艺高效精密成形技术快速成形和制造技术05优质低耗洁净热处理技术04优质高效焊接及切割技术03精确高效塑性成形工艺02精密洁净铸造成形工艺01152022年10月10日先进制造工艺高效精密成形技术快速成2022年10月11日高效高精度切削加工工艺

精密和超精密加工高速切削和磨削复杂型面的数控加工游离磨粒的高效加工1234先进制造工艺162022年10月10日高效高精度切削加工工艺精密和超精密加2022年10月11日现代特种加工工艺电加工2超声波加工3水射流加工4纳米技术及微细加工5高能束加工1先进制造工艺172022年10月10日现代特种加工工艺电加工2超声波加工3水2022年10月11日070605表面强化处理技术04节能表面涂装技术03非晶态合金技术02化学镀层处理01等离子化学气相沉积技术激光表面熔复处理技术热喷涂技术表面改性、制膜和涂层技术先进制造工艺182022年10月10日070605表面强化处理技术04节能表2022年10月11日数控装置，进给系统和主轴系统，数控机床的程序编制机器人操作机，机器人控制系统，机器人传感器，机器人生产线总体控制加工系统，物流系统，调度与控制，故阵诊断自动检测CAT，信号识别系统，数据获取，数据处理，特征提取、识别过程监视控制系统，在线反馈质量控制数控技术工业机器人技术柔性制造系统自动检测及信号识别技术过程设备工况监测与控制加工自动化技术192022年10月10日数控装置，进给系统和主轴系统，数控机床2022年10月11日现代生产管理技术

现代管理信息系统1物流系统管理2工作流管理3产品数据管理4质量保障体系5202022年10月10日现代生产管理技术现代管理信息系统1物2022年10月11日优质、高效、低耗清洁基础制造技术（基础技术）MRPIICADCAM数控技术机器人技术FMC清洁生产技术并行工程质量与可靠性技术系统管理技术集成技术CIMS

IMSFMS新型产业及市场需求带动（重大装备、高新技术产业、社会协调发展）系统工程及管理科学激光等新能源的技术微电子及计算机应用技术新材料技术先进制造技术的内涵、层次及其技术构成示意图概论212022年10月10日优质、高效、低CAD数控机器人FMC2022年10月11日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523222022年10月10日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔2022年10月11日数控技术与数控机床232022年10月10日数控技术与数控机床232022年10月11日数控技术与数控机床4数控技术发展简史1235数字控制与数控技术定义按工艺用途分类数控加工的优缺点数控技术的发展动向242022年10月10日数控技术与数控机床4数控技术发展简史12022年10月11日1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一台三座标数控机床。1955年，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来。数控技术发展简史252022年10月10日1952年，Parsons公司和M.I2022年10月11日第一代：1955年NC系统以电子管组成，体积大，功耗大。第二代：1959年NC系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。第三代：1965年NC系统采用小规模集成电路作为硬件，其特点是体积小，功耗低，可靠性进一步提高。数控技术发展简史262022年10月10日第一代：1955年NC系统以电子管2022年10月11日第四代：1970年NC系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，它具有价格低，可靠性高和功能多等特点。第五代：1974年NC系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上的机电一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段：数控技术发展简史272022年10月10日第四代：1970年NC系统采用小型2022年10月11日1974年：系统以位片微处理器为核心，有字符显示，自诊断功能。1979年：系统采用CRT显示，大容量磁泡存储器，可编程接口和遥控接口等。1981年：具有人机对话、动态图形显示、实时精度补偿功能。1986年：数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机进入实用阶段。1988年：采用高性能32位机为主机的主从结构系统。1994年：基于PC的NC系统诞生，使NC系统的研发进入了开放型、柔性化的新时代，新型NC系统的开发周期日益缩短。它是数控技术发展的又一个里程碑。数控技术发展简史282022年10月10日1974年：系统以位片微处理器为核心，2022年10月11日数字控制与数控技术定义数字控制（NumericalControlNC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。292022年10月10日数字控制与数控技术定义数字控制（Num2022年10月11日数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为核心的数控系统。数字控制与数控技术定义数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。302022年10月10日数控系统（NumericalCont2022年10月11日切削加工类成型加工类特种加工类其它类型数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等数控折弯机、数控弯管机等数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等数控装配机、数控测量机、机器人等按工艺用途分类312022年10月10日切削加工类成型加工类特种加工类其它类型2022年10月11日优点数控加工的优缺点自动化程度高，可以减轻工人的体力劳动强度加工的零件一致性好，质量稳定生产效率较高便于产品研制便于实现计算机辅助制造322022年10月10日优点数控加工的优缺点自动化程度高，可以2022年10月11日单位加工成本较高多品种小批量或中批量生产加工中的调整相对复杂维修难度大缺点数控加工的优缺点332022年10月10日单位加工成本较高多品种小批量或中批量生2022年10月11日数控技术的发展动向发展趋势运行高速化加工高精化功能复合化控制智能化体系开放化驱动并联化交互网络化342022年10月10日数控技术的发展动向发展趋势运行高速化32022年10月11日在分辨率为1m时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工。进给率高速化●运行高速化数控技术的发展动向352022年10月10日在分辨率为1m时，Fmax=240进2022年10月11日数控技术的发展动向采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达200000r/min。主轴转速的最高加（减）速为1.0g，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。主轴高速化362022年10月10日数控技术的发展动向采用电主轴（内装式主2022年10月11日换刀速度

0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）工作台（托盘）交换速度6.3秒。数控技术的发展动向372022年10月10日换刀速度数控技术的发展动向372022年10月11日采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度；位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。●加工高精化数控技术的发展动向382022年10月10日采用高速插补技术，以微小程序段实现●加2022年10月11日车铣复合镗铣钻复合铣镗钻车复合铣镗钻磨复合更换主轴箱车削中心复合加工中心加工中心、五面加工中心复合加工中心组合加工中心●功能复合化数控技术的发展动向392022年10月10日车铣复合镗铣钻复合铣镗钻车复合铣镗钻磨2022年10月11日智能化交流伺服驱动装置智能故障诊断与自修复技术加工参数的智能优化与选择数控技术的发展动向●控制智能化402022年10月10日智能化交流伺服驱动装置智能故障诊断与自2022年10月11日数控技术的发展动向●体系开放化在不同的工作平台上均能实现系统功能、且可以与其他的系统应用进行互操作的系统。系统构件（软件和硬件）具有标准化与多样化和互换性的特征，允许通过对构件的增减来构造系统，实现系统“积木式”的集成。定义特点412022年10月10日数控技术的发展动向●体系开放化在不同的2022年10月11日●驱动并联化数控技术的发展动向422022年10月10日●驱动并联化数控技术的发展动向422022年10月11日网络资源共享01数控机床的远程监视、控制02数控机床的远程培训与教学03数控装备的数字化服务04●交互网络化数控技术的发展动向432022年10月10日网络资源共享01数控机床的远程监视、控2022年10月11日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523442022年10月10日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔2022年10月11日FMS产生的背景条件FMS的产生过程FMS的定义FMS的发展状况FMS的主要特点

FMS的基本组成柔性制造系统452022年10月10日FMS产生的背景条件FMS的产生过程F2022年10月11日随着经济的发展和消费水平的提高，人们更注重产品的不断更新和多样化，中小批量、多品种生产已成为机械制造业的一个重要特征。科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高。FMS产生的背景条件462022年10月10日随着经济的发展和消费水平的提高，人们更2022年10月11日1950年，美国MIT诞生了第一台三坐标数控铣床以后，机电一体化及数控（NC）的概念出现了。机电一体化技术进一步发展，出现了计算机数控（CN）、计算机直接控制（又称群控）（DNC）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助设计（CAD）、成组技术（GT）、计算机辅助工艺规程（CAPP）、工业机器人技术（ROBOT）等新技术。FMS的产生过程472022年10月10日1950年，美国MIT诞生了第一台三坐2022年10月11日在这些新技术的基础上，为多品种、小批量生产的需要而兴起的柔性自动化制造技术得到了迅速的发展，作为这种技术具体应用的柔性制造系统（FMS）、柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动线（FML）等柔性制造设备纷纷问世，其中柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）最具代表性。FMS的产生过程482022年10月10日在这些新技术的基础上，为多品种、FMS2022年10月11日FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公司在1963年制造了世界上第一条多品种柴油机零件的数控生产线。FMS的概念由英国MOLIN公司最早正式提出，并在1965年取得了发明专利，1967年FMS正式形成。FMS的产生过程492022年10月10日FMS的雏形源于美国MALROSE公司2022年10月11日FMS：是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。美国：使用计算机控制柔性工作站和集成物料运储装置来控制并完成零件族某一系列工序的，或一系列工序的一种集成制造系统。FMS的定义502022年10月10日FMS：是数控加工设备、物料运储装置和2022年10月11日1985年世界各国已投入运行的FMS有500多套，88年近800套，90年超过1000套，目前约共有4000多套FMS在运行；我国是1984年开始研制FMS，1986年从日本引进第一套FMS。FMS的发展状况512022年10月10日1985年世界各国已投入运行的FMS有2022年10月11日

指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力，可分为瞬时、短期和长期柔性三种。凡具备上述三种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统柔性柔性自动化FMS的主要特点522022年10月10日指制造系统对系统内部及外部环境的2022年10月11日物料储运系统加工系统计算机控制系统

FMS的基本组成

532022年10月10日物料储运系统加工系统计算机控制系统F2022年10月11日典型的柔性制造系统示意图542022年10月10日典型的柔性制造系统示意图542022年10月11日加工系统：FMS的主体部分，用于加工产品零件。加工单元:有自动换刀及换工件功能的数控机床、加工中心。

552022年10月10日加工系统：552022年10月11日

物料储运系统实施对毛坯、工件、夹具、刀具等的存储、运输、交换工作。工件储运系统：毛坯、半成品、夹具组件的存储仓库及缓冲存储站。562022年10月10日物料储运系统562022年10月11日

FMS的基本结构计算机控制系统由管理FMS的信息、控制FMS各设备协调一致工作的计算机网络系统和FMS管理与控制软件构成。572022年10月10日FMS的基本结构计算机控制系2022年10月11日

FMS的辅助设备：在线测量装置、清理装置、切屑处理装置等。

582022年10月10日FMS的辅助设备：582022年10月11日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523592022年10月10日先进制造技术概论1数控技术与数控机床柔2022年10月11日计算机辅助设计与制造CAD/CAM技术CAD/CAM技术发展CAD/CAMsoftwareCAD/CAM基本功能CAD/CAM主要任务CAD/CAM技术应用602022年10月10日计算CAD/CAM技术CAD/CAM技2022年10月11日

CAD/CAM技术定义随着计算机和数字化信息技术发展而形成的新技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点，是目前世界科技领域的前沿课题，被美国工程科学院评为当代做出最杰出贡献的十大工程技术之一。CAD/CAM技术612022年10月10日CAD/CAM技术定义随着计算机2022年10月11日CAD/CAM的基本概念CAD

CAPP

CAM

CAD/CAM集成

CAD/CAM技术622022年10月10日CAD/CAM的基本概念CADCAD2022年10月11日计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD)指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作，包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档…CAD/CAM技术632022年10月10日计算机辅助设计（ComputerAi2022年10月11日KMCAPP

计算机辅助工艺过程设计（ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)指工艺人员借助计算机，根据产品设计结果和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计，包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定…

InteCAPP

CAD/CAM技术642022年10月10日KMCAPP计算机辅助工艺过程设计（2022年10月11日计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM)

计算机辅助制造有广义和狭义两种定义:广义CAM指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析…

狭义CAM通常指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成…CAD/CAM技术652022年10月10日计算机辅助制造（ComputerAi2022年10月11日CAD/CAM集成CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化CAD/CAM技术662022年10月10日CAD/CAM集成CAD/CAM集成实2022年10月11日I-DEAS集成化的CAD/CAM系统借助公共的工程数据库、网络通信技术以及标准化格式的中性文件接口把分散的CAD/CAM高效集成，实现软、硬件资源共享，保证系统内信息的畅通。672022年10月10日I-DEAS集成化的CAD/CAM系2022年10月11日CAD/CAM技术682022年10月10日CAD/CAM技术682022年10月11日CAD/CAM技术692022年10月10日CAD/CAM技术692022年10月11日CAD/CAM技术发展形成期1950CRT麻省理工学院发展期50年代中期：USAirForce‘sSAGE@MITLincolnLaboratory–最早使用光笔60年代初期，IvanSutherland，SKETCHPAD－光笔实现人机交互，定位图形元素－工程图轮廓、尺寸等的分层表示－交互式图形学与计算机辅助设计的基础1959，DAC-1（DesignAutomatedbyComputer

）,第一个commercialCAD系统，由IBM为GeneralMotors开发被称为：“theFatherofCADD/CAM”

702022年10月10日CAD/CAM技术发展形成期702022年10月11日1963年，StanfordResearchInstitute的DougEnglebart发明鼠标成熟期1973第一个实体造型试验系统(solidModeling),1978,第一代实体造型软件集成期CAD/CAM90年代至今，“3I”concept

Intelligent,Interaction,and

IntegrationCAD/CAM技术发展712022年10月10日1963年，StanfordRese2022年10月11日1946年，ENIAC

50年代，APT1962年，DNC70年代英国莫林-24美国FMS系统CAD/CAM技术发展722022年10月10日1946年，ENIAC50年代，AP2022年10月11日1969挪威工业公司autopros派生型1977美国普渡大学appas创成式80年代至今CAPP具有人工智能的专家系统的开发

CAD/CAM技术发展732022年10月10日1969挪威工业公司autopro2022年10月11日CAD–2DdraftingAutoCAD,TwinCAD,etc.CAD–SolidmodelingSolidEdge,SolidWorks,MechanicalDesktop(MDT),etc.CAMSOLIDCAM,SURFCAM,MasterCAM,SmartCAM,etc.CAEANSYS,ABAQUS,NASTRAN,ADAMS,MOLDFLOW,etc.IntegratedSystemPro/ENGINEER,IDEAS,Unigraphics,etc.CAD/CAMsoftware742022年10月10日CAD–2DdraftingCA2022年10月11日国产CAD系统高华CAD－清华CAXA电子图板－北航

CAXA电子图板XPCAXA三维图板XPCAXA实体设计XPCAXA协同管理XPGS-CAD98－浙大金银花系统－广州红地技术有限公司开目CAD－华中理工大学机械学院二维较成熟，三维开始起步绘图技术较为成熟，全面整合较欠缺CAD/CAMsoftware752022年10月10日国产CAD系统CAD/CAMsoft2022年10月11日交互功能

图形显示功能存储功能输入输出功能CAD/CAM的基本功能762022年10月10日交互功能CAD/CAM的基本功能762022年10月11日交互功能人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的桥梁友好的用户界面，是用户直接而有效地完成复杂设计任务的必要条件除软件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信CAD/CAM基本功能772022年10月10日交互功能人机接口是CAD/CAM系统中2022年10月11日图形显示功能

CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑处理用户的每一次操作都要能从显示器上及时得到反馈，直到取得最佳的设计结果。图形显示功能不仅能够对二维平面图形进行显示控制，还应当包含三维实体的处理CAD/CAM基本功能782022年10月10日图形显示功能CAD/CAM是2022年10月11日存储功能为了保证系统正常的运行，CAD/CAM系统必须配置容量较大的存储设备，支持数据在模块运行时的正确流通；其次，工程数据库系统的运行也必须有存贮空间的保障

CAD/CAM系统运行时，数据量很大，有很多算法往往生成大量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中的网格划分等。IBM737MagneticcorestorageunitCAD/CAM基本功能792022年10月10日存储功能为了保证系统正常的运行，CAD2022年10月11日输入输出功能CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果输入输出的信息既可以是数值的，也可以是非数值的，如图形数据、文本…

CAD/CAM基本功能802022年10月10日输入输出功能CAD/CAM系统运行中，2022年10月11日CAD/CAM主要任务几何建模工程绘图计算分析

优化设计有限元分析

计算机辅助工艺规程设计

数控编程动态仿真

计算机辅助测试技术工程数据管理812022年10月10日CAD/CAM主要任务几何建模812022年10月11日几何建模描述基本几何实体（如大小）及实体间的关系（如几何信息），进行图形图像的技术处理。CAD/CAM主要任务822022年10月10日几何建模描述基本几何实体（如大小）及实2022年10月11日832022年10月10日832022年10月11日842022年10月10日842022年10月11日工程绘图CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式CAD/CAM主要任务852022年10月10日工程绘图CAD系统的重要环节，产品最终2022年10月11日862022年10月10日862022年10月11日计算分析计算分析对象包括几何特征（如体积、表面积、质量、重心位置、转动惯量…）和物理特征（如应力、温度、位移…）低压冷涡轮叶片结构分析CAD/CAM主要任务872022年10月10日计算分析计算分析对象包括几何特征（如体2022年10月11日油井压缩机头部封盖失效的原因分析882022年10月10日油井压缩机头部封882022年10月11日优化设计CAD/CAM系统应具有优化求解的功能，也就是在某些条件的限制下，使产品或工程设计中的预定指标达到最优。优化设计是现代设计方法学中的重要的组成部分

CAD/CAM主要任务892022年10月10日优化设计CAD/CAM系统应具有优化求2022年10月11日有限元分析CAD/CAM系统结构分析中的常用方法是有限元法，这是一种数值近似解方法，用来解决结构形状比较复杂零件的静态、动态特性计算，强度、振动、热变形、磁场、温度场强度、应力分布状态等计算分析。

CAD/CAM主要任务902022年10月10日有限元分析CAD/CAM系统结构分析2022年10月11日计算机辅助工艺规程设计设计的目的是为了加工制造，而工艺设计是为产品的加工制造提供指导性的文件，是CAD与CAM的中间环节CAPP根据建模生成的产品信息及制造要求，人机交互或自动决策出加工该产品所采用的加工方法、加工步骤、加工设备及加工参数

CAPP设计结果一方面生成工艺卡片文件被生产实际应用，一方面直接输出信息，为CAM中的NC自动编程系统接收、识别，直接转换为刀位文件CAD/CAM主要任务912022年10月10日计算机辅助工艺规程设计设计的目的是为了2022年10月11日数控编程分析零件图和制订出零件的数控加工方案后，采用专门的数控加工语言（例如APT语言），提供数控机床各种运动和操作的全部信息数控编程基本步骤通常包括：编程手工或计算机辅助编程，生成源程序前处理编译源程序，求出刀位文件后处理将刀位文件转换成零件的数控加工程序CAD/CAM主要任务922022年10月10日数控编程分析零件图和制订出零件的数控加2022年10月11日动态仿真模拟：根据设计要求，建立一个工程设计的实际系统模型，例：机构、机械手…仿真：通过对系统模型的试验运行，研究一个存在（或设计中）的系统，通常有加工轨迹仿真，机构运动学仿真，机器人仿真，工件、机床、刀具、夹具的碰撞、干涉检验…目的：预测产品性能，模拟产品制造过程、可制造性，避免损坏，减少制造投资CAD/CAM主要任务932022年10月10日动态仿真模拟：根据设计要求，建立一个工2022年10月11日计算机辅助测试技术计算机辅助测试技术结合计算机技术、测量技术、信号处理及现代控制理论形成了一门新兴综合性学科模具检测逆向工程管件测量CAD/CAM主要任务942022年10月10日计算机辅助测试技术计算机辅助测试技术结2022年10月11日工程数据管理CAD/CAM系统数据量大、种类繁多，因此CAD/CAM系统应提供有效的管理手段，支持工程设计与制造全过程的信息传输与交换随着并行作业方式的推广应用，还存在着几个设计者或工作小组之间的信息交换问题，因此CAD/CAM系统应具备良好的信息传输管理功能和信息交换功能CAD/CAM主要任务952022年10月10日工程数据管理CAD/CAM系统数据量大2022年10月11日CAD/CAM技术应用962022年10月10日CAD/CAM技术应用962022年10月11日972022年10月10日972022年10月11日982022年10月10日982022年10月11日992022年10月10日992022年10月11日1002022年10月10日1002022年10月11日CAD/CAM技术应用1012022年10月10日CAD/CAM技术应用1012022年10月11日将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来，减少设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期，提高了产品的质量，有利于发挥设计人员创造性借助计算机辅助分析技术，可从多方案中进行分析、比较、选出最佳方案，实现设计方案的优化有利于实现产品的标准化、通用化和系列化促进先进生产设备的应用，在较大范围内适应加工对象的变化，提高生产过程自动化水平，有利于企业提高应变能力和市场竞争力

CAD/CAM的一体化，可以实现信息集成，使产品的设计、制造过程形成一个有机的整体，在经济上、技术上给企业带来综合效益优越性CAD/CAM技术应用1022022年10月10日将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出2022年10月11日14253概论数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造计算机集成制造系统1032022年10月10日14253概论数控技术与数控机床柔性制2022年10月11日计算机集成制造系统几个相关的概念自动化工厂:经自动化“通信网络”连接工厂的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自动化工厂。CIM:计算机集成制造，它反映了制造系统新的发展方向。CIMS:计算机集成制造系统，则是CIM思想技术上的具体实现。

1042022年10月10日计算机集成制造系统几个相关的概念自动化2022年10月11日CIM的概念

计算机集成制造系统计算机集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美国约瑟夫·哈林顿（JosephHarrington）博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出的约瑟夫·哈林顿基本观点为：一是企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体，需要统一考虑；二是整个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作是信息的物质表现。

1052022年10月10日CIM的概念计算机集成制造系统计算机2022年10月11日计算机集成制造系统CIM是一种组织、管理、企业生产的新哲理。CIM手段：将企业生产全部过程中有关人、技术和经营管理，这三要素及其信息流与物质流有机地集成并优化运行，CIM目标：实现产品的高质量、低成本和交货期短，提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。

1062022年10月10日计算机集成制造系统CIM是一种组织、管2022年10月11日计算机集成制造系统CIMS的概念CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统。以达到降低成本C（Cost）、提高质量Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目的，从而提高企业的创新设计能力和市场竞争力。

1072022年10月10日计算机集成制造系统CIMS的概念CIM2022年10月11日计算机集成制造系统产生的背景大背景:20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕阳工业”.---导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗.---美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执行发展计划。---CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。

CIMS：CIMS在20世纪80年代中期才开始重视并大规模实施。1082022年10月10日计算机集成制造系统产生的背景大背景:C2022年10月11日计算机集成制造系统CIMS一般结构计算机集成制造系统主要由设计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成

。1092022年10月10日计算机集成制造系统CIMS一般结构计算2022年10月11日计算机集成制造系统存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬运等。

各模块的主要功能：设计与工艺模块制造模块管理信息模块存储运输模块CAD、CAE、CAPP、CAM等

DNC、CNC、车间生产计划、作业调度、刀具管理、质量检测与控制、装配、自动化仓库、FMC/FMS等市场预测、物料需求计划、生产计算、成本核算及销售等1102022年10月10日计算机集成制造系统存储运输模块的主要功2022年10月11日计算机集成制造系统CIMS局部：国产数控机床车间示范工程1112022年10月10日计算机集成制造系统CIMS局部：国产数2022年10月11日计算机集成制造系统国家CIMS工程的实施情况1989-1992年,典型应用工厂的选点、可行性论证、初步设计和详细设计阶段；

1993-1995年,典型应用企业实施的突破阶段:北京一机床、沈阳鼓风机、成飞(集团)公司；

1997年-2000年,实践深度、广度步入更高、更新的阶段，如主题重大项目：哈电机、科龙、金诚摩托。

1.实施过程(三个阶段)1122022年10月10日计算机集成制造系统国家CIMS工程的实2022年10月11日计算机集成制造系统成飞：麦道机头生产周期12个月→6个月，库存下降20%，竞标成功获得1亿波音757尾段订单。沈鼓：产品报价6周→2周，成本下降79.7%，市场占有率达51%。科龙、华宝：百元销售资金下降51%，人均产值提高70%，98年达202万元/人·年。经纬纺机厂：流动资金下降60%。2.实施效果1132022年10月10日计算机集成制造系统成飞：麦道机头生产周2022年10月11日CIMS发展趋势计算机集成制造系统1、集成化2、数字化／虚拟化3、网络化4、柔性化5、智能化6、绿色化1142022年10月10日CIMS发展趋势计算机集成制造系统1、2022年10月11日计算机集成制造系统1、集成化从当前企业内部的信息集成和功能集成

-发展到过程集成（以并行工程为代表）……并正在步入实现企业间集成的阶段（以敏捷制造为代表）。

1152022年10月10日计算机集成制造系统1、集成化1152022年10月11日计算机集成制造系统2、数字化／虚拟化

管理数字化设计数字化生产过程数字化制造装备数字化企业数字化现在提得比较多的是:数字化装备在数字化基础上，虚拟化技术正在迅速发展，主要包括:---虚拟现实应用---虚拟产品开发---虚拟制造

1162022年10月10日计算机集成制造系统2、数字化／虚拟化2022年10月11日3、网络化

从基于局域网发展到基于Intranet/Extranet／Internet的分布式网络制造，以支持全球制造策略的实现。

1172022年10月10日3、网络化从基于局域网发展到基于In2022年10月11日4、柔性化

正积极研究发展企业间动态联盟技术、敏捷设计生产技术、可重组技术等，以实现敏捷制造。

5、智能化智能化是制造系统在柔性化和集成化基础上进一步的发展与延伸，它是：引入各类人工智能和智能控制技术，实现具有自律、分布、智能、敏捷等特点的新一代制造系统。

1182022年10月10日4、柔性化正积极研究发展企业间动态联2022年10月11日6、绿色化

包括绿色制造、环境意识的设计与制造、生态工厂、清洁化生产等；它是全球可持续发展战略在制造业中的体现，是摆在现代制造业面前的一个崭新课题。

1192022年10月10日6、绿色化包括绿色制造、环境意识的设2022年10月11日计算机集成制造系统3.存在问题CIMS工程成功实施的关键因素是前期需求分析与诊断，但目前缺乏一套完整有效的分析诊断的程序、模式和支持软件工具系统，加上主观上的不重视，分析诊断工作较为粗糙肤浅。典型的管理技术应用问题照搬照抄，未反映出企业的瓶颈问题和竞争特点。重硬件，轻软件；重技术，轻管理；重突击成效，轻连续改进。

CIMS工程与企业管理改进、技术改造相脱节。1202022年10月10日计算机集成制造系统3.存在问题1202022年10月11日机械加工中的新技术

现代设计方法11.1

先进制造技术

设备故障诊断技术11.311.21212022年10月10日机械加工中的新技术现代设计方法12022年10月11日ThankYou!1222022年10月10日ThankYou!122（第14讲）考场作文开拓文路能力•分解层次(网友来稿)江苏省镇江中学陈乃香说明：本系列稿共24讲，20XX年1月6日开始在资源上连载【要义解说】文章主旨确立以后，就应该恰当地分解层次，使几个层次构成一个有机的整体，形成一篇完整的文章。如何分解层次主要取决于表现主旨的需要。【策略解读】一般说来，记人叙事的文章常按时间顺序分解层次，写景状物的文章常按时间顺序、空间顺序分解层次；说明文根据说明对象的特点，可按时间顺序、空间顺序或逻辑顺序分解层次；议论文主要根据“提出问题－—分析问题——解决问题”顺序来分解层次。当然，分解层次不是一层不变的固定模式，而应该富于变化。文章的层次，也常常有些外在的形式：1．小标题式。即围绕话题把一篇文章划分为几个相对独立的部分，再给它们加上一个简洁、恰当的小标题。如《世界改变了模样》四个小标题：寿命变“长”了、世界变“小”了、劳动变“轻”了、文明变“绿”了。2．序号式。序号式作文与小标题作文有相同的特点。序号可以是“一、二、三”，可以是“A、B、C”，也可以是“甲、乙、丙”……从全文看，序号式干净、明快；但从题目上看，却看不出文章内容，只是标明了层次与部分。有时序号式作文，也适用于叙述性文章，为故事情节的展开，提供了明晰的层次。3．总分式。如高考佳作《人生也是一张答卷》。开头：