先进制造技术应用分析

第一篇：先进制造技术应用分析

先进制造技术应用试卷

继续教育《先进制造技术应用》试卷

单位

姓名

成绩

一、 选择题(30分)

1. 目前国际上最先进、最流行的玻璃内雕刻加工技术是采用( )加工技术。A. 等离子束 B. 电火花 C. 电子束 D. 激光 2. 精度从高到低依次是( )。

A. 液体静压轴承、球形空气静压轴承、圆柱空气静压轴承 B. 圆柱空气静压轴承、球形空气静压轴承、液体静压轴承 C. 球形空气静压轴承、圆柱空气静压轴承、液体静压轴承 D. 液体静压轴承、圆柱空气静压轴承、球形空气静压轴承

3. 电铸成型时，要求电铸层与原模分离，其厚度约为( )mm。 A. 0.5—80 B. 0.0015—0.5 C. 0.05—8 D. 0.15—5 4. 激光加工下列材料时，效率最低的是( )。 A. 金刚石 B. 铝合金 C. 有机玻璃 D. 陶瓷

5. 电火花慢走丝线切割加工尺寸精度可达( )mm。 A. 0.0003 B. 0.003 C. 0.03 D. 0.01 6. 电解加工是特种加工中材料去除速度最快之一，约为电火花加工方法的( )倍。

A. 5—10 B. 10—20 C. 20—30 D. 30—40 7. 精密加工一般指加工精度在( )微米。 A. 5 B. 10 C. 10—0.1 D. 0.1—0.01 8. 电火花加工中工具电极损耗越少越好，下列材料磨损比最低的是( )。 A. 紫铜 B. 钢 C. 黄铜 D. 钨

9. 现在的FMS机床设备的配置形式大多采用( )。 A. 互替式 B. 互补式 C. 互替和互补混合使用

10. 电火花快走丝线切割加工尺寸精度可达( )mm。 A. 0.0003 B. 0.003 C. 0.03 D. 0.01 11. 激光加工下列材料时，效率最低的是( )。 A. 宝石 B .橡胶 C. 铜合金 D. 陶瓷 12. 发动机气缸宜采用( )加工。

A. 珩磨 B. 电火花 C. 电子束 D. 金刚石刀具

13. 要得到3—6级淬硬齿轮，工艺路线为( )。 A. 精滚—淬火—磨齿 B. 精滚—磨齿—淬火 C. 磨齿—淬火—精滚 D. 磨齿—精滚—淬火

14. 复杂零件和相似性较差的零件不适宜采用( )CAPP系统。 A. 派生型 B. 创成型 C. 综合式 D. 各种类型

15. 按我国目前加工水平，超精密加工的加工精度为( )微米数量级。 A. 10 B. 10—0.1 C. 0.1—0.01 D. 0.01—0.001

二、 判断题(20分)

( )1. 电解加工能加工导电材料和非导电材料，但较难加工窄缝、小孔及尖角。

( )2. 电刷镀是电镀技术的新发展，又称涂镀、刷镀或无槽电镀，是在金属工件表面局部快速电化学沉积金属的新技术。

( )3. 电解加工比电解磨削有更好的加工精度和表面质量，比机械磨削有更高的生产率。

( )4. 金刚石刀具的精密、超精密切削加工主要用于切削铜、铝及其合金。( )5. 磨料喷射加工应用范围广，加工成本低，一般用于脆性或韧性材料加工。

( )6. 在先进制造技术的发展过程中其内涵不是绝对一成不变的。 ( )7. 绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征。 ( )8. 现代制造技术发展过程，其内涵是不变的。

( )9. 对电火花加工表面粗糙度影响最大的是单个脉冲能量。

( )10. 变频空调开机后，压缩机先以低速运转制冷(暖)，一定时间后才达到高速运转，其达到设定温度的时间比普通空调慢一半左右。

( )11. 电解磨削比电解加工有更好的加工精度和表面质量，比机械磨削有更高的生产率。

( )12. 电解加工不能加工非导电材料，较难加工窄缝、小孔及尖角。 ( )13. CAPP系统的成组技术的核心问题就是充分利用零件上的几何形状及加工工艺相似性进行设计和组织生产，以获得最大经济效益。 ( )14. 精良生产所追求的目标不是“零缺陷”，而是“尽可能好一些”。 ( )15. 电解加工不但能加工导电材料和非导电材料，而且还能加工较难加工窄缝、小孔及尖角。

( )16. 电火花加工用的工具电极，也可以采用电铸方法制造。 ( )17. 在现代制造技术的发展过程中其内涵不是一成不变的。

( )18. AutoCAD由美国CNC Software公司开发，是一种应用广泛的中低档CAD/CAM软件。该软件操作简便实用，容易学习，但三维造型功能稍差。 ( )19. 电解加工比电解磨削有更好的加工精度和表面质量，比机械磨削有更高的生产率。

( )20. Cimatron是模具行业CAD/CAM软件，由以色列开发。

三、 术语解释(20分)

1. CIMS

2. FMS

3. 机器人自由度

4. 并行工程技术(CE)

5. 现代制造系统

四、 问答题(30分)

1. 超声波加工中变幅杆有何作用?其外形有几种?简要说明各自主要特点。

2. 简要说明等离子加工的基本原理及特点。

3. 说明影响电火花加工电蚀量及加工精度的主要因素。

4. 说明FMS对加工设备的要求及机床配置形式。

5. 试论述精密圆柱齿轮的加工工艺路线，其主要加工方法有哪些?

第二篇：先进制造技术

定义:先进制造技术是制造业不断吸收信息技术及现代化管理等方面的成果，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的制造技术的总称 。 特点: 1.动态性2.广泛性3.实用性4.集成性5.系统性6.高效灵活性7.先进性

构成: 从内层到外层分别为基础技术、新型单元技术、集成技术。

分类:(1)现代设计技术(2)先进制造工艺技术(3)自动化技术(4)产品数据管理技术 发展趋势: 1.集成化2.智能化3.网络化4.信息化5.自动化6.柔性化7.数字化8.虚拟化

9.极端制造10.精密化11.绿色制造

自动化技术

制造技术的自动化包括产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制过程自动化。 制造系统的自动化 突出特点是采用信息技术，实现产品全生命周期中的信息集成，人、技术和管理三者的有效集成。

问: 制造自动化技术的研究现状?

答: 1)制造系统中的集成技术和系统技术已成为制造自动化研究中热点问题;

2)更加注重研究制造自动化系统中人的作用的发挥;

3)单元系统的研究仍然占有重要的位置;

4)制造过程的计划和调度研究十分活跃，实用化的成果不多;

5)柔性制造技术的研究向着深度和广义发展;

6)适应现代生产模式的制造环境的研究正在兴起;

7)底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃。

柔性制造系统定义: 我国国家军用标准 “柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,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、中小批量生产。”

柔性制造系统的特点：(柔性和自动化)

(1)适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产。

(2)提高机床利用率，缩减辅助时间，以利于降低生产成本。

(3)缩短生产周期，减少库存量，以利于提高市场响应能力。

(4)提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、改善生产环境。 柔性制造系统一般由三个子系统组成：加工系统、物流系统和控制与管理系统。 加工系统的配置

互替形式(并联)、互补形式(串联)和混合形式(并串联)三种。 常见的物料存储装置有立体仓库、水平回转型自动料架、垂直回转型自动料架和缓冲料架。 柔性制造系统中的数据流,实质上就是信息的流动. 数据类型:基本数据、控制数据和状态数据。

柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上发展起来的. 计算机集成制造

定义:基于企业资源的一种先进制造模式是计算机集成制造系统，简称CIMS。 信息集成和总体优化是集成制造系统与一般制造系统的最主要区别之一。

组成: 人与机构、经营、技术三要素。

从功能角度看，一般可以将CIMS分为四个功能分系统和两个支撑分系统。

四个功能系统: 1)工程设计自动化分系统

2)管理信息分系统(MIS)

3)CIMS制造自动化分系统(MAS)

4)CIMS质量保证分系统 质量保证分系统的目标: a.保证用户对产品的需求;

b.使这些要求在实际生产的各环节得到实现。 两个支撑分系统: 计算机网络分系统 , 数据库分系统

数据库：就是以一定的组织方式将相关的数据组织在一起存放在计算机存储器上形成的、

能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相关数据的集合。

先进制造工艺技术

特点: 具有优质、高效、低耗、洁净和灵活五个方面的显著特点 特种加工技术

定义：是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到材料去除、变形以及改变性能等目的的加工技术。

特种加工与传统切削加工的不同特点主要有：

①不是主要依靠机械能，而是用其他的能量(如电能、热能、光能、声能以及化学能等) 去除工件材料;

②工具的硬度可以低于被加工工件材料的硬度，有些情况下，例如在激光加工、电子束加 工、离于束加工等加工过程中，根本不需要使用任何工具; 激光加工

定义：激光加工是利用材料在激光聚焦照射下瞬时急剧熔化和气化，并产生很强的冲击波，使被熔化的物质爆炸式地喷溅来实现材料去除地加工技术。

基本原理和特点：利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应加工各种材料。 基本设备包括：激光器、电源、光学系统、冷却系统及机械系统等。

激光加工技术的应用：(1)激光打孔(2)激光切割 (3)激光焊接(4)激光表面处理等加工制造领域。

电子束加工

离子束加工分为离子刻蚀、离子溅射沉积、离子镀及离子注入 4类。

激光加工、电子束加工、离子束加工都是利用高能量密度的束流作为热源，对材料或构件进行加工的技术，又称为高能束加工。

超声波加工 主要是磨粒的撞击作用

超声波加工 适合于加工硬脆材料，尤其是不导电的非金属材料。(玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石) 微细加工技术 是指微小尺寸零件的生产加工技术。

包括三级：微米级

亚微米级

纳米级

快速原型制造技术 原理：基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维添加的组合。

RPM技术的特点：(1)可以制造任意复杂的三维几何实体，不受传统机械加工中刀具无法达到某些型面的限制。

(2)成形过程中无人干预或较少干预，大大减少了对熟练技术工人的需求。

(3)任意复杂零件的加工只需在一台设备上完成，也不需要专用的工装、夹具和模具。

快速堆积成形

快速成形系统根据切片的轮廓和厚度要求，用片材、丝材、液体或粉末材料制成所要求的薄片，通过一片片的堆积，最终完成三维实体原型的制备。

选择性激光烧结则使用粉末材料。

超高速加工技术

常用的刀具材料有：涂层刀具 金属陶瓷刀具 立方氮化硼(CBN)刀具

聚晶金刚石(PCD)刀具 超高速切削机床 电主轴采用陶瓷滚动球轴承 磁悬浮轴承

PDM技术的发展可以分为以下三个阶段：配合CAD工具的PDM系统、专业PDM系统 产生和PDM的标准化阶段。

PDM系统标准化包括:管理对象的标准化和管理过程的标准化

第三篇：先进制造技术

徐从军

(临沂大学 机械工程学院飞1)

内容提要：先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是面向21世纪的技术制造业是社会物质文明的保证,是与人类社会一起动态发展的,因此,制造技术必然也将随着科技进步而不断更新。先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展而来,保持了过去制造技术中的有效要素;但随着高新技术的渗入和制造环境的变化,已经产生了质了变化,先进制造技术是制造技术与现代高新技术结合而产生的一个完整的技术群,是一类具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

关键词 ：技术 发展 趋势

• 先进制造技术

(Advanced Manufacturing Technology)

• 是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一，但并非充分条件，其优势还有赖于能充分发挥技术威力的组织管理，有赖于技术、管理和人力资源的有机协调和融合。 • 先进制造技术特点

(1) 先进制造技术不是一成不变的， 而是一个动 态过程，要不断吸取各种高新技术成果，并将其渗透 到产品的设计、制造、生产管理及市场营销的所有领 域及全部过程，并实现优质、高效、低耗、清洁的生产。

(2) 先进制造技术是面向新世纪技术系统， 它的目的是提高制造业的综合效益，赢得国际市场竞争。

(3) 先进制造技术是不仅限于制造过程本身，它涉及到产品 从市场调研、产品设计、工艺设计、加工制造、售后服 务等产品寿命周期的所有内容。

(4) 先进制造技术是 特别强调计算机技术、 信息技术和现代系统管理技 术，在产品设计、制造和生产管理等方面的应用。

(5) 先进制造技术是强调各专业学科之间的相互渗透、融 合和淡化，并最终消除它们之间的界限。

(6) 先进制造 技术是特别强调环境保护，要求产品是所谓的“绿色 产品，要求生产过程是环保型的!

•

先进制造技术分类 (1) 现代设计技术 (2)先进制造工艺 (3)加工自动化技术 (4)现代生产管理 技术 (5)先进制造生产模式及系 • 发展历程

人类漫长的历史发展中，使用工具、制造工具进行产品制造是基本生产活动之一。直到18世纪中叶产业革命以前，制造都是手工作业和作坊式生产。

产业革命中诞生的能源机器(蒸汽机)、作业机器(纺织机)和工具机器(机床)，为制造活动提供了能源和技术，并开拓了新的产品市场。

经过100多年的技术积累和市场开拓，到19世纪末制造业已初步形成。其主要生产方式是机械化加电气化的批量生产。

20世纪上半叶，以机械技术和机电自动化技术为基础的制造业的生产空前发展。以大批量生产为主的机械制造业成为制造活动的主体。

20世纪中叶(1946年)电子计算机问世。

在计算机诞生2年后，由于飞机制造(飞机蒙皮壁板、梁架)的需要，在美国发明了数字控制(NC)机床。不久计算机又开始用于辅助编制NC机床的加工程序，推出了自动编程工具APT语言(Automatically Programmed tools)，此后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP、PDM、Web-M等数字化制造技术相继问世和应用。

先进制造技术是一门综合性、交叉性前沿学科和技术，学科跨度大，内容广泛，涉及制造业生产与技术、经营管理、设计、制造、市场各个方面。先进制造技术就是在传统制造技术的基础上，利用计算机技术、网络技术、控制技术、传感技术与机、光、电一体化技术等方面的最新进展，不断发展完善。 • 提出背景

1993年，美国政府批准了由联邦科学、工程与技术协调委员会(FCCSET)主持实施的先进制造技术计划(Advanced Manufacturing Technology-AMT)计划 先进制造技术计划(Advanced Manufacturing Technology-AMT)是美国根据本国制造业面临的挑战和机遇，为增强制造业的竞争力和促进国家经济增长，首先提出了先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology)的概念。此后，欧洲各国、日本以及亚洲新兴工业化国家如韩国等也相继作出响应。 • 发展趋势

1、信息技术对先进制造技术的发展起着越来越重要的作用

2、设计技术不断现代化

3、成形及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展

4、加工制造技术向着超精密、超高速以及发展新一代制造装备的方向发展

5、工艺由技艺发展为工程科学，工艺模拟技术得到迅速发展

6、专业、学科间的界限逐渐淡化、消失

7、绿色制造将成为21世纪制造业的重要特征

8、虚拟现实技术在制造业中获得越来越多的应用

9、信息技术、管理技术与工艺技术紧密结合，先进制造生产模式获得不断发展

• 我国的现状

1.我国先进制造技术的现状

自建国以来，尤其是改革开发20多年以来，我国机械制造业得到了迅速地发展。机械工业是我国工业中发展最快的行业之一。

20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后，随着市场全球化的进一步发展，市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初，随着CIMS技术的大力推广应用，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，底层基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。因此，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

此外，我国还掌握了一批先进的重大成套设备的核心技术。 • 国外情况

.国外先进制造技术的现状

在产品设计方面，普遍采用计算机辅助产品设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)和计算机仿真技术;在加工技术方面，巳实现了底层(车间层)的自动化，包括广泛地采用加工中或数控技术)、自动引导小车(AGV)等.近10余年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制造等

结语：我国制造业面临的竞争越来越激烈，创新已成为企业竞争策略的重点，新生产模式越来越重视知识，必须采用先进制造技术来改造传统产业。但在我国，制造业应用先进制造技术和发展先进生产模式必须依据我国国情，在跟踪、消化国外先进生产模式的基础上，结合国情，博采众长来发展我国的制造业先进生产模式，推广现代先进制造技术。

参考文献

[1] 房贵如，刘维汉.先进制造技术的总体发展过程和趋势[J].中国机械工程，1995(3)

[2] 杨叔子.先进制造技术发展与展望[J].机械制造与自动化，2004(2). [3] 杨叔子，无波.先进制造技术及其发展趋势[J].机械工程学报，2003,39(10);73-78.

第四篇：先进制造技术

一、简述机械制造业的变革及挑战。(10分) 机械制造业的变革：

面对越来越激烈的国际市 场竞争，我国机械制造业面临着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境还存在许多问题，需耍改进和完善，这些 都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面.随着我国改革的不断深人，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的 良好条件机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：(1)机械制造自动化。(2)精密工程。(3)传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域，也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。

一、 集成化

计算机集成制造(CIMS)被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS作为一个由若干个相互联系的部分(分系统)组成，通常可划分为5部分：

1. 工程技术信息分系统

2. 管理信息分系统(MIS) 3. 制造自动化分系统(MAS)

4. 质量信息分系

5. 计算机网络和数据库分系统(Network & DB)

二、智能化

智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性(适应性和友好性)。

三、 敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。实现敏捷制造的技术基础包括：

1. 大范围的通讯基础结构，要求在全国范围内建立工厂信息网络和准时信息系统(Just-In-Time-Information)。

2. 柔性化、模块化的产品设计方法。 3. 高柔性、模块化、可伸缩的制造系统。 4. 为定单而设计、制造的生产方式。 5. 基于任务的组织与管理。 6. 基于信任的雇佣关系。

四、 虚拟化

虚拟制造”的概念于20世纪90年代初期提出。虚拟制造以系统建模和计算机仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、信息技术、并行工程、人工智能、多媒体技术等高新技术为一体，是一项由多学科知识形成的综合系统技术。虚拟制造利用信息技术、仿真计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防的措施，从而达到产品一次性制造成功，来达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

五、 清洁化

清洁生产是指：将综合预防的环境战略，持续应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。

清洁生产的两个基本目标是资源的综合利用和环境保护。对生产过程而言，清洁生产要求渗透到从原材料投入到产出成品的全过程，包括节约原材料和能源，替代有毒的原材料和短缺资源，二次能源和再生资源的利用，改进工艺及设备，并将一切排放物的数量与毒性削减在离开生产过程之前。对于产品而言，清洁生产覆盖构成产品整个生命周期的各个阶段，即从原材料的提取到产品的最终处理，包括产品的设计、生产、包装、运输、流通、销售及报废等，合理利用资源，并最大限度地减少对人类和环境的不利影响。

机械制造业的挑战： 面对21世纪世界经济一体化的挑战，机械制造业存在的主要问题有以下几个方面： 1.合资带来的忧愁

改革开放以来，我国大量引进技术和技术装备使机械制造业有了长足的发展，但也给人们带来了许多担忧.20世纪90年代以来，大型跨国公司纷纷进军杀入国内机械工业市场，主要集中在汽车、电工电器、文化办公设备、仪器仪表、通用机械和工程机械等领域，这几个行业约占机械工业外商直接投资金额的80%。

2 存在着许多技术黑洞

中国的机械制造业除了面临“外敌”之外，自身也存在着诸多问题。整个工业制造设备的骨干都是外国产品，这暴露了我国工业化的虚弱性。机械制造业是一个国家的脊椎和脊柱，中国今后如果不把腰杆锻炼硬了，挺直了，那么整个经济和国防都是虚弱的。

3 机械制造业落后近30年

机械制造产业在我国还处于起步阶段，但在欧美等发达国家，已经成为整个产业链上重要的一环，由于其具有对资源的循环利用、性价比高等优点，在西方发达国家应用已经比较普遍，但在我国机械市场中，机械制造产业发展却遇到了一系列现实挑战。 相比欧美等发达国家来说，我国的工程机械再制造产业的发展要相对缓慢一些.

4 国家扶持的支点偏离

业内人士普遍认为，技术黑洞的形成与国家的重视程度、投入密切相关。国家在过失的二十多年来忽视了发展机械行业，在政策、资金等方面都出现了偏差，从政策方面来看，国家大的政策是在鼓励企业加强对资源的循环利用，但相关配套政策规定的不够健全，使得工程机械制造产业在国内发展遭遇了现实尴尬。如制造产品被归属旧件回收，没有增值税发票，不能享受增值税抵扣政策，也不能减免制造企业增值税，这给企业的发展带来较大的阻碍。

综上所述，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，是企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

二、简述先进制造技术的定义、特点和发展趋势。(10分) 定义：先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology，简称为AMT)是指微电子技术、自动化技术、信息技术等先进技术给传统制造技术带来的种种变化与新型系统。具体地说，就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。

特点：1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益，是面向工业应用的技术。

2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流，是生产过程的系统工程。

3.80年代以来，随着全球市场竞争越来越激烈，先进制造技术要求具有世界先进水平，它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争，因此它是面向全球竞争的技术。

4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素，同时吸收各种高新技术成果，渗透到产品生产的所有领域及其全部过程，从而形成了一个完整的技术群，具有面向21世纪新的技术领域。

发展趋势：计算机技术、自动控制理论、数控技术、机器人、CAD/CAM技术、CIM技术以及网络通信技术等在内的信息自动化技术的迅猛发展，为先进制造技术的发展和应用提供了日益增多的高效能手段。

(一)工业应用的技术，机械、电子、信息、材料及能源技术成果，综合应用于制造过程。

1.数控技术(Numerical Control)，简称数控(NC)，是用数字量及字符作为加工的指令，实现自动控制的技术。服了传统机械加工的缺点。

2.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)，是计算机辅助设计依托强大软件来完成产品设计中的建模、解算、分析、虚拟模拟、加工模拟、制图、数控编程、编制工艺文件等工作。

3.特种加工技术，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越来越高，工件材料越来越硬，加工表面越来越复杂，传统的加工方法已不能满足生产的需要，人们探索利用电、磁、声、光、化学等能量或将多种能量组合施加在工件的被加工部位，实现材料去除、变形、改变性能或被镀覆等非传统加工方法，这些方法统称为特种加工。

(二)制造业综合自动化，信息技术、自动化技术、现代企业管理技术的有机结合。

1.机器人技术，计算机控制的可再编程的多功能操作器，又称工业机器人。它能在三维空间内完成多种操作。

2.成组技术，人们用大批量生产的组织形式以高效的生产设备、高效的工艺技术去制造单件小批的零件，降低生产成本，成组技术(Group Technology简称GT)就应运而生。

3.柔性制造系统(FMS-Flexible Manufacturing System)，是以计算机为控制中心实现自动完成工件的加工、装卸、运输、管理的系统。它具有在线编程、在线监测、修复、自动转换加工产品品种的功能。

柔性制造系统具有：高柔性，在线编程使计算机响应进行控制高自动化设备工作;高效率，合理控制设备的切削用量实现高效加工。

(三)系统管理技术，制造业综合自动化、过程工业综合自动化、系统技术等综合应用于制造全过程，实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，获得理想技术经济效果。

1.并行工程(Concurrent Engineering)，简称(CE)是对产品及其设计过程和制造过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式，这种模式使产品开发人员从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的全生产周期中的所有因素，包括加工的质量、成本、进度和产品的技术性能及使用性能需求等，减少加工制造中可能出现的问题，加速产品开发过程，缩短开发周期。

2.虚拟制造(Virtual Manufacturing)，简称(VM)利用计算机技术、建模技术、信息处理技术、仿真技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真模拟，以发现设计或制造中出现的问题，在产品实际生产前就改进完成，省略了产品的开发研制阶段，达到降低设计和生产成本，缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

3.计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systen)，简称(CIMS)是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础之上，通过计算机网络及数据库，将分散的自动化系统有机的集成起来，完成从原材料采购到产品销售的一系列生产过程的高效益、高柔性的先进制造系统。

三、现代设计技术的核心因素及发展特点有哪些? 列举一些主要设计技术方法。(15分)

现代设计技术的核心因素：质量、时间和成本。 质量：满足用户功能要求，符合有关法律、标准和生态环境要求，安全性、可靠性、合理寿命，方便使用和维护保养，用户培训、质量保证和维修服务。

成本：产品成本、合理利润、一次性安装费用和经常性维修费用。 时间：设计开发的周期，供货的时间、方式等方面的适应能力。 现代设计技术的特点： (1)系统性

强调用系统的观点处理设计问题。整体上把握涉及对象，考虑对象与人、环境的联系。

(2)动态性

要考虑产品的静态特性，和实际工作状态下的动态特性，考虑与周围环境的物资、能量及信息的交互。

(3)创造性

是建立在先进的设计理论及工具，能充分发挥设计者的创造性思维，运用各种手段和方法，开发出创造性的产品。

(4)计算机化

计算机已渗透到产品设计的各个环节，充分利用计算机的数值计算、严密的逻辑思维能力和巨大的信息存储及处理能力：优化设计、有限元分析和系统仿真等。

(5)并行化、最优化、虚拟化和自动化

强调的是设计过程。综合考虑产品全生命周期中的所有因素，强调并行设计。

在设计过程中，用优化的理论与技术，对产品进行方案优选、结构优选和参数优选，达到整体优化。自动化主要依靠计算机辅助设计技术和自动建模技术。

(6)主动性

现代设计在设计初期，就对产品全生命周期的各种可能做出准确预测，减少故障的发生，体现了主动性。

主要设计技术方法：

1.并行设计

并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。

二、虚拟设计

在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。

三、绿色设计

绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。

四、可靠性设计

机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。

五、智能优化设计

随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。

六、计算机辅助设计

机械计算机辅助设计，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。

七、动态设计

动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工中反馈的信息和监控资料完善设计，是一种客观求实、准确安全的设计方法。动态设计通过建立监测系统和信息反馈有利于控制施工安全，并不断地将现场情况及变化反馈到设计单位，以便调整完善设计。

八、模块化设计

结构模块化设计主要是以功能化的产品结构为基础，分解现有的产品，在分解中考虑到各个要素的可行性，从而在早期就预测到设计中可能会出现的矛盾，提高设计的可行性和可靠性，降低产品的成本。

九、计算仿真设计

根据工程机械不同的作业功能，在计算机上模拟各种作业过程，以分析和确定各种状态下的作业参数，研究工程机械各系统主要部件的结构合理性，借助数学实验等方法预估工程机械的作业效果，从而可大大减少设计上的失误，避免或减少走弯路。

十、人机学设计

应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、比重、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数;还提供人体各部分的出力范围、以及动作时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性;分析人在各种劳动时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种劳动负荷的适应能力;探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。

十一、摩擦学设计

摩擦学是研究相对运动的作用表面间的摩擦、润滑和磨损，以及三者间相互关系的理论与应用的一门边缘摩擦学系统过程研究学科。

十二、疲劳设计 疲劳就是材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

十三、反求设计

反求设计(也称逆向设计)，是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。

十四、无障碍设计

无障碍设计强调在科学技术高度发展的现代社会，一切有关人类衣食住行的公共空间环境以及各类建筑设施、设备的规划设计，都必须充分考虑具有不同程度生理伤残缺陷者和正常活动能力衰退者(如残疾人、老年人)群众的使用需求，配备能够应答、满足这些需求的服务功能与装置，营造一个充满爱与关怀、切实保障人类安全、方便、舒适的现代生活环境。

十五、共用性设计

共用性设计UD(Universal Design)是指，在商业利润的前提下河现有生产技术条件下，产品(广义的，包括器具﹑环境﹑系统和过程等)的设计尽可能使不同能力的使用者(例如残疾人﹑老年人等)，在不同的外界条件下能够安全﹑舒适地使用的一种设计过程。

十六、有限元法

以电子计算机为工具的一种现代数值计算方法。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解, 还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析, 并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形, 成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。 十

七、机械系统设计

系统的观点,研究内外系统和各子系统之间的相互关系,通过各子系统的协调工作,取长补短来实现整个系统最佳的总功能。

十八、机械动态设计

根据产品的动载工况,以及对产品提出的动态性能要求与设计准则,按动力学方法进行分析计算、优化与试验、并反复进行的一种设计方法。

十九、工业艺术造型设计

在保证产品实用功能的前提下,用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动,对工业产品的结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理,从而设计出优质美观的产品造型。

四、简述超高速加工技术和超精密加工技术所涉及的主要关键技术问题有哪些?(20分)

超高速加工技术：超高速加工技术是指采用超硬材料刀具和磨具，利用能可靠地实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。

超高速加工技术的特征：切削力低、热变形小、材料切除率高、高精度、减少工序 。

超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。

超精密加工技术当前是指被加工零件的制造公差为0.30~0.03um，表面粗糙度值为Ra0.03~0.005um的加工。实现这些加工所采用的工艺方法和技术措施，则称为超精密加工技术。

超精密加工技术主要包括：超精密加工的机理研究，超精密加工的设备制造技术研究，超精密加工工具及刃磨技术研究，超精密测量技术和误差补偿技术研究，超精密加工工作环境条件研究。

五、非传统加工技术主要有哪些种类? 非传统加工技术的主要特点有哪些?(10分) 非传统加工亦称为“特种加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。

非传统加工技术主要种类：化学加工(CHM)、电化学加工(ECM)、电化学机械加工(ECMM)、电火花加工(EDM)、电接触加工(RHM)、超声波加工(USM)、激光束加工(LBM)、离子束加工(IBM)、电子束加工(EBM)、等离子体加工(PAM)、电液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料喷射加工(AJM)、液体喷射加工(HDM)及各类复合加工等。 非传统加工技术的主要特点

1、与加工对象的机械性能无关，有些加工方法，如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等，是利用热能、化学能、电化学能等，这些加工方法与工

2、非接触加工，不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件不接触，因此，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故使刚性极低元件及弹性元件得以加工。

3、微细加工，工件表面质量高，有些特种加工，如超声、电化学、水喷射、磨料流等，加工余量都是微细进行，故不仅可加工尺寸微小的孔或狭缝，还能获得高精度、极低粗糙度的加工表面。

4、不存在加工中的机械应变或大面积的热应变，可获得较低的表面粗糙度，其热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小，尺寸稳定性好。

5、两种或两种以上的不同类型的能量可相互组合形成新的复合加工，其综合加工效果明显，且便于推广使用。

6、特种加工对简化加工工艺、变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。

六、简述快速原型制造技术工作原理、 其优点是什么?主要类型有哪些?(15分)

RP 技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用熔结 、聚合、 粘结等手段使其逐层堆积成一体 ，便可以制造出所设计的新产品样件 、模型或模具， 简单描述就是 “分层制造，逐层叠加” 类似于积分过程。如下图：

快速原型制造技术优点：

1.从制造角度出发，减少设计、加工、检查的工具 ，不需要任何刀具，模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件。

2.从市场和用户角度出发，减少风险，可实时地根据市场需求低成本地改变产品。 模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货以及企业的决策等，非常有利于早找错早修改早优化，提高了新产品开发的一次成功率，缩短了开发周期，降低了研发成本。

3.从设计和工程的角度出发， 快速、准确、以及制造复杂模型。

4. 结合CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术。

主要类型为

(1)立体印刷技术(SLA)

SLA(Stereo lithograghy Apparatus)法，其工艺原理是：从最底层开始，激光在光敏树脂表面扫描，在扫描过程中，激光的曝光量超过树脂固化所需的阈值能量的地方才会发生聚合反应形成固态。

(2)选择性激光烧结(SLS)

SLS(Selective laser sintering)是利用激光所提供的能量有选择性地融化热塑性塑料以形成三维零件。

(3)熔融沉积成型(FDM)

FDM(Fused Deposition Modeling)是利用热塑性细丝在移动头中进行熔化，熔化后的材料在移动的过程中被挤压出来堆积零件。

(4)层压物体制造技术(LOM)

LOM(Laminated Object Manufacturing)是通过逐层激光剪切薄纸材料制造零件的一种技术。

七、先进制造生产模式有哪些主要特点?主要的先进制造生产模式有哪些?(10分)

先进制造模式的先进性表现在企业的组织结构合理、管理手段得当、制造技术领先、市场反应快、客户满意度高、单位产品成本低等诸多方面。

主要特点：通过对现代各种先进制造模式的研究分析，可以总结出它们具有如下几个特点。(1)综合性：是技术、管理方法和人的有效综合和集成。(2)普适性：其概念、哲理和结构，适用于不同企业，其核心思想和观念具有普遍指导意义。(3)协同性：强调人一机协同、人一人协同因素的重要性，技术和管理是两个平行推进的车轮。(4)动态性：与社会及其生产力发展水平相适应的动态发展过程。

柔性生产模式

由英国莫林斯(Molins)公司首次提出的柔性生产模式，在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产，以增强制造业的灵活性和应变能力，可缩短产品生产周期，提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。 智能制造模式该模式是在制造生产的各个环节中，应用智能制造技术和系统，以一种高度柔性和高度集成的方式，通过计算机模拟专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，以便取代或延伸制造过程中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行了完善、继承和发展。因智能制造可实现决策自动化，实现“制造智能”和制造技术的“智能化”，进而实现制造生产的信息化和自动化。

敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期的敏捷制造模式与虚拟制造生产模式一起被美国政府作为具有划时代意义的“21世纪制造企业的发展战略”。该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力，以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起，利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应，最大限度地满足顾客的要求。这种模式促进了传统的制造业发生根本性变化，以因特网为代表的信息技术导致制造企业的管理体制和生产模式发生根本变化。敏捷制造生产模式的新概念和新理论不断出现，推动着制造科学发展，例如分形制造、生物制造、全球制造、全能制造和智能制造等新概念的问世。

高效快速重组生产系统模式该模式是在对柔性生产、精益生产和敏捷制造这三种制造生产模式的优点进行比较、综合和创新之后，于1995年提出的，目前已开始推广应用。高效快速重组生产系统模式是上述三种模式的理论和实践在更高层次上的有机集成生产系统，其特征是对市场的灵活快速反应的制造资源的有效集成。

虚拟制造生产模式

虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式，即在计算机中实现的制造技术。它将从根本上改变设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制造出来之前，首先应在虚拟制造环境中完成软产品原型(Soft Prototype)，代替传统的硬样品( Hard Prototype)进行试验，对其性能进行了预测和评估，从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本，提高其快速响应市场变化的能力，以便更可靠地决策产品研制，更经济地投入、更有效地组织生产，从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。

极端制造模式

制造技术正在从常规制造、传统制造向非常规制造及极端制造发展，因而出现了极端制造模式。极端制造是指在极端条件或环境下，制造极端尺度或极高功能的器件和功能系统。当前，极端制造已成为制造技术发展的重要领域，极端制造集中表现在微细制造、超精密制造、巨系统制造和强场(如强能量场)制造，例如：制造空天飞行器、超常规动力装备、超大型冶金和石油化工装备等极大尺寸和极强功能的重大装备，制造微纳电子器件、微纳光机电系统等极小尺度和极高精度的产品。

绿色制造模式

绿色制造是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果，使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。

绿色制造主要体现在：

(1)绿色产品设计：使产品在生命周期内都符合环保、健康、能耗低、资源利用率高的要求。

(2)绿色生产过程：在整个制造过程，对环境负面影响最小，废弃物和有害物质的排放最小，资源利用效率最高。绿色制造技术主要包含了绿色资源、绿色生产过程和绿色产品三方面的内容。

(3)产品的回收和循环再利用：如生态工厂的循环式制造技术。它主要包括生产系统工厂--致力于产品设计和材料处理、加工及装配等阶段，恢复系统工厂--对产品(材料使用)生命周期结束时的材料处理循环再利用。

八、现代化机械制造系统自动化的关键技术主要有哪些?(10分) 现代化机械制造系统自动化的关键技术主要有：

一、制造自动化系统开放式智能体系结构

目标是使制造系统具备自组织和并行作用的能力，充分利用分布式计算机技术、网络技术等，使制造自动化向柔性化、集成化、智能化和全球化方向发展。

二、智能4M系统中关键技术的研究

智能4M系统就是将建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、测量(Measuring)、机器人操作(Manipulation)四者一体化的智能系统，实现信息共享，促进建模、加工、测量、装夹、操作的一体化，其目的是实现快速制造、快速检测、快速响应和快速重组。

三、制造自动化系统的优化理论与调度方法

制造系统是一类离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各种资源的规则、调度和控制等有独特的要求。对这类系统的更精确的描述、分析和控制，需要在离散事件动态系统理论方面进一步突破。同时，由于实现各种先进的制造哲理和管理策略，如虚拟企业、敏捷制造、精益生产、准时生产等，作为先进制造模式赖以实现的基础之一，生产组织与过程优化中决策调度的成功与否对上述目标的实现有着最为直接的影响。

四、面向制造自动化的虚拟制造技术研究

虚拟制造关键技术的研究可分为四个层次，即：虚拟制造哲理研究、虚拟制造技术层、虚拟制造原型系统层，虚拟制造集成开发平台层。虚拟制造哲理的研究为制造企业敏捷制造提供指导思路，在信息集成基础上，通过组织管理、技术、资源和人机集成实现产品的开发过程的集成。

五、CAD/CAPP/CAM一体化技术的研究

CAD/CAPP/CAM 一体化是一项综合性的高新技术，当前正朝着集成化、智能化，可视化和标准化方向发展.主要研究内容有：CAD系统面向产品的整个生命周期，充分考虑产品信息的继承性，满足并行设计的要求，CAD与产品信息标准化相结合，产品模型的可转换性，面向全国乃至全球的产品信息编码系统等方面的研究：具有很好的可移植性和自组织性的软件系统、智能化CAD系统的研究，虚拟现实设计技术的研究.CAD/CAPP/CAM一体化技术一个重要研究内容就是CAPP技术的研究，主要有;基于并行工程的CAPP技术;虚拟制造模式下CAPP技术：基于PDM的CAD/CAPP/CAM集成系统;面向CIMS/CAPP集成开发平台等。

六、面向制造自动化的数控技术的研究

数控技术是自动化技术的基础及关键单元技术，又是精密、高效、高可靠性加工技术的支撑，它正朝着集成化和实用化方向发展。对数控技术的研究与开发重点是：开放性结

构系统的发展，采用新元件、新工艺不断改善和扩展以高精、高速、高效为代表的功，

改善和发展伺服技术，采用通信技术，研制开发超精数控系统等。

七、柔性制造技术和智能制造技术的研究

柔性制造系统的理论和技术所涉及领域很广，主要包括：生产调度理论与算法的研究，主要涉及数学规划、图论、对策论、排队论、人工神经网络方法、Petri网理论等应用数学 理论及方法;计算机通信及数据库技术的研究;计算机仿真技术的研究;生产组织及控制模式理论和技术的研究，主要涉及动态逻辑单元重构理论、多黑板结构模型的智能单元控

制理论、系统扰动及再调度理论和技术、JIT技术、开放式体系结构等;制造资源控制管理理论和技术的研究，主要涉及刀具管理理论及技术、加工设备的实时调度技术、物料储运系统如AGV、立体仓库等的控制技术。

八、机器人化制造技术的研究

机器人是一种高度柔性化的自动化设备，未来的典型制造工厂将是计算机网络控制的包含多个机器人加工单元的分布式自主制造系统，工业机器人(IR)、智能加工中心(IMC)、

坐标测量机(CMM)、自动导引小车(AGV)均被视为“智能机器”，这些智能机器依据不同的要求有机地组成机器人化制造单元，实现多元化产品生产。

九、先进制造智能传感与检测的研究

智能传感与检测研究主要包括智能传感器、智能传感和检测技术以及光纤传感技术等方面的研究。

智能传感器主要功能为：感知环境条件的变化，并进行相应补充，通过双向通信，以一种可以理解和接受的格式及执行机构或控制器等与其他系统连接，对白身进行检测式诊断，实现智能决策。

光纤传感技术主要研究内容为：光波调制原理、调制光波信号检测技术、多传感器复用技术、多传感器网络及通信技术、光纤传感技术与光纤通信技术的结合原理和方法等。

第五篇：先进制造技术

先进制造技术论文

随着我国制造业的的不断发展，先进制造技术得到越来越广泛的应用。 先进制造技术是在传统制造的基础上，不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果，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、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法，而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术，涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域，并逐步融合与集成。可基本归纳为以下四个方面：

a、现代设计技术 b、先进制造工艺技术 c、制造自动化技术 d、现代生产管理技术

一、现代设计技术

现代设计技术包括CAD、CAE、CAPP、CAT、优化设计、可靠性设计、价值工程创新设计、反求工程、并行工程等。它的特点是：

(1)系统性 (2)动态性 (3)创造性

(4)计算机化 (5)并行化、最优化、虚拟化和自动化

在老师布置的课题中，我们小组做的是玩具手枪的外模，在这个过程中我们就是通过计算机UG做出来，正好体现了计算机化。

二、先进制造工艺技术

先进制造工艺技术主要包括了超精密加工技术、高速加工技术、快速成型制造技术、现代特种加工技术。

1、超精密加工技术已成为全球市场竞争取胜的关键技术，它包括了所有能使用的零件的形状、位置和尺寸精度达到微米和亚微米范围的机械加工方法。超精密加工所涉及的技术邻域包含以下几方面

(1)超精密加工机制 它包括超精密切削、超精密磨削和超精密特种加工等。

(2)超精密加工的刀具、磨具及其制备技术 包括金刚石刀具的制备和刃磨、超硬砂轮的整修等是超精密加工的重要关键技术。

(3)超精密机床设备 超精密加工对机床设备有高精度、高刚度、高的抗振性、高稳定性和高自动化的要求，具有微量进给机构

(4)精密测量及补偿技术 超精密加工必须有相应级别的测量技术和装置，具有在线测量和误差补偿。

(5)严格的工作环境 超精密加工必须在超稳定的工作环境中进行，加工环境的极微小的变化都可能影响加工精度。因此，超精密加工必须具备各种物理效应恒定的工作环境，如有恒温室、净化间、防振和隔振地基等。

2、 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，极大地提高材料切除率，并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。高速加工的特征：

(1)切削力低 (2)热变形小

(3)材料切除率高 (4)高精度

(5)减少工序

关键技术：

(1)高速主轴 (2)快速进给系统

(3)高性能的CNC控制系统 (4)先进的机床结构

(5)高速切削的刀具系统

3、快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术和激光技术等技术于一体的综合技术，是实现从零件设计到三维实体原型制造的一体化系统技术。典型的快速成型制造工艺的方法：

(1)光敏液相固化法 (2)选区片层粘结法

(3)选区激光烧结法 (4)熔丝沉积成形法

特点：

(1)高度柔性，可以制造任意复杂形状的三维实体

(2)CAD模型直接驱动，设计制造高度一体化

(3)原型过程无需专用夹具或工具

(4)无需人员干预或较少干预，是一种自动化的原型过程

(5)原型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场

4、现代特种加工技术是用非常规的切削加工手段，利用电、磁、声、光、热等物理及化学能量直接施加于被加工工件部位，达到去除、变形以及改变性嫩等目的的加工技术，包括是激光加工、超声波加工、水射流切割加工等。

(1)激光加工是利用光能经过透镜聚焦后达到很高的能量密度，依靠光热效应来加工材料。它经常被用于打孔、切割、焊接、表面处理等加工工艺。

(2)超声波加工时利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。它经常用于型腔抛磨加工、超声清洗、超声波复合加工。在金属切削加工中引入超声振动可以大大降低切削力，改善加工表面粗糙度，延长刀具寿命，提高加工效率。

(3)水射流切割加工技术室以水作为携带能量的载体，用高速水射流对各类材料进行切割的一种工艺方法。水射流切割具有切口平整、无边毛、无火花、加工清洁等特点。

三、制造自动化技术

狭义：是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、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、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化等。

广义：包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化、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、洁净的目标。

发展趋势：

(1)制造敏捷化 (2)制造网络化 (3)制造虚拟化

(4)制造智能化 (5)制造全球化 (6)制造绿色化 计算机控制自动化技术

1、机床数控技术

数控技术是指用数字化信号对设备运行极其加工过程进行控制的一种

1 自动化技术，也是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切相结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。它把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了深刻的变化。数控加工的主要特点是：加工的零件精度高;生产效率高;特别适合加工形状复杂的轮廓表面;有利于实现计算机辅助制造;对操作者(不含编程人员)技术水平的要求相对较低;初始投资大、加工成本高。此外，数控机床是技术密集型的机电一体化产品，数控加工技术的复杂性和综合性加大了维修工作的难度，需要配备素质较高的维修人员和维修设备。

2、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。工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统、位置检测机构等几部分组成。

工业机器人的分类

按系统功能分类： 专用机器人、通用机器人、示教再现式机器人、

智能机器人。

按驱动方式分类： 气压传动机器人、 液压传动机器人、电气传动机器人、

按结构形式分类： 直角坐标机器人、圆柱坐标机器人、球坐标机器人、

关节机器人

3柔性制造系统

柔性制造系统是集数控集数、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术。它是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速的进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。

加工系统的要求

(1)工序集中 (2)控制功能强、扩展性好

(3)高刚度、高精度、高速度 (4)自保护和自维护性好

(5)使用经济性好 (6)对环境的适应性与保护性好

四、现代生产管理技术

现代生产管理是指产品生产过程中的计划和管理，是机械制造企业中的一个重要的职能领域，主要包含生产计划的合理制定、成本的有效控制、设备的充分利用、库存的管理和控制、产品质量的保证、财务状况的及时分析等管理任务

特点: (1)以技术为中心向以人为中心的转变，充分重视人的作用，将人视为企业一切活动的主体，使技术的发展桁架的符合人类社会发展的需要。

(2)企业的生产组织，从递阶多层管理结构形式向扁平网络式结构转变，强调组织结构简化，减少结构层次，增强生产组织体系的灵敏性。

(3)由传统的顺序工作方向并行作业方式转变。

(4)企业从按功能计划部门的固定组织形式，向动态的，自主管理的群体工作小组形式转变。

(5)企业从单纯竞争走向既有竞争又有结盟之路。

(6)质量是企业尊严和品牌价值的起点，快速响应市场的竞争策略是制胜的法宝。

2 (7)技术创新成为企业竞争的焦点。

总结：在本次的课程中，我们小组做的是玩具手枪的外模，本来是准备做花瓶的，但是想一想一个文艺范的东西用铁做出来有点不美观，于是我们决定做玩具枪。我们小组分工明确，有收集资料、UG制图、PPT制作和演讲，在制作玩具枪的过程中，我们小组用的是UG制图，在这个过程中遇到一些问题，UG不是很会用，最后通过自我摸索和老师的帮助下，基本完成了我们的作品，然后就是PPT制作，在此过程中，我们讨论了好久最后做出了我们想要的PPT。正是在主张的带领下，我们认真的完成了这次的课程，并且通过这次的实践让我收获了很多，学习到了很多，让我更加了解我的专业技能的重要性。