第一篇：關于先進制造技術的再思考

關于先進制造技術的再思考

摘要：若干年來，對先進制造技術有了進一步深入的理解。先進制造技術是一項系統工程，也是一項現代制造工程。發展先進制造技術要突出兩個重點，即超精密加工和精密成形技術；綜合自動化和系統管理技術。自主開發和創新可能是與先進制造技術同等重要的另一個主題。

自20世紀80年代末期，美國根據本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強競爭力和促進國民經濟增長，提出先進制造技術（AMT）的概念以來，通過制訂一系列的政策和實施計劃，經過10多年的發展，首先在汽車、電子產品提高質量和可靠性、降低成本等方面取得了很大效果，使整個制造業提升了國際競爭力，促進了國民經濟的發展。

與此同時，我國機械工業在制訂“九五”規劃和長遠發展綱要時，充分考慮了國際上關于先進制造技術的發展動向和可能帶來的影響，通過軟科學研究、學術研討、安排科研開發項目等，對發展先進制造技術在認識上更加深化，在工作上愈益主動，也取得明顯的效果。

我們曾以“關于先進制造技術的幾點思考”為題目，探討過若干問題。時隔多年，有必要做進一步思考，探討未來。先進制造技術的發展

1.1 工程技術界以系統工程和工業工程的思想來審視先進制造技術的產生和發展

20世紀90年代初期，當先進制造技術的概念被引入以后，伴隨而來的各種生產經營管理模式，JIT、MRP、MRPⅡ、并行工程（CE）、靈捷制造（AM）、精益生產方式（LP）等相繼出現。專家們冷靜面對這些新事物，明確提出：以提高制造業競爭力為目標的發展應用先進制造技術，必須在與之相匹配的制造模式內運作，才能充分發揮作用。先進制造模式的特點是以市場為導向，以系統觀念、工業工程（IE）為指導，以電子計算機技術為依托，精心組織，合理管理，達到提高產品質量、降低生產成本、縮短交貨期的目的。美國以先進制造技術裝備汽車工業的同時，在綜合日本豐田生產方式的基礎上，推?quot;精益生產方式“，于汽車企業推廣應用，很快達到了提升國際市場競爭力的目標。

專家們進一步分析認為，各種先進制造模式雖然以不同形式出現，但基本上可以分成兩大類：一類是以制造技術發展為基礎，從20世紀50年代的高速切削開始，之后的多刀半自動機床、數控機床（NC）、計算機數控機床（CNC）、加工中心（MC）、柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）等；另一類則以生產經營管理為中心，20世紀60年代出現的成組技術（GT），之后的JIT、MRP、MRPⅡ、靈捷制造（AM）、精益生產方式（LP）、企業資源計劃（ERP）等。這就使我們在面對各種繁多的技術層面時，有一個比較清晰的認識。

1.2 對先進制造技術內涵有了更全面的認識

最早介紹先進制造技術的內涵時，一般包含三個技術群：①主體技術群，包括產品、工藝過程、工廠（車間）設計、加工技術、裝配、測試等；②支撐技術群，包括信息技術、控制技術、標準化等；③技術基礎設施，包括質量管理、人員培訓、用戶服務等。不難看出，先進制造技術的內涵具有以下幾個特征：

第一，先進制造技術以”制造技術“亦即工藝過程技術（process technology）為主體，把制造過程的設計、生產流程（車間）設計、加工技術、裝配、檢測等作為第一位的主體技術群，與傳統?quot;以工藝為基礎”有著驚人的相似。

第二，先進制造技術的三個技術群是生產過程的整體，是一項系統工程，也可以說是一項現代制造工程。從產品設計、制造過程、信息管理、質量控制，到用戶服務、人員培訓，環環相扣。不難看出，忽視任何一個環節，都不能達到質量、成本、效率的整體目標。這種把市場、技術、經濟、管理等融為一體的思想，開闊了我們的視野，與過去各管一段，各自強調自己的重要性，形成鮮明對比。

第三，先進制造技術是動態變化的。反映在不同時期，不同的國家和地區，先進制造技術有其本身重點發展的目標和內容。為確保生產和經濟效益持續穩步的提高，按照實際情況，采用不同水準的先進制造技術及與之相適應的生產經營模式，以追求最佳的技術經濟效益。

1.3 發展先進制造技術引起了各級管理部門和工程技術界的重視

1994年以來，先進制造技術的有關內容被列入“九五”、“十五”期間多項國家科技發展計劃中。科技管理部門在制訂研究開發立項計劃時，把先進制造技術作為與信息、生物、新材料、新能源等并列的技術領域之一。《中共中央國務院關于加強技術創新、發展高科技、實現產業化的決定》明確提出要“開發和利用先進制造技術、工藝和裝備，大幅度提高國產技術裝備水平”，“加速傳統產業的技術升級”，為發展先進制造技術進一步指明了方向。

有關領導指出：我國工業化任務還遠未完成，而工業化是實現現代化和發展高新技術產業的基礎。工程科技水平的落后，制約了中國制造業的發展，也制約了工業化的步伐。

值得注意的是，把企業管理或者叫做系統管理技術作為發展先進制造技術的重要環節正式納入了各級規劃、計劃之中。例如，機械工業系統在制訂“十五”發展思路、目標及重點時，高層專家提出，機械行業先進制造領域的高技術產業構成為：①現代設計技術與軟件；②先進制造工藝與裝備；③綜合自動化技術裝置與系統；④現代管理技術與軟件；⑤機電信息一體化產品。其結構對現代管理技術的重視具有代表性。制造業面臨的挑戰與先進制造技術

進入21世紀，我國加入WTO，機械制造業面臨重大挑戰和機遇，先進制造技術作為機械制造業的一項重要技術領域，將面臨各種新任務、新課題。

2.1 對市場的快速響應能力

瞬息萬變的市場促使交貨期成為競爭力諸因素中的首要因素。為適應市場需求，已有的并行工程、快速原型成形技術、客戶化生產方式將得到廣泛應用。隨著國際互聯網的發展與應用，電子商務技術與手段將在企業快速響應能力中進一步擴展。網上詢價、網上簽約、網上采購、網上交易將大大縮短經營周期和降低生產成本。隨著電子商務的發展，與之相配套的第三方物流，將替代企業原有的許多倉庫、儲運系統，而為實現JIT（準時制）創造了更好的條件。對市場快速響應能力的大小，是企業國際市場競爭力的重要標志。

2.2 超精密加工技術

被加工零件的尺寸精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm以及所用機床定位精度的分辨率和重復性高于0.01μm，稱為超精密加工，亦稱之為亞微米級加工技術，并正在向納米級加工發展。

超精密加工所能達到的精度、表面粗糙度和加工尺寸范圍，是一個國家制造技術水平的重要標志之一。超精密加工廣泛用于國防軍事工業、航空航天工業、計算機芯片、磁板基片、光盤基片等。

現代機械制造中，提高產品的性能、質量、可靠性、自動化程序等均有賴于超精密加工。因此，超精密加工也是先進制造技術的基礎和重要支柱之一。

2.3 先進成形與改性技術

成形與改性技術包含了鑄造、塑性成形、連接、熱處理、表面改性等，成形與改性技術是先進制造技術的一項重要內容。機械產品的零部件，通常都要通過成形與改性才能具有所需形狀及實用功能。成形技術已從生產零件毛坯、接近零件形狀，向直接制造零件的凈成形方向發展。有專家預測，塑性成形與磨削加工相結合，將取代大部分中小零件的切削加工。

先進成形技術與節能、節材、綠色制造密切相關，是當今世界在發展先進制造技術中的關鍵課題之一。

2.4 環境適應性的挑戰

我國機械制造業不僅要解決自身生產過程中的污染和資源浪費問題，更重要的是要為社會提供在全壽命周期內沒有污染、節約資源的各類產品。為提高制造企業的環境適應性，有關部門提出了四個準則：不可再生資源應用降低到最低限度；能源消耗最少；對空氣和水的污染最低；使工作和生產環境綠色化。綠色產品的設計和綠色制造在21世紀將提到重要議事日程。首先要研究綠色產品、綠色制造的設計理論和方法、產品的描述和建模技術，以及建立綠色產品數據庫和綠色產品、綠色制造的評價系統。

2.5 虛擬制造技術和網絡制造技術

虛擬制造技術是以計算機仿真技術為前提，在計算機上實現對產品設計、加工和裝配、檢驗、使用全部生命周期的統一建模和仿真。縮短產品開發周期，降低生產成本，提高生產效率。

網絡制造是虛擬制造的重要組成部分，針對某一市場需要，利用以網絡為標志的國際互聯網，把分散在不同地區的現有設備資源、智力資源和各種核心能力，按資源優勢互補的原則，靈活而迅速地組合成一種超越空間約束、統一指揮的經營實體--網絡聯盟企業，以便快速出產品、出效益。網絡制造將成為21世紀國際競爭的重要手段之一。

2.6 制造資源的柔性和可重構性

未來社會所需要的不再是目前實行的強制性標準化產品，而是前所未有的非標準化產品和服務。這將導致單一同類規格的大量消耗市場，裂變為一系列滿足不同需求的細分市場，細分市場又進一步強化了產品的多樣化。個性化需求和不確定的市場環境，要求克服設備資源沉淀造成成本升高的風險。先進制造工藝、智能化軟件和柔性自動化設備、柔性發展戰略，構成未來企業競爭的軟、硬件資源。制造資源的柔性和可重構性是21世紀企業裝備的顯著特點。

2.7 綜合自動化技術

綜合自動化技術包含產品研究與過程開發自動化、生產過程和設備自動化、管理自動化等方面。綜合自動化是提高勞動生產率的強大手段，是21世紀支持和推動以信息為特征的先進制造技術發展的核心技術。發展先進制造技術與綜合自動化技術，實現我國制造業改造升級，已成為制造業界的共識。

21世紀的制造業綜合自動化，將主要圍繞以下四個方面有所創新和發展應用：①綜合自動化總體與集成技術；②產品研究與過程開發自動化技術；③生產過程和設備自動化技術；④管理自動化技術。幾點思考與建議

3.1 發展先進制造技術任重道遠

50年來，特別是改革開放20年來，我國機械制造業已形成門類比較齊全的機械制造體系。我國基礎工業部門80%以上的裝備，農業部門絕大部分裝備由國內提供，機械產品已成為我國對外出口的支柱之一。我們已經打下了工業化的初步基礎，但從整體上，工業化的任務還遠未完成，制造業的人均GDP和增加值還很低，而要進一步提高勞動生產率和人民的生活水平，實現工業化的歷史使命，還有很長一段路要走。我國振興機械制造業有待時日，發展先進制造技術任重道遠。

3.2 突出兩個重點

發展先進制造技術任務繁重，要從實際情況出發，突出重點。超精密加工和精密成形技術、綜合自動化和系統管理技術是重中之重。因為兩者與下列因素密切相關：

第一，增強核心競爭力。精密、超精密加工技術，是許多國防和民有高級產品的關鍵技術。所能達到的精度，標志國家的技術水平和競爭實力。

第二，環境適應性關系重大。精密成形技術，可大大減少環境污染，節能節材。

第三，提高勞動生產率。綜合自動化技術和系統管理技術，體現現代信息技術改造傳統產業的具體途徑，提高產品質量和生產效率，提高勞動生產率。

第四，既重視具體技術，也重視管理技術。

3.3 重視教育與培訓

據1998年統計，機械工業全部國有企業及銷售收入在500萬元以上的非國有企業達4.92萬家，職工1408萬人，其中工程技術人員約占7.5%，亦即100萬人左右。職工技術水平和素質的提高直接影響企業的產品質量、生產效率和總體發展水平。而在已經加入WTO的今天，教育與培訓更為重要與迫切。

教育與培訓要引入市場機制。一方面要堅持持證上崗、競爭上崗；另一方面要建立市場機制，自覺接受新知識、新技術的培訓，為擇業、應聘創造條件。

國家有關部門要制訂繼續教育的法律法規，規范教育培訓市場。重視教育與培訓，規范教育與培訓市場，是推進先進制造技術，振興機械制造業，實現國家工業化的長遠大計。

3.4 自主開發與創新是另一個重要主題

在機械制造業，產品自主開發與創新的重要性和迫切性早已被政府部門和工程技術界、企業領導人、教育界理解和關注。有兩個情況值得我們進一步思考：一是科技管理部門發現，多年來新產品、新技術的創新點絕大部分來自早期科研項目或前期預研；二是先進制造技術以“制造技術”為主體，對產品開發設計，主要提供方法和手段，如CAD、CAPP、PDM等。因此，自主開發與創新在機械制造業可能是另一個主題。建議有關部門和學術團體對制造業自主開發與創新的內涵、機理、機制、方法、形式和經驗等，做廣泛深入的學術探討與交流。從這一重要角度，與發展先進制造技術一起，共同推動制造業的發展。

姚福生：1932年4月生，中國機械工程學會特邀理事，機械設計分會主任委員，中國工程院院士。

第二篇：再制造技術

再制造技術

再制造是一種對廢舊產品實施高技術修復和改造的產業，它針對的是損壞或將報廢的零部件，在性能失效分析、壽命評估等分析的基礎上，進行再制造工程設計，采用一系列相關的先進制造技術，使再制造產品質量達到或超過新品。就是通過一系列工業過程,將廢舊產品中不能使用的零部件通過再制造技術修復,主要以先進的表面工程技術為修復手段（即在損傷的零件表面制備一薄層耐磨、耐蝕、抗疲勞的表面涂層），使得修復處理后的零部件的性能與壽命期望值達到或高于原零部件的性能與壽命。

再制造的內容有在產品設計階段，要考慮產品的再制造性設計。在產品的服役至報廢階段，要考慮產品的全壽命周期信息跟蹤。在產品的報廢階段，要考慮產品的非破壞性拆解、低排放式物理清洗。要進行零部件的失效分析及剩余壽命演變規律的探索；要完成零部件失效部位的具有高結合強度和良好摩擦學性能的表面涂層的設計、制備與加工，以及對表面涂層和零部件尺寸超差部位的機械平整加工及質量控制等。再制造的研究內容非常廣泛，貫穿產品的全壽命周期，體現著深刻的基礎性和科學性。主要以先進的表面工程技術為修復手段。表面工程技術又包括： 噴涂修復技術，電刷鍍修復技術，激光修復技術，納米表面工程技術。主要用于軸類及一些貴重零件修復技術。

需要獨立解決的科學和技術問題：

1、加工對象更苛刻主要有：鍛焊、熱處理、銑磨件尺寸差、殘余應力、內部裂紋、表面變形等缺陷；

2、前期處理更繁瑣再制造的毛坯必須去除油污、水垢、銹蝕層及硬化層；

3、質量控制更困難再制造毛坯壽命預測和質量控制，因毛坯損傷的復雜性和特殊性而使其非常困難；

4、工藝標準更嚴格再制造過程中廢舊零件的尺寸變形和表面損傷程度各不相同，必須采用更高技術標準的加工工藝。

表面工程技術：表面工程是一項系統工程:因為表面工程是以表面科學為理論基礎，以表面和界面行為為研究對象，首先把互相依存、相互分工的零件基體與零件表面構成一個系統，同時又綜合了失效分析、表面技術、涂覆層材料、預處理和后加工、表面檢測技術、表面質量控制、使用壽命評估、表面施工管理、技術經濟分析、三廢處理和重大工程實踐等多項內容。表面工程在不同領域的功能：機械類產品：提高零件表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗疲勞等性能。電子電器元件：提高元器件表面的電、磁、聲、光等特殊物理性能。生物醫學材料：提高人造骨骼等人體植入物的耐磨性、耐蝕性及生物兼容性。工藝品：提高耐蝕性和美觀性。

表面工程技術分為：表面改性，表面處理，表面涂覆，復合表面技術，納米表面工程。

（一）、表面改性：表面改性是指通過改變基質表面的化學成份以達到改善表面結構和性能的目的。例如：化學熱處理、離子注入、滲氮、滲碳處理等。表面改性技術有：

1、擴散滲入：非金屬元素表面滲擴，金屬元素表面滲擴，復合元素表面滲擴；

2、離子注入：非金屬離子注入，金屬離子注入，復合離子注入；

3、轉化膜技術：電化學轉換膜，化學轉換膜，金屬著色技術。

（二）、表面處理：

1、表面淬火處理：感應加熱表面淬火，激光加熱表面淬火，電子束加熱表面淬火；

2、表面變形處理：噴丸，輥壓，孔擠；

3、表面納米加工技術。

（三）、表面涂覆，在基質材料表面制備涂覆層，即表面涂覆是在基質表面上形成一種膜層。涂覆層的化學成分、組織結構可以和基質材料完全不同，它以滿足表面性能、涂覆層與基質材料的結合強度能滿足工況、經濟、環境好為準則。如化學氣相沉積（CVD)、物理氣相沉積（PVD）熱噴涂、堆焊等、電鍍、化學鍍等。

（四）、復合表面工程技術，復合表面工程技術是對上述三類表面工程技術的綜合運用。復合表面工程技術是在一種基質材料表面上采用了兩種或多種表面工程技術，用以克服單一表面工程技術的局限性，發揮多種表面工程技術間的協同效應，從而使基質材料的表面性能、質量、經濟性達到優化。

（五）、納米表面工程技術，納米表面工程技術是充分利用納米材料、納米結構的優異性能，將納米材料、納米技術與表面工程技術交叉、復合、綜合，在基質材料表面制備出含納米顆粒的復合涂層或具有納米結構的表層。納米表面工程技術能賦予表面新的服役性能，使零件設計時的選材發生重要變化，并為表面工程技術的復合開辟了新的途徑。

在進行再制造時要對機械進行評估：

1、機械零件的檢測和壽命評估技術：無損檢測手段包括超聲波檢測、相控陣超聲波檢測、渦流檢測、X射線檢測、磁粉檢測等。綜合分析影響檢測結果的各項技術參數，系統優化無損檢測技術組合，保障零部件表面及內部的缺陷檢出率和檢測速度。

2、選擇合適的理論和技術，建立壽命評估分析模型，評估零部件的剩余壽命。

常用的再制造技術有：激光修復技術，電刷鍍修復技術，噴涂修復技術。

激光修復技術：

激光是由受激輻射引起的并通過諧振“放大”了的光。實用激光器有紅寶石激光器、釹玻璃激光器、二氧化碳氣體激光器。

產生原理：在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發的物質，使其原子的電子達到受激發的高能量狀態，當這些電子要回復到平靜的低能量狀態時，原子就會射出光子，以放出多余的能量；而接著，這些被放出的光子又會撞擊其它原子，激發更多的原子產生光子，引發一連串的「連鎖反應」，并且都朝同一個方前進，形成強烈而且集中朝向某個方向的光。

激光表面處理：采用激光表面處理可以解決某些其他表面處理方法難以實現的技術目標。例如細長鋼管內壁表面硬化，成型精密刀具刃部超高硬化，模具合縫線強化，缸體和缸套內壁表面硬化等等。采用激光熱處理的經濟效益顯著優于傳統熱處理，例如汽車轉向器殼體激光淬火（相變硬化）和鋸齒激光淬火等。激光表面處理技術在汽車行業應用極為廣泛，在許多汽車關鍵件上，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、派啟發、閥座、搖臂、鋁活塞環槽等幾乎都可以采用激光熱處理。? 例如：美國通用汽車公司用十幾臺千瓦級CO2激光器，對換向器殼內壁局部硬化，日產3萬套，提高工效四倍。? 我國采用大功率CO2激光器對汽車發動機進行缸孔強化處理，可延長發動機大修里程到15萬公里以上，一臺汽缸等于三臺不經處理的汽缸。

激光修復技術分為：激光相變硬化（淬火）和退火，激光熔凝，激光熔覆和合金化，激光沖擊硬化等。激光淬火/覆照相變硬化-原理：激光覆照相變硬化也叫激光表面淬火。它以高能密度的激光束快速照射材料表面，使其需要硬化的部位瞬間吸收光能并立即轉化為熱能，使激光作用區的溫度急劇上升到相變溫度以上，形成奧氏體。此時工件基體仍處于冷態并與加熱區之間的溫度梯度極高。因此，一旦停止激光照射，加熱區因急冷而實現工件的自冷淬火。從而提高材料表面的硬度和耐磨性。表面淬火的優點自冷淬火，不需水或油等淬火介質，避免了環境污染。加工柔性高，對工件的許多特殊部位，例如槽壁、槽底、小孔、盲孔、深孔以及腔筒內壁等，只要能將激光照射到位，均可實現激光淬火。工藝過程容易實現生產自動化。激光表面合金化是在高能束激光的作用下，將一種或多種合金元素快速熔入基體表面，使母材與合金材料同時熔化，形成表面合金層，從而使基體表層具有特定 的合金成分的技術。換句話講，它是一種利用激光改變金屬或合金表面化學成分的技術。優點，可以節約大量具有戰略價值貴重元素、形成具有特殊性能的非平衡相或非晶態、晶粒細化、提高合金元素的固熔度和改善鑄造零件的成分偏析。激光熔覆－ 原理：激光熔覆與激光合金化的原理一致，它是利用激光在基體表面覆蓋一層具有特定性能的涂覆材料。這類涂覆材料可以是金屬和合金，也可以是非金屬，還可以是化合物及其混合物。在涂覆過程中，涂覆層與基體表面通過熔合結合在一起，激光熔覆的方式與激光合金化相似。獲得的涂層可以提高材料表面的耐蝕、耐磨、耐熱、減磨以及其他特性。激光沖擊強化－ 原理：工件表面涂上一層不透光材料（涂層），再覆蓋一層透光材料（約束層），高功率密度短脈沖（納秒級）強激光透過約束層照射金屬材料表面。涂層在極短時間內產汽化電離成高溫高壓的等離子體；由于約束層存在，等離子體的膨脹受限，產生向金屬內部傳播的強沖擊波，使金屬材料表層發生塑性變形，形成激光沖擊強化區；從而改善金屬材料的機械性能。

電刷鍍修復技術。

電鍍修復技術是利用電解方法使電解液中的金屬離子在零件表面上還原成金屬原子并沉積在零件表面上形成具有一定結合力和厚度鍍層的一種方法。電刷鍍溶液制備是電刷鍍的關鍵技術之一目前商品化的電刷鍍液達130余種： 合金電刷鍍液：

二元合金 Ni-P Ni-W Ni-Co Co-Mo Co-W 三元合金 Ni-W-Co Ni-W-P Ni-Fe-W Ni-Fe-Co 非晶態電刷鍍液：

主要集中于Ni基含P、W、Co的鍍層，其中的硬質性顆 粒具有彌散增強作用。

電刷鍍原理：采用專用的直流電源設備，電源的正極接鍍筆，負極接工件，鍍筆通常采用高純石墨塊作陽極材料，外包棉花或滌棉套，基本變化過程金屬離子在液相中傳質，到達陰極表面邊界層金屬離子穿過陰極表面邊界層完成表面轉化與陰極的電子交換，金屬原子被還原成吸附態金屬原子后續表面轉化，金屬原子結晶。

電刷鍍鍍液的分類：預處理液：去除被鍍金屬表面油污、銹蝕、氧化層和各種雜質包括電凈液、活化液。電沉積金屬鍍液：單金屬鍍液，合金鍍液，退鍍鍍液從工件表面腐蝕去除金屬或多余鍍層的溶液。鈍化和陽極化鍍液：在工件表面生成致密氧化膜。特殊用途的鍍液： 在工件表面獲得各種特殊功能的表面層，如拋光、染色發黑、防變色等。

噴涂修復技術。

熱噴涂及其分類：1）電弧噴涂、2）火焰噴涂、3）等離子噴涂和 4）特種噴涂。熱噴涂： 利用熱源將噴涂材料加熱至熔融狀態，并通過氣流吹動使其霧化后高速噴射到零件表面，形成特定的涂層，以提高工件的性能的表面技術。熱源：氣體、液體燃料，電弧、等離子、激光等。材料：金屬、合金、金屬陶瓷、氧化物、碳化物、塑料等。性能：耐磨、耐熱、耐蝕、抗氧化、隔熱、導電、絕緣、密封等。涂層厚度：5 mm — 5 mm.。

熱噴涂的一般原理實際上就是用一種熱源，如電弧、離子弧或燃氣燃燒的火焰等將粉狀或絲狀的固體材料加熱熔融或軟化，并用熱源自身的動力或外加高速氣流霧化,使噴涂材料的熔滴以一定的速度噴向經過預處理干凈的工件表面。熱噴涂過程中，噴涂材料大致經過以下過程：

1、表面凈化。

2、表面預加工。

3、表面粗化。

4、預熱。

5、噴涂底層。

6、噴涂工作層。

7、噴后處理。

電弧噴涂：以電弧為熱源，將金屬絲熔化并用高速氣流霧化，使熔融粒子高速噴到工件表面形成涂層。電源：V = 40V，I = 100-400A的伏安特性。電弧噴涂槍，送絲裝置，氣體壓縮機。電弧噴涂絲材主要有Al, Zn, Cu, Ni, Mo等及其合金，以及碳鋼、不銹鋼等。

火焰噴涂：以氣體燃燒熱為熱源，將金屬絲或粉末熔化并霧化而進行的噴涂。1.線材火焰噴涂。2.粉末火焰噴涂。

在理論基礎方面，完善了涂層殘余應力的計算方法，探索并初步建立了壽命預測評估模型。研究并初步提出了再制造零部件涂層中殘余應力的計算方法；以廢舊柴油機曲軸為對象，研究了非線性動力學分析模型，探討了廢舊零部件疲勞試驗數據與模型分析數據的映射關系，初步建立了剩余壽命預測模型。

第三篇：先進制造技術

先進制造技術（AMT）：是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息和管理技術，以及新工藝、新材料等現代科學技術，使材料轉換成產品的過程更有效、成本更低、更及時滿足市場需求的先進的工程技術的總稱。

廣義制造：不僅包括具體的工藝過程，還包括市場分析、產品設計、質量控制、生產過程管理、營銷、售 后服務直至產品報廢處理等在內的整個產品壽命周期的全過程。

狹義制造：是指生產車間內與物流有關的加工和裝配過程。

制造系統：是指由制造過程及其設計的硬件、軟件和人員組成的一個具有特定功能的有機整體。制造業：是指以制造技術為主導技術進行產品制造的行業。

制造業的核心要素是質量、成本和生產率。

制造技術是制造業所使用的一切生產技術的總稱，是將原材料和其他生產要素經濟合理地轉化為可直接使用的具有較高附加值的成品/半成品和技術服務的技術群。

制造技術的五個發展時期：工場式生產時期、工業化規模生產時期、剛性自動化發展時期、柔性自動化發展時期、綜合自動化發展時期。

先進制造技術的發展趨勢：數字化是發展的核心、精密化是關鍵、極端化是焦點、自動化是條件、集成化是方法、網絡化是道路、智能化是前景、綠色化是必然

先進制造技術：是在傳統制造技術基礎上不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變市場的適應能力和競爭力的制造技術的總稱。先進制造技術的三個層次：基礎技術、新型單元技術、集成技術

先進制造技術的五個特征：系統性、廣泛性、集成性、動態性、實用性

電火花成型加工原理：是基于電火花腐蝕原理，即在工具電極與零件互相靠近時，極間電壓將在正負極間使電介質電介液電離而形成火花放電，并在火花通道中瞬時產生大量熱能，足以使金屬局部熔化甚至氣化，而將金屬腐蝕掉，從而形成所要求的形狀。達到成型加工目的。電火花技工的5種放電狀態：開路（空載脈沖）、火花放電（工作脈沖）、過度電弧放電（不穩定電弧放電）、電弧放電（穩定電弧放電）、短路（短路放電）。

電火花加工特點：

1、加工時，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，制造容易。

2、便于加工用普通機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不漏熱處理影響，與工件的機械性能關系不大。

3、適于加工脆性材料或薄壁弱剛性的零件，以及普通切削刀具易發生干涉而難以進行加工的精密微細異型孔、深小孔、狹長縫隙、彎曲軸線的孔、型腔等。

4、脈沖放電持續時間極端，放電產生的熱量傳導擴散范圍小，放電侵沒在工作液中進行，因此對整個工件而言，在加工過程中幾乎不受熱的影響。

5、可以改革工件結構，簡化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動強度。

電火花加工的條件：

1、工具電極和工件之間必須維持合理的間隙。

2、兩電極之間必須充入一定性能的工作介質。

3、輸送到兩電極間的脈沖能量密度應足夠大。

4、放電必須是瞬時的脈沖放電。

5、脈沖放電需重復多次進行，并且多次脈沖放電在時間上和空間上是分散的。

6、脈沖放電后的電蝕產物能及時排放至放電間隙之外。

影響電火花加工的因素：

1、極性效應

2、覆蓋效應

3、二次放電

4、加工速度

5、電火花放電通道

6、工具電極損耗

7、放電間隙

8、放電產物排出

極性效應：電火花加工時，即使加工相同材料，兩電極的被腐蝕量也是不同的，其中一個電極比另一個電極的蝕出量大，這種現象叫極性效應。把工件與脈沖電源正極相接的加工叫正極性加工，反之為負極性加工。當采用短脈沖精加工是，應選用正極性加工，長脈沖粗加工是應選用負極性加工。精加工放電間隙一般只有0.01mm左右，粗加工時可達0.3-0.5mm。

電火花線切割：使用現狀電極（鉬絲或銅絲）靠火花放電對工件進行切割，故稱為電火花線

電火花線切割機床通常分為兩大類：一類是快走絲電火花線切割機床。這類機床的電極絲做高速往復運動，一般走絲速度為8-10m/s。是我國生產和主要使用的機種，也是獨有的加工模式，另一種是慢走絲電火花切割機床，這類機床的電極絲低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s。國外生產和主要使用。

線切割的特點：

1、縮短了生產準備時間，加工周期短

2、脈沖電源加工電流較小，脈沖寬度較窄，屬中、精加工范疇，所以只采用正極性加工。

3、采用水或水基工作也，不會引燃起火，容易實現安全無人運轉。

4、電極絲比較細，切縫較窄，可以加工微細異型孔、窄縫和復雜形狀的工件，實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。

5、工具電極是運動的長金屬絲，故可加工很小的窄縫或人工缺陷，電極絲的損耗對加工精度無影響，但自身尺寸精度對快慢走絲加工精度均有直接的影響。

電火花線切割加工設備主要由機床本體、脈沖電源、控制系統、工作液循環系統和機床附件等及部分組成。線切割加工的主要工藝指標有切割速度、加工精度及加工表面質量等。

線切割常見的裝夾方式1懸臂式支撐 2兩端式支撐 3橋式支撐 4板式支撐 5復式支撐

微機械：是指可以批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，甚至外圍接口、通信電路和電源等于一體的微型器件或系統，也稱微型機電系統（MEMS）或微型系統。

微機械主要特點：1體積小，精度高，質量輕

2、性能穩定，可靠性高

3、能耗低，靈敏度和工作效率高

4、多功能和智能化

5、適用于大批量生產，制造成本低。

6、集約高技術成果，附加價值高。

光刻加工：使用照相復印的方法將光刻掩模上的圖形印刷在涂有光致抗蝕劑的薄膜或基材表面，然后進行選擇性腐蝕，刻蝕出規定的圖形。光掩膜制造技術、曝光技術和刻蝕技術是組成光刻技術的關鍵技術。刻蝕技術是一類可以獨立于光刻的微型機械關鍵的成型技術，刻蝕分為濕法刻蝕和干法刻蝕。

LIGA是一種使用X射線的深度光刻與電鑄相結合，實現深寬比大的微細構造的成型方法。LIGA是德文的平版印刷術、電鑄成型和注塑的縮寫。

封接技術的目的是將分開制作的微機械部件在使用粘結劑的情況下連接在一起，封在殼中使其滿足使用要求。他影響到整個微機械的功能和尺寸，是關鍵技術。

分子裝配技術：利用其探針的尖端可以俘獲和操縱分子和原子，并可以按照需要拼成一定的結構，進行分子和原子的裝配制作微機械，這是一種納米級微加工技術，是一種從物質的微觀角度來構造、制作微機械的工藝方法。

超精密加工方法主要有超精密切削、超精密磨削、超精密研磨和超精密細加工。

超精密切削對刀具的要求：

1、極高的硬度、耐磨度和彈性模量，以保證刀具有很高的刀具耐用度。

2、刃口能磨得及其鋒銳，刃口半徑極小，能實現超薄的切削厚度

3、刃口應無缺陷

4、與工件材料的抗粘結性好，化學親和性笑、摩擦因數低，能得到極好的加工表面完整性。

超精密磨削加工是指利用細粒度的磨粒或微粉磨料進行砂輪磨削、砂帶磨削，以及研磨、珩磨和拋光等進行超精密加工的總稱，是加工精度達到或高于0.1um，表面粗糙度小于Ra0.025um的一種亞微米級加工方法。

高速加工技術是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實現高速運動的自動化制造設備，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加工質量的現代化制造加工技術。

高速與超高速切削的特點：

1、可減少工序，提高生產效率

2、切削力小、熱變形小

3、加工精度高

4、加工能耗低、節省制造資源。

高速切削加工的關鍵技術包括高速主軸、快速進給系統、高性能CNC控制系統、先進的機床結構、高速加工刀具。高速主軸在結構上幾乎全部采用主軸電機與主軸合二為一的結構形式，簡稱電主軸。

高速切削通常使用的刀具材料：硬質合金涂層刀具、陶瓷刀具、聚晶金剛石刀具、立方氮化硼刀具。

在實際應用中，磨削速度在100M/S以上即被稱為高速磨削。高速磨削是提高磨削效率和降低工件表面粗糙度的有效措施。

逆向工程（RE）是相對于傳統正向工程而言的，又稱反求工程或反求設計，其實想最初是來自從油泥模型到產品實物的設計過程。逆向工程系統的組成：

1、產品實物幾何外形數字化

2、CAD模型重建（1、CAD模型的校驗與修正

2、CAD模型的分析與改進

3、CAD模型的校驗與修正）

3、產品或模具制造

模型重建軟件包括：

1、用于正向設計的CAD/CAM/CAE軟件（Solidworks）

2、集成有逆向功能模塊的正向CAD/CAM/CAE軟件(Pro/E、UG)

3、專用的逆向工程軟件（Imageware）逆向工程的關鍵技術：

1、數據采集與處理（數字化技術）

2、曲面構造（建模技術）數字化方法主要分為接觸式測量和非接觸式測量

快速原型制造技術（RPM）：綜合機械、電子、光學、材料等學科，能夠自動、直接、快速、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的原型或直接制造零件/模具。原理：徹底擺脫傳統的“去除”加工法，而基于“材料逐層堆積”的制造理念，將復雜的三維加工分解為簡單的材料二維的組合，它能在CAD模型的直接驅動下，快速制造任意復雜形狀的三維實體。

典型的RPM工藝方法：

1、光敏液相固化法SLA

2、疊層實體制造法LOM

3、選擇性激光燒結法SLS

4、熔融沉積制造法FDM

激光加工技術：利用光能經過透鏡聚焦后達到的很高的能量密度，依靠光熱效應來加工各種材料。特性：

1、亮度強度高

2、單色性好

3、相干性好

4、方向性好 加工原理：激光加工是工件在光熱效應下產生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。特點：

1、非接觸加工，加工速度快，熱影響區小，無明顯機械力，可加工易變形的薄板和彈性零件。

2、功率密度高，幾乎能加工所有的材料，3、激光光點直徑小，能進行非常微細的加工。

4、不需要加工工具無工具損耗，適宜自動化生產。

5、通用性好

6、影響因素多，加工時精度和表粗度需反復試驗，尋找合理的加工參數達到要求。應用：

1、激光打孔

2、激光切割

3、激光焊接

4、激光表面處理

超聲波加工原理：是利用工具端面作超生頻振動，通過磨料懸浮液加工，使工件成型的一種方法。

水射流切割：是以水作為攜帶能量的載體，用告訴水射流對各類材料進行切割的一種工藝方法，是一種冷切割工藝。

計算機輔助設計CAD：是指工程技術人員以計算機為工具，用各自的專業知識，對產品進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。完整的CAD系統具有圖形處理、幾何建模、工程分析，仿真模擬以及工程數據庫的管理與共享等功能。CAD系統的軟件分為系統軟件，支撐軟件和應用軟件三個層次。

計算機輔助工藝過程設計CAPP：工藝設計是機械制造生產過程的技術準備工作的一個重要內容，是產品設計與車間的實際生產的紐帶，是經驗性很強且隨環境變化而多變的決策過程。CAPP是應用計算機快速處理信息功能和具有各種決策功能的軟件來自動深沉工藝文件的過程。目前常用的CAPP系統可分為派生式、創成式和綜合式三大類。

計算機輔助制造CAM：按計算機與物流系統是否有硬件接口聯系可將CAM功能分為直接應用功能和簡介應用功能。計算機數控系統：是指用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術，也是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切結合的機電一體化高新技術。

CNC機床數控系統由數控裝置、可編程控制器（PLC）、進給伺服驅動裝置、主軸伺服驅動裝置、輸入輸出接口，以及機床控制面板和人機界面等部分組成。其中數控裝置為機床數控系統的核心，其主要功能有運動軸控制和多軸聯動控制功能。

數控加工編程的一般步驟：

1、工藝處理

2、數值計算

3、編制零件加工程序單

4、輸入零件加工程序單

5、程序校驗 CAD/CAM計算機輔助設計與計算機輔助制造，是一門基于計算機技術而發展起來的、與機械設計和制造技術相互滲透相互結合的、多學科綜合性的技術。

CAM是指應用電子計算機來進行產品制造的統稱。廣義CAM是利用計算機進行零件的工藝規劃、數控程序編制、加工過程仿真等。在CAM過程中主要包括計算機輔助工藝設計軟件（CAPP）和數控變成軟件（NCP）狹義CAM理解為數控加工，包括刀具路徑規劃，刀位文件生成，刀具軌跡仿真及M代碼生成等。更為廣義的CAM是指應用計算機輔助完成從原材料到產品的全部制造過程，包括直接制造過程和簡介制造過程。CAD/CAM系統由硬件系統和軟件系統組成。硬件系統包括計算機和外部設備，軟件系統由系統軟件、應用軟件和專業軟件組成。

制造自動化：狹義的含義是生產車間內產品的機械加工和裝配檢驗過程的自動化，包括切削加工自動化、工件裝卸自動化、工件儲運自動化、零件與產品清潔及檢驗自動化、斷屑與排屑自動化、裝配自動化、機器故障診斷自動化。廣義包含了產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化和質量控制自動化等產品制造全過程以及各個環節綜合集成自動化，以使產品制造過程實現高效、優質、低耗、及時、潔凈的目標。制造自動化發展歷程分為剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化三個發展階段。制造自動化的發展趨勢可用敏捷化、網絡化、虛擬化、智能化、全球化、綠色化六個方面來概括。工業機器人：工業機器人是一種可重復編程的多自由度的自動控制操作機，是涉及機械學、控制技術、傳感技術、人工智能、計算機科學等多學科技術為一體的現代制造業的基礎設備。

工業機器人一般由執行機構、控制系統、驅動系統以及位置檢測機構等幾個部分構成。

工業機器人的分類：按系統功能分：專用機器人、通用機器人、示教再現式機器人、智能機器人。按結構形式分直角坐標機器人、球坐標機器人、圓柱坐標機器人、關節機器人。按驅動方式分氣動、液動、電氣 機器人選用和設計應考慮的幾個指標：

1、自由度是衡量機器人技術水平的主要指標。通用機器人有3-6個自由度。

2、工作空間是指機器人應用手抓進行工作的空間范圍。

3、提取重力。

4、運動速度。通用機器人的最大直線運動速度大多在1000mm/s以下，最大回轉速度一般不超過120°/s。

5、位置精度。典型的工業機器人定位精度一般在±0.02-±5范圍。

工業機器人的控制系統分類：

1、按控制系統回路的不同，可分為開環系統和閉環系統。

2、按控制系統的硬件分，有機械控制、液壓控制、射流控制、順序控制和計算機控制。

3、按自動化控制程度分順序控制系統、程序控制系統、自適應控制系統、人工智能系統

4、按編程方式分屋里設置編程控制系統、示教編程控制系統、高線編程控制系統。

5、按機器人末端運動控制軌跡分點位控制和連續輪廓控制。工業機器人的性能特征：通用性、柔性、靈活性、智能性

柔性制造系統（FMS）：概念：是集數控技術、計算機技術、機器人技術以及現代管理技術為一體的現代制造技術。廣義：柔性制造系統是由若干臺數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成。更為直觀的定義：柔性制造系統至少由兩臺機床、一套具有高度自動化的物料運儲系統和一套計算機控制系統所組成的制造系統，通過簡單改變軟件程序便能制造出多種零件的任何一種零件。

FMS組成：

1、加工系統包括由兩臺以上的CNC機床、加工中心或柔性制造單元（FMC）以及其他的加工設備組成2、工件運儲系統由工件裝卸站、自動化倉庫、自動化運輸小車、機器人、托盤緩沖站、托盤交換裝置等組成能對工件和原材料進行自動裝卸、運輸和存儲。

3、刀具運儲系統包括中央刀庫、機床刀庫、刀具預調站、刀具裝卸站、刀具輸送小車或機器人、換刀機械手等。

4、一套計算機控制系統能夠實現對FMS進行計劃調度、運行控制、物料管理、系統監控和網絡通信等。除此之外還包含集中冷卻潤滑系統、切屑運輸系統、自動化清洗裝置、自動去毛刺設備等附屬系統。FMS特點：

1、柔性高，適應多種中小批量生產

2、系統內的機床在工藝能力上是相互補充或互相代替的3、可混流加工不同的零件

4、系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作

5、遞階結構的計算機控制，可以與上層計算機聯網通信

6、可進行三班無人值守生產

FMS關鍵技術：計算機輔助設計，模糊控制技術，人工智能、專家系統及智能傳感器技術，人工神經網絡技術。

虛擬制造技術VM：是指物質世界的數字化，也就是對真實世界的動態模擬和再現，即虛擬現實。虛擬制造是以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支持..CIMS計算機集成制造系統：從系統的功能角度考慮，一般認為CIMS是在兩個支撐分系統（網絡系統和數據庫系統）的基礎上由4個分系統組成：經營管理信息系統、工程設計自動化系統化、制造自動化系統和質量保證信息系統。

CIMS三大特征為數據驅動、集成、柔性 五個層次 ：工廠級、車間級、單元級、工作站級和設備級。

LP：精益生產 精益生產方式的資源配置原則，是以徹底消除無效勞動和消費為目標。

NC:數控技術 CNC:計算機數控 FMC柔性制造單元 FMS柔性制造系統 CAD/CAM計算機輔助設計與制造 CAPP計算機輔助工藝規劃 CAE計算機輔助工程 CAT計算機輔助檢測 ROBOT工業機器人 CIMS計算機集成制造系統 CE并行工程 LP精益生產 AM：敏捷制造 CM:綠色制造

第四篇：先進制造技術

先進制造技術論文

隨著我國制造業的的不斷發展，先進制造技術得到越來越廣泛的應用。先進制造技術是在傳統制造的基礎上，不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現代管理技術等方面的成果，將其綜合應用于產品設計、加工裝配、檢驗測試、經營管理、售后服務乃至回收的制造全過程，以實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。

先進制造技術不是一般單指加工過程的工藝方法，而是橫跨多個學科、包含了從產品設計、加工制造、到產品銷售、用戶服務等整個產品生命周期全過程的所有相關技術，涉及到設計、工藝、加工自動化、管理以及特種加工等多個領域，并逐步融合與集成。可基本歸納為以下四個方面：

a、現代設計技術 b、先進制造工藝技術 c、制造自動化技術 d、現代生產管理技術

一、現代設計技術

現代設計技術包括CAD、CAE、CAPP、CAT、優化設計、可靠性設計、價值工程創新設計、反求工程、并行工程等。它的特點是：

（1）系統性(2)動態性（3）創造性

（4）計算機化（5）并行化、最優化、虛擬化和自動化

在老師布置的課題中，我們小組做的是玩具手槍的外模，在這個過程中我們就是通過計算機UG做出來，正好體現了計算機化。

二、先進制造工藝技術

先進制造工藝技術主要包括了超精密加工技術、高速加工技術、快速成型制造技術、現代特種加工技術。

1、超精密加工技術已成為全球市場競爭取勝的關鍵技術，它包括了所有能使用的零件的形狀、位置和尺寸精度達到微米和亞微米范圍的機械加工方法。超精密加工所涉及的技術鄰域包含以下幾方面

（1）超精密加工機制 它包括超精密切削、超精密磨削和超精密特種加工等。

（2）超精密加工的刀具、磨具及其制備技術 包括金剛石刀具的制備和刃磨、超硬砂輪的整修等是超精密加工的重要關鍵技術。

（3）超精密機床設備 超精密加工對機床設備有高精度、高剛度、高的抗振性、高穩定性和高自動化的要求，具有微量進給機構

（4）精密測量及補償技術 超精密加工必須有相應級別的測量技術和裝置，具有在線測量和誤差補償。

（5）嚴格的工作環境 超精密加工必須在超穩定的工作環境中進行，加工環境的極微小的變化都可能影響加工精度。因此，超精密加工必須具備各種物理效應恒定的工作環境，如有恒溫室、凈化間、防振和隔振地基等。

2、高速加工技術是指采用超硬材料的刀具和磨具，能可靠地實現高速運動的自動化制造設備，極大地提高材料切除率，并保證加工精度和加工質量的現代制造加工技術。高速加工的特征：

（1）切削力低（2）熱變形小

（3）材料切除率高（4）高精度

（5）減少工序

關鍵技術：

（1）高速主軸（2）快速進給系統

（3）高性能的CNC控制系統（4）先進的機床結構

（5）高速切削的刀具系統

3、快速成型制造技術是集CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術和激光技術等技術于一體的綜合技術，是實現從零件設計到三維實體原型制造的一體化系統技術。典型的快速成型制造工藝的方法：

（1）光敏液相固化法（2）選區片層粘結法

（3）選區激光燒結法（4）熔絲沉積成形法

特點：

（1）高度柔性，可以制造任意復雜形狀的三維實體

（2）CAD模型直接驅動，設計制造高度一體化

（3）原型過程無需專用夾具或工具

（4）無需人員干預或較少干預，是一種自動化的原型過程

（5）原型全過程的快速性，適合現代激烈的產品市場

4、現代特種加工技術是用非常規的切削加工手段，利用電、磁、聲、光、熱等物理及化學能量直接施加于被加工工件部位，達到去除、變形以及改變性嫩等目的的加工技術，包括是激光加工、超聲波加工、水射流切割加工等。

（1）激光加工是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應來加工材料。它經常被用于打孔、切割、焊接、表面處理等加工工藝。

（2）超聲波加工時利用工具端面作超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。它經常用于型腔拋磨加工、超聲清洗、超聲波復合加工。在金屬切削加工中引入超聲振動可以大大降低切削力，改善加工表面粗糙度，延長刀具壽命，提高加工效率。

（3）水射流切割加工技術室以水作為攜帶能量的載體，用高速水射流對各類材料進行切割的一種工藝方法。水射流切割具有切口平整、無邊毛、無火花、加工清潔等特點。

三、制造自動化技術

狹義：是生產車間內產品的機械加工和裝配檢驗過程的自動化，包括切削加工自動化、工件裝卸自動化、工件儲運自動化、零件與產品清潔及檢驗自動化、斷屑與排屑自動化、裝配自動化、機器故障診斷自動化等。

廣義：包含了產品設計自動化、企業管理自動化、加工過程自動化、質量控制自動化等產品制造全過程以及各個環節綜合集成自動化，以使產品制造過程實現高效、優質、低耗、及時、潔凈的目標。

發展趨勢：

（1）制造敏捷化（2）制造網絡化（3）制造虛擬化

（4）制造智能化（5）制造全球化（6）制造綠色化 計算機控制自動化技術

1、機床數控技術

數控技術是指用數字化信號對設備運行極其加工過程進行控制的一種 自動化技術，也是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切相結合的機電一體化高新技術。數控技術是實現制造過程自動化的基礎，是自動化柔性系統的核心，是現代集成制造系統的重要組成部分。它把機械裝備的功能、效率、可靠性和產品質量提高到一個新水平，使傳統的制造業發生了深刻的變化。數控加工的主要特點是：加工的零件精度高；生產效率高；特別適合加工形狀復雜的輪廓表面；有利于實現計算機輔助制造；對操作者（不含編程人員）技術水平的要求相對較低；初始投資大、加工成本高。此外，數控機床是技術密集型的機電一體化產品，數控加工技術的復雜性和綜合性加大了維修工作的難度，需要配備素質較高的維修人員和維修設備。

2、工業機器人

工業機器人是一種可重復編程的多自由度的自動控制操作機，是涉及機械學、控制技術、傳感技術、人工智能、計算機科學等多學科技術為一體的現代制造業的基礎設備。工業機器人一般由執行機構、控制系統、驅動系統、位置檢測機構等幾部分組成。

工業機器人的分類

按系統功能分類： 專用機器人、通用機器人、示教再現式機器人、智能機器人。

按驅動方式分類： 氣壓傳動機器人、液壓傳動機器人、電氣傳動機器人、按結構形式分類： 直角坐標機器人、圓柱坐標機器人、球坐標機器人、關節機器人

3柔性制造系統

柔性制造系統是集數控集數、計算機技術、機器人技術、現代管理技術為一體的現代制造技術。它是由若干臺數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成，并能根據制造任務或生產品種的變化迅速的進行調整，以適應多品種、中小批量生產的自動化制造系統。

加工系統的要求

（1）工序集中（2）控制功能強、擴展性好

（3）高剛度、高精度、高速度（4）自保護和自維護性好

（5）使用經濟性好（6）對環境的適應性與保護性好

四、現代生產管理技術

現代生產管理是指產品生產過程中的計劃和管理，是機械制造企業中的一個重要的職能領域，主要包含生產計劃的合理制定、成本的有效控制、設備的充分利用、庫存的管理和控制、產品質量的保證、財務狀況的及時分析等管理任務

特點:（1）以技術為中心向以人為中心的轉變，充分重視人的作用，將人視為企業一切活動的主體，使技術的發展桁架的符合人類社會發展的需要。

（2）企業的生產組織，從遞階多層管理結構形式向扁平網絡式結構轉變，強調組織結構簡化，減少結構層次，增強生產組織體系的靈敏性。

（3）由傳統的順序工作方向并行作業方式轉變。

（4）企業從按功能計劃部門的固定組織形式，向動態的，自主管理的群體工作小組形式轉變。

（5）企業從單純競爭走向既有競爭又有結盟之路。

（6）質量是企業尊嚴和品牌價值的起點，快速響應市場的競爭策略是制勝的法寶。（7）技術創新成為企業競爭的焦點。

總結：在本次的課程中，我們小組做的是玩具手槍的外模，本來是準備做花瓶的，但是想一想一個文藝范的東西用鐵做出來有點不美觀，于是我們決定做玩具槍。我們小組分工明確，有收集資料、UG制圖、PPT制作和演講，在制作玩具槍的過程中，我們小組用的是UG制圖，在這個過程中遇到一些問題，UG不是很會用，最后通過自我摸索和老師的幫助下，基本完成了我們的作品，然后就是PPT制作，在此過程中，我們討論了好久最后做出了我們想要的PPT。正是在主張的帶領下，我們認真的完成了這次的課程，并且通過這次的實踐讓我收獲了很多，學習到了很多，讓我更加了解我的專業技能的重要性。

第五篇：先進制造技術

先進制造技術概論

先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology，簡稱為AMT）是指微電子技術、自動化技術、信息技術等先進技術給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。

什么是先進制造技術（AMT)

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology)，人們往往用AMT來概括由于微電子技術、自動化技術、信息技術等給傳統制造技術帶來的種種變化與新型系統。具體地說，就是指集機械工程技術、電子技術、自動化技術、信息技術等多種技術為一體所產生的技術、設備和系統的總稱。主要包括：計算機輔助設計、計算機輔助制造、集成制造系統等。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一，但并非充分條件，其優勢還有賴于能充分發揮技術威力的組織管理，有賴于技術、管理和人力資源的有機協調和融合。

主體技術群：

它包括兩個基本部分:有關產品設計技術和工藝技術。

⑴面向制造的設計技術群

面向制造的設計技術群系指用于生產準備（制造準備）的工具群和技術群。設計技術對新產品開發生產費用、產品質量以及新產品上市時間都有很大影響。產品和制造工藝的設計可以采用一系列工具，例如計算機輔助設計（CAD）以及工藝過程建模和仿真等，生產設施、裝備和工具，甚至整個制造企業都可以采用先進技術更有效地進行設計。近幾年發展起來的產品和工藝的并行設計具有雙重目的，一是縮短新產品上市的周期，二是可以將生產過程中產生的廢物減少到最低程度，使最終產品成為可回收、可再利用的，因此對實現面向保護環境的制造而言是必不可少的。

⑵制造工藝技術群（加工和裝配技術群）

制造工藝技術群是指用于物質產品（物理實體產品）生產的過程及設備。例如，模塑成形、鑄造、沖壓、磨削等。隨著高新技術的不斷滲入，傳統的制造工藝和裝備正在產生質的變化。制造工藝技術群是有關加工和裝配的技術，也是制造技術或稱生產技術的傳統領域。

先進制造技術（Advanced Manufacturing Technique，縮寫AMT），AMT是中國1995年列入為提高工業質量及效益的重點開發推廣項目，該技術廣涉信息、機械、電子、材料、能源、管理等方面的知識。因此，該技術的發展對推動國民經濟的發展有著重要的作用。就目前世界的經濟發展來看，以美國、日本、西歐為代表的工業化國家在AMT上都有雄厚的實力。

AMT發展歷程：

人類漫長的歷史發展中，使用工具、制造工具進行產品制造是基本生產活動之一。直到18世紀中葉產業革命以前，制造都是手工作業和作坊式生產。

產業革命中誕生的能源機器（蒸汽機）、作業機器（紡織機）和工具機器（機床），為制造活動提供了能源和技術，并開拓了新的產品市場。

經過100多年的技術積累和市場開拓，到19世紀末制造業已初步形成。其

主要生產方式是機械化加電氣化的批量生產。

20世紀上半葉，以機械技術和機電自動化技術為基礎的制造業的生產空前

發展。以大批量生產為主的機械制造業成為制造活動的主體。

20世紀中葉（1946年）電子計算機問世。

在計算機誕生2年后，由于飛機制造（飛機蒙皮壁板、梁架）的需要，在美

國發明了數字控制（NC）機床。不久計算機又開始用于輔助編制NC機床的加工

程序，推出了自動編程工具APT語言（Automatically Programmed tools），此

后CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPⅡ、ERP、PDM、Web-M等數字化制

造技術相繼問世和應用。

先進制造技術是一門綜合性、交叉性前沿學科和技術，學科跨度大，內容廣

泛，涉及制造業生產與技術、經營管理、設計、制造、市場各個方面。先進制造

技術就是在傳統制造技術的基礎上，利用計算機技術、網絡技術、控制技術、傳

感技術與機、光、電一體化技術等方面的最新進展，不斷發展完善。

編輯本段支撐技術群支撐技術群是指支持設計和制造工藝兩方面取得進步的基

礎性的核心技術。基本的生產過程需要一系列的支撐技術，諸如：測試和檢驗、物料搬運、生產（作業）計劃的控制以及包裝等。它們也是用于保證和改善主體

技術的協調運行所需的技術，是工具、手段和系統集成的基礎技術。支撐技術群包括：

⑴信息技術：接口和通信、數據庫技術、集成框架、軟件工程人工智能、專家系

統和神經網絡、決策支持系統。

⑵標準和框架：數據標準、產品定義標準、工藝標準、檢驗標準、接口框架。

⑶機床和工具技術。

⑷傳感器和控制技術：單機加工單元和過程的控制、執行機構、傳感器和傳感器

組合、生產作業計劃。

⑸其它

制造技術基礎設施制造技術基礎設施是指為了管理好各種適當的技術群的開發并鼓勵這些技術在整個國家工業（基地）內推廣應用而采取的各種方案和機

制。由于技術只有應用適當地會產生效用，所以其技術基礎設施的各要素和基本

技術本身同樣重要。這些要素包括了車間工人、工程技術人員和管理人員在各種

先進生產技術和方案方面的培訓和教育，這些技術和方案將提高企業的生產競爭

力。可以說，制造技術的基礎設施是使制造技術適應具體企業應用環境充分發揮

其功能、取得最佳效益的一系列措施，是使先進的制造技術與企業組織管理體制

和使用技術的人員協調工作的系統工程，是先進制造技術生長和壯大的土壤，因

而是其不可分割的一個組成部分。先進制造技術是促進科技和經濟發展的基礎。編輯本段提出及背景1993年，美國政府批準了由聯邦科學、工程與技術協調委

員會（FCCSET）主持實施的先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing

Technology－AMT）計劃

先進制造技術計劃（Advanced Manufacturing Technology－AMT）是美國根

據本國制造業面臨的挑戰和機遇，為增強制造業的競爭力和促進國家經濟增長，首先提出了先進制造技術（Advanced Manufacturing Technology）的概念。此

后，歐洲各國、日本以及亞洲新興工業化國家如韓國等也相繼作出響應。先進制造技術特點：

⑴先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是面向21世紀的技術，制造業是社會物質文明的保證，是與人類社會一起動態發展的，因此，制造技術必然也將隨著科技進步而不斷更新。先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展而來，保持了過去制造技術中的有效要素；但隨著高新技術的滲入和制造環境的變化，已經產生了質的變化，先進制造技術是制造技術與現代高新技術結合而產生的一個完整的技術群,是一類具有明確范疇的新的技術領域，是面向21世紀的技術。

⑵先進制造技術是面向工業應用的技術，先進制造技術應能適合于在工業企業推廣并可取得很好的經濟效益，先進制造技術的發展往往是針對某一具體的制造業（如汽車工業、電子工業）的需求而發展起來的適用的先進制造技術，有明顯的需求導向的特征。先進制造技術不是以追求技術的高新度為目的，而是注重產生最好的實踐效果，以提高企業的競爭力和促進國家經濟增長和綜合實力為目標。⑶先進制造技術是面向全球競爭的目前每一國家都處于全球化市場中。一個國家的先進制造技術是支持該國制造業在全球范圍市場的競爭力。因此，先進制造技術的主體應具有世界水平。但是，每個國家的國情也將影響到從現有的制造技術水平向先進制造技術的過渡戰略和措施。中國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場，開發和應用適合國情的先進制造技術勢在必行。

先進制造技術發展中的關鍵技術：成組技術（GT)

成組技術（GT）揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準則分類成組，同組事物采用同一方法進行處理，以便提高效益的技術，稱為成組技術。在機械制造工程中，成組技術是計算機輔助制造的基礎，將成組哲理用于設計、制造和管理等整個生產系統，改變多品種小批量生產方式，獲得最大的經濟效益。

成組技術的核心是成組工藝，它是將結構、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝進行加工，擴大批量、減少品種、便于采用高效方法、提高勞動生產率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎，在制造、裝配等生產、經營、管理等方面所導出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。2 敏捷制造（AM)

敏捷制造（AM）是指企業實現敏捷生產經營的一種制造哲理和生產模式。敏捷制造包括產品制造機械系統的柔性、員工授權、制造商和供應商關系、總體品質管理及企業重構。敏捷制造是借助于計算機網絡和信息集成基礎結構，構造有多個企業參加的“VM”環境，以競爭合作的原則，在虛擬制造環境下動態選擇合作伙伴，組成面向任務的虛擬公司，進行快速和最佳生產。并行工程（CE)

并行工程（CE）是對產品及其相關過程（包括制造過程和支持過程）進行并行、一體化設計的一種系統化的工作模式。在傳統的串行開發過程中，設計中的問題或不足，要分別在加工、裝配或售后服務中才能被發現，然后再修改設計，改進加工、裝配或售后服務（包括維修服務）。而并行工程就是將設計、工藝和制造結合在一起，利用計算機互聯網并行作業，大大縮短生產周期。快速成型技術（RPM)

快速成型技術（RPM）是集CAD/CAM技術、激光加工技術、數控技術和新材料等技術領域的最新成果于一體的零件原型制造技術。它不同于傳統的用材料去除方式制造零件的方法，而是用材料一層一層積累的方式構造零件模型。它利用所要制造零件的三維CAD模型數據直接生成產品原型，并且可以方便地修改CAD模型后重新制造產品原型。由于該技術不像傳統的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等，可以把零件原型的制造時間減少為幾天、幾小時，大大縮短了產品開發周期，減少了開發成本。隨著計算機技術的決速發展和三維CAD軟件應用的不斷推廣，越來越多的產品基于三維CAD設計開發，使得快速成型技術的廣泛應用成為可能。快速成形技術已廣泛應用于宇航、航空、汽車、通訊、醫療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業造型（雕刻）、建筑模型、機械行業等領域。5 虛擬制造技術（VMT)

虛擬制造技術（VMT）以計算機支持的建模、仿真技術為前提，對設計、加工制造、裝配等全過程進行統一建模，在產品設計階段，實時并行模擬出產品未來制造全過程及其對產品設計的影響，預測出產品的性能、產品的制造技術、產品的可制造性與可裝配性，從而更有效地、更經濟地靈活組織生產，使工廠和車間的設計布局更合理、有效，以達到產品開發周期和成本最小化、產品設計質量的最優化、生產效率的最高化。虛擬制造技術填補了CAD/ CAM技術與生產全過程、企業管理之間的技術缺口，把產品的工藝設計、作業計劃、生產調度、制造過程、庫存管理、成本核算、零部件采購等企業生產經營活動在產品投入之前就在計算機上加以顯示和評價，使設計人員和工程技術人員在產品真實制造之前，通過計算機虛擬產品來預見可能發生的問題和后果。虛擬制造系統的關鍵是建模，即將現實環境下的物理系統映射為計算機環境下的虛擬系統。虛擬制造系統生產的產品是虛擬產品，但具有真實產品所具有的一切特征。智能制造（IM)

智能制造（IM）是制造技術、自動化技術、系統工程與人工智能等學科互相滲透、互相交織而形成的一門綜合技術。其具體表現為：智能設計、智能加工、機器人操作、智能控制、智能工藝規劃、智能調度與管理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強調通過“智能設備”和“自治控制”來構造新一代的智能制造系統模式。

智能制造系統具有自律能力、自組織能力、自學習與自我優化能力、自修復能力，因而適應性極強，而且由于采用VR技術，人機界面更加友好。因此，智能制造技術的研究開發對于提高生產效率與產品品質、降低成本，提高制造業市場應變能力、國家經濟實力和國民生活水準，具有重要意義。

制造技術的進步制造技術是制造業所使用的一切生產技術的總稱，是將原材料和其他生產要素經濟合理地轉化為可直接使用的具有較高附加值的成品/半成品和技術服務的技術群。近兩百年來.在市場需求不斷變化的驅動下，制造業的生產規模沿著“小批量→少品種、大批量→多品種、變批量”的方向發展。在科學技術高速發展的推動下，制造業的資源配置沿著“勞動密集→設備密集→信息密集→知識密集”的方向發展。與之相適應，制造技術的生產方式沿著“手工→機械化→單機自動化。剛性流水自動化→柔性自動化→智能自動化”的方向發展。從而推動了制造業的不斷發展，促進了制造業的不斷進步。

先進制造技術論文 專業：機械制造及其自動化學號：

姓名：何偉偉 B11023417