《先进制造技术》课件(全套)
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先进制造技术课件
工业机器人编程与操作实践
工业机器人概述
工业机器人是一种能够自动执 行工作任务的机器装置,具有 高度的灵活性、精确性和可靠 性,广泛应用于焊接、装配、 搬运、喷涂等领域。
工业机器人编程技 术
工业机器人编程是实现机器人 自动化作业的关键技术,包括 示教编程、离线编程和自主编 程等方式,通过编程实现对机 器人运动轨迹、作业顺序和作 业参数等控制。
05 精益生产与持续改进方法
精益生产理念及实施步骤
精益生产理念
追求卓越、消除浪费、持续改进、 全员参与。
实施步骤
明确目标、识别价值流、消除浪费、 持续改进。
关键成功因素
领导层的支持、员工的参与、持续 改进的文化。
价值流图分析和改善措施
价值流图分析
识别生产过程中的价值流和非价值流,找出浪费和瓶颈。
发展历程
从手工制造到机械制造,再到数字化、 智能化制造,先进制造技术经历了多 个发展阶段,不断推动着制造业的转 型升级。
特点及优势分析
特点
高精度、高效率、高柔性、集成化、 智能化等。
优势分析
先进制造技术能够显著提高生产效率 、降低生产成本、提高产品质量和一 致性,同时能够满足个性化、定制化 生产需求,提升企业竞争力。
循环经济模式
以资源节约和循环利用为特征, 通过废弃物回收、再生利用等手 段,将经济活动组织成一个“资 源-产品-再生资源”的反馈式流 程。
清洁生产技术与循环 经济的关系
清洁生产是实现循环经济的基础 和手段,而循环经济则为清洁生 产提供了更广阔的应用空间和政 策支持。
企业实施绿色制造战略路径选择
加强绿色技术创新
增材制造的应用领域
增材制造技术广泛应用于航空、医疗、汽车等领域,如制造飞机发动机零件、人体植入物 、汽车轻量化零件等。
先进制造技术课件
•《先进制造技术》
设计过程 用户需求
产品报价
产品总体设计
产品详细设计
产品模型变化过程 产品积木块库
产品粗结构表 粗生产计划
产品细结构表
生产计划变化过程
产品全部图纸 生产计划
制造过程 毛坯和原料采购
零件加工
部件装配
某企业的产品和过程的集成过程
产品总装
•《先进制造技术》
产品的 模块化
减少加 工深度
减少供应 商数量
•《先进制造技术》
4、满意质量(Satisfied Quality)。从世界 范围看,制造业经历了产品导向、制造导向 、销售导向和发展到今天的市场导向阶段。 随着制造业的发展,质量的含义一直发生着 变化。在市场竞争导向的今天,质量是恰当 地满足顾客全方位的需求。先进制造系统的 满意质量特性即是恰当地满足顾客全方位和 全产品生命周期内质量需求的特性。
•《先进制造技术》
5、绿色制造(Green Manufacturing)。 先进制造系统的绿色特性是指为了制造系 统的可持续发展,应尽可能减少能源和不 可再生资源的消耗,减少对环境、空气与 水的污染。随着全球环保意识的增强和制 造资源的日益紧张,绿色化必将成为现代 制造系统模式的一大特征。最近欧盟出台 的WEEE 和RoHS指令,就是对绿色制造 的强制性要求。
减少企业 的复杂度
产品的 标准化
减少工 件种类
减少加工 工作量
提高企业 反应能力
降低产 品成本
提高产 品质量
提高企业 竞争能力
产品的模块化、标准化与减少企业复杂度、 提高企业的反应能力和竞争能力的关系
•《先进制造技术》
零件几 何数据
几何数据 机床模型 过程模型
产品数据管理系统
设计过程 用户需求
产品报价
产品总体设计
产品详细设计
产品模型变化过程 产品积木块库
产品粗结构表 粗生产计划
产品细结构表
生产计划变化过程
产品全部图纸 生产计划
制造过程 毛坯和原料采购
零件加工
部件装配
某企业的产品和过程的集成过程
产品总装
•《先进制造技术》
产品的 模块化
减少加 工深度
减少供应 商数量
•《先进制造技术》
4、满意质量(Satisfied Quality)。从世界 范围看,制造业经历了产品导向、制造导向 、销售导向和发展到今天的市场导向阶段。 随着制造业的发展,质量的含义一直发生着 变化。在市场竞争导向的今天,质量是恰当 地满足顾客全方位的需求。先进制造系统的 满意质量特性即是恰当地满足顾客全方位和 全产品生命周期内质量需求的特性。
•《先进制造技术》
5、绿色制造(Green Manufacturing)。 先进制造系统的绿色特性是指为了制造系 统的可持续发展,应尽可能减少能源和不 可再生资源的消耗,减少对环境、空气与 水的污染。随着全球环保意识的增强和制 造资源的日益紧张,绿色化必将成为现代 制造系统模式的一大特征。最近欧盟出台 的WEEE 和RoHS指令,就是对绿色制造 的强制性要求。
减少企业 的复杂度
产品的 标准化
减少工 件种类
减少加工 工作量
提高企业 反应能力
降低产 品成本
提高产 品质量
提高企业 竞争能力
产品的模块化、标准化与减少企业复杂度、 提高企业的反应能力和竞争能力的关系
•《先进制造技术》
零件几 何数据
几何数据 机床模型 过程模型
产品数据管理系统
哈工程—赵刚老师—先进制造技术课件
给出定义: “ 先进制造技术是制造业不断吸收机 械、电子、信息 ( 计算机与通信、控制理论、人工智能
等 ) 、能源及现代系统管理等方面的成果,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,提高对动态多变的产品市场的
适应能力和竞争能力的制造技术的总称”。
高效、优质、低耗、及时和洁净的日标。
制造自动化技术的发展历程有如下几个阶段:
第一阶段:刚性自动化,包括自动单机和刚性自动线。
本阶段在20世纪40—50年代已相当成熟。应用传统的机械设计与制造工艺方法,采用专用机床和组合机床、
自动单机或自动化生产线进行大批量生产。其特征是高生产率和刚性结构
第二阶段:数控加工,包括数控 (NC) 和计算机数控 (CNC) 。
生产:包括商务在内的全过程。制造和生产的概念已经很模糊了。
Production
四.先进制造技术的基本问题
1 .加工工序的最佳化
加工工序的最佳化是一个优化过程,包括选定优化准则,确定目标函数,找出约束条件,求最优解。优化准
则包括 1)最高生产率准则, 2)最低成本准则 ,3 )最大利润率准则。约束条件包括 1 )刀具使用寿命约束 ,2 )
程序校验。
2 .手工编程
手工编程使用一般的计算工具以各种数学方法人工进行运算和编制指令,速度慢。手工编程方法比较简单,
容易掌握,适应性较大,但手续比较繁琐,需要特别细心,否则易于出错。适合于简单及中等复杂程度,计
算量不大的数控编程。
3 .计算机辅助编程(自动编程)
计算机辅助数控编程有两方式:数控语言自动编程、 CAD/CAM 系统数控编程。 ( 1 )数控语言自动编程。为实现自动编程,数控自动编程语言和数控程序系统是两个重要的组成部分。如 图: 数控语言 数控程序系统 接口 零件图形 零件图样 定和工工艺艺过参程数 零件源程序 源程序介质 电子计算机 零件加工程序单 数控介质 修改 ATP 语言是一种典型的数控编程语言。 APT(Automatically Programmed Tools)是50年代中期由美国麻省理工学 院研究开发的数控自动编程系统。目前使用的 APT 系统有 APT Ⅱ、 APT Ⅲ、 APT Ⅳ。其中 APT Ⅱ适用于曲 线自动编程, APT Ⅲ适用于 3 ~ 5 坐标立体曲面自动编程, APT Ⅳ适用于自由曲面自动编程。 经过数控程序系统处理后输出的程序就是控制数控机床的零件加工程序。 ( 2 ) CAD/CAM 系统数控编程。 它直接利用 CAD 造型所生成的三维几何实体,采用人机交互的,指定被加工的部位,输入切削参数和刀具参 数,最后由系统自动进行刀具轨迹的计算和处理,生成刀位文件。经过后置处理后生成数控加工程序。 其主要特点是: 1 )将零件数控加工编程过程中的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等过程结合在一起,弥补了数 控语言编程的不足。不用编制零件的源程序。 2 )有利于实现系统的集成。产品设计( CAD )、数控编程( NCP )、工艺设计( CAPP )。 三.机床数控技术发展趋势 1 .性能发展方面 高速高精高效化、柔性化、工艺复合化和多轴化、实时智能化。 2 .功能发展方面 用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内置高性能 PLC 。 3 .体系结构的发展 集成化、模块化、网络化、开放式闭环控制模式。
先进制造技术课件(PPT 28页)
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 (2). 先进制造技术是面向新世纪的技术系统,它的目的很 明确,即提高制造业的综合效益(包括经济效益、社会效益 和环境生态效益),赢得激烈的国际市场竞争。 (3).先进制造技术并不抛弃传统技术,而是不断用科技新 手段去研究它,并运用科技新成果去改造它,充实它。特别 是利用先进技术研究传统工艺的成形原理,建立数学模型, 并利用优化设计技术进行传统工艺方法的优化。
第一章先进制造技术概述
2、先进制造技术的特点 (7).先进制造技术不是一项具体技术,它是利用系统工程 技术将各种相关技术集成的一个有机整体。 (8). 先进制造技术特别强调环境保护,既要求其产品是所 谓的“绿色商品”,又要求产品的生产过程是环保型的。
第一章先进制造技术概述
3. 先进制造技术特点的具体体现 (1).高效率 在提高生产效率方面,提高自动化程度是各国致力发展的方 向。近些年来,计算机数控(CNC)、计算机辅助设计与制 造(CAD∕CAM)、柔性制造系统(FMS)和计算机集成 制造系统(CIMS)发展非常迅速。各种新理论层出不穷, 如敏捷制造、快速原型制造、并行工程、及时生产、虚拟制 造,集成相关信息和资源,其本质均是实现高效率、自动化 生产的思想。就应用于实践的CNC、FMC、FMS来看,已 有力地显示出其有柔性化、自动化、资源共享和高效率的强 大生命力。
第一章先进制造技术概述
(2) 、高精度
在提高精度方面,从精密加工发展到超精密加工,这是世界 各主要工业发达国家致力发展的方向。例如,超大规模集成电 路、导弹火控系统、惯导陀螺、精密仪器、精密雷达、精机 床等都需要采用超精密加工技术。众所周知,在飞机、潜艇等 军事设施中使用的精密陀螺、复印机的磁鼓、大型天文望远镜 以及大规模集成电路的硅片等高新技术产品都需要超精密加工 技术的支持。精密加工是指加工精度在0.1-1µm之间,表面粗 糙度Ra在0.1µm以下的加工方法;而加工精度控制在0.1µm 以下,表面粗糙度Ra在0.02µm以下的加工方法则称为超精密 加工。
《先进制造技术》课件(全套)
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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。
先进制造技术概论(PPT84页)
11、 一 个 好 的 教师 ,是一 个懂得 心理学 和教育 学的人 。21.7.1306:49:3606:49Jul-2113-Jul-21
12、 要 记 住 , 你不 仅是教 课的教 师,也 是学生 的教育 者,生 活的导 师和道 德的引 路人。 06:49:3606:49:3606:49Tuesday, July 13, 2021
展望:制造业在21世纪将出现奇迹
➢ 汽车:会跑,会飞; ➢ 飞机:更快、更安全(20倍音速,13000km/h); ➢ 高速列车(575km/h)和磁悬浮列车430 km/h; ➢ 智能仪器装备和智能机器人:按照人们的要求高效
率、高质量地制造产品; ➢ 微型机器人:能进人血管清理垃圾、修补心脏; ➢ 分子组装技术:组装出理想性能的微器件; ➢ 掌上工具:计算机、可视电话、电视、音响和网络
第三产业33%-64%
银行、金融服务、保险 通讯、资讯 教育、医疗、保健 娱乐、旅馆、餐饮、旅游 政府 法律机构 房地产 修理与维护 商业(零售、批发) 交通、运输
1.1 制造、制造系统和制造业
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
飞机:更快、更安全
磁悬浮列车
微型机器人
机器人
可视电话
平板电脑
第1章 先进制造技术概论
先进制造技术(AMT, ——Advanced Manufacturing Technology)
源于20世纪80年代,指在制造过程和制造系统 中融合电子、信息和管理技术,以及新工艺、新材料 等现代科学技术,使材料转换为产品的过程更有效、 成本更低、更及时满足市场需求的先进的工程技术的 总称。
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银行、金融服务、保险 通讯、资讯 教育、医疗、保健 娱乐、旅馆、餐饮、旅游 政府 法律机构 房地产 修理与维护 商业(零售、批发) 交通、运输
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1.1.1 制造与制造技术
制造技术
在产品生产中,使原材料转化为产品过程所施行的 各种手段的总和,称为制造技术。
手段包括
运用一定的知识、技能 操纵可以利用的物质、工具 采取有效的方法
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1.2.1 制造技术的发展
制造技术的进步和发展
制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称,是将 原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有 较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。影响其发展 的最主要因素是技术的推动和市场的牵引。人类科学技术的 每次革命必然引起制造技术的不断发展,因而也推动了制造 业的不断发展和进步。 近百年来,在市场需求不断变化的驱动下,制造业的生 产规模沿着“小批量→少品种大批量→多品种变批量”的方 向发展。在科学技术高速发展的推动下,制造业的资源配置 沿着“劳动密集→设备密集→信息密集→知识密集”的方向 发展。与之相适应,制造技术的生产方式沿着“手工→机械 化→单机自动化→刚性流水自动化→柔性自动化→智能自动 化”的方向发展。
13
1.1.2 制造系统
制造系统的物质流与信息流
需求 规划 误差流 原材料 物流 能 量 流 信息流 实施 (车间或现场) 资金流 控制 产品与服务
能源
图1-7 制造系统的五种流
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河南省精品课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.2 制造技术的发展及其 在国民经济中的地位
Development of Manufacturing Industry and it’s Position in National Economy
用 户 、 市 场 与 外 部 环 境
市场与销售 研究与开发 工程设计
质量控制 采购 资源管理 生产管理
车间制造 (加工、装配、 检验、输送、 存储 … )
图1-2 制造系统功能结构
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1.1.2 制造系统
制造系统特性
结构特性 制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分 发挥效能,必须有软件支持。 硬件
制造
制造一词来源于拉丁语词根manu(手)和facere(做)。
狭义制造:生产过程从原材料→成品直接起作用的那 部分工作内容。 广义制造:不仅包括了具体的工艺过程,还包括市场 分析、产品设计、质量控制、生产过程管理、营销、售 后服务直至产品报废处理等在内的整个产品寿命周期的 全过程 。
制造业
……
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。
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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
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Hale Waihona Puke 第1章 概述本章要点
制造技术的概念 制造系统 先进制造技术的特点 先进制造技术的体系结构
3
河南省精品课程“先进制造技术”
第1章
概述
Introduction
1.1 制造技术与制造系统
Manufacturing Technology
and Manufacturing System
4
1.1.1 制造与制造技术
23
24 25 26
38
39 40 41
27
42
1.1.1 制造与制造技术
表1.2 第一、二、三产业的划分 第一产业 第二产业 第三产业
农业 林业 渔业 畜牧业 矿业 采石业 石油业
航天航空 纺织、服装 汽车、装备、重型机械 冶金、钢铁、金属制品 食品、饮料 化工、石油精炼 计算机、半导体、电器 建筑、建材 日用消费品 玻璃、陶瓷、造纸 制药 橡胶、塑料制品 能源、电力 出版
变速箱装配 锻造 热处理 机械加工
熔化
自动线
发动机装配
发动机试验
浇铸 造型
油漆
机械加工 热处理 驱动桥装配
底盘装配
车身安装 最后试验
压铸
轮胎装配
图1-5 汽车生产物流示意图
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1.1.2 制造系统
程序特性 程序 —— 一系列按时间和逻辑安排的步骤 制造系统可视为生产离散型产品的工作程序(图1-6)
河南省精品课程“先进制造技术”
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology
Henan University of Science & Technology
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河南省精品课程“先进制造技术” 内 容
第1章 概述 第2章 现代工程设计技术 第3章 先进制造工艺 第4章 制造自动化技术 第5章 先进生产管理技术 第6章 先进制造模式
制造业是将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、 技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人和社会 使用和利用的工业产品或生活消费品的行业。制造业是所 有与制造有关的企业群体的总称。
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1.1.1 制造与制造技术
表1.1 我国制造业的分类
序号 13 14 15 行业名称 农副食品加工业 食品制造业 饮料制造业 烟草制造业 纺织业 纺织服装、鞋、帽制造业 皮革、毛皮、羽毛(绒)制造业 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业 家具制造业 序号 28 29 30 化学纤维制造业 橡胶制品业 塑料制品业 非金属矿物制品业 黑色金属冶炼及压延加工业 有色金属冶炼及压延加工业 金属制品业 通用设备制造业 专用设备制造业 行业名称
16
17 18 19 20 21 22
31
32 33 34 35 36 37
造纸及纸制品业
印刷业和记录媒介的复制 文教体育用品制造业 石油加工、炼焦及核燃料加工业 化学原料及化学制品制造业 医药制造业
交通运输设备制造业
电气机械及器材制造业 通信设备、计算机及其它电子设备制造业 仪器仪表及文化、办公用机械制造业 工艺品及其它制造业 废弃资源和废旧材料回收加工业 6
软件
图1-3 制造系统结构特性
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1.1.2 制造系统
转变特性
主要从技术角度出发,如何使转变过程更有效进行。
原材料 供应者 原材料 库存 零件 加工 零件 库存 装配 成品 库存 最终 用户
获取阶段
转变阶段
图1-4 制造系统的物质流
分配阶段
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1.1.2 制造系统
压力加工 车身装配 油漆
内部装饰
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。