先进制造技术 (1)
先进制造技术的提出和发展
逐渐形成和发展的新技术,因而其内涵不是绝对的、一成不变的。反映在 不同的时期,先进制造技术有其自身的特点;反映在不同的国家和地区,先 进制造技术有其本身重点发展的目标和内容,并通过重点内容的发展以实 现这个国家和地区制造技术的跨越式发展。
2. 德国 德国是世界制造业的传统强国,以良好的质量和生产工艺闻名于世。制造
业是德国重要的经济生产部门,其机械产品在国际市场上享有盛誉,产品 占世界同类产品的1/5左右,研发获得的发明专利数量居世界首位。
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1.1 先进制造技术的提出和发展
3. 日本 为继续保持经济强国地位和经济持续发展势头,日本决定通过发展本国尖
工业技术研究开发计划(NewIndustryCreativeTypeTechnologyR & DPromotionProgram)。 4. 英国 英国政府在支持工程和技术规划 (EngineeringandTechnologyProgramme)及制造系统工程 (ManufacturingSystemEngineering)研究方面开展了如下先进制造技 术研究:
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1.1 先进制造技术的提出和发展
5. 韩国 1991年年底,韩国政府提出了极先进技术国家计划
(HighlyAdvancedNationalProject,HANP),由韩国科技部、工商部、能 源部和交通部联合实施。该计划的目标是:到2000年把韩国的技术实力 提高到世界一流工业发达国家水平。这一计划包括先进制造系统、新能 源、电气车辆、人机接口技术等7个大项目,其中先进制造系统的含义是 将市场需求、设计、制造和销售等集成在一起的系统。先进制造系统项 目从1992年12月开始实施,为期10年,共分3个部分:基础技术,开发集成化 的开放式系统、标准化技术以及系统性能评价方法;下一代加工系统,开 发下一代加工设备、机械技术与生产工艺技术;电子产品的装配和检验技 术,开发下一代印刷版装配和检验技术、高性能装配机构和制造系统、系 统操作集成技术和智能技术等。
先进制造技术概述(PDF 47页)
制造业
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。
4
1.1.1 制造与制造技术
表1.1 我国制造业的分类
序号
行业名称
序号
行业名称
13 农副食品加工业
28 化学纤维制造业
14 食品制造业
29 橡胶制品业
15 饮料制造业
30 塑料制品业
16 烟草制造业
31 非金属矿物制品业
17 纺织业
32 黑色金属冶炼及压延加工业
18 纺织服装、鞋、帽制造业
33 有色金属冶炼及压延加工业
车身装配
油漆
内部装饰
锻造
热处理
机械加工
变速箱装配
熔化
自动线
造型
浇铸 油漆 机械加工 热处理 压铸
发动机装配 发动机试验
பைடு நூலகம்
底盘装配
驱动桥装配
轮胎装配
车身安装 最后试验
图1-5 汽车生产物流示意图
11
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）
19 皮革、毛皮、羽毛（绒）制造业
34 金属制品业
20 木材加工及木、竹、藤、棕、草制造业
35 通用设备制造业
21 家具制造业
36 专用设备制造业
22 造纸及纸制品业
2011-2012(1)先进制造技术试卷B答案
生答题不得过此线··密····························封·························线···························· 系 专业 年级班级 姓名 学号 ··················装····························订·························线···························· 一、单项选择题（每小题1分，共20分） a. 中国 b.美国 c.日本 d. 法国2. 不同的切削方法的高速切削速度范围是不同的，其中车削切削速度范围是（ a ）a.700-7000m/min;b.300-600m/min;c.200-1100m/min;d.150m/s 以上3.PDM 的含义是（d ）a. 制造资源计划b. 物料需求计划c. 企业资源计划d. 产品数据管理 4．下列哪种说法不符合绿色制造的的思想（ c ）a. 对生态环境无害b. 资源利用率高，能源消耗低c. 为企业创造利润5.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（ a ）a. 体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工；b. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工；c. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构；6.MRP Ⅱ的含义是（ b ）a.物料需求计划b.制造资源计划c.企业资源计划d.产品数据管理 7.在进行纳米级测量两个导体的表面形貌时，常采用的测量仪器为（ b ） a.电镜 b.扫描隧道显微镜 c.图像处理技术 8.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种（ b ）a 离子束刻蚀、激光刻蚀 b. 干法刻蚀、湿法刻蚀 c. 溅射加工、直写加工 9. 下列不是制造自动化分系统的是( a )a.机械加工系统b.控制系统物c. 质量保证子系统d.监控系统 10.下列不属于先进制造工艺所具有的显著特点的是（ b ） a.优质； b.能耗大； c.洁净； d.高效 11. 下列属于可回收性设计原则的是（ d ） a.避免有相互影响的零件组合，避免零件的无损 b.避免使用与循环利用过程不想兼容的材料或零件c.实现零部件的标准化、系列化、模块化，减少零件的多样性d.易于拆卸，易于分离12．不适合用精密与超精密机床的微进给系统的方式为（ a ） a. 滚珠丝杠螺母机构 b. 压电陶瓷驱动装置 c. 弹性变形机构 13.机械系统的可靠性模型中串联系统的可靠度将因其组成单元数的增加而( b )，并联系统的可靠度总是( b )任一单元的可靠度。
天大21春《先进制造技术》在线作业一【答案】
(单选题)1: 工艺路线优化问题实质上是寻求（）。
A: 最少工序数
B: 关键路径
C: 最短路径
D: 生产平衡
正确答案: C
(单选题)2: MRP的基本功能是（）。
A: 制订综合生产计划
B: 将综合生产计划转变为主控进度计划
C: 将主控进度计划转变为零部件进度计划
D: 将零部件进度计划转变为作业计划
正确答案: C
(单选题)3: CAPP专家系统经常使用的知识表达方法是（）。
A: 层次模型
B: 关系模型
C: 网状模型
D: 产生式规则
正确答案: D
(单选题)4: 派生式CAPP系统以（）为基础。
A: 数控技术
B: 优化技术
C: 成组技术
D: 集成技术
正确答案: C
(单选题)5: 保证系统输出特性稳定的设计称为（）。
A: 平衡设计
B: 稳定设计
C: 健壮设计
D: 可靠性设计
正确答案: C
(单选题)6: “看板”管理采用的是（）。
A: 前序驱动方式
B: 后序驱动方式
C: 计划生产方式
D: 预测生产方式
正确答案: B
(单选题)7: 制造技术基础设施是指企业实施先进制造技术的（）。
A: 硬件条件。
先进制造技术(英文版第三版)唐一平,第一章翻译
P1制造技术已经存在很多年了。
这些年来，它经历了许多变化，从简单到复杂，背后的驱动力的变化是人的欲望提高的基本需要，如食物，衣服，住房，娱乐。
为了满足这些愿望，方法已经从简单的生产设备，如获取食物到今天的现代制造系统的武器的发展，使用计算机来生产电视机和空间飞行器等项目。
计算机正在成为制造系统中越来越重要的作用。
计算机能够接收和处理大量的数据，再加上其快速的处理时间，使系统成为不可缺少的方法。
使用计算机的制造，现在时代的到来。
计算机应用在制造业的生产控制的物理过程，通常被称为计算机辅助制造（CAM）。
它是建立在数控系统的基础上，交流，机器人，自动导引车系统（AGVS），自动存储/检索系统（AS / RS），柔性制造系统（FMS）。
一些新的用途进行简要讨论如下。
在以后的章节中更详细的讨论，提出了。
许多相互关联的生产活动共同构成了一个特殊的应用系统，可以称为生产和控制系统（PACS）。
制造活动为PACS 的分组从一个生产环境的不同而不同。
PACS系统是在全球制造环境子系统。
它可能是一个单一的子系统，也可能是一组复杂的子系统。
例PACS在全球制造系统的工作是显示在图1-1。
PACS系统满足设计功能要求，设计时应独立于其他系统功能。
同时，系统应该能够在一个全集成制造环境的其他PACS集体工作。
P2在全系统各PACS可以在总系统中的其他系统都有影响，和系统规划方法必须考虑以下原因：防止效应使重要信息通过有效地通过系统允许每个PACS知道别人的关系的重复和它如何影响他人使整个生产系统的功能更有效和高效的计算机是迄今为止用于集成和操纵的一系列相互关联的PACS最强大的单一方法。
他们带来的制造技术成为时代的“智能”的机器。
生产技术的进步带来了计算机技术和制造技术，提高了制造技术的发展。
这种婚姻是计算机辅助生产和控制系统的基础上，这是（研究）计算机驱动的研究。
因此，研究增加了智能机的更加亲密的交流等的设计，生产，财务，人事功能之间的相互作用，和市场营销。
课题一先进制造技术
发展
效益
必须指出
2、零件旳分类编码系统
3、零件旳分类成组
特征码位法 码域法
特征位码域法
4、推广应用成组技术旳效果 提升生产效率 提升加工质量
提升生产管理水平
（三）柔性制造技术
1、柔性制造技术中“柔性”旳概念
2、柔性制造技术旳类型
（1）FMC柔性制造单元
（2）FMS柔性制造系统
3. FMF柔性制造工厂
3、柔性制造系统旳构成
（1）加工系统
（2）物料储运系统
（四）计算机集成制造系统CIMS 1、CIM与CIMS旳定义
CIM
CIMS
2、CIMS旳构成
管理信息系统
设计自动化系统
制造自动化系统
计算机辅助质量确保体系
计算机通讯网络系统
计算机数据库系统
3、CIMS在我国旳发展及实施CIMS旳效益
目的
1、二维设计 2、线框造型 3、曲面造型 4、实体造型
1、有限元分析 2、优化设计 3、可靠性设计
2、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
计算机辅助工艺规程设计措施
派生式 创成式 综合式
派生式计算机辅助工艺规程设计原理
工艺信息数字化
CAPP数据库
•特征矩阵文件 •综合工艺路线 •工序、工步文 件 •工艺数据文件
零件编码矩阵化 零件组特征旳矩阵化 主样件设计 零件上多种形面旳数字化 工序工步名称编码 综合加工工艺路线旳数字化 工序工步内容矩阵
3、计算机辅助制造（CAM）
数控编程旳内容与环节
进行工艺处理 数值计算 编制工件旳数控加工程序 制备控制介质 校核加工程序
（二）成组技术（GT）
1、成组技术旳概念
先进制造技术课件(PPT 292页)
绿色(lǜ sè)设计与制造
回收(huíshōu)费让成本涨一成 ，冰箱最高回收 (huíshōu)费用为20欧元/件、洗衣机和空调的回收 (huíshōu)费用为10欧元/件、微波炉的回收(huíshōu) 费用为5欧元/件、其他小家电的回收(huíshōu)费用为 1欧元/件。
方法有：注塑、压铸、吸塑、挤塑等。 特点：材料利用率高，但产生变形的能
量消耗较大，内部结构复杂的零 件制造(zhìzào)困难。
第二十八页，共291页。
添加(tiān jiā)成型（增材成型）：
采用材料添加的方法分层制造零件 (línɡ jiàn)，能成型复杂零件(línɡ jiàn)， 材料利用率高。
快速成型技术属于添加成型（或增材 成型）。
第二十九页，共291页。
快速成型技术的 加工(jiā gōng)方法 ：
采用 “分层制造，逐层叠加”的方 法， 即将一个复杂(fùzá)的三维实体离 散成一系列二维层片的加工，是一种降 维制造，极大降低了加工难度，易以成 型结构复杂(fùzá)的零件。
第三十页，共291页。
应掌握的知识： 零件成型的方法。 快速成型的发展历程。 快速成型的特点。 光固化技术（SLA）、层状实体制造技术（LOM）的 特点、工艺过程(guòchéng)和应用。
第二十三页，共291页。
一、快速成型技术产生的背景 快速成型技术的产生是由于从20世纪末开始， 消费需求日益个性化、多样化，产品更新加速， 开发周期、生产周期缩短，快速响应市场需求 已成为(chéngwéi)企业的重要走向。市场需 要一种更快的方式推出产品原型（样机）， RP技术应运而生。
制造(zhìzào)信息的数字化，将实现CAD／ CAPP／CAM／CAE的一体化，使产品向无图纸制 造(zhìzào)方向发展。
【先进制造技术】第 1 章 先进制造技术概述
( 2 ）制造技术的界限分明及其专业的相互独立。 ( 3 ）制造技术一般仅指加工制造的工艺方法，即制造全过程中某一 环节的技术方法。 ( 4 ）制造技术一般只能控制生产过程中的物质流和能量流（原材料 到产品的物质流动过程，能量的投人、转换和消耗过程）。 ( 5 ）制造技术与制造生产管理的分离。
2 ．从单件生产方式发展成大量生产方式
推动这种根本变革的是两位美国人：泰勒和福特。泰勒首先提出 了以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。成为制造工程科学的 奠基人。福特首先推行所有零件都按照一定的公差要求来加工（零件 互换技术） , 1913 年建立了具有划时代意义的汽车装配生产线，实 现了以刚性自动化为特征的大量生产方式，它对社会结构、劳动分工、 教育制度和经济发展，都产生了重大的作用。 20 世纪 50 年代发展 到了顶峰，产生了工业技术的革命和创新，传统制造业及其大工业体 系也随之建立和逐渐成熟，近代传统制造工业技术体系的形成，其特 点是以机械一电力技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业 技术体系。
3 ．柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术 20 世纪 80 年代以来所产生的现代制造技术沿着四个方向发展：
传统制造技术的革新、拓展；精密工程；非传统加工方法；制造系统 的柔性化、集成化、智能化和网络化。由于传统制造是以机械一电力 技术为核心的各类技术相互联结和依存的制造工业技术体系，其支撑 技术的发展，决定了传统制造业的生产和技术有如下特点：
( 4 ）在制造技术和工艺方法上，现代制造在发展中，其特征表现为： 重视必不可少的辅助工序，如加工前后处理；重视工艺装备，使制造 技术成为集工艺方法、工艺装备和工艺材料为一体的成套技术；重视 物流、检验、包装及储藏，使制造技术成为覆盖加工全过程的综合技 术，不断发展优质高效低耗的工艺及加工方法，以取代落后工艺；不 断吸收微电子、计算机和自动化等高新技术成果，形成 CAD 、 CAM 、 CAPP 、 CAT 、 CAE 、 NC 、 CNC 、 MIS 、 FMS 、 CIMS 、 I 解、 IMS 等一系列现代制造技术，并实现上述技术的局部或系统集成，形 成从单机到自动生产线发展 主要经历了三个发展阶段。 1. 用机器代替手工，从作坊形成； 2. 从单件生产方式发展成大量生产方式； 3. 柔性化、集成化、智能化和网络化的现代制造技术；
先进制造技术英文版第一章
足球机器人 四足机器人
Computer-aided Production and Control System
• AGV是自动引导小车（Automated Guided Vehicle） AGV是指装备有电磁或光学等自动导引装置， 能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及 各种移载功能的运输车，AGV是轮式移动机器人 （WMR―― Wheel Mobile Robot）的特殊应用。
and decision by human.
1.1 Automation Concept
Phrase Line 3: take the place of 取代 Line 5: respond to 对……响应 Line 5: encoded instruction 编码指令
1.2 Computer Process Control
AGV是一种以电池为动力，装有非接触导航（导引）装 置的无人驾驶车辆。它的主要功能表现为能在计算机监控 下，按路径规划和作业要求，精确地行走并停靠到指定地 点，完成一系列作业功能。
Computer-aided Production and Control System AS/RS=Automated Storage/Retrieval System自动存储 和提取系统 一种用于存储和提取物品的自动、电脑化控制 系统。
Phrase Para 1：involve 涉及，包含，就是， serve as 作为 mechanism 装置 instrument 仪器，仪表 calibrated dials 分度盘，校准盘 Para 2: in charge of 负责 sensing device= transmit传感器 feedback mechanism 反馈装置 difference 误差 begin at 从......开始，开始于…… end at 结束于…… Para 3：data logging 数据存储
先进制造技术有哪些
先进制造技术有哪些先进制造技术是指在制造业中应用先进科学和技术的方法和工具，以提高生产效率、降低成本、改善产品质量和实现可持续发展为目标的技术体系。
在当今中国制造业快速发展的背景下，先进制造技术的应用已成为提高制造业竞争力的重要手段。
本文将从物联网、大数据分析、云计算、虚拟实境和自动化等方面论述先进制造技术的应用。
首先，物联网技术是先进制造技术的重要组成部分。
物联网通过物理设备、传感器、电子芯片等技术手段，将现实世界中的物体与互联网相连，形成万物互联的网络。
在制造业中，物联网技术可以实现生产过程的智能化和自动化，提高生产效率和产品的质量。
例如，通过在生产线上安装传感器和设备，可以实时监测生产过程中的温度、湿度、压力等参数，从而及时调整生产参数，提高生产效率和产品质量。
物联网技术的应用还可以实现供应链的智能化管理，通过实时监控和数据分析，优化物流、库存和生产安排，降低制造成本。
其次，大数据分析是先进制造技术的另一个重要应用领域。
随着制造业中传感器和设备的广泛应用，制造企业可以获取大量的实时数据。
通过运用数据分析技术，可以从海量的数据中提取有价值的信息，为企业的决策提供依据。
例如，通过对生产线上的数据进行分析，可以发现生产过程中的潜在问题，提前采取措施避免生产故障和停机。
同时，大数据分析还可以帮助企业根据市场需求进行产品设计和调整，提高产品的市场竞争力。
此外，通过对维修和客户反馈数据的分析，企业还可以优化产品的维修服务和售后支持，提高客户满意度。
再次，云计算技术也是先进制造技术的重要组成部分。
云计算是一种将计算资源和数据存储通过互联网提供给用户的技术，可以帮助制造企业实现资源共享和灵活部署。
在制造业中，云计算技术可以帮助企业实现生产过程中的数据存储和分析，提供高效可靠的数据处理能力。
通过云计算平台，制造企业可以将生产过程中产生的大量数据上传到云端进行存储和分析，减少企业本地存储的成本和风险。
此外，云计算还可以为企业提供弹性和灵活性，根据生产需求快速扩大或减少计算资源的规模，提高企业的生产效率和响应能力。
先进制造技术复习题 (1)(2021整理)
先进制造技术复习题一、填空题1．先进制造技术包含、和三个技术群。
2．制造系统是由制造过程及其所涉及、和组成的一个有机整体。
3．系统的可靠性预测要根据系统的组成形式分别按，和可靠度进行计算。
4．根据产品的信息来源，反求工程可分为，和。
5．先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括和。
6．微细加工中的三束加工是指，，。
7．超精密机床的关键部件包括：，，，其中机床的床身多采用制造。
8. 绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、本钱的前提下，综合考虑和的现代制造模式。
，零，零，零。
最终目标是。
10．扫描隧道显微镜的两种工作模式为，。
11.超高速机床主轴的结构常采用交流伺服电动机内置式集成结构，这种主轴通常被称为。
，，，。
，和。
“——〞机制下，实现对市场需求作出反响的一种生产制造新模式。
是以、、为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。
，，，。
，，，，。
18.优化设计的两个前提条件，。
，两种。
21.精密与超精密加工有色金属时，常用的刀具材料为。
，和。
23.超精密机床导轨的主要形式有：，和24.制造业的生产方式沿着“→→ → → → 〞的方向开展。
比拟，先进制造技术具有的特征是：，，，和。
26.从时间维的角度划分，产品设计的四个阶段分别为：，，，。
27.优化设计的三要素是：，，。
28.反求工程的主要影响因素包括：，，。
29.可靠性设计的三个常用指标为别是：〔1〕〔2〕，〔3〕。
30.产品失效的三个阶段为别是：〔1〕，〔2〕，〔3〕。
31.绿色设计的主要内容包括：，，，产品的可回收性设计，，和。
32.超硬磨料砂轮通常采用的结合剂形式包括：，，。
33.高速主轴采用的轴承有：滚动轴承，，，。
和来实现。
35.LIGA技术的工艺过程分为：(1)；(2) ；(3)。
36.微细加工工艺方法主要有：，光刻加工，体刻蚀加工技术，面刻蚀加工技术，LIGA技术，和。
先进制造技术(有出处)--中英文翻译
毕业设计（论文）外文资料翻译系别：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化外文出处：Advanced Manufacturing Technology附件：1、外文原文；2、外文资料翻译译文。
1、外文原文（复印件）2、外文资料翻译译文先进制造技术尽管裁断的深度是由材料去除率的总额决定的，增加径向的裁断深度同样能够增加磨损率。
就像增加进给速度一样，工具的使用寿命会随着切削深度的加深而缩短。
因此，工具的使用寿命与磨损率能够像预期那样保持平衡。
每个金属在切削过程中会产生三个力：切向力，即零件运转时产生的力;径向力，由工件材料切削深度的阻隔产生的力；纵向力，利用进给速度产生的力。
这些力比机器运转过程中产生的力强30%到80%。
例如，在洛氏硬度62HRC的强度下，分别经过预热处理和热处理，纵向力会从30%增加到50%，切向力会从30%增加到50%，径向力会从70%增加到100%。
因此，机床必须能够承受不断增加的切削力，尤其是径向的切削力。
切削液能够影响白层的产生，因为白层是物象变化在表面发生的结果，当冷却工件表面时，切削液能够减轻热损坏。
一些报道认为切削液会消除白层，但却有研究表明切削液没有这样的作用。
刀具状态也是一个很重要的因素，然而白层的增加同样伴随着刀具的磨损。
如果硬态切削能够代替精磨操作，硬态切削的产品表面光洁度能够与精磨操作相媲美。
与精磨操作不同的是，表面光洁度是由大小，形状，强度和在磨削砂轮中磨粒的作用决定的。
硬车削表面通常是由切削过程中形成的几何图形决定的，其中主要是由切削工具的进给和刀尖半径决定的。
对于磨削圆柱的应用，其砂轮和工件必须能够顺利的旋转。
其次，砂轮飞快旋转的同时工件要缓慢的旋转。
如果旋转的构件不完全同心，组合的缺陷和旋转速度的细微差别会引起圆柱的凸角。
当生产的几何图形不够圆时，这会影响最终的生产。
另一方面，对于硬切削来说，工件或者切削工具不能同时旋转。
因此，机器加工表面将会与机床主轴和紧挨机床的中心线的机床纵向的方向一样精准。
先进制造技术英文版第一章.pptx
足球机器人
四足机器人
Computer-aided Production and Control System
• AGV是自动引导小车（Automated Guided Vehicle） AGV是指装备有电磁或光学等自动导引装置， 能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及 各种移载功能的运输车，AGV是轮式移动机器人 （WMR―― Wheel Mobile Robot）的特殊应用。
Computer-aided Production and Control System
Robotics工业机器人学
工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动 系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、 可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自 动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提 高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速 更新换代起着十分重要的作用。
Advanced Manufacturing Technology
Chapter 1 Computers in Manufacturing
By, Zhang Hangwei Mechatronics Engineering Department
Contents
• Chapter 1 Computers in Manufacturing
Computer-aided Production and Control System
FMS=Flexible Manufacturing System柔性制造 系统
FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心), 由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停 机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。
先进制造技术 第一章 先进制造技术概论
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
第二次工业革命：人类开始进入电气 时代，并在信息革命、资讯革命中达 到顶峰。
发电站
早期计算机
第三次工业革命：人类进入科技时 代，生物克隆技术的出现，航天科 技的出现，也即生物科技与产业革 命。
-17-
1.2 制造业的发展与地位
传统制造业及其技术的发展
大型发电和传输技术
核能技术
微电子技术
激光技术
-19-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
回顾制造技术的发展，从蒸汽机出现到今天，主要经历了三个发展阶段： 机器代替手工 作坊形成工厂
单件生产到大量生产
柔性化、集成化、智能化和 网络化的现代制造技术
-20-
1.2 制造业的发展与地位
现代制造业及其技术的发展
-15-
1.2 制造业的发展与地位
传制造业及其技术的发展
人类文明的发展与制造业的进步密切相关。
石器时代
在石器时代，人类利用天然 石料制作劳动工具；
青铜器、铁器时代
到青铜器、铁器时代， 人们开始采矿、冶炼铸 锻工具、织布；
第一次工业革命
直到1765年，瓦特改良蒸 汽机，纺织业、机器制造 业才取得革命性的变化， 引发了第一次工业革命
完成制造活动所需的一切手段的总和，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。
-14-
1.2 制造业的发展与地位
制造、制造技术和制造业的定义
3. 制造业（manufacturing industries）
所有与制造有关的企业机构的总体。是将制造资源（物料、能源、设备、工具、 资金、技术、信息和人力等），通过制造过程，转化为可供人们使用与利用的工 业品与生活消费品的行业
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先进制造技术
一、专业术语名词中英解释
1、VR/AR虚拟现实/增强现实
2、RPM快速原型制造
3、SLA光固化成型
4、FDM熔融沉积制造
5、MEMS微机电系统
6、GM绿色制造
7、CNC计算机数控
8、DNC分布式数控
9、FMS柔性制造系统
10、NTM特种加工
11、EDM电火花加工技术
12、LBM激光束加工技术
13、CAE计算机辅助工程分析
14、MD模块化设计
15、FEA有限元分析
16、OD优化设计
17、AMT先进制造技术18、DFM面向制造设计
19、CMM三坐标测量机
20、RD可靠性设计
21、EED人机工程设计
22、CD并行设计
23、VED价值工程
24、ID智能设计
25、RE反求工程
26、PDM产品数据管理
27、CIMS计算机集成制造系统
28、UM超声波加工技术
29、IMS智能制造系统
30、CAM计算机辅助制造
31、VPD虚拟设计系统
32、FMC柔性制造单元
33、FML柔性自动生产线
34、FMF柔性制造工厂
二、名词解释
1、创新思维
创新思维是最高层次的思维活动，是人脑在外界信息激励下，自觉综合主、客观信息产新的客观实体的思维活动和过程。
2、产品寿命
产品寿命指产品出厂（或投入使用后）至产品报废的这段周期，也称全生命周期内使用服务期，是体现产品功能和性能的时期。
3、超高速切削加工
一般认为，凡切削速度、进给速度高于常规值5或10倍以上的加工方法，就称为超高速切削加工。
4、特种加工
特种加工就是应用物理的或化学的方法，对具有特殊工艺要求（如高精度）的或难以加工（如形状复杂、尺寸微小、刚度极低的材料）的加工对象进行加工的手段。
5、激光加工技术
利用激光光子携带的高能与物质相互作用并为物质所吸收时，物质就具备了相应的高能量，产生加热、熔融、气化、等离子等过程对材料进行加工，称为激光束加工技术（LBM）。
6、绿色产品
绿色产品就是在其生命过程（设计、制造、使用和销毁过程）中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率最高，能源消耗最低的产品。
7、全生命周期设计
全生命周期设计的对象是一个时变系统，应该面向全生命所有环节、所有方面进行设计。
（要考虑产品的社会需求、产品概念的形成、知识及技术资源的调研、成本价格分析、详细机械设计、制造装配、使用寿命、安全保障与维修计划、直至产品报废与回收再生利用的全过程、全面优化产品的功能/性能、生产效率品质/质量、经济性、环保性和能源/资源利用率的等）
三、问答题
1.人类历史上的三次工业革命各发生在什么时间，分别是以什么作为标志？
答：⑴18世纪中期，以从手工作坊转变为用机器生产为标志的第一次工业大革命
⑵20世纪初，内燃机的发明引发了制造业的又一次革命
⑶20世纪80年代以后，以计算机为纽带的新一代信息技术使制造企业的组织结构和运营模式发生了革命性的飞跃
2.先进制造技术的内涵是什么？
答：先进制造技术的内涵归纳为：先进制造技术是制造业不断吸收信息技术、自动化技术、新材料技术、微电子技术、生物技术、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、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、敏捷、绿色生产，提高制造企业对市场的适应能力和竞争能力所涉及的相关制造技术的总称
3.创新设计的类型与特点是什么？
答：⑴类型：①开发设计：开发设计是在工作原理、结构等完全未知的情况下，应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计出以往没有的新型机械，这是一种创新设计
②变异设计：变异设计是针对已有产品的缺点或新的要求，从工作原理、机构、结构、参数、尺寸等方面进行改进设计，使新设计的产品满足新的要求和适应市场需要
③反求设计：反求设计是针对已有的先进产品，进行深入分析研究，探索并掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发能避开专利权利的创新产品
⑵特点：①创新设计必须具有独创性和新颖性
②创新设计必须具有实用性
③创新设计必须集中体现各种方案的主要优越性
4.虚拟现实技术的关键技术主要有哪些？
答：⑴图形/图像处理技术
⑵音响处理技术
⑶位置与方向跟踪技术
⑷传感技术
⑸建模技术
⑹网络通信技术
5.什么是熔模制造与压力铸造？
答：⑴熔模制造又称“失蜡铸造”，这种方法是用熔模材料制成熔模样件并组成模组，然后在模组表面涂敷多层耐火材料，待干燥固化后，将模组加热熔出模料，经高温熔烧后浇入金属液即得熔模铸件
⑵压力铸造原理和工艺过程是将液态或半液态金属，在高压作用下，以高速填充压铸模的型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法
6.什么是超精密切削加工？超精密切削加工精度的主要影响因素是什么？
答：⑴超精密切削加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Rα值小于0.025μm，所用机床定位精度得分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术
⑵影响超精密切削加工的因素有很多，主要有超精密切削加工机床、超精密切削加工刀具、被加工材料、超精密测量、加工环境等
7.超声波加工技术的特点是什么？
答：⑴加工对象为硬脆材料
⑵加工精度高
⑶工件在加工中受力小
⑷可加工复杂型腔和型面
⑸加工效率低
8.什么是微机电系统？其特征尺寸一般是多少？
答：微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微传感器、微执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。
一般为，MEMS的特征尺寸为0.1μm~0.1mm，考虑到现在的技术水准，尺寸为0.1~10mm的小型系统也属于其范畴
9.机器人控制系统分为哪五种？
答：⑴按控制方式可分为顺序控制、程序控制、自适应控制和人工智能控制系统
⑵按驱动方式可分为液压驱动、气动驱动和电动驱动控制系统
⑶按运动方式可分为点位控制、轨迹控制系统
⑷按控制总站标准可分为国际标准总线控制、自定义总站控制系统
⑸按编程方式可分为物理设置编程、在线编程以及离线编程控制系统
10.绿色制造的体系结构是怎样的？
答：包括：两个目标、三项基本内容、三条实现途径、两个层次的全过程控制。
（1）两个目标是资源化利用和环境保护。
（2）三项具体内同是用绿色材料、绿色能源和绿色生产过程制造出绿色产品。
（3）三条实现途径是：改变观念，树立良好的环境保护意识，并体现在具体行动上，可通过立法、宣传教育来实现；针对具体产品，采取技术措施，即采用
绿色设计和绿色制造工艺，建立产品绿色程度评价机制等，解决所出现的问
题；加强管理，利用市场机制和法律手段，促进绿色技术、绿色产品的发展
和延伸。
（4）两个层次的全过程控制是指在物料转化过程和在产品全生命周期过程（包括构思、设计、制造、装配、包装、运输、销售、服务、报废回收环节）中，
充分考虑资源和环境问题，实现最大限度地优化利用资源和减少环境污染。
11.反求工程二维表面数据采集方法主要有哪几种？
答：三维表面数据采集方法分接触式和非接触式两大类
（1）接触式：触发式、连续扫描式
（2）非接触式：激光三角测距法、激光测距法、结构光学法、图像分析法ICT法12.全生命周期设计的基本观点是什么？
答：基本观点是：全系统、全寿命、全费用。
（1）全系统观点：将产品的全生命周期视为一个系统工程，全面考虑产品制造、人、资源环境等因素之间联系及约束条件，运用各种现代的设计方法和手
段进行综合与权衡，以实现系统的整体优化
（2）全寿命观点：面向产品全生命周期是系统统筹把握产品的全寿命过程，使各个阶段互相衔接、相辅相成。
以达到优生优育、优用的目的（3）全费用观点：产品全生命周期的各个阶段全部费用系统、权衡主要目标之一
13.工业机器人一般由哪几部分组成？
答：工业机器人一般由操作机、驱动单元、控制系统三部分组成。
（1）操作机也称执行系统，是机器人的机械本体，通常由末端执行器（手部）、手腕、手臂、立柱以及机身组成；
（2）驱动单元由驱动装置、减速器和内部检测元件等组成，为操作机各运动部件提供动力和运动；
（3）控制系统由检测和控制两部分组成，用来控制驱动单元，检测其运动参数并进行反馈。
14.制造自动化技术的发展趋势是什么？
答：往制造全球化、敏捷化、网络化、虚拟化、智能化和绿色化发展。
15.先进制造工艺技术主要由哪几类组成？
答：主要由先进成形技术、先进加工技术、现代特种加工技术、现代表面工程、微制造技术组成。
16.现代制造业面临的挑战？
答：消费观念的变革和市场竞争日益剧烈，有限的资源和日益增长的环保压力，贸易自由化和制造全球化，科学技术与制造技术相互制约与促进。