第十一章 自动化制造系统及先进制造技术简介

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1、17452-11a第十一章　自动化制造系统及先进制造技术简介第一节　制造自动化技术发展过程及发展趋势第二节　计算机辅助工艺过程设计(CAPP)第三节　自动化制造系统第四节　先进制造技术、工艺和方法17452-11a第一节　制造自动化技术发展过程及发展趋势一、发展过程二、发展趋势17452-11a一、发展过程自从18世纪中叶瓦特发明蒸汽机以来，制造自动化技术就随机械化的发展而得到迅猛发展，从其发展过程来看，可以分为五个阶段：第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。该阶段在20世纪40～50年代已相当成熟。应用传统的机械设计与

2、制造工艺方法，采用专用机床和组合机床、自动化单机或自动化生产线进行大批量生产。如1870年美国发明了自动制造螺钉的机器，继而于1895年发明多轴自动车床，是典型的单机自动化系统。1924年第一条采用流水作业的机械加工自动线出现在英国的Morris汽车公司，1935年前苏联成功地研制出第一条汽车发动机气缸体加工自动线。这两条自动线的出现，使得自动化制造技术由单机自动化转向了自动化系统。在第二次世界大战前后，美国福特汽车公司采用自动化生产线，使汽车生产率成倍提高，生产成本大幅度降低，汽车的质量明显改善。随后，自动化制造技术和自动化制造

3、系统得到迅速的普及。虽然当时的自动化制造系统仅应用于像汽车这样的大批大量生产的产品，但它对人类社会生产技术的发展却起到了巨大的推动作用。1946年，前苏联又提出了成组生产工艺的思想，其对自动化制造系统的发展具有十分重大的意义。至今，成组技术仍然是自动化制造系统赖以生存和发展的主要技术基础之一。17452-11a二、发展趋势1.制造全球化2.制造敏捷化3.制造网络化4.制造虚拟化5.制造智能化6.制造绿色化17452-11a1.制造全球化1)市场的国际化，产品销售的全球网络正在形成。2)产品设计和开发的国际合作。3)产品制造的跨国化

4、。4)制造企业在世界范围内的重组与集成，如动态联盟公司。5)制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用。6)全球制造的体系结构将会形成。17452-11a2.制造敏捷化1)柔性。2)重构能力。3)快速化的集成制造工艺。17452-11a3.制造网络化1)制造环境内部的网络化，实现制造过程的集成。2)制造环境与整个制造企业的网络化，实现制造环境与企业中各子系统的集成。3)企业与企业间的网络化，实现企业间的资源共享、组合与优化利用。4)通过网络，实现异地制造。17452-11a第二节　计算机辅助工艺过程设计(CAPP)一、概述二、

5、CAPP系统的功能三、CAPP系统的分类四、派生法CAPP系统五、创成法CAPP系统17452-11a一、概述CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)向上连接CAD，向下连接CAM，它起到一个连接CAD与CAM的桥梁作用。来自CAD的几何和技术要求的数据在CAPP完成加工处理，成为指导生产加工的制造数据。因此，CAD的结果能否有效、充分地在生产中予以应用与实现，数控机床与加工中心能否充分发挥其最大作用，CAD与CAM能否真正实现集成，CAPP技术是关键，并且受到愈来愈广泛的重视。17452-11a二、C

6、APP系统的功能一个CAPP系统应具有以下功能：①检索标准工艺文件；②选择加工方法；③工序安排；④选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等；⑤选择装夹方式、装夹表面和定位基准；⑥优化选择切削用量；⑦计算加工时间和加工费用；⑧确定工序尺寸和公差；⑨选择毛坯；⑩绘制工序图及编写工序卡。有的CAPP系统还具有计算刀具轨迹、自动进行NC编程和进行加工过程模拟的功能。17452-11a三、CAPP系统的分类(1)派生法　派生法是一种建立在成组技术基础上的CAPP系统。(2)创成法　与派生法CAPP系统不同之处，在于创成法CAPP系统中没有标准工艺

7、规程，只有一个收集有大量工艺数据的数据库和一个机械加工工艺专家系统。(3)半创成法　从原理上看，半创成法CAPP系统是派生法和创成法CAPP系统二者的综合。(4)智能CAPP系统。17452-11a四、派生法CAPP系统(一)零件编码(二)零件特征识别(三)工艺规程编辑17452-11a四、派生法CAPP系统图11-1　派生法原理框图17452-11a五、创成法CAPP系统(一)零件信息描述(二)工艺决策逻辑17452-11a五、创成法CAPP系统图11-2　创成法CAPP原理框图17452-11a(一)零件信息描述(1)型面描述

8、法　这种描述方法将零件看成由若干种基本型面按一定方式组合而成，而每种型面都可用一组特征参数来表示，型面类别及它的特征参数及型面间的相互关系可用代码表示。(2)元素描述法　元素描述法把零件看成是由若干种基本几何体，如圆锥体、圆柱体、六面体、圆环体及球