智能制造基礎(chǔ)與應(yīng)用高等職業(yè)教育“十三五”規(guī)劃教材

第一章緒論一、智能制造的概述二、德國(guó)工業(yè)4.0三、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)四、《中國(guó)制造2015》五、兩化融合和轉(zhuǎn)型升級(jí)六、迎接智能制造新時(shí)代一、智能制造的概述

智能制造概念一、智能制造概述1.1

智能化制造的概念智能化制造（intelligentManufacture,IM）是指由具有人工智能的機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能制造系統(tǒng)。智能制造具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）狀態(tài)感知；（2）實(shí)時(shí)分析；（3）精準(zhǔn)執(zhí)行；（4）自主決策；(5)自我適應(yīng)等智能制造概述（1）那么智能制造是什么？

它主要解決什么問(wèn)題？（2）與傳統(tǒng)的相比有哪些不同？（3）建立一個(gè)智能制造系統(tǒng)需要完成哪些主要

任務(wù)等？智能制造概述首先，智能制造是工業(yè)化發(fā)展的一個(gè)高級(jí)階段

其次，智能制造是信息化與工業(yè)化高度融合的新一代制造系統(tǒng)由一種技術(shù)取代另一種，推動(dòng)工業(yè)制造不斷演變信息物理系統(tǒng)CPS、高精度感知控制、虛擬設(shè)備集成總線、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和新型人機(jī)交互等多項(xiàng)核心技術(shù)智能制造概述第三，智能制造主要解決的問(wèn)題包括：（1）全面改變?cè)O(shè)計(jì)與制造關(guān)系，讓設(shè)計(jì)與制造之間“互認(rèn)互聯(lián)”，實(shí)現(xiàn)在線設(shè)計(jì)與在線制造的“無(wú)縫對(duì)接”；（2）減少制造成本和生產(chǎn)周期；（3）提供快速、有效、批量個(gè)性化的產(chǎn)品和服務(wù)；互聯(lián)網(wǎng)使用戶可以在線參與和體驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的需求接受，而制造的智能化過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)“批量的個(gè)性化定制生產(chǎn)”，這個(gè)批量不是“數(shù)量”的概念，而是快速生產(chǎn)的效率含義。以往，企業(yè)最不愿意做的業(yè)務(wù)就是”小批量多品種“，而智能制造就是要解決這問(wèn)題。智能制造概述

加工任務(wù)加工要求加工方法物流要求產(chǎn)品運(yùn)輸及工具工藝設(shè)計(jì)及加工檢驗(yàn)及質(zhì)量控制物流系統(tǒng)原料及庫(kù)存

能源系統(tǒng)智能制造概述A.傳統(tǒng)工藝：傳統(tǒng)工藝邏輯起點(diǎn)是原材料，末端是產(chǎn)品，中端是加工技術(shù)；傳統(tǒng)的加工流程是減材式加工，依賴的是各類加工設(shè)備；傳統(tǒng)加工適合批量生產(chǎn)，滿足經(jīng)濟(jì)規(guī)模要求；智能制造概述圖片、照片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3D掃描儀計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件（JD）數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)ARTCAM加工代碼生成PC機(jī)控制系統(tǒng)控制卡伺服系統(tǒng)打印處理產(chǎn)品出產(chǎn)智能制造概述B.3D打印技術(shù)工藝：3D打印的邏輯起點(diǎn)是產(chǎn)品，末端是產(chǎn)品，中端是打印技術(shù)3D打印的加工流程依賴是計(jì)算機(jī)技術(shù)、3D成型設(shè)備及材料；3D打印可以滿足批量定制生產(chǎn)的要求；智能制造概述通過(guò)上面的對(duì)比分析，我們可以得出如下的結(jié)論：傳統(tǒng)的加工是按照存量的技術(shù)與設(shè)備能力設(shè)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品；而智能制造（3D打印為例）按照用戶的“產(chǎn)品”生產(chǎn)產(chǎn)品；傳統(tǒng)制造貫穿始終是“有形的圖紙”；智能制造貫穿始終是“數(shù)字傳遞”；傳統(tǒng)的制造是依賴人的經(jīng)驗(yàn)的積累和設(shè)備的精度保證質(zhì)量和效率；而智能制造依靠的是設(shè)備處理數(shù)據(jù)形成智能能力，以及人機(jī)交互來(lái)保證質(zhì)量和效率；傳統(tǒng)制造是人和存量設(shè)備選擇產(chǎn)品，智能制造是產(chǎn)品（需求）選擇人和設(shè)備，也可以理解為面對(duì)智能制造人和設(shè)備都是“0EM“的對(duì)象；智能制造概述（1）生產(chǎn)設(shè)備的智能化升級(jí)（2）建立統(tǒng)一的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)（3）構(gòu)建資源共享的信息化平臺(tái)（4）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程的自動(dòng)監(jiān)控和產(chǎn)品數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)（5）基于互聯(lián)網(wǎng)的支撐協(xié)同研發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能制造過(guò)程企業(yè)完成基本任務(wù)智能制造概述例如濰柴集團(tuán)的全球協(xié)同研發(fā)平臺(tái)秉承“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、全球資源、快速協(xié)同、最優(yōu)品質(zhì)、集中管控”五大原則，充分考慮數(shù)據(jù)安全性，依托明確的信息共享機(jī)制，通過(guò)分布式部署，將法國(guó)、美國(guó)、上海、重慶、揚(yáng)州、杭州等研發(fā)中心緊密的相連在一起，利用各地專業(yè)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)資源，使同一項(xiàng)目可以在不同地區(qū)進(jìn)行同步設(shè)計(jì)，加快了研發(fā)進(jìn)程，大大縮短新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。另外，依托多視角BOM管理、圖文檔管理、研發(fā)項(xiàng)目管理、模塊化設(shè)計(jì)等功能，以及在此平臺(tái)上不斷完善的TDM、多維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等系統(tǒng)，為協(xié)同研發(fā)提供了信息化支撐。以配套海監(jiān)船的發(fā)動(dòng)機(jī)為例，通過(guò)北美先進(jìn)排放技術(shù)研究、濰坊和法國(guó)博杜安研發(fā)中心協(xié)同設(shè)計(jì)、杭州仿真驗(yàn)證的四地協(xié)同研發(fā)模式，研發(fā)周期由原來(lái)的24個(gè)月縮減至18個(gè)月，整體研發(fā)效率提升25%，并為后續(xù)研發(fā)存留了大量有用數(shù)據(jù)。智能制造概述1.3智能化制造的特征

智能制造信息（大數(shù)據(jù)）集成是智能制造技術(shù)的應(yīng)用核心，根據(jù)阿什比理論，“應(yīng)對(duì)生態(tài)的多樣性，只有通過(guò)生產(chǎn)組織的復(fù)雜體系才能適應(yīng)”。它具有以下六個(gè)基本特征：主動(dòng)適應(yīng)環(huán)境變化，與環(huán)境要求適度交互匹配；制造過(guò)程中數(shù)據(jù)代替人工而減少直接干預(yù)，而多用智能設(shè)備替代；人員單一管理生產(chǎn)或設(shè)備向系統(tǒng)智能管理進(jìn)化；對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行再設(shè)計(jì)，智能系統(tǒng)再優(yōu)化和系統(tǒng)再創(chuàng)造；對(duì)外部參數(shù)及系統(tǒng)的及時(shí)反饋與智能響應(yīng)；虛擬制造技術(shù)與現(xiàn)實(shí)制造有機(jī)結(jié)合結(jié)合；

二-德國(guó)工業(yè)4.0德國(guó)工業(yè)4.02.1工業(yè)4.0背景

工業(yè)化始于18世紀(jì)末機(jī)械制造設(shè)備的引進(jìn)，那時(shí)像紡織機(jī)這樣的機(jī)器徹底改變了貨物的生產(chǎn)方式。

繼第一次工業(yè)革命后的第二次工業(yè)革命大約開(kāi)始于20世紀(jì)之交，在勞動(dòng)分工的基礎(chǔ)上，采用電力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。

20世紀(jì)70年代初，第三次工業(yè)革命又取代了第二次工業(yè)革命，并一直延續(xù)到現(xiàn)在。第三次工業(yè)革命引入了電子與信息技術(shù)（IT），從而使制造過(guò)程不斷實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，機(jī)器不僅接管了相當(dāng)比例的“體力勞動(dòng)”，而且還接管了一些“腦力勞動(dòng)”。

德國(guó)將機(jī)械化、電力化和計(jì)算機(jī)技術(shù)分別定性為工業(yè)1.0，2.0，3.0.德國(guó)工業(yè)4.02.1工業(yè)4.0背景

現(xiàn)在將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用到制造業(yè)正在引發(fā)第四次工業(yè)革命即工業(yè)4.0。因此，工業(yè)4.0是整個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天的產(chǎn)物，也是一個(gè)逐漸演變的過(guò)程。如圖1-3（由智慧工廠到智能生產(chǎn)看工業(yè)4.0）德國(guó)工業(yè)4.0特征特征一：制造中采用物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)；基于物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)智慧工廠的架構(gòu)；德國(guó)工業(yè)4.0特征特征二：

滿足個(gè)性化的需求；面向客戶的APP商店；德國(guó)工業(yè)4.0特征特征三：智能制造的人機(jī)一體化協(xié)同創(chuàng)造.；

德國(guó)工業(yè)4.0特征特征四：實(shí)現(xiàn)信息集成的優(yōu)化決策德國(guó)工業(yè)4.0特征特征五：資源有效利用，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展德國(guó)工業(yè)4.0特征特征六：通過(guò)新的服務(wù)創(chuàng)造價(jià)值；

德國(guó)工業(yè)4.0特征特征七：人與制造系統(tǒng)之間的互動(dòng)協(xié)作德國(guó)工業(yè)4.0未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域1．智能化工廠德國(guó)工業(yè)4.0未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域2.智能化產(chǎn)品德國(guó)工業(yè)4.0未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域3

個(gè)性化定制產(chǎn)品德國(guó)工業(yè)4.0發(fā)展領(lǐng)域4，高度人性化（制造崗位的靈活設(shè)置）德國(guó)工業(yè)4.0未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域5.基于信息安全下的云平臺(tái)德國(guó)工業(yè)4.0未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域6工業(yè)4.0將發(fā)展出全新的商業(yè)模式合作模式；工業(yè)4.0往往被冠以諸如“網(wǎng)絡(luò)化制造”、“自我組織適應(yīng)性強(qiáng)的物流”和“集成客戶的制造工程”等特征；它將產(chǎn)生新的組織系統(tǒng)及專業(yè)的供應(yīng)商；德國(guó)工業(yè)4.0總結(jié)工業(yè)4.0總結(jié)多品種小批量的定制化同時(shí)實(shí)現(xiàn)敏捷生產(chǎn)是工業(yè)4.0的目的；基于信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能工廠和綠色生產(chǎn)；信息物理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)生大數(shù)據(jù)，通過(guò)集成處理大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化高效的制造；基于信息物理系統(tǒng)的工業(yè)輔助實(shí)現(xiàn)對(duì)智能制造的新一代工人的培養(yǎng)；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的定義如下：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將把工業(yè)控制系統(tǒng)在線連接，構(gòu)成多個(gè)巨大的端到端的、與人連接的系統(tǒng)，并且完全地與企業(yè)系統(tǒng)、商業(yè)過(guò)程以及分析方案集成，這些端到端的系統(tǒng)稱為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，英文縮寫(xiě)為IIS系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的范圍，明確提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋能源、衛(wèi)生醫(yī)療、制造、公共服務(wù)、交通以及相關(guān)工業(yè)系統(tǒng)。并且明確提出，許多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都是關(guān)鍵任務(wù)環(huán)節(jié)，要求高標(biāo)準(zhǔn)的信息安全、物理安全和系統(tǒng)自愈，同時(shí)明確指出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不同于消費(fèi)者和商業(yè)行業(yè)的系統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及到的應(yīng)用都是沒(méi)有人工直接介入的應(yīng)用與工業(yè)4.0的相同之處1．需求變遷是共同的內(nèi)生誘因；2．融合發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)是共同的發(fā)展方向；3．都將走向智能制造模式；與工業(yè)4.0的區(qū)別1．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念和內(nèi)涵比工業(yè)4.0更大2．實(shí)現(xiàn)路徑側(cè)重不同3．強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)有所差異工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用1．大數(shù)據(jù)和云計(jì)算在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用2．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的應(yīng)用中國(guó)制造2025概述4.1《中國(guó)制造2025》的時(shí)代背景

制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。十八世紀(jì)中葉開(kāi)啟工業(yè)文明以來(lái)，世界強(qiáng)國(guó)的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，就沒(méi)有國(guó)家和民族的強(qiáng)盛。打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)，是我國(guó)提升綜合國(guó)力、保障國(guó)家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國(guó)的必由之路

中國(guó)制造20254.2《中國(guó)制造2025》是國(guó)家戰(zhàn)略《中國(guó)制造2025》是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)

中國(guó)制造20254.3《中國(guó)制造2025》整體戰(zhàn)略目標(biāo)和主要任務(wù)

《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略目標(biāo)是到2025年，制造業(yè)整體素質(zhì)大幅提升，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率明顯提高，兩化（工業(yè)化和信息化）融合邁上新臺(tái)階。重點(diǎn)行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗、物耗及污染物排放達(dá)到世界先進(jìn)水平。形成一批具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的跨國(guó)公司和產(chǎn)業(yè)集群，在全球產(chǎn)業(yè)分工和價(jià)值鏈中的地位明顯提升中國(guó)制造20254.4實(shí)現(xiàn)《中國(guó)制造2025》保障措施

（一）深化體制機(jī)制改革

（二）營(yíng)造公平競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)環(huán)境

（三）完善金融扶持政策

（四）加大財(cái)稅政策支持力度

（五）健全多層次人才培養(yǎng)體系

（六）完善中小微企業(yè)政策

（七）進(jìn)一步擴(kuò)大制造業(yè)對(duì)外開(kāi)放

（八）健全組織實(shí)施機(jī)制中國(guó)制造20254.5《中國(guó)制造2025》的重點(diǎn)發(fā)展10個(gè)領(lǐng)域五、信息化與工業(yè)化融合-兩化融合概述兩化融合概述國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，明確了9項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)，其中第二項(xiàng)就是推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合即兩化融合。兩化融合是指我國(guó)在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的時(shí)候，面臨世界主要工業(yè)化國(guó)家正在加速實(shí)現(xiàn)信息化，我們不能先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化再實(shí)現(xiàn)信息化，那樣的話我們只能老是跟在別人后面走，我們只能在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息化，實(shí)現(xiàn)建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)，這就是兩化融合的深刻意義。兩化融合概述5.1兩化融合是《中國(guó)制造2025》的具體體現(xiàn)兩化融合概述5.2兩化融合是工業(yè)化與信息化兩大發(fā)展階段相融合當(dāng)今體現(xiàn)中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力的是互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)，它最具體戰(zhàn)略意義。而互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)應(yīng)該包括四個(gè)方面的內(nèi)容：（1）數(shù)字化、信息化條件下的智能制造；（2）網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同創(chuàng)造；（3）大規(guī)模的個(gè)性化定制；（4）產(chǎn)業(yè)鏈上下的延伸增值服務(wù)；兩化融合的重點(diǎn)是“融合”，目的是邁向產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的高端

兩化融合概述5.3兩化融合的實(shí)質(zhì)就是新一代信息技術(shù)與工業(yè)技術(shù)的結(jié)合兩化融合概述5.4兩化融合是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的新動(dòng)力

兩化融合實(shí)際要解決兩個(gè)問(wèn)題。第一是通過(guò)新一代信息技術(shù)改造和優(yōu)化傳統(tǒng)企業(yè)，培育企業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)力和增長(zhǎng)點(diǎn)。另一個(gè)是用互聯(lián)網(wǎng)+的理論和思維去創(chuàng)造新的模式和新的方式，使創(chuàng)新創(chuàng)造成為我國(guó)建設(shè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的新動(dòng)力。而后者才是兩化融合的價(jià)值所在兩化融合概述5.5兩化融合必須與國(guó)際發(fā)展接軌

中國(guó)的兩化深度融合和德國(guó)工業(yè)4.0如出一轍、異曲同工、殊途同歸。特別是德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略推出以后，引起中國(guó)產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，包括美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)在內(nèi)的工業(yè)發(fā)展政策、策略、技術(shù)，紛紛成為學(xué)習(xí)的對(duì)象。經(jīng)過(guò)兩年多的時(shí)間，《中國(guó)制造2025》也正式發(fā)布，標(biāo)志著中國(guó)制造業(yè)有了一個(gè)站在全球制造業(yè)發(fā)展大局上的戰(zhàn)略規(guī)劃兩化融合5.6兩化融合推動(dòng)企業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型基本路線圖

一、是兩化融合可以構(gòu)建智能組織架構(gòu)二、是車間是實(shí)現(xiàn)兩化融合基礎(chǔ)，兩化融合要求加快推廣車間執(zhí)行系統(tǒng)（MES）兩化融合概述三、是實(shí)現(xiàn)車間的智能化升級(jí)改造通過(guò)MES系統(tǒng)實(shí)施后，利用采集技術(shù)采集各種數(shù)據(jù)，可以從全生命周期、全流程的角度來(lái)分析研究企業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行情況，從中發(fā)現(xiàn)車間的短板，進(jìn)行升級(jí)、優(yōu)化、改進(jìn)，從而提升車間的總體能力。而各個(gè)車間通過(guò)已有的MES系統(tǒng)的智能化改造，可以將生產(chǎn)率大幅提升。但這里需要注意的是，自動(dòng)化、智能化的處理不僅包括物理的如原料、半成品的處理，運(yùn)輸、能源管理，在車間中數(shù)據(jù)的自動(dòng)化、智能化處理也是一個(gè)非常大而且需要提升的區(qū)域，這就是數(shù)字工廠的出現(xiàn)。兩化融合概述四、是構(gòu)建各類CPS（信息物理系統(tǒng)）

網(wǎng)絡(luò)體系兩化融合概述五、是建設(shè)企業(yè)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算中心

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)據(jù)集成的要求，企業(yè)需要構(gòu)建新的工業(yè)數(shù)據(jù)圖譜，規(guī)范企業(yè)的術(shù)語(yǔ)，制定標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的集成，這就需要企業(yè)建立大數(shù)據(jù)中心以及跨越地域的云計(jì)算中心，實(shí)現(xiàn)輕客戶端，重服務(wù)端的應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)高效、正確、精益。同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部的信息平臺(tái)與社會(huì)化的各種平臺(tái)建立起廣泛而深入的集成聯(lián)系。兩化融合概述5.7

兩化融合的關(guān)鍵核心技術(shù)1.基于CPS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理可視化技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2.虛擬技術(shù)3.大數(shù)據(jù)技術(shù)4.標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)兩化融合概述5.8案例介紹一兩化融合概述案例介紹二六、圖片六

迎接智能制造新時(shí)代——數(shù)字化工廠技術(shù)發(fā)展與展望迎接智能制造新時(shí)代（1）產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，不但零件的形狀，而且產(chǎn)品中包含的零件個(gè)數(shù)非常多、零件之間的裝配關(guān)系復(fù)雜；(2)生產(chǎn)設(shè)備和制造系統(tǒng)日益趨向復(fù)雜和昂貴，生產(chǎn)制造系統(tǒng)的布局和配置是否適應(yīng)所制造的產(chǎn)品，是否達(dá)到最優(yōu)化的布局和配置，這些問(wèn)題的解決，使制造商能夠在科學(xué)的指導(dǎo)下進(jìn)行投資，以小風(fēng)險(xiǎn)獲取大的收益；

一.數(shù)字化工廠產(chǎn)生的原因

迎接智能制造新時(shí)代(3)一般的制造系統(tǒng)是非線性離散化的系統(tǒng)，在外部要求發(fā)生變化的情況下，制造系統(tǒng)要滿足快速的適應(yīng)化生產(chǎn)(4)專業(yè)人員在設(shè)備的安裝、使用和維修中僅僅依靠產(chǎn)品圖紙文檔，使工作效率低下，而且對(duì)人員的專業(yè)技能要求很高。迎接智能制造新時(shí)代數(shù)字化工廠最主要解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造之間的

“打通”，正如圖所示。迎接智能制造新時(shí)代一般可以認(rèn)為數(shù)字化工廠技術(shù)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期中的制造、裝配、質(zhì)量控制和檢測(cè)等各個(gè)階段的功能，主要解決工廠、車間和生產(chǎn)線以及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)到制造實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，使設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造之間的不確定性降低迎接智能制造新時(shí)代在數(shù)字空間中將生產(chǎn)制造過(guò)程壓縮和提前，使生產(chǎn)制造過(guò)程在數(shù)字空間中得以檢驗(yàn)，從而提高系統(tǒng)的成功率和可靠性，縮短從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化時(shí)間。數(shù)字化工廠技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)如下：

(1)縮短新產(chǎn)品的上市周期；（數(shù)字化工廠）

(2)減少新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)；（模擬仿真）

(3)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以利于加工；（MPM工藝過(guò)程管理）

(4)優(yōu)化生產(chǎn)線配置和布局，減少生產(chǎn)線準(zhǔn)備和停機(jī)時(shí)間；（MES）

(5)增加生產(chǎn)線設(shè)備生產(chǎn)力，大大提高生產(chǎn)率；（ERP）

(6)改善工人的勞動(dòng)環(huán)境，提高產(chǎn)品質(zhì)量。迎接智能制造新時(shí)代數(shù)字化工廠結(jié)構(gòu)圖迎接智能制造新時(shí)代二

.數(shù)字化工廠的結(jié)構(gòu)和主要關(guān)鍵技術(shù)(1)數(shù)字化建模技術(shù)(2)優(yōu)化仿真技術(shù)(3)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(4)軟件之間的重組和集成技術(shù)(5)工具應(yīng)用技術(shù)（含虛擬工具應(yīng)用）迎接智能制造新時(shí)代三.數(shù)字化工廠技術(shù)的研究與應(yīng)用-數(shù)字化工廠解決方案一個(gè)現(xiàn)代化制造企業(yè)解決方案結(jié)構(gòu)體系如下圖所示，數(shù)字化工廠方案上連ERP的規(guī)劃包、MPM工程包和實(shí)施協(xié)同系統(tǒng)，下連底層制造執(zhí)行MES系統(tǒng)，形成以企業(yè)門(mén)戶網(wǎng)站對(duì)外進(jìn)行交流，信息從企業(yè)門(mén)戶網(wǎng)站流入流出，一直到設(shè)備控制層的信息處理和流通通道迎接智能制造新時(shí)代四

數(shù)字化工廠技術(shù)的發(fā)展1.

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，信息化技術(shù)已深入到制造業(yè)的各個(gè)層面。2.數(shù)字化工廠技術(shù)狹義就是制造的信息化，從廣義上來(lái)講數(shù)字化工廠就是覆蓋產(chǎn)品的整個(gè)生命周期的數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化、管理數(shù)字化，并通過(guò)集成實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠數(shù)字化；3.采用嵌入式系統(tǒng)，并以現(xiàn)場(chǎng)總線為其信息通道，和上層以Internet/Intranet為基礎(chǔ)的制造信息分析和處理層結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)、企業(yè)之間的數(shù)字化；迎接智能制造新時(shí)代案例介紹：西門(mén)子公司數(shù)字化工廠解決方案迎接智能制造新時(shí)代迎接智能制造新時(shí)代迎接智能制造新時(shí)代迎接智能制造新時(shí)代迎接智能制造新時(shí)代西門(mén)子Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)為聯(lián)網(wǎng)提供了靈活的方案，用戶可以選SinumerikIntergrate工程方案，也可以基于系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)自身所需的方案。下圖1-26西門(mén)子公司展出的未來(lái)可視化汽車制造加工系統(tǒng)。

第二章智能制造數(shù)字化基礎(chǔ)第二節(jié)數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真第三節(jié)數(shù)字化工藝第四節(jié)數(shù)字化加工與裝配第五節(jié)數(shù)字化控制第六節(jié)數(shù)字化生產(chǎn)管理第七節(jié)數(shù)字化遠(yuǎn)程維護(hù)第一節(jié)概述概述1第一節(jié)數(shù)字制造采用數(shù)字化的手段對(duì)制造過(guò)程、制造系統(tǒng)與制造裝備中復(fù)雜的物理現(xiàn)象和信息演變過(guò)程進(jìn)行定量描述、精確計(jì)算、可視模擬與精確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造,進(jìn)而快速生產(chǎn)出符合用戶需求的產(chǎn)品。智能制造借助計(jì)算機(jī)收集、存儲(chǔ)、模擬人類專家的制造智能，進(jìn)行制造各環(huán)節(jié)的分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程、制造系統(tǒng)與制造裝備的智能感知、智能學(xué)習(xí)、智能決策、智能控制與智能執(zhí)行。一、國(guó)外數(shù)字制造與智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀B777的開(kāi)發(fā)美國(guó)通用汽車開(kāi)發(fā)汽車數(shù)字化開(kāi)發(fā)-虛擬樣機(jī)二、我國(guó)數(shù)字制造與智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀1、國(guó)內(nèi)數(shù)字制造業(yè)智能制造發(fā)展現(xiàn)狀分析神龍汽車制造有限公司對(duì)轎車裝配生產(chǎn)線進(jìn)行了轎車預(yù)裝配數(shù)字化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)了總裝柔性生產(chǎn)。中航商用飛機(jī)有限公司在ARJ21飛機(jī)研制中應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)字化定義技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)字樣機(jī)技術(shù)、數(shù)字化工藝與虛擬裝配技術(shù)等數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)和并行工程方法，實(shí)現(xiàn)了大部段對(duì)接一次成功，飛機(jī)上天一次成功，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)云制造相關(guān)技術(shù)及系統(tǒng)的研究已取得顯著的成果。機(jī)器人研發(fā)投入持續(xù)加大，工業(yè)機(jī)器人大量應(yīng)用。2012年，在中國(guó)銷售的工業(yè)機(jī)器人達(dá)26902臺(tái)，同比增長(zhǎng)19.2%，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人年安裝量排名世界第三，累計(jì)安裝量超過(guò)6萬(wàn)臺(tái)。“機(jī)器換人”已經(jīng)成為企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低人力成本的重要手段。富士康機(jī)器人在生產(chǎn)iphone廣東省實(shí)施“機(jī)器換人”3D打印制造基礎(chǔ)技術(shù)方面，華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和北京航空625所相繼開(kāi)展了熔融沉積制造、電子束融合技術(shù)、選擇性激光燒結(jié)等研究。3D打印在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用金屬3D打印產(chǎn)品2.我國(guó)智能制造與國(guó)外先進(jìn)水平的差距（1）“大數(shù)據(jù)”驅(qū)動(dòng)的知識(shí)挖掘及知識(shí)庫(kù)研究應(yīng)用；（2）復(fù)雜裝備研發(fā)過(guò)程中，產(chǎn)品性能仿真問(wèn)題分析單一；（3）制造業(yè)與物流業(yè)信息資源融合度較低；（4）云制造技術(shù)方面的研究及應(yīng)用還處于初級(jí)階段；（5）3D打印制造技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中仍面臨巨大挑戰(zhàn)。3.數(shù)控機(jī)床行業(yè)典型制造企業(yè)數(shù)字制造與智能制造的技術(shù)現(xiàn)狀昆明機(jī)床股份有限公司KHC系列五軸加工中心和FMS柔性生產(chǎn)線大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司DRH-F系列工業(yè)機(jī)器人發(fā)動(dòng)機(jī)缸體柔性生產(chǎn)線VDWA50五軸立式加工中心在三維造型方面，我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)能夠使用PRO/E、UG、CATIA、Solidworks等各類三維造型軟件進(jìn)行機(jī)床部件的造型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)過(guò)程的在機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)的無(wú)紙化，并為數(shù)據(jù)控機(jī)床設(shè)計(jì)的模塊化和關(guān)鍵部件數(shù)據(jù)重用奠定了信息分析在數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)參數(shù)及方法重用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件分析方面，綜合使用Adams、Ansys、Anstran等分析軟件，依托各規(guī)格的激振器、高靈敏度傳感器、激光測(cè)振儀、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等設(shè)備形成的數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件信息采集系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)、靜、熱等多角度分析，確保數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)和材料特性符合其工況需求。三、數(shù)字制造的科學(xué)定義與內(nèi)涵所謂數(shù)字制造，是指在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶需求迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出符合用戶期望性能的產(chǎn)品的整個(gè)制造過(guò)程。四、數(shù)字制造是實(shí)現(xiàn)智能制造的前提數(shù)字制造是智能制造的基礎(chǔ)，智能制造是在數(shù)字制造的基礎(chǔ)上發(fā)展的更前沿的階段。以機(jī)床為例，計(jì)算機(jī)與機(jī)床結(jié)合產(chǎn)生的數(shù)控機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了程序化控制，這是數(shù)字化時(shí)代的產(chǎn)物。智能機(jī)床則需要傳感器隨時(shí)感知其工作狀況、環(huán)境參數(shù)，需要有能夠體現(xiàn)人們對(duì)加工工藝過(guò)程優(yōu)化的知識(shí)的智能控制軟件，即傳感器、數(shù)控機(jī)床、智能控制三者共同構(gòu)成智能機(jī)床。智能制造還包括車間級(jí)、企業(yè)級(jí)等制造系統(tǒng)的智能化。思考題：1.分別描述一下數(shù)字制造和智能制造。2.談一談數(shù)字制造和智能制造的區(qū)別和聯(lián)系。數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真2

第二節(jié)數(shù)字化設(shè)計(jì)推動(dòng)信息化進(jìn)程向前發(fā)展，而仿真則是驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的有效有段。在現(xiàn)代制造企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，數(shù)字化設(shè)計(jì)和仿真一直是不可或缺的兩個(gè)工具，在縮減經(jīng)費(fèi)、縮短開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面發(fā)揮了巨大作用。一、數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真的基本概念“數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真”是指利用計(jì)算機(jī)軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程的一種技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)輔助下通過(guò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、裝配、制造等過(guò)程。二、數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的飛速發(fā)展，使得設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)設(shè)計(jì)階段所采用的設(shè)計(jì)工具、設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)模式發(fā)生了深刻的變化.

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方式手工繪圖計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)計(jì)工具繪圖板、丁字尺、圓規(guī)、鉛筆、橡皮等計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、CAD/CAE軟件、繪圖機(jī)、打印機(jī)等產(chǎn)品表示二維工程圖紙、各種明細(xì)表等三維CAD模型、二維CAD電子圖紙、BOM等設(shè)計(jì)方法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、手工計(jì)算、封閉收斂的設(shè)計(jì)思維基于三維的虛擬設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法工作方式串行設(shè)計(jì)、獨(dú)立設(shè)計(jì)并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)管理方式紙質(zhì)圖檔、技術(shù)文檔管理基于PDM的產(chǎn)品數(shù)字化管理仿真方式物理樣機(jī)虛擬樣機(jī)、物理樣機(jī)特點(diǎn)過(guò)早進(jìn)入物理樣機(jī)階段，從設(shè)計(jì)到物理樣機(jī)反復(fù)迭代修正由個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、手工計(jì)算帶來(lái)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高形象直觀，干涉檢查、強(qiáng)度分析、動(dòng)態(tài)模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)、外觀和色彩設(shè)計(jì)等采用虛擬樣機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)錯(cuò)誤少，設(shè)計(jì)周期短、成本低傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)字化設(shè)計(jì)各方面比較三、數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真基本技術(shù)1.CAX工具CADCAMCAE2.并行工程并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求。四、先進(jìn)數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)-虛擬樣機(jī)1.產(chǎn)生背景傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式要經(jīng)過(guò)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、樣機(jī)制造，測(cè)試改進(jìn)、定型生產(chǎn)等步驟，為了使產(chǎn)品滿足設(shè)計(jì)要求，往往要多次制造樣機(jī)，反復(fù)測(cè)試，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、成本高昂。虛擬樣機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它能夠在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)——試驗(yàn)——設(shè)計(jì)的反復(fù)過(guò)程，大大降低了研發(fā)周期和研發(fā)資本，能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)，適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品T（time）、Q（quality）、C（cost）、S（services）、E（environment）的要求，極大地促進(jìn)了敏捷制造的發(fā)展，推動(dòng)了制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。2.虛擬樣機(jī)技術(shù)定義虛擬樣機(jī)技術(shù)(VirtualPrototyping,VP)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,將分散的零部件設(shè)計(jì)和分析技術(shù)(指在某一系統(tǒng)中零部件的CAD和FEA技術(shù))揉合在一起,在計(jì)算機(jī)上建造出產(chǎn)品的整體模型,并針對(duì)該產(chǎn)品在投入使用后的各種工況進(jìn)行仿真分析,預(yù)測(cè)產(chǎn)品的整體性能,進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品性能的一種新技術(shù)。3.虛擬樣機(jī)分類虛擬樣機(jī)按照實(shí)現(xiàn)功能的不同可分為結(jié)構(gòu)虛擬樣機(jī)、功能虛擬樣機(jī)和結(jié)構(gòu)與功能虛擬樣機(jī)。結(jié)構(gòu)虛擬樣機(jī)主要用來(lái)評(píng)價(jià)產(chǎn)品的外觀、形狀和裝配。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先表現(xiàn)出來(lái)的就是產(chǎn)品的外觀形狀是否滿意,其次,零部件能否按要求順利安裝,能否滿足配合要求,這些都是在產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)中得到檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)的。功能虛擬樣機(jī)主要用于驗(yàn)證產(chǎn)品的工作原理,如機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真。新產(chǎn)品在滿足了外觀形狀的要求以后,就要檢驗(yàn)產(chǎn)品整體上是否符合基于物理學(xué)的功能原理。這一過(guò)程往往要求能實(shí)時(shí)仿真,但基于物理學(xué)功能分析,計(jì)算量很大,與實(shí)時(shí)性要求經(jīng)常沖突。4.虛擬樣機(jī)技術(shù)特點(diǎn)（1）新的研發(fā)模式傳統(tǒng)的研發(fā)方法是一個(gè)串行過(guò)程,而虛擬樣機(jī)技術(shù)真正地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)角度的產(chǎn)品優(yōu)化。它基于并行工程使產(chǎn)品在概念設(shè)計(jì)階段就可以迅速地分析、比較多種設(shè)計(jì)方案,確定影響性能的敏感參數(shù),并通過(guò)可視化技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品、預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)工況下的特征以及所具有的響應(yīng),直至獲得最優(yōu)的工作性能。（2）更低的研發(fā)成本、更短的研發(fā)周期、更高的產(chǎn)品質(zhì)量通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立產(chǎn)品的數(shù)字化模型,可以完成無(wú)數(shù)次物理樣機(jī)無(wú)法進(jìn)行的虛擬試驗(yàn),從而無(wú)需制造及試驗(yàn)物理樣機(jī)就可獲得最優(yōu)方案,因此不但減少了物理樣機(jī)的數(shù)量,而且縮短了研發(fā)周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。（3）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的重要手段動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的概念即為了適應(yīng)快速變化的全球市場(chǎng),克服單個(gè)企業(yè)資源的局限性,出現(xiàn)了在一定時(shí)間內(nèi),通過(guò)Internet臨時(shí)締結(jié)的一種虛擬企業(yè)。為實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)和制造,參盟企業(yè)之間產(chǎn)品信息的交流尤顯重要。而虛擬樣機(jī)是一種數(shù)字化模型,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸送產(chǎn)品信息,具有傳遞快速、反饋及時(shí)的特點(diǎn),進(jìn)而使動(dòng)態(tài)聯(lián)盟的活動(dòng)具有高度的并行性。5.虛擬樣機(jī)的功能組成

計(jì)算機(jī)仿真

技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)CAD技術(shù)虛擬樣機(jī)人機(jī)互動(dòng)6.虛擬樣機(jī)的生產(chǎn)流程第一階段：描述虛擬部件的CAD數(shù)據(jù)必須產(chǎn)生,并且做針對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用的預(yù)處理。第二階段：針對(duì)DMU仿真的需要對(duì)CAD幾何造型進(jìn)行后處理。第三階段：將處理好的CAD三維模型連接到虛擬樣機(jī)內(nèi)核上，使之與定義好的運(yùn)動(dòng)聯(lián)結(jié)(joints)、運(yùn)動(dòng)約束(Constraints)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)以及其它子系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系在一起，最后在虛擬樣機(jī)仿真環(huán)境下生成虛擬樣機(jī)。7.虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用火星車勇氣號(hào)虛擬樣機(jī)火星車勇氣號(hào)物理樣機(jī)基于虛擬樣機(jī)的汽車試驗(yàn)虛擬樣機(jī)在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用虛擬樣機(jī)在產(chǎn)品動(dòng)力學(xué)分析上的虛擬樣機(jī)在機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)上的應(yīng)用---洗衣機(jī)的震動(dòng)模擬虛擬樣機(jī)在飛行器設(shè)計(jì)上的應(yīng)用---飛行模擬五、案例分析1.數(shù)字化設(shè)計(jì)底座三維實(shí)體模型掩護(hù)梁三維實(shí)體模型液壓支架傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種基于經(jīng)驗(yàn)、類比的設(shè)計(jì)模式，這種建立在物理樣機(jī)上的研發(fā)模式，成本高，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。如果物理樣機(jī)試驗(yàn)不夠充分，產(chǎn)品定型后會(huì)造成不可預(yù)知的結(jié)果，從而影響到液壓支架的質(zhì)量。

2.虛擬裝配液壓支架三維實(shí)體模型液壓支架零件的三維實(shí)體模型完成后，為了建立數(shù)字化樣機(jī)，需要對(duì)其各個(gè)零件進(jìn)行虛擬裝配。通過(guò)確定零件之間的位置約束關(guān)系，可以把支架中的各個(gè)三維實(shí)體零件裝配成一個(gè)整體——液壓支架數(shù)字化樣機(jī)。零件的準(zhǔn)確裝配是液壓支架運(yùn)動(dòng)仿真的前提，裝配關(guān)系的正確與否直接影響著液壓支架運(yùn)動(dòng)仿真能否正確實(shí)現(xiàn)。通過(guò)仿真結(jié)果，可以根據(jù)需要對(duì)生成的零件和特征進(jìn)行修改定義，直至達(dá)到液壓支架設(shè)計(jì)要求為止。3.液壓支架的運(yùn)動(dòng)仿真4.基于ADAMS的液壓支架數(shù)字樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析思考題：1.數(shù)字化設(shè)計(jì)與仿真和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比較有哪些特點(diǎn)？2.數(shù)據(jù)化設(shè)計(jì)有哪些基本技術(shù)？3.什么是虛擬樣機(jī)技術(shù)，解決什么樣的問(wèn)題？數(shù)字化工藝3

第三節(jié)工藝設(shè)計(jì)工作不僅涉及得到企業(yè)的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝裝備、生產(chǎn)水平等，甚至還要受到工藝人員實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和管理體制的制約，傳統(tǒng)手工工藝設(shè)計(jì)具對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員要求較高。由于工藝設(shè)計(jì)需要和匯總生產(chǎn)大量的工藝文件，因此工作量大但效率低下。隨著計(jì)算機(jī)在制造企業(yè)中的應(yīng)用，數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)與仿真已成為可能。一、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)1.CAPP概念計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（computeraidedprocessplanning,CAPP），是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來(lái)制定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程。2.CAPP的發(fā)展歷史CAPP的開(kāi)發(fā)、研制是從60年代末開(kāi)始的，在制造自動(dòng)化領(lǐng)域，CAPP的發(fā)展是最遲的部分。世界上最早研究CAPP的國(guó)家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系統(tǒng)。在CAPP發(fā)展史上具有里程碑意義的是CAM-Ⅰ于1976年推出的CAM-Ⅰ'SAutomatedProcessPlanning系統(tǒng)。取其字首的第一個(gè)字母，稱為CAPP系統(tǒng)。目前對(duì)CAPP這個(gè)縮寫(xiě)法雖然還有不同的解釋，但把CAPP稱為計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)已經(jīng)成為公認(rèn)的釋義。

我國(guó)對(duì)CAPP的研究始于80年代初，迄今為止，在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議、刊物上發(fā)表的CAPP系統(tǒng)已有50多個(gè)，但被工廠、企業(yè)正式應(yīng)用的系統(tǒng)只是少數(shù)，真正形成商品化的CAPP系統(tǒng)還不多。3.目前CAPP系統(tǒng)的分類派生式CAPP系統(tǒng)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)綜合式CAPP系統(tǒng)4.發(fā)展CAPP技術(shù)的意義傳統(tǒng)上，工藝設(shè)計(jì)應(yīng)由具有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的工程師負(fù)責(zé)。作為一個(gè)好的工藝設(shè)計(jì)工程師必須具備：*具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；*熟知企業(yè)的各種設(shè)備的使用情況；*熟知企業(yè)內(nèi)各種生產(chǎn)工藝方法；*熟知企業(yè)內(nèi)各種與生產(chǎn)加工有關(guān)的規(guī)范；*熟知與生產(chǎn)管理有關(guān)的各種規(guī)章制度；*能與有關(guān)各方保持友好協(xié)作。

具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝工程師，在發(fā)達(dá)國(guó)家常常感到人數(shù)不足。在美國(guó)，工藝設(shè)計(jì)人員一般年齡在40歲以上，并有豐富的生產(chǎn)車間工作經(jīng)驗(yàn)；在英國(guó)，工藝工程師平均年齡為55歲。通過(guò)對(duì)年齡數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，反映了工藝設(shè)計(jì)要求工藝工程師有多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。5.國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用CAPP技術(shù)的現(xiàn)狀通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)部分設(shè)計(jì)院、企業(yè)所做的調(diào)研，大部分企業(yè)對(duì)CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用情況并不令人樂(lè)觀。企業(yè)應(yīng)用CAPP系統(tǒng)的情況最具代表性的有如下幾種：（1）大部分企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)仍然采用手工設(shè)計(jì)的方式，CAPP的應(yīng)用仍是空白。較偏遠(yuǎn)地區(qū)的企業(yè)，特別是那些中小企業(yè)，不光CAPP的應(yīng)用是一片空白，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用狀況也令人擔(dān)憂。（2）部分企業(yè)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和CAD的應(yīng)用較為普及以后，工藝設(shè)計(jì)成為企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。有些企業(yè)自己在Word、Excel或AutoCAD上繪制出工藝卡片的空白表格，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。此種設(shè)計(jì)方式也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助工藝設(shè)計(jì)，因此，也可稱做CAPP，但此類CAPP所生成的工藝規(guī)程是以文本文件的形式存在的，工藝部門(mén)只生成文本文件，企業(yè)無(wú)法對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。（3）部分企業(yè)已充分認(rèn)識(shí)到工藝設(shè)計(jì)的重要性，并購(gòu)買(mǎi)了部分商品化的CAPP系統(tǒng)，但由于企業(yè)對(duì)CAPP的認(rèn)識(shí)還存在一些誤區(qū)，因此，CAPP的應(yīng)用還不盡如人意。二、制造過(guò)程管理制造過(guò)程管理（ManufacturingProcessManagement，簡(jiǎn)寫(xiě)為MPM），是一種貫穿計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造和管理全過(guò)程的協(xié)同工作環(huán)境，旨在對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的工藝信息進(jìn)行協(xié)調(diào)的統(tǒng)一管理。MPM是為制造企業(yè)在工藝規(guī)劃、工藝設(shè)計(jì)、工藝仿真過(guò)程中提供一系列結(jié)構(gòu)化、可視化的工具和技術(shù)，其核心技術(shù)可以分為工藝設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)(主要包CAM技術(shù)、裝配過(guò)程與仿真技術(shù)、物流設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)、公差分析、機(jī)器人離線編程及仿真技術(shù)、人機(jī)作業(yè)模擬與仿真技術(shù))以及工藝管理(主要包括PBOM管理、工藝設(shè)計(jì)管理、工藝資源管理、工藝報(bào)表)。1.案例基本情況ARJ21是AdvancedRegionalJetforthe21stCentury的簡(jiǎn)稱，是70~90座級(jí)的中、短航程支線飛機(jī)，擁有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，按照世界上最新技術(shù)設(shè)計(jì)，研制過(guò)程中全面采用數(shù)字化技術(shù)是該新支線的又一特點(diǎn)。同時(shí)，并行工程技術(shù)的充分應(yīng)用，從飛機(jī)總體方案起，設(shè)計(jì)部門(mén)、工藝部門(mén)、項(xiàng)目管理部門(mén)等各部門(mén)就介入進(jìn)去。2.案例分析目前國(guó)內(nèi)整個(gè)飛機(jī)制造過(guò)程中處于重要地位的飛機(jī)裝配過(guò)程基本沿襲了數(shù)字量傳遞與模擬量傳遞相結(jié)合的工作模式，裝配工藝的設(shè)計(jì)主要采用計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)CAPP系統(tǒng)進(jìn)行，但仍然停留在二維產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，與CAD系統(tǒng)沒(méi)有建立緊密的聯(lián)系，更談不上與設(shè)計(jì)的協(xié)同工作，無(wú)法將裝配工藝過(guò)程、裝配零件及與裝配過(guò)程有關(guān)的制造資源緊密結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)裝配過(guò)程的仿真，無(wú)法在工藝設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行3維的虛擬工藝驗(yàn)證，零部件能否準(zhǔn)確安裝，在實(shí)際安裝過(guò)程中是否發(fā)生干涉、工藝流程、裝配順序是否合理，裝配工藝裝備是否滿足裝配需要，裝配人員及裝配工具是否可達(dá)、裝配操作空間是否具有開(kāi)放性等一系列問(wèn)題無(wú)法在裝配設(shè)計(jì)階段得到有效驗(yàn)證。上述任一環(huán)節(jié)在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題都將影響飛機(jī)的研制周期，造成費(fèi)用的損失。3.解決方案應(yīng)用DELMIA軟件系統(tǒng)解決上面問(wèn)題，系統(tǒng)又包括兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的獨(dú)立軟件，DPE(DigitalProcesEngineer--數(shù)字工藝工程)和DPM(DigitalProcesManufacture--數(shù)字制造工藝)。思考題：1.什么是CAPP？2.MPM是什么，具體有什么作用？數(shù)字化加工與裝配4

第四節(jié)一、數(shù)控加工設(shè)備1.數(shù)控加工的基本概念數(shù)控加工是指由控制系統(tǒng)發(fā)出指令使刀具作符合要求的各種運(yùn)動(dòng)，以數(shù)字和字母形式表示工件的形狀和尺寸等技術(shù)要求和加工工藝要求進(jìn)行的加工。它泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過(guò)程。2.數(shù)控加工的特點(diǎn)自動(dòng)化程度高加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)生產(chǎn)效率高易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)控加工特點(diǎn)3.數(shù)控加工設(shè)備的分類1.開(kāi)環(huán)控制系；2.半閉環(huán)控制系統(tǒng)；3.閉環(huán)控制系統(tǒng)1.定位控制數(shù)控機(jī)床；2.直線運(yùn)動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床；3.輪廓控制的數(shù)控機(jī)床1.精密型;2.普通型;3.經(jīng)濟(jì)型1.金屬切削類數(shù)控機(jī)床；2.金屬成形類及特種加工類數(shù)控機(jī)床工藝用途運(yùn)動(dòng)方式控制方式功能水平4.先進(jìn)數(shù)控加工設(shè)備介紹數(shù)控加工設(shè)備向著高精度、高效率、復(fù)合型、智能型和網(wǎng)絡(luò)與開(kāi)放方面發(fā)展。（1）高精度瑞士DXSHSCHAUBLIN公司142精密車床德國(guó)KERNPyramidNano金字塔納米加工中心主軸跳動(dòng)＜0.5μm最佳圓度＜0.5μm光潔度Ra0.2-0.4μm位置精度±0.3μm（positionalvariance）1-10,000個(gè)零件精度始終保持可實(shí)現(xiàn)0.1μ進(jìn)給實(shí)測(cè)定位精度/重復(fù)定位精度0.0005mm/0.0003mm（ISO230-2）日本YASDAYMC430Ver.II超精密微細(xì)加工中心）北京廣宇大成數(shù)控機(jī)床有限公司MGK2835高精度數(shù)控立式磨床?1000mm工作臺(tái)徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)≤１μm工作臺(tái)外延1000mm處端面跳動(dòng)≤１μm通過(guò)角度閉環(huán)控制的工作臺(tái)重復(fù)定位精度１″砂輪主軸徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)≤１μm加工圓度2μm日本YASDA加工實(shí)例切深0.3μmDMG/MORISEIKIDIXI210立式加工中心

在長(zhǎng)/寬/高為2100/1800/1250mm的空間范圍內(nèi)，精度＜35μm承諾：精度十年不變?nèi)鹗縍ollomaticGrindSmartNano6六軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控刀具磨床世界第一款真正意義上的微型刀具磨床，用于極端微型刀具的加工磨削。加工直徑范圍在?0.01–2.0mm同心度、圓度、尺寸和形位公差均進(jìn)入納米級(jí)納米級(jí)刀具加工表面可達(dá)到鏡面效果專利的柄部和頭部支撐技術(shù)保證圓跳動(dòng)為零日本MAKINOiQ300微細(xì)精密加工機(jī)傳感器模具R0.02mm圓弧放大圖浙江陀曼精密機(jī)械有限公司TMYS3120CNC6滾齒機(jī)埃斯維機(jī)床（蘇州）有限公司BAW06臥式多主軸加工中心蘇州上金數(shù)控科技有限公司高速立式加工中心廈門(mén)大金機(jī)械有限公司MT系列鉆攻中心精度—科學(xué)設(shè)計(jì)，有限元技術(shù)得到廣泛應(yīng)用DMG德國(guó)DS-Technology公司DMG精度—結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、材料箱中葙（Box-in-box）臺(tái)中臺(tái)（Table-in-table）HERMLE重心驅(qū)動(dòng)精度—結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、材料DMG公司duoBlock專利雙體式結(jié)構(gòu)移動(dòng)負(fù)載降低50%，靜質(zhì)量增加100%瑞士STUDERS41人造花崗巖床身人造花崗巖床身德國(guó)ALFINGAL6加工中心焊接+水泥結(jié)構(gòu)焊接+水泥人造花崗巖與鑄鐵吸振性能比較瑞士AgieCharmillesMikronHSM500高速銑削加工中心人造花崗巖封閉O型龍門(mén)框架式精度—減少或消除熱變形影響利于排屑的總體布局德國(guó)海德曼機(jī)床公司（

Handtmann）工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)式加工中心德國(guó)EMAG德國(guó)EMAG倒立式加工中心（2）高效率德國(guó)CHIRONTZ15WMAGNUM立式加工中心德國(guó)DMGDMU40monoBLOCK系列自動(dòng)化解決方案效率—機(jī)器人與機(jī)床集成內(nèi)置式關(guān)節(jié)機(jī)器人澳大利亞ANCA公司MX7工具磨瑞士EWAG公司COMPACT

LINE工具磨床FANUC

4臺(tái)鉆削中心和兩臺(tái)D頂置機(jī)器人組成的柔性制造單元DMG缸蓋生產(chǎn)線10臺(tái)NHX5000+自動(dòng)上下料效率—機(jī)器人與機(jī)床集成大連機(jī)床集團(tuán)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)智能生產(chǎn)線關(guān)節(jié)機(jī)器人與生產(chǎn)線集成OKUMA五軸自動(dòng)調(diào)整技術(shù)5-AxisAutoTuningSystem開(kāi)始結(jié)束基準(zhǔn)球固定在臺(tái)面上，測(cè)頭接觸基礎(chǔ)球頂端按啟動(dòng)鍵和測(cè)量開(kāi)始鍵開(kāi)始測(cè)量，并自動(dòng)設(shè)置補(bǔ)償參數(shù)僅需3步，11種幾何誤差（完整模式）在10分鐘內(nèi)自動(dòng)完成測(cè)量、補(bǔ)償、調(diào)整4種幾何誤差（簡(jiǎn)單模式）在10分鐘內(nèi)自動(dòng)完成測(cè)量、補(bǔ)償、調(diào)整效率—節(jié)省輔助時(shí)間五軸幾何誤差快速自動(dòng)調(diào)整EmcoCPSPilot防碰撞系統(tǒng)防碰撞檢驗(yàn)CPSPilot按1:1比例，以三維圖形的形式顯示每臺(tái)特定機(jī)床的所有特征，確保停工期加到最低程度功能和特征MAZAK智能維護(hù)與支持技術(shù)INTELLIGENTMAINTENANCESUPPORT監(jiān)測(cè)機(jī)床需日常維護(hù)保養(yǎng)的一些部位的狀態(tài)信息，如切削液、過(guò)濾器，防護(hù)罩和操作記錄等，以預(yù)防維修計(jì)劃不落實(shí)造成的意外停機(jī)。當(dāng)某一監(jiān)測(cè)部位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，例如過(guò)濾器的清洗新更換日期，會(huì)彈出窗口要求及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。效率—節(jié)省輔助時(shí)間設(shè)備維護(hù)與監(jiān)測(cè)，減少意外停機(jī)時(shí)間MAZAK主軸狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)INTELLIGENTPERFORMANCESPINDER監(jiān)控主軸狀態(tài)，縮短停機(jī)時(shí)間，對(duì)機(jī)床進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)MAZAK激光切割機(jī)床檢測(cè)技術(shù)INTELLIGENTPERFORMANCESPINDER穿透檢監(jiān)測(cè)鏡頭清潔監(jiān)測(cè)等離子云檢監(jiān)測(cè)過(guò)燒監(jiān)測(cè)INDEXC200數(shù)控車床對(duì)置雙主軸雙工位3刀塔效率—多軸、多刀、多工位法國(guó)HURONTMX對(duì)置雙主軸雙刀塔車削中心車床效率—多軸、多刀、多工位日本高松（TAKAMATSU）XW系列并列主軸雙刀刀塔精密車并列主軸車床日本村田（MURATEC）MW系列并列主軸雙刀刀塔精密車日本富士（FUJI）CSD系列并列主軸雙刀刀塔精密車德國(guó)CHIRON公司雙主軸加工中心多主軸加工中心效率—多軸、多刀、多工位立式加工中心德國(guó)STAMAMC543/twincompact雙主軸五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心瑞士STARRAGBTP5000-5-axistitaniumprofiler雙主軸臥式加工中心（鈦合金零件）效率—多軸、多刀、多工位雙主軸雙工位臥式加工中心德國(guó)LICONMACHININGCENTERLiFLEXII系列

雙主軸雙工位臥式加工中心埃斯維機(jī)床（蘇州）有限公司BAW06臥式多主軸加工中心多軸合一，效能翻倍整體框架式結(jié)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，性能先進(jìn)，配置高端，具有現(xiàn)代加工中心典型的品質(zhì)和特點(diǎn)主軸的X、Y、Z向運(yùn)動(dòng)由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，閉環(huán)控制，加速度3G，安置在專利的整體框架式結(jié)構(gòu)內(nèi)整體框架式結(jié)構(gòu)，整機(jī)結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，性能先進(jìn)，配置高端，具有現(xiàn)代加工中心典型的品質(zhì)和特點(diǎn)主軸數(shù)量有1、2、4可選，主軸最高轉(zhuǎn)速17500r/min搖籃式雙橫梁交換工作臺(tái)由力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，上面可安裝2個(gè)或4個(gè)子臺(tái)效率—多軸、多刀、多工位臥式加工中心德國(guó)SAMAG

MFZ4-2W多主軸臥式加工中心效率—多軸、多刀、多工位雙主軸雙搖籃式轉(zhuǎn)臺(tái)交換每個(gè)搖籃配置雙轉(zhuǎn)臺(tái)臥式加工中心德國(guó)SAMAG

MFZ6-3W多主軸加工中心三主軸雙搖籃三轉(zhuǎn)臺(tái)效率—多軸、多刀、多工位臥式加工中心效率—多軸、多刀、多工位高度自動(dòng)化的自動(dòng)車床CITIZENCincom系列自動(dòng)車日本津上（TSUGAMI）B0385雙主軸自動(dòng)車床（3）復(fù)合加工奧地利WFLM120MILLTURN銑車復(fù)合加工中心復(fù)合銑車復(fù)合奧地利WFL銑車復(fù)合加工中心加工實(shí)例復(fù)合奧地利

EMCO

HYPERTURN65PM車銑復(fù)合加工中心銑斜槽車/銑偏心圓三維銑削銑螺紋滾齒螺旋插補(bǔ)銑圓深孔鉆削內(nèi)溝槽加工內(nèi)螺紋加工鏜孔在線自動(dòng)測(cè)量銑內(nèi)外圓、扁、鉆孔、攻絲橢圓銑削根部成形加工銑車復(fù)合銑槽滾齒凹腔/凹凸臺(tái)銑鉆深孔六邊形拉削銑削斜內(nèi)孔/凸臺(tái)螺紋車螺紋內(nèi)孔擠壓成形車削滾壓車削端面和外圓去毛刺插內(nèi)齒車內(nèi)孔鏜孔鉸孔偏心車/銑滾花銑槽雕刻銑削橢圓鉆孔/攻絲內(nèi)沉割槽車內(nèi)孔精鏜車內(nèi)螺紋MAZAKINTEGREX系列銑車復(fù)合加工機(jī)床銑車復(fù)合Makino

GrinderG7五軸臥式加工中心磨銑復(fù)合DMGMORILASERTEC210Shape五軸銑削和激光紋理加工復(fù)合加工系統(tǒng)復(fù)合銑削和激光紋理加工復(fù)合加工系統(tǒng)MAZAKINTEGREXi-400AM五軸增/減材復(fù)合加工中心復(fù)合增/減材復(fù)合提供兩種類型的熔覆頭（高速成形和高精度成形），平時(shí)裝在刀庫(kù)里，可以自動(dòng)安裝在主軸上，并與其它刀具一樣通過(guò)ATC調(diào)用。大連三壘機(jī)器股份有限公司SVW80C-3D增減復(fù)合五軸加工中心（4）智能化意大利薩瓦尼尼（SALVAGNINI）P2Lean新一代緊湊型多邊折彎中心借助于傳感器系統(tǒng)，精確測(cè)量加工過(guò)程中厚度、張力強(qiáng)度的變化值，通過(guò)40年豐富經(jīng)驗(yàn)積累的專利的Mac2.0.a軟件，計(jì)算回彈量并自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整控制P2Lean懂得怎樣滿足你的每一個(gè)折彎要求，你只要簡(jiǎn)單的告訴設(shè)備你所需要的折彎，而后設(shè)備在最短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)完成折彎2014年10月在德國(guó)“國(guó)際金屬板材加工技術(shù)展覽會(huì)”一經(jīng)展出，受到參觀者的一致好評(píng)。智能傳感器（厚度、張力）+40年經(jīng)驗(yàn)軟件+全自動(dòng)=首件成功海德漢（HEIDENHAIN）TNC640數(shù)控系統(tǒng)LAC（負(fù)載自適應(yīng)控制）—自動(dòng)確定工件當(dāng)前質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力基礎(chǔ)上，連續(xù)前饋并自適應(yīng)控制其變化，使加工參數(shù)跟隨工件的變化智能無(wú)附加力有/無(wú)附加力之比較OKUMA振動(dòng)抑制技術(shù)OKUMA的振動(dòng)抑制技術(shù)可根據(jù)傳感器信號(hào)，計(jì)算并變換主軸至最佳轉(zhuǎn)速。同時(shí)還可將多個(gè)最佳主軸轉(zhuǎn)速候補(bǔ)值顯示在畫(huà)面上，通過(guò)觸摸屏人工選擇。德國(guó)HEIDENHAINTNC640數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給速度自適應(yīng)智能控制技術(shù)保持主軸最大功率條件下的進(jìn)給速度自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)進(jìn)給速度小于定義最小值，切削條件異常或刀具磨損、破損嚴(yán)重時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)智能進(jìn)給速度自適應(yīng)控制三菱電機(jī)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司EA8SM數(shù)控電火花加工機(jī)智能化和自動(dòng)化，可對(duì)復(fù)雜形狀零件進(jìn)行高速高效適應(yīng)性放電加工，大幅縮短了抬刀時(shí)間擁有高效加工TP回路、抵損耗SC回路、鏡面加工GM回路和硬質(zhì)合金精加工PS回路四種不同用途的電路，可根據(jù)加工需求任意選用高速高效自適應(yīng)性放電四種“傻瓜”式加工加方式（5）網(wǎng)絡(luò)與開(kāi)放采用基于以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)通訊解決方案，內(nèi)置有以太網(wǎng)功能，無(wú)需外掛通訊處理器，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)集成功能通過(guò)CBA（ComponentBasedAutomation基于組件的自動(dòng)化）技術(shù)功能強(qiáng)大的PLC/PLC通訊，可實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)，及操作站的動(dòng)態(tài)連接開(kāi)放的HMI（HumanMachineInterface人機(jī)界面）和

NCK（NCRealtimeKemal西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制內(nèi)核），滿足客戶的個(gè)性化需求將得到滿足。各種圖像、軟件，或是工藝功能都可輕松融入該系統(tǒng)SIEMENSSINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)

DMGMORICELO系統(tǒng)以獨(dú)特的技術(shù)將機(jī)床與公司組織連接為一體，構(gòu)成完整持續(xù)的數(shù)字化、無(wú)紙化生產(chǎn)的支撐和基礎(chǔ)兼容現(xiàn)有的ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）/PPS（生產(chǎn)計(jì)劃與控制系統(tǒng)）/PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）/MES制造執(zhí)行系統(tǒng)和CAD/CAM軟件和控制系統(tǒng)，可將生產(chǎn)效率提高30%具有生產(chǎn)計(jì)劃、輔助功能、技術(shù)支持、配置與機(jī)床狀態(tài)監(jiān)控五類功能的16種應(yīng)用程序，多點(diǎn)觸摸屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)、任務(wù)管理、任務(wù)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、狀態(tài)監(jiān)控、機(jī)床維護(hù)、工藝流程數(shù)據(jù)和機(jī)床數(shù)據(jù)等一體化數(shù)字化管理、記錄和顯示PC版本能夠在PC上使用

CELOS的所有功能，可將任意機(jī)床或設(shè)備集成在整體CELOS外圍設(shè)備中，可讓用戶在加工準(zhǔn)備階段就能對(duì)生產(chǎn)與制造流程進(jìn)行最佳規(guī)劃與控制HEIDENHAINTNC640數(shù)控系統(tǒng)TNC640可接入網(wǎng)絡(luò)，連接PC計(jì)算機(jī)、編程站和其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。即使是標(biāo)準(zhǔn)版的TNC640系統(tǒng)，不僅具備RS-232-C/V.24數(shù)據(jù)接口，同時(shí)也具備最新的高速千兆以太網(wǎng)接口。TNC640可通過(guò)TCP/IP協(xié)議與NFS服務(wù)器和Windows網(wǎng)絡(luò)通信，無(wú)需任何附加軟件。數(shù)據(jù)傳輸速度最快可達(dá)1000Mbps，因此可確保快速傳輸數(shù)據(jù)。能夠靈活地集成到設(shè)計(jì)、編程、仿真、制定生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)等工藝鏈中，將現(xiàn)有刀具及原材料、刀具數(shù)據(jù)、夾具裝夾、CAD數(shù)據(jù)、NC程序、檢測(cè)要求等數(shù)字版文件提供給車間和操作人員以及在TNC640用戶界面中顯示這些數(shù)據(jù)的解決方案。標(biāo)準(zhǔn)版的TNC640也提供實(shí)用應(yīng)用程序。使用CAD閱讀器、PDF閱讀器以及Mozilla火狐網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，可以在數(shù)控系統(tǒng)中直接查看生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)。使用基于網(wǎng)頁(yè)的文檔軟件或ERP系統(tǒng)就像進(jìn)入您的電子郵件收件箱一樣簡(jiǎn)單。二、工業(yè)機(jī)器人與數(shù)字化裝配裝配是產(chǎn)品生產(chǎn)的后續(xù)工序，在制造業(yè)中占有重要地位，在人力、物力、財(cái)力消耗中占有很大比例，作為一項(xiàng)新興的工業(yè)技術(shù)，機(jī)器人裝配應(yīng)運(yùn)而生。在機(jī)器人應(yīng)用各領(lǐng)域中只占很小的份額。究其原因，一方面是由于裝配操作本身比焊接、噴涂、搬運(yùn)等復(fù)雜；另一方面，機(jī)器人裝配技術(shù)目前還存在一些亟待解決的問(wèn)題。如：對(duì)裝配環(huán)境要求高，裝配效率低，缺乏感知與自適應(yīng)的控制能力，難以完成變動(dòng)環(huán)境中的復(fù)雜裝配，對(duì)于機(jī)器人的精度要求較高，否則經(jīng)常出現(xiàn)裝不上或“卡死”現(xiàn)象。1.國(guó)內(nèi)裝配機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)多年來(lái)的研究與開(kāi)發(fā)，我國(guó)在裝配機(jī)器人方面有了很大的進(jìn)步。目前在裝配機(jī)器人研制方面，基本掌握了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，解決了控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置、軟件設(shè)計(jì)和編制等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了自動(dòng)化裝配線及其周邊配套設(shè)備的全線自動(dòng)通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù)，在基礎(chǔ)元器件方面，諧波減速器、六軸力傳感器、運(yùn)動(dòng)控制器等也有了突破。我國(guó)已研制出精密型裝配和實(shí)用型裝配機(jī)器人，如廣東吊扇電機(jī)機(jī)器人自動(dòng)裝配線，小型電器機(jī)器人自動(dòng)裝配線，以及自動(dòng)導(dǎo)引汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線，精密機(jī)芯機(jī)器人自動(dòng)裝配線等機(jī)器人示范應(yīng)用工程。2.國(guó)外裝配機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀美、日、西歐的制造業(yè)中約40％的勞動(dòng)力用于裝配，西德電子工業(yè)產(chǎn)品總成本的50—70％是裝配。裝配機(jī)器人是高質(zhì)量、高柔性、高效率完成自動(dòng)裝配的理想手段。所以裝配機(jī)器人得到迅速發(fā)展，如美國(guó)工業(yè)界Delphi法調(diào)查表明到2000年應(yīng)用于裝配和檢驗(yàn)的機(jī)器人銷售臺(tái)數(shù)將從1985年占工業(yè)機(jī)器人總數(shù)16％猛增到35％。日本裝配機(jī)器人的增長(zhǎng)比任何其他工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)器人都快，增長(zhǎng)速度比歐洲和美國(guó)更快。3.裝配機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)裝配機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)裝配機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制檢測(cè)傳感技術(shù)裝配機(jī)器人系統(tǒng)軟件研制裝配機(jī)器人控制器的研制裝配機(jī)器人的圖形仿真技術(shù)裝配機(jī)器人柔順手腕的研制裝配機(jī)器人的精確定位三、案例分析1.機(jī)器人自動(dòng)化切割切割機(jī)器人能滿足切割零件高精度的要求，完成高質(zhì)量工作，它包括火焰切割、等離子切割和激光切割等。另外，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)壁板的自動(dòng)化修邊。飛機(jī)壁板件在加工成型時(shí)總要留有一定的余量，在裝配前根據(jù)具體配合關(guān)系進(jìn)行切邊修整。采用工業(yè)智能機(jī)器人能夠更高效、更便捷、更精準(zhǔn)地完成零組件切邊工作。從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工修邊或笨重的切邊機(jī)等。2.機(jī)器人自動(dòng)制孔與連接裝配過(guò)程中的零組件裝配、部件裝配和部件對(duì)接裝配過(guò)程都需要進(jìn)行大量的制孔、鉚接等連接工作。機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鉆鉚、焊接等工作，并逐漸應(yīng)用于裝配中。例如在大型飛機(jī)機(jī)身壁板上進(jìn)行連接，采用人工鉆鉚方式完成數(shù)以萬(wàn)計(jì)的緊固件制孔、鉚接非常耗時(shí)耗力，而采用機(jī)器手帶動(dòng)鉆鉚末端執(zhí)行器，或采用爬行機(jī)器人可以輕松實(shí)現(xiàn)，并且效率是人工的6~10倍。串聯(lián)機(jī)器人制孔并聯(lián)機(jī)器人自動(dòng)制孔3.測(cè)量輔助機(jī)器人數(shù)字化裝配定位精確定位可以借助數(shù)字化技術(shù)及自動(dòng)化設(shè)備來(lái)輔助完成，如采用先進(jìn)高精度測(cè)量設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合的柔性加持定位系統(tǒng)。數(shù)字化光學(xué)設(shè)備以激光跟蹤儀為代表，包括激光雷達(dá)、數(shù)字?jǐn)z影照相機(jī)、iGPS室內(nèi)測(cè)量系統(tǒng)等。對(duì)小范圍的零組件的定位，可借助機(jī)器人結(jié)合測(cè)量設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。后機(jī)身壁板用機(jī)器人進(jìn)行定位移動(dòng)

AGV車和機(jī)器人手臂組合使用4.機(jī)器人檢測(cè)、探傷機(jī)器人在檢測(cè)方面應(yīng)用也很廣泛。第一，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的檢查（如孔徑和外形檢測(cè)），如圖3-3-7所示。第二，用于工件內(nèi)部的檢查（如無(wú)損探傷），具有速度快、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。第三，由于其可攜帶多種末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此可以安裝測(cè)量頭（非接觸式光學(xué)反射鏡或接觸式探頭等），對(duì)復(fù)雜、隱蔽的產(chǎn)品空間進(jìn)行測(cè)量。這對(duì)于具有多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的產(chǎn)品是極為有用的，如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的測(cè)量、安裝、檢驗(yàn)等。機(jī)器人孔檢測(cè)5.機(jī)器人數(shù)字化柔性裝配線平臺(tái)機(jī)器人數(shù)字化柔性裝配線平臺(tái)在航空器制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如在飛機(jī)總裝時(shí)，國(guó)外各大飛機(jī)制造公司均采用了自動(dòng)化對(duì)接裝配系統(tǒng)來(lái)代替大型的固定裝配型架，主要由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化定位器、激光測(cè)量系統(tǒng)（激光跟蹤儀、激光雷達(dá)或iGPS系統(tǒng)）和控制系統(tǒng)組成，同時(shí)，也集成應(yīng)用了智能工業(yè)機(jī)器人于連接部位的裝配工作上。機(jī)器人輔助數(shù)字化裝配平臺(tái)思考題：1.數(shù)控加工的特點(diǎn)是什么？2.數(shù)控加工設(shè)備發(fā)展方向是什么？3.裝配機(jī)器人有哪些關(guān)鍵技術(shù)？數(shù)字化控制5

第五節(jié)一、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC系統(tǒng)）概述1.數(shù)控系統(tǒng)的組成CNC系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大部分組成。其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置。它通過(guò)系統(tǒng)控制軟件配合系統(tǒng)硬件，合理地組織、管理數(shù)控系統(tǒng)的輸入、數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)和輸出信息，控制執(zhí)行部件，使數(shù)控機(jī)床按照操作者的要求進(jìn)行自動(dòng)加工。2.CNC系統(tǒng)的功能CNC系統(tǒng)由于現(xiàn)在普遍采用了微處理器，通過(guò)軟件可以實(shí)現(xiàn)很多功能。數(shù)控系統(tǒng)有多種系列，性能各異。數(shù)控系統(tǒng)的功能通常包括基本功能和選擇功能。控制功能

準(zhǔn)備功能插補(bǔ)功能進(jìn)給功能主軸功能輔助功能刀具功能補(bǔ)償功能字符、圖形顯示功能自診斷功能通信功能人機(jī)交互圖形編程功能系統(tǒng)功能3.CNC系統(tǒng)的一般工作過(guò)程（1）輸入輸入CNC控制器的通常有零件加工程序、機(jī)床參數(shù)和刀具補(bǔ)償參數(shù)。（2）譯碼把其中零件的輪廓信息按一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋（編譯）成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式。（3）刀具補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。（4）進(jìn)給速度處理數(shù)控加工程序給定的刀具相對(duì)于工件的移動(dòng)速度是在各個(gè)坐標(biāo)合成運(yùn)動(dòng)方向上的速度。（5）插補(bǔ)曲線上自動(dòng)進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”。（6）位置控制將插補(bǔ)計(jì)算出的理論位置與實(shí)際反饋位置進(jìn)行比較，用其差值控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。（7）I/O處理實(shí)現(xiàn)CNC與機(jī)床之間的信息傳遞和變換。（8）顯示有零件程序的顯示、參數(shù)的顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警信息顯示等。二、伺服系統(tǒng)1.基本概念伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它接受來(lái)自數(shù)控裝置的進(jìn)給指令信號(hào)，經(jīng)變換、調(diào)節(jié)和放大后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行件，轉(zhuǎn)化為直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置(計(jì)算機(jī))和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)又稱為位置隨動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服機(jī)構(gòu)或伺服單元。該系統(tǒng)包括了大量的電力電子器件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合性強(qiáng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說(shuō)C裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮所”，那么進(jìn)給伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”，是一種“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”。它忠實(shí)地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來(lái)的運(yùn)動(dòng)命令，精確控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)給速度與位移量。伺服系統(tǒng)一般由伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路、電子電力驅(qū)動(dòng)放大模塊、位置調(diào)節(jié)單元、速度調(diào)節(jié)單元、電流調(diào)節(jié)單元、檢測(cè)裝置。2.對(duì)伺服系統(tǒng)的要求（1）精度高伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。包括定位精度和輪廓加工精度。（2）穩(wěn)定性好穩(wěn)定是指系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后，達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。直接影響數(shù)控加工的精度和表面粗糙度。（3）快速響應(yīng)快速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)的重要指標(biāo)，它反映了系統(tǒng)的跟蹤精度。（4）調(diào)速范圍寬調(diào)速范圍是指生產(chǎn)機(jī)械要求電機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比。0～24m/min。（5）低速大轉(zhuǎn)矩進(jìn)給坐標(biāo)的伺服控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制，在整個(gè)速度范圍內(nèi)都要保持這個(gè)轉(zhuǎn)矩；主軸坐標(biāo)的伺服控制在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩控制，能提供較大轉(zhuǎn)矩。在高速時(shí)為恒功率控制，具有足夠大的輸出功率。3.伺服系統(tǒng)的分類（1）按調(diào)節(jié)理論分類開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)半閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)（2）按使用的執(zhí)行元件分類a.電液伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件：電液脈沖馬達(dá)和電液伺服馬達(dá)。優(yōu)點(diǎn)：在低速下可以得到很高的輸出力矩，剛性好，時(shí)間常數(shù)小、反應(yīng)快和速度平穩(wěn)。缺點(diǎn)：液壓系統(tǒng)需要供油系統(tǒng)，體積大。噪聲、漏油。b.電氣伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件：伺服電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)和交流電機(jī)）優(yōu)點(diǎn)：操作維護(hù)方便，可靠性高。（3）按被控對(duì)象分類a.進(jìn)給伺服系統(tǒng)指一般概念的位置伺服系統(tǒng)，包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。b.主軸伺服系統(tǒng)只是一個(gè)速度控制系統(tǒng)。（4）按反饋比較控制方式分類a.脈沖、數(shù)字比較伺服系統(tǒng)b.相位比較伺服系統(tǒng)c.幅值比較伺服系統(tǒng)三、案例分析1.FANUC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史列表年代系統(tǒng)的種類控制軸數(shù)/聯(lián)動(dòng)軸數(shù)伺服的種類應(yīng)用情況1976年FS-5FS-7POWERMATE系列F200C，F(xiàn)330D

DC伺服電機(jī)

1979年FS-2系列

FS-3系列FS-6系列FS-9系列

1984年FS10系列FS11系列FS12系列

AC伺服電機(jī)（模擬控制）

1985年FS0系列4/4一般機(jī)械小型機(jī)械經(jīng)濟(jì)型機(jī)械1987年FS15系列24/16AC伺服電機(jī)

（數(shù)字控制）高精度機(jī)床復(fù)合機(jī)械五面體加工機(jī)1990年FS16系列8/6高性能機(jī)械五面體加工機(jī)1991年FS18系列6/4高性能機(jī)械1992年FS20系列4/3

1993年FS21系列5/4高性能機(jī)械一般機(jī)械1996年FS16i系列8/6高性能機(jī)械五面體加工機(jī)一般機(jī)械FS18i系列8/418iMB58/5FS21i系列5/41998年FS15i系列24/24高精度復(fù)合機(jī)械五面體加工機(jī)2001年FS0i-A系列4/4一般機(jī)械小型機(jī)械經(jīng)濟(jì)機(jī)械2003年FS0i-B系列4/4FS0iMATE-B系列3/32004年FS0i-C系列4/4FS0iMATE-C系列3/3FS30i/31i/32i系列30i32/24高精度復(fù)合機(jī)械五面體加工機(jī)生產(chǎn)線31i20/1232i9/5

2.常見(jiàn)FANUC數(shù)控系統(tǒng)FANUC0-C/0-D系列FANUC16/18/21系列FANUC16i/18i/21i系列FANUC0i-AFANUC0i-BFANUC0imate-BFANUC0i-CFANUC30i/31i/32i系列3.FANUC數(shù)控系統(tǒng)的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)典型的FANUC數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成典型的FANUC數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成思考題：1.簡(jiǎn)述一下CNC系統(tǒng)的組成。2.CNC系統(tǒng)的功能有哪些？3.什么是伺服系統(tǒng)？4.伺服系統(tǒng)是如何分類的？數(shù)字化生產(chǎn)管理6

第六節(jié)圖片一、MES的基本概念制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturingexecutionsystem，簡(jiǎn)稱MES）是美國(guó)管理界上世紀(jì)90年代提出的新概念，MESA(MES國(guó)際聯(lián)合會(huì))對(duì)MES的定義是：MES能通過(guò)信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。1.MES應(yīng)用功能模型2.MES應(yīng)用情況MES在發(fā)達(dá)國(guó)家已實(shí)覡了產(chǎn)業(yè)化，其應(yīng)用覆蓋了離散與流程制造領(lǐng)域，并給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。MESA分別在1993年和1996年以問(wèn)卷方式對(duì)若干典型企業(yè)進(jìn)行了兩次有關(guān)MES應(yīng)用情況的調(diào)查，這些典型企業(yè)覆蓋了下列的7大行業(yè)：醫(yī)療產(chǎn)品、塑料與化合物、金屬制造、電氣、電子、汽車、玻璃纖維、通訊等。調(diào)查表明企業(yè)使用MES后，可有效地縮短制造周期，縮短生產(chǎn)提前期，減少在制品，減少或消除數(shù)據(jù)輸入時(shí)間，減少或消除作業(yè)轉(zhuǎn)換中的文書(shū)工作，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量少次品，消除損失的文書(shū)工作。國(guó)內(nèi)在“十五”期間，流程工業(yè)領(lǐng)域MES成為技術(shù)研究的突破口，重點(diǎn)面向鋼鐵和石化2個(gè)典型流程制造行業(yè)。目前，MES已在鋼鐵、石化等行業(yè)得到成功應(yīng)用并開(kāi)發(fā)完成了若干自主產(chǎn)權(quán)的MES系統(tǒng)，如：上海寶信MES、中國(guó)石化MES（S－MESV1．0）等。3.MES發(fā)展趨勢(shì)MES標(biāo)準(zhǔn)化支持網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同制造MES新型體系結(jié)構(gòu)更強(qiáng)的集成化功能更強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和智能化MES的發(fā)展趨勢(shì)二、ERP的基本概念企業(yè)資源計(jì)劃(EnterpriseResourcePlanning，簡(jiǎn)稱ERP)，由美國(guó)GartnerGroup公司于1990年提出。企業(yè)資源計(jì)劃是MRPII（企業(yè)制造資源計(jì)劃）下一代的制造業(yè)系統(tǒng)和資源計(jì)劃軟件。除了MRPII已有的生產(chǎn)資源計(jì)劃、制造、財(cái)務(wù)、銷售、采購(gòu)等功能外，還有質(zhì)量管理，實(shí)驗(yàn)室管理，業(yè)務(wù)流程管理，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，存貨、分銷與運(yùn)輸管理，人力資源管理和定期報(bào)告系統(tǒng)。三、MES和ERP的關(guān)系四、案例分析下面是某企業(yè)汽車主減速器裝配生產(chǎn)線MES系統(tǒng)的案例。需要MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配過(guò)程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的采集與管理，同時(shí)支持后續(xù)的生產(chǎn)、物流、質(zhì)量、設(shè)備各領(lǐng)域管理要求，扮演“信息傳遞者”的角色，具有多種功能并且能夠?yàn)檠b配生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)、工藝、物流等服務(wù)。1.作業(yè)計(jì)劃管理作業(yè)計(jì)劃管理功能從生產(chǎn)訂單輸入（手工輸入或從ERP系統(tǒng)下載）開(kāi)始，并將生產(chǎn)訂單分解成減速器裝配線生產(chǎn)車間的日作業(yè)計(jì)劃、并按其生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行排序。2.裝配過(guò)程信息發(fā)布裝配過(guò)程信息發(fā)布系統(tǒng)由工作站終端進(jìn)