先進制造技術(shù)教案

先進制造技術(shù)教案授課班級班教案環(huán)節(jié)教案環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容備注教案環(huán)節(jié)提問

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注任務(wù)一制造業(yè)的進展歷史導(dǎo)言制造業(yè)直接表達(dá)了一個國家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)分進展中小結(jié) 國家和興旺國家的重要因素，制造業(yè)在世界興旺國家作業(yè)〔developedcountries〕的國民經(jīng)濟中占有重要份額?！矄挝弧持?，為產(chǎn)品銷售而進展的機械與設(shè)備的組裝與安裝活動，按其主要活動歸類包括：一、現(xiàn)狀2023129112202312.9%9.1%8.1%15.0%9.9%20.4%12.3%13.2%20236.1%體育用品制造業(yè)增長18.2%26.8%，農(nóng)副食品加工業(yè)增長15.0%16.9%15.2%機及其它電子設(shè)備制造業(yè)增長12.0%業(yè)增長18.1%2.2%6大高耗能行業(yè)比2023年增長10.0%，其中，非金屬礦物制品業(yè)增長16.9%8.2%化學(xué)制品制造業(yè)增長10.0%8.6%焦及核燃料加工業(yè)增長4.3%202314.0%20231707120237.1%12.5%50921.8%205820.0%77124.7%

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注利用外資方面，始終以來制造業(yè)均居于主導(dǎo)地位。2023年，制造業(yè)利用外資工程個數(shù)到達(dá)1156839.73%498.9億美元，占全部實際利用外資額的54%，比202322.10%優(yōu)勢我國勞動力本錢低，在勞動密集型產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品領(lǐng)些人的素養(yǎng)相當(dāng)不錯；我國潛在消費市場大，能夠容納這些產(chǎn)品，促進開發(fā)、進展制造了根本條件；制造業(yè)根底比較完善。改革開放20制造業(yè)的進展取得了舉世矚目的成就，作為國民經(jīng)濟的主體和支柱性產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)為今后我國國民經(jīng)濟的進展奠定了堅實的根底。進入二十一世紀(jì)，我國制造業(yè)的進展面臨的國際和國內(nèi)環(huán)境發(fā)生了深刻變化，參加世貿(mào)組織，使我國的經(jīng)濟體制改革和對外開放進入到一個更加寬闊和深層次的階段；制造業(yè)生產(chǎn)比較集中，大局部分布在相關(guān)資源較控中的市場導(dǎo)向作用也很有利于制造業(yè)的進展。劣勢技術(shù)開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)力量薄弱；企業(yè)缺乏活力；治理機制、治理思想落后，阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展；市場機制不完善，競爭不完全；我們不具備市場經(jīng)濟所需的根本的法律；重制造，輕研發(fā)；我們很多產(chǎn)品產(chǎn)量都居世界第教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注有原創(chuàng)技術(shù)；產(chǎn)品缺乏世界品牌；三、國內(nèi)外的差距1、構(gòu)造不合理大技術(shù)裝備卻不能滿足要求。機械產(chǎn)品進出口逆差逐年加大,長期以來缺乏具有工程設(shè)計、系統(tǒng)成套和工程總承包力量的工程公司，致使大量附加值較高的成套裝備市場不得不讓給外商。我們現(xiàn)在很多單體設(shè)備做得不錯，但缺乏成套設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)計不行。比方在寶鋼，設(shè)備都是國內(nèi)生產(chǎn)的，但整個系SMS〔德國西馬克〕。這種整個系統(tǒng)的成套所攝取20%種高附加值都被國外的公司白白拿走了。這就是構(gòu)造問題，單體設(shè)備做得很好，但成套力量差，這就是真實的差距。2、生產(chǎn)效率低我國制造業(yè)產(chǎn)品技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)和治理技術(shù)的爭論、應(yīng)用與工業(yè)興旺國家相比有較大差距，特別是在勞動生產(chǎn)率、工業(yè)增加值率、能源消耗等方面的差距更大。2023制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率為3.82/人年，約為美國的、日本的、德國的5.56%值率為26.23%。自動化和生產(chǎn)率的提高和就業(yè)率沒有關(guān)系。技術(shù)創(chuàng)薄弱已成為制約我國由世界加工基地轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃旎氐年P(guān)鍵因素。主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，大局部技術(shù)依靠從國外引進。品和技術(shù)極少；而企業(yè)又不能處理好引進、消化、吸取和自主創(chuàng)的關(guān)系，缺乏消化吸取及創(chuàng)的資金和優(yōu)秀人才，根本停留在仿制、實現(xiàn)國產(chǎn)化的低層次階段，尚未形成自主開發(fā)的良性循環(huán)，有些技術(shù)經(jīng)過一段時間后還要重復(fù)引進。教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注其次，裝備制造業(yè)進展嚴(yán)峻滯后。大程度上取決于裝備的現(xiàn)代化。我國裝備制造業(yè)占制造業(yè)的比重明顯偏低，進展嚴(yán)峻滯后，已帶來嚴(yán)峻后果。其嚴(yán)峻滯后有兩個突出的表現(xiàn)：2023110048%100038%逆差為1002023年當(dāng)年進口用匯折合人民幣913010000全國固定資產(chǎn)投資中設(shè)備、工具、器具購置費只有8834元。雖然進口設(shè)備不完全用于固定資產(chǎn)投資，但進口設(shè)備仍占國家建設(shè)投資中的很大局部。據(jù)統(tǒng)計，光纖制造裝備的100%85%、大型成套石油化工裝80%、轎車工業(yè)裝備、數(shù)控機床、紡織機械和膠印設(shè)備70%系統(tǒng)設(shè)計，成套力量薄弱。成套力量和成套水平是裝備制造技術(shù)水平最直觀、最集中的表現(xiàn)。改革開放 20成套設(shè)備市場不得不拱手讓給外商。常常是大局部，甚至90%就中國制造業(yè)的現(xiàn)狀，你有什么想法？教案環(huán)節(jié)組織教案

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注舉例導(dǎo)入提問 同學(xué)們，你們了解的先進制造技術(shù)有哪些？任務(wù)二先進制造技術(shù)的內(nèi)涵與特征導(dǎo)言先進制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology，AMT〕是指微電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等先進技術(shù)給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括：計算機關(guān)心設(shè)計、計算機關(guān)心制造、集成制造系統(tǒng)等。AMT并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織治理，有賴于技術(shù)、治理和人力資源的有機協(xié)調(diào)和融合。一、什么是先進制造技術(shù)(AMT)先進制造技術(shù)(AdvancedManufacturingAMT化技術(shù)、信息技術(shù)等給傳統(tǒng)制造技術(shù)帶來的種種變化與型系統(tǒng)。具體地說，就是指集機械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括：計算機關(guān)心設(shè)計、計算機關(guān)心制要條件之一，但并非充分條件，其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組治理，有賴于技術(shù)、治理和人力資源的有機協(xié)調(diào)和融合。二、主體技術(shù)群它包括兩個根本局部:有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)和工藝技術(shù)。面對制造的設(shè)計技術(shù)群面對制造的設(shè)計技術(shù)群系指用于生產(chǎn)預(yù)備(制造預(yù)備)的工具群和技術(shù)群。設(shè)計技術(shù)對產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費用、產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品上市時間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)(CAD)業(yè)都可以承受先進技術(shù)更有效地進展設(shè)計。近幾年進展起來的產(chǎn)品和工藝的并行設(shè)計具有雙重目的,一是縮短產(chǎn)品上

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注市的周期,二是可以將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物削減到最低程環(huán)境的制造而言是必不行少的。制造工藝技術(shù)群(加工和裝配技術(shù)群)制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品(物理實體產(chǎn)品)生產(chǎn)的變化。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)或稱生產(chǎn)技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。先進制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnique，AMT)AMT1995的重點開發(fā)推廣工程，該技術(shù)廣涉信息、機械、電子、材料、能源、治理等方面的學(xué)問。因此，該技術(shù)的進展對推動國民經(jīng)濟的進展有著重要的作用。就目前世界的經(jīng)濟進展來看，以美國、日本、西歐為代表的工業(yè)化國家在AMT雄厚的實力。AMT制造是根本生產(chǎn)活動之一。直到18前，制造都是手工作業(yè)和作坊式生產(chǎn)?！舱羝麢C〕、作業(yè)機器〔織機〕和工具機器〔機床〕，為制造活動供給了能源和技術(shù)，并開拓了的產(chǎn)品市場。19造業(yè)已初步形成。其主要生產(chǎn)方式是機械化加電氣化的批量生產(chǎn)。制造業(yè)的生產(chǎn)空前進展。以大批量生產(chǎn)為主的機械制造業(yè)成為制造活動的主體。20〔1946〕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，在美國制造了數(shù)字掌握〔NC〕機床。不久計算機又開頭用于關(guān)心編制NCAPT〔AutomaticallyProgrammedtools〕，CNC、DNC、FMC、FMS、CAX、MIS、MRP、MRPIIERP、PDM、Web-M教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注用。先進制造技術(shù)是一門綜合性、穿插性前沿學(xué)科和技術(shù)，學(xué)科跨度大，內(nèi)容廣泛，涉及制造業(yè)生產(chǎn)與技術(shù)、經(jīng)營管制造技術(shù)的根底上，利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、掌握技不斷進展完善。三、支撐技術(shù)群根底性的核心技術(shù)。根本的生產(chǎn)過程需要一系列的支撐技及包裝等。它們也是用于保證和改善主體技術(shù)的協(xié)調(diào)運行所需的技術(shù),是工具、手段和系統(tǒng)集成的根底技術(shù)。支撐技術(shù)群包括:信息技術(shù):接口和通信、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、集成框架、軟件工程人工智能、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策支持系統(tǒng)。準(zhǔn)、檢驗標(biāo)準(zhǔn)、接口框架。機床和工具技術(shù)。執(zhí)行機構(gòu)、傳感器和傳感器組合、生產(chǎn)作業(yè)打算。其它四、制造技術(shù)根底設(shè)施制造技術(shù)根底設(shè)施是指為了治理好各種適當(dāng)?shù)募夹g(shù)群的開發(fā)并鼓舞這些技術(shù)在整個國家工業(yè)(基地)內(nèi)推廣應(yīng)用而實行的各種方案和機制。由于技術(shù)只有應(yīng)用適當(dāng)?shù)貢a(chǎn)生效用,所以其技術(shù)根底設(shè)施的各要素和根本技術(shù)本身同樣重各種先進生產(chǎn)技術(shù)和方案方面的培訓(xùn)和教育,這些技術(shù)和方案將提高企業(yè)的生產(chǎn)競爭力?？梢哉f,制造技術(shù)的根底設(shè)施是使制造技術(shù)適應(yīng)具體企業(yè)應(yīng)用環(huán)境充分發(fā)揮其功能、取得體制和使用技術(shù)的人員協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng)工程,是先進制造教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注五、先進制造技術(shù)的提出及背景1993〔AdvancedManufacturingTechnology－AMT〕打算先進制造技術(shù)打算〔AdvancedManufacturingTechnology－AMT)是美國依據(jù)本國制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇,為增加制造業(yè)的競爭力和促進國家經(jīng)濟增長,首先提出了先進制造技術(shù)(AdvancedManufacturingTechnology)的概念。此后,歐洲各國、日本以及亞洲興工業(yè)化國家如韓國等也相繼作出響應(yīng)。六、先進制造技術(shù)的特點21起動態(tài)進展的,因此,制造技術(shù)必定也將隨著科技進步而不斷更。先進制造技術(shù)是制造技術(shù)的最進展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)進展而來,保持了過去制造技術(shù)中的有效要素。但隨著高技術(shù)的滲入和制造環(huán)境的變化,已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)的變化,先進制造技術(shù)是制造技術(shù)與現(xiàn)代高技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個完整的技術(shù)群,是一類具有明確范疇的的技術(shù)領(lǐng)域,是面對21世紀(jì)的技術(shù)。先進制造技術(shù)是面對工業(yè)應(yīng)用的技術(shù),先進制造技術(shù)應(yīng)能適合于在工業(yè)企業(yè)推廣并可取得很好的經(jīng)濟效益,先進制造技術(shù)的進展往往是針對某一具體的制造業(yè)(如汽車工業(yè)、電子工業(yè))的需求而進展起來的適用的先進制造技術(shù),有明顯的需求導(dǎo)向的特征。先進制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高爭力和促進國家經(jīng)濟增長和綜合實力為目標(biāo)。先進制造技術(shù)是面對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(shù)是支持該國制造制造技術(shù)水平向先進制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。我國正在以前所未有的速度進入全球化的國際市場,開發(fā)和應(yīng)用適合教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注國情的先進制造技術(shù)勢在必行。七、其先進制造技術(shù)進展中的關(guān)鍵技術(shù)成組技術(shù)(GT)成組技術(shù)(GT)性，依據(jù)肯定的準(zhǔn)則分類成組，同組事物承受同一方法進展處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。在機械制造工程中，成組技術(shù)是計算機關(guān)心制造的根底，將成組哲理用于設(shè)計、制造和治理等整個生產(chǎn)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變多品種小批量生產(chǎn)方式，獲得最大的經(jīng)濟效益。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是將構(gòu)造、材料、工藝加工，擴大批量、削減品種、便于承受高效方法、提高勞動生產(chǎn)率。零件的相像性是廣義的，在幾何外形、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相像性為根本相像性，以根本相像性為根底，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營、治理等方面所導(dǎo)出的相像性，稱為二次相像性或派生相像性。靈敏制造(AM)靈敏制造(AM)理和生產(chǎn)模式。靈敏制造包括產(chǎn)品制造機械系統(tǒng)的柔性、員工授權(quán)、制造商和供給商關(guān)系、總體品質(zhì)治理及企業(yè)重構(gòu)。靈敏制造是借助于計算機網(wǎng)絡(luò)和信息集成根底構(gòu)造，構(gòu)造有多個企業(yè)參與的“VM”環(huán)境，以競爭合作的原則，在虛擬制造環(huán)境下動態(tài)選擇合作伙伴，組成面對任務(wù)的虛擬公司，進展快速和最正確生產(chǎn)。并行工程(CE)并行工程(CE)支持過程)進展并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化的工作模別在加工、裝配或售后效勞中才能被覺察，然后再修改設(shè)計，改進加工、裝配或售后效勞(包括修理效勞)。而并行工程就是將設(shè)計、工藝和制造結(jié)合在一起，利用計算機互聯(lián)網(wǎng)并行作業(yè)，大大縮短生產(chǎn)周期?？焖俪尚图夹g(shù)(RPM)快速成型技術(shù)(RPM)是集CAD/CAM技術(shù)、激光加工技教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注用所要制造零件的三維且可以便利地修改CAD術(shù)不像傳統(tǒng)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削減為幾天、幾小時，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，削減了開發(fā)本錢。隨著計算機技術(shù)的決速進展和三維CAD軟件應(yīng)用的不斷推廣，越來越多的產(chǎn)品CAD可能?？焖俪尚渭夹g(shù)已廣泛應(yīng)用于宇航、航空、汽車、通訊、醫(yī)療、電子、家電、玩具、軍事裝備、工業(yè)造型(雕刻)、建筑模型、機械行業(yè)等領(lǐng)域。虛擬制造技術(shù)(VMT)虛擬制造技術(shù)(VMT)前提，對設(shè)計、加工制造、裝配等全過程進展統(tǒng)一建模，在產(chǎn)品設(shè)計階段，實時并行模擬出產(chǎn)品將來制造全過程及其對產(chǎn)品設(shè)計的影響，推測出產(chǎn)品的性能、產(chǎn)品的制造技術(shù)、產(chǎn)品的可制造性與可裝配性，從而更有效地、更經(jīng)濟地敏捷組織生產(chǎn)，使工廠和車間的設(shè)計布局更合理、有效，以到達(dá)產(chǎn)品開發(fā)周期和本錢最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最高化。虛擬制造技術(shù)填補了CAD/CAM技術(shù)與生產(chǎn)全過程、企業(yè)治理之間的技術(shù)缺口，把產(chǎn)品的工藝設(shè)計、作業(yè)打算、生產(chǎn)調(diào)度、制造過程、庫存治理、本錢[1]部件選購等企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動在產(chǎn)品投入之前就在計算機上加以顯示和評價，使設(shè)計人員和工程技術(shù)人員在產(chǎn)品真實制造之前，通過計算機虛擬產(chǎn)品來預(yù)見可能發(fā)生的問題和后果。虛擬制造系統(tǒng)的關(guān)鍵是建模，馬上現(xiàn)實環(huán)境下的物理系統(tǒng)映射為計算機環(huán)境下的虛擬系統(tǒng)。虛擬制造系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品是虛擬產(chǎn)品，但具有真實產(chǎn)品所具有的一切特征。智能制造(IM)智能制造(IM)工智能等學(xué)科相互滲透、相互交織而形成的一門綜合技術(shù)。其具體表現(xiàn)為：智能設(shè)計、智能加工、機器人操作、智能掌握、智能工藝規(guī)劃、智能調(diào)度與治理、智能裝配、智能測量與診斷等。它強調(diào)通過“智能設(shè)備”和“自治掌握”來構(gòu)造一代的智能制造系統(tǒng)模式。智能制造系統(tǒng)具有自律力量、自組織力量、自學(xué)習(xí)與自我優(yōu)化力量、自修復(fù)力量，因而適應(yīng)性極強，而且由于承受發(fā)對于提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)、降低本錢，提高制造業(yè)市教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注義。八、制造技術(shù)的進步原材料和其他生產(chǎn)要素經(jīng)濟合理地轉(zhuǎn)化為可直接使用的具有/半成品和技術(shù)效勞的技術(shù)群。近兩百年來.在市場需求不斷變化的驅(qū)動下，制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模沿著“小批量→少品種、大批量→多品種、變批量”的方向發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)高速進展的推動下，制造業(yè)的資源配置沿著“勞動密集→設(shè)備密集→信息密集→學(xué)問密集”的方向發(fā)展。與之相適應(yīng)，制造技術(shù)的生產(chǎn)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→智能自動造業(yè)的不斷進步。教案環(huán)節(jié)組織教案提問導(dǎo)言

教學(xué)內(nèi)容檢查學(xué)生出勤中國制造業(yè)的現(xiàn)狀？任務(wù)三虛擬建模技術(shù)虛擬仿真〔VirtualReality〕，仿真〔simulation〕技的技術(shù)。工程力學(xué)〔虛擬仿真方向〕，隸屬于遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程科學(xué)院現(xiàn)有創(chuàng)專業(yè)，留意力學(xué)與計算機兩大領(lǐng)域的穿插與結(jié)合，重點培育方向是工程中力學(xué)問題的數(shù)值計算與仿真。一、原理虛擬仿真實際上是一種可創(chuàng)立和體驗虛擬世界〔VirtualWorld〕的計算機系統(tǒng)。此種虛擬世界由計算機生成，可以是現(xiàn)實世界的再現(xiàn)，亦可以是設(shè)想中的世界，用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進展自然的交互。它是以仿真的方式給用戶制造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界,并通過頭盔顯示器〔HMD〕、數(shù)據(jù)手套等關(guān)心傳感設(shè)備，供給用戶一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面，使用戶可直接參與并探究仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化，產(chǎn)生沉醉感。VR算機技術(shù)、計算機圖形學(xué)、計算機視覺、視覺生理學(xué)、視覺心理學(xué)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、軟件工程、語音識別與合成技術(shù)、人機接口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高技術(shù)集成之結(jié)晶。其逼真性和實時交互性為系統(tǒng)仿真技術(shù)供給有力的支撐。二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的含義一起，似乎沒有意義，但是科學(xué)技術(shù)的進展卻賜予了它的含義。虛擬現(xiàn)實的明確定義不太好說，按最早提出虛擬現(xiàn)實J.Laniar的說法，虛擬現(xiàn)實，又稱假想現(xiàn)實，意味著“用電子計算機合成的人工世界”。從今可以清楚地看到，這個領(lǐng)域與計算機有著不行分別的親熱關(guān)系，信息科學(xué)是合成虛擬現(xiàn)實的根本前提。生成虛擬現(xiàn)實需要解決以下三個主要問題：器官來說與實際存在相全都的輸入信息，也就是如何可以產(chǎn)生與現(xiàn)實環(huán)境一樣的視覺，觸覺，嗅覺等。②相互作用。觀看者怎樣樂觀和能動地操作虛擬現(xiàn)實，

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注是怎么可以看得更像，聽得更真等等。的條件下得到栩栩如生的現(xiàn)實感。在這里，觀看者、傳感器、計算機仿真系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)構(gòu)成了一個相互作用的閉環(huán)流程。今日，虛擬現(xiàn)實已經(jīng)進展成一門涉及計算機圖形學(xué)、周密傳感機構(gòu)、人機接口及實時圖像處理等領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。虛擬現(xiàn)實技術(shù)分虛擬實景〔境〕技術(shù)〔如虛擬巡游故宮博物館〕與虛擬虛景〔境〕技術(shù)〔如虛擬現(xiàn)實環(huán)境生成、虛域和穿插領(lǐng)域格外廣泛，幾乎到了無所不包、無孔不入的地步，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)戰(zhàn)場環(huán)境，虛擬現(xiàn)實作戰(zhàn)指揮模擬，飛機、船舶、車輛虛擬現(xiàn)實駕駛訓(xùn)練，飛機、、輪船與轎車的虛擬制造〔含系統(tǒng)的虛擬設(shè)計〕，虛擬現(xiàn)實建筑物的展現(xiàn)與參觀，虛擬現(xiàn)實手術(shù)培訓(xùn)，虛擬現(xiàn)實玩耍，虛擬現(xiàn)實影視藝術(shù)等等方面的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的形成都有猛烈的市場需求和技術(shù)驅(qū)動。權(quán)威人士斷言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是21技術(shù)的代表。它的進展，不僅從根本上轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞胶蜕罘绞?，勞和逸將真正結(jié)合起來，人們在享受環(huán)境中工作，在工作過程中得到享受；而且虛擬現(xiàn)實技術(shù)與美術(shù)、音樂等文化藝術(shù)的結(jié)合，將誕生人類的第九藝術(shù)。隨著計算機PC以，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)的運行趨勢為單機桌面和互聯(lián)網(wǎng)兩種主要方式，因此，它對計算機硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進展和應(yīng)用也有很大的刺激作用。己能一步跨入一個熱帶天堂。夢想一片一望無邊的海灘，挽起褲腿站在水邊，任憑海浪輕撫腳面，椰林隨風(fēng)清唱，海鷗自由飛行，太陽在天際緩緩落下，余暉把海面染紅。這種想象能使很多人淡忘疲乏，他們在心中制造了一個使自己心曠神怡的幻境。但是假設(shè)那景象三維立體、細(xì)致入微，假設(shè)你能看到自己用手撿起一片貝殼，這個幻境就會變得活敏捷現(xiàn)，你就會認(rèn)為自己實際已去過了那個海島。現(xiàn)在，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“休息機”可以為人們供給這種跨越空間的手段。三、虛擬仿真的特點具有沉醉性〔immersion〕、交互性〔interaction〕和教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注使人們能沉醉其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多維化的信息環(huán)境。目前業(yè)界很多虛擬現(xiàn)實公司只能供給三維漫游等簡潔的視景開發(fā)支持，其擁有的幾何模型干預(yù)檢查、交互操作支持等也格外簡潔，而為此特別開發(fā)的專用模塊不但價格昂貴，且源代碼有限開放難以滿足用戶共性化開發(fā)應(yīng)用需求。真正的虛擬仿真應(yīng)供給簡單場景圖形、聲音、交互操作、干預(yù)檢查等多方面的支持，從而可以簡化應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，供給應(yīng)用系統(tǒng)的功能和性能。平臺系統(tǒng)表現(xiàn)為一個視景和聲音開發(fā)支撐平臺和多個開發(fā)支持工具〔幾何對象干預(yù)檢查工具包、通用虛擬手開發(fā)工具包、粒子生成與掌握工具、不規(guī)章幾何體構(gòu)造工具、流場可視化工具包〕?？梢詾橛脩艄┙o各類VR應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。概括地說，虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對簡單數(shù)據(jù)進展可視化操作與交互的一種全方式，與傳統(tǒng)的人機界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機生成的一種特別環(huán)境，人可以通過使用各種特別裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、掌握環(huán)境，實現(xiàn)特別的目的，即人是這種環(huán)境的主宰。四、虛擬仿真的應(yīng)用虛擬仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用城市規(guī)劃始終是對全的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在城市規(guī)劃的各個方面，并帶來切實且可觀的利益：呈現(xiàn)規(guī)劃方案虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的沉醉感和互動性不但能夠給用戶帶來猛烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗，還可以通過其數(shù)據(jù)接口在實時的虛擬環(huán)境中隨時獵取工程的數(shù)據(jù)資料，便利大型簡單工程工程的規(guī)劃、設(shè)計、投標(biāo)、報批、治理，有利于設(shè)計與治理人員對各種規(guī)劃設(shè)計方案進展關(guān)心設(shè)計與方案評審。 設(shè)計風(fēng)險虛擬現(xiàn)實所建立的虛擬環(huán)境是由基于真實數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程工程設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求建立逼真的三維場景，對規(guī)劃工程進展真實的“再現(xiàn)”。用戶在三維場景中任意漫游，人機交互，這樣很多不易覺察的設(shè)計缺陷能夠輕易地被覺察，削減由于事先規(guī)劃不周全而教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注造成的無可挽回的損失與圓滿，大大提高了工程的評估質(zhì)量。加快設(shè)計速度運用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，我們可以很輕松隨便率，也節(jié)約了大量的資金，供給合作平臺。虛擬仿真在地產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用境及配套設(shè)施，可以驗證客戶所購置的單位與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系、通過該戶型的窗戶可真實的看到將來屬于自己的景觀。給客戶供給一種嶄的方式展現(xiàn)、宣傳樓盤；完善表達(dá)了客戶的設(shè)計方案，通過第一人稱角色切換，賜予購房者以真實在場，親臨其景的感受；在同一角度，對同一戶型嘗試不同的裝潢設(shè)計；實時變換房間的裝修材料，使購房者體驗不同的裝修風(fēng)格設(shè)計。虛擬仿真在數(shù)字校園方面的應(yīng)用通過三維仿真技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要在校園生活各個方面的滲透和融合，建立了基于GIS三維數(shù)字校園治理系統(tǒng)。實現(xiàn)在圖形化、可視化和形象化狀態(tài)下的校園信息查詢定位、教案教育設(shè)施治理、學(xué)區(qū)規(guī)劃治理和部件治理等。學(xué)校治理部門能夠通過系統(tǒng)對校園的任意角落進展全方位的治理和掌控，為可持續(xù)進展供給解決方學(xué)校的具體狀況，是學(xué)校面對社會宣傳的快速通道。虛擬仿真在旅游業(yè)的應(yīng)用拓公司利用虛擬現(xiàn)技術(shù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)和制作的仿真場景到達(dá)自己想去的地方。這就是虛擬旅游，凡拓公司是通過實地拍照，現(xiàn)場測量為根底，真實的再現(xiàn)旅游景點。讓人們通過VR五、虛擬仿真在消遣、藝術(shù)與教育方面的應(yīng)用豐富的感覺力量與VR玩耍工具。由于在消遣方面對VRVRChicago〔芝加哥〕開放了世界上第一臺大型可供多人使用的VR消遣系統(tǒng)，其主題是關(guān)于3025為“Virtuality”的VRHMD，大大增加了1992“LegealQust”的系統(tǒng)由于增教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注加了人工智能功能，使計算機具備了自學(xué)習(xí)功能，大大增加了趣味性及難度，使該系統(tǒng)獲該年度VR五龍生疏實習(xí)基地。穿插與結(jié)合，重點培育方向是工程中力學(xué)問題的數(shù)值計算與仿真。培育適應(yīng)祖國現(xiàn)代化建設(shè)需要的德智體全面進展，專業(yè)根底扎實，學(xué)問構(gòu)造合理，把握高科技學(xué)問，勇于創(chuàng)，從事虛擬仿真工程設(shè)計、爭論、開發(fā)的應(yīng)用型技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)后，主要從事計算力學(xué)、虛擬設(shè)計、系統(tǒng)仿真、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)等方面的理論爭論與實際應(yīng)用。并結(jié)合力學(xué)學(xué)科的專業(yè)學(xué)問，對虛擬仿真工程中的力學(xué)問題進展理論分析和實際計算，提出相應(yīng)的理論依據(jù)，進展科學(xué)論證。培育目標(biāo)：培育適應(yīng)我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，工程設(shè)計、爭論、開發(fā)力量的應(yīng)用型高級特地人才。主要課程：理論力學(xué)、材料力學(xué)、構(gòu)造力學(xué)、彈性力及應(yīng)用、虛擬設(shè)計Pro/E六、虛擬仿真在工業(yè)方面的應(yīng)用當(dāng)今世界工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，大規(guī)模人海戰(zhàn)術(shù)早已不再適應(yīng)工業(yè)的進展，先進科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用顯現(xiàn)出巨大的威力，特別是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用正對工業(yè)進展著一場前所未有的革命。虛擬現(xiàn)實已經(jīng)被世界上一些大型企業(yè)廣泛地應(yīng)用到工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，對企業(yè)提高開發(fā)效率，加強數(shù)據(jù)采集、分析、處理力量，削減決策失誤，降低企業(yè)風(fēng)險起到了設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是可行且必要的。指導(dǎo)生產(chǎn)的仿真系統(tǒng)，它結(jié)合用戶業(yè)務(wù)層功能和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注組建一套完全的仿真系統(tǒng)，可組建B/S、C/SERP、MISSqlServerOracleMySql力考核仿真應(yīng)用：教案環(huán)節(jié)組織教案提問導(dǎo)言

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容任務(wù)四虛擬加工技術(shù)

說明小結(jié) 在當(dāng)今經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化和社會信息化的形勢下，制作業(yè) 造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，在30～60年月企業(yè)追求的是規(guī)模效益，如：美國福特汽車公司、通用汽車公司相繼年月更加重視降低生產(chǎn)本錢，如：日本豐田公司承受準(zhǔn)時化生產(chǎn)；80年月提高產(chǎn)品質(zhì)量成為主要目標(biāo)；進入90造技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物?！臣夹g(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或制造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的虛擬制造〔VirtualManufacturing〕技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進展集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)準(zhǔn)時地、并行地、模擬出產(chǎn)品將來制造過程乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動對產(chǎn)品設(shè)計的影響，推測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效地、經(jīng)濟地、柔性地組織生產(chǎn)，增加決策與掌握水平，有力地降低由于前期設(shè)計給后期制造帶來的回溯更改，到達(dá)產(chǎn)品的開發(fā)周期和本錢最小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。重大作用耗現(xiàn)實資源和能量，所進展的過程是虛擬過程，所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是虛擬的。虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將會對將來制造業(yè)的進展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為：〔人、組織治理、物流、信息流、能量流〕進展

分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注模擬駕駛室術(shù)的不斷進展和進步。利于對其進展理論升華，更好地指導(dǎo)實際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程、制造系統(tǒng)整體進展優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。以全面改進企業(yè)的組織治理工作，而且對正確作出決策有不行估量的影響。例如：可以對生產(chǎn)打算、交貨期、生產(chǎn)產(chǎn)量等作出推測，準(zhǔn)時覺察問題并改進現(xiàn)實制造過程。們都知道模擬駕駛室對駕駛員、飛行員的培育起到了良好作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。例如：可以對生產(chǎn)人員進展操作訓(xùn)練、特別工藝的應(yīng)急處理等。代表性的全概念什么是虛擬制造?它包括哪些內(nèi)虛擬制造在簡單曲面五軸聯(lián)動加工中的應(yīng)用進展定義，比較有代表性有：GloriaJ.Wiens的定義是：行制造過程。其中虛擬模型是在實際制造之前用于對產(chǎn)品的功能及可制造性的潛在問題進展推測。(VMisaconceptofexecutingmanufacturing教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注processesincomputersaswellasintherealworld,?where?virtualmodels?allowfor?predictionofpotentialproblemsforproductfunctionalityandmanufacturabilitybeforerealmanufacturingoccurs.)該定義強調(diào)VM“與實際一樣”“虛擬模型”和“推測”，即著眼于結(jié)果。美國空軍Wright試驗室的定義是：用，以增加各層制造設(shè)計和生產(chǎn)決策與掌握。(VMistheintegratedapplicationofsimulation,modelingandanalysistechnologiesandtoolstoenhancemanufacturingdesignandproductiondecisionsandcontrolatallprocesslevels.)該定義著眼于手段。EdwardLin&etc定義是：另一個有代表性的定義是由馬里蘭大學(xué)EdwardLin&etc給出的，“虛擬制造是一個用于增加各級決策與掌握的一體化的、綜合性的制造環(huán)境?！?VMisanintegrated, syntheticmanufacturingenvironmentexercisedtoenhancealllevelsofdecisionandcontrol.),則著眼于環(huán)境。沒有必要只有一種定義。但是為了爭論和溝通，普遍認(rèn)為，VM總結(jié)分析定義：虛擬制造是實際制造過程在計算機上的本質(zhì)實現(xiàn)，即承受計算機仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機上群組協(xié)同工作，實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗，以及企業(yè)各級過程的治理與掌握等產(chǎn)品制造的本質(zhì)過程，以增加制造過程各級的決策與掌握力量?？梢钥吹剑疤摂M制造”雖然不是實際的制造，但卻實現(xiàn)實際制造的本質(zhì)過程，是一種通過計算機虛擬模型來模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的問題，提高人們的推測和決策水平，使得制造技術(shù)走出主要依靠于閱歷的狹小天地，進展到了全方位預(yù)報的階段。 擬現(xiàn)實〔VirtualReality〕技術(shù)是使用感官組織仿真設(shè)備教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注和真實或虛幻環(huán)境的動態(tài)模型生成或制造出人能夠感知的環(huán)境或現(xiàn)實，使人能夠憑借直覺作用于計算機產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的虛擬制造〔VirtualManufacturing〕技術(shù)是在一個統(tǒng)一模型之下對設(shè)計和制造等過程進展集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)準(zhǔn)時小化、產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化、生產(chǎn)效率的最大化。爭論內(nèi)容技術(shù)涉及的共同性技術(shù)外，虛擬制造領(lǐng)域本身的主要爭論內(nèi)容有：●虛擬制造的理論體系；●設(shè)計信息和生產(chǎn)過程的三維可視化；●虛擬制造系統(tǒng)的開放式體系構(gòu)造；●虛擬產(chǎn)品的裝配仿真；●虛擬環(huán)境中及虛擬制造過程中的人機協(xié)同作業(yè)等。的虛擬制造和以掌握為中心的虛擬制造。應(yīng)用式，對相關(guān)行業(yè)也將產(chǎn)生巨大影響，可以說虛擬制造技術(shù)打算著企業(yè)的將來，也打算著制造業(yè)在競爭中能否立于不敗之地。虛擬制造(VM)VMAM。VM的特征是：當(dāng)市場的機遇消滅時，組織幾個有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點的工廠或車間重組織協(xié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注調(diào)工作。在運行之前必需分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運(VMT)(VMS)AM21Technology〕主要包括虛擬制造技術(shù)和虛擬企業(yè)兩個局部。虛擬制造技術(shù)將從根本上轉(zhuǎn)變了設(shè)計、試制、修改設(shè)在虛擬制造環(huán)境中生成軟產(chǎn)品原型〔SoftPrototype〕代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬樣品〔HardPrototype〕進展試驗，對其性能和可制造性進展推測和評價，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)本錢，提高系統(tǒng)快速響應(yīng)市場變化的力量。大路，將產(chǎn)品涉及到的不同企業(yè)臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、統(tǒng)一指揮的合作經(jīng)濟實體。虛擬企業(yè)的特點是企業(yè)的功能上的不完整、地域上的分散性和組織構(gòu)造上的非永久性，即功能的虛擬化、組織的虛擬化、地域的虛擬化。主要特征進展產(chǎn)品設(shè)計、制造、測試，甚至設(shè)計人員或用戶可“進入”虛擬的制造環(huán)境檢驗其設(shè)計、加工、裝配和操作，而不依靠于傳統(tǒng)的原型樣機的反復(fù)修改；還可將已開發(fā)的產(chǎn)品(部件)存放在計算機里，不但大大節(jié)約倉儲費用，更能依據(jù)用戶需求或市場變化快速轉(zhuǎn)變設(shè)計，快速投入批量生產(chǎn)，從而能大幅度壓縮產(chǎn)品的開發(fā)時間，提高質(zhì)量、降低本錢。一個產(chǎn)品模型上同時工作，相互溝通，信息共享，削減大量的文檔生成及其傳遞的時間和誤差，從而使產(chǎn)品開發(fā)以快捷、優(yōu)質(zhì)、低耗響應(yīng)市場變化。重大作用虛擬制造也可以對想象中的制造活動進展仿真，它不消教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為：1、運用軟件對制造系統(tǒng)中的五大要素〔人、組織管〕進展全面仿真，使之到達(dá)了前寬闊的空間，同時也推動了相關(guān)技術(shù)的不斷進展和進步。2、可加深人們對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的生疏和理解，過程、制造系統(tǒng)整體進展優(yōu)化配置，推動生產(chǎn)力的巨大躍升。3、在虛擬制造與現(xiàn)實制造的相互影響和作用過程中，量等作出推測，準(zhǔn)時覺察問題并改進現(xiàn)實制造過程。4、虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將加快企業(yè)人才的培育速度。作用，虛擬制造也會產(chǎn)生類似的作用。教案環(huán)節(jié)組織教案

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注舉例導(dǎo)入提問 裝配技術(shù)對整機系統(tǒng)的重要性？任務(wù)五虛擬裝配技術(shù)導(dǎo)言一、虛擬裝配的維護以及操作培訓(xùn)方面具有獨特的作用。在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備〔數(shù)據(jù)手套/位置跟蹤器、鼠標(biāo)/鍵盤、力反響操作設(shè)備等〕象在真實環(huán)境中一樣對產(chǎn)品的零部件進展各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)供給實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進展分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進展驗證和規(guī)劃、對裝配操作人員進展培訓(xùn)等。在裝配〔或拆卸〕完畢以后，系統(tǒng)能夠記錄裝配過程的全部信息，并生成評審報告、視頻錄像等供隨后的分析使用。

說明分析析舉例總結(jié)可以驗證裝配設(shè)計和操作的正確與否，以便及早的覺察裝配中的問題，對模型進展修改，并通過可視化顯示裝配過程。虛擬裝配系統(tǒng)允許設(shè)計人員考慮可行的裝配序列，自動生成裝配規(guī)劃，它包括數(shù)值計算、裝配工藝規(guī)劃、工作面布局、裝配操作所模擬等?，F(xiàn)在產(chǎn)品的制造正在向著自動化、數(shù)字化的反向進展，虛擬裝配是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié)。但相對于虛擬制造的其它局部而言，它又是最薄弱的環(huán)節(jié)。虛擬裝配技術(shù)進展滯后，使得虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用性大大減弱，因此對虛擬裝配技術(shù)的進展也就成為目前虛擬制造技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)爭論的主要對象，這一問題的解決將使虛擬制造技術(shù)形成一個完善的理論體系，使生產(chǎn)真正在高效、高質(zhì)量、短時間、低本錢的環(huán)境下完成，同時又具備了良好的效勞。虛擬裝配從模型重定位、分析方面來講，它是一種零件模型按約束關(guān)系進展重定位的過程，是有效的分析產(chǎn)品設(shè)計合理性的一種手段。從產(chǎn)品裝配過程來講，它是依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的外形特性、精度特性，真實的模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式掌握產(chǎn)品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。作為虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬裝配技術(shù)近年來受教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注的對產(chǎn)品的裝配過程進展模擬與分析，預(yù)估產(chǎn)品的裝配性市場中的競爭力。二、虛擬裝配的分類可以分為如下三類：以產(chǎn)品設(shè)計為中心的虛擬裝配、以工藝規(guī)劃為中心的虛擬裝配和以虛擬原型為中心的虛擬裝配．以產(chǎn)品設(shè)計為中心的虛擬裝配虛擬裝配是在產(chǎn)品設(shè)計過程中，為了更好地幫助進展與裝配有關(guān)的設(shè)計決策，在虛擬環(huán)境下對計算機數(shù)據(jù)模型進展裝配關(guān)系分析的一項計算機關(guān)心設(shè)計技術(shù)．它結(jié)合面對裝配設(shè)計(DesignForAssembly，DFA)從設(shè)計原理方案動身在各種因素制約下尋求裝配構(gòu)造的最優(yōu)解，由此擬定裝配草圖．它以產(chǎn)品可裝配性的全面改善為目的，通過模擬試裝和定量分析，找出零部件構(gòu)造設(shè)計中不適合裝配或裝配性能不好的構(gòu)造特征，進展設(shè)計修改．最終保證所設(shè)計的產(chǎn)品從技術(shù)角度來講裝配是合理可行的，從經(jīng)濟角度來講應(yīng)盡可能降低產(chǎn)品總本錢，同時還必需兼顧人因工程和環(huán)保等社會因素．以工藝規(guī)劃為中心的虛擬裝配配資源模型，承受計算機仿真和虛擬現(xiàn)實技術(shù)進展產(chǎn)品的裝配工藝設(shè)計，從而獲得可行且較優(yōu)的裝配工藝方案，指導(dǎo)實際裝配生產(chǎn)．依據(jù)涉及范圍和層次的不同，又分為系統(tǒng)級裝配規(guī)劃和作業(yè)級裝配規(guī)劃．前者是裝配生產(chǎn)的總體規(guī)劃，主要包括市場需求、投資狀況、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)周期、資源安排、裝配車間布置、裝配生產(chǎn)線平衡等內(nèi)容，是裝配生產(chǎn)的綱領(lǐng)性文件．后者主要指裝配作業(yè)與過程規(guī)劃，主要包括裝配挨次的規(guī)劃、裝配路徑的規(guī)劃、工藝路線的制定、操作空間的干預(yù)驗證、工藝卡片和文檔的生成等內(nèi)容．教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注特色，主要表達(dá)在虛擬裝配實施對象、操作過程以及所用的工裝工具，均與生產(chǎn)實際狀況高度吻合，因而可以生動直觀地反映產(chǎn)品裝配的真實過程，使仿真結(jié)果具有高可信度．以虛擬原型為中心的虛擬裝配的外形、功能和性能模擬，以產(chǎn)生與物理樣機具有可比性的效果來檢驗和評價產(chǎn)品特性．傳統(tǒng)的虛擬裝配系統(tǒng)都是以抱負(fù)的剛性零件為根底，虛擬裝配和虛擬原型技術(shù)的結(jié)合，可以有效分析零件制造和裝配過程中的受力變形對產(chǎn)品裝配性能的影響，為產(chǎn)品外形精度分析、公差優(yōu)化設(shè)計供給可視化手段．以虛擬原型為中心的虛擬裝配主要爭論內(nèi)容包括考慮切削力、變形和剩余應(yīng)力的零件制造過程建模、有限元分析與仿真、協(xié)作公差與零件變形、以及計算結(jié)果可視化等方面．三、虛擬裝配的構(gòu)成虛擬裝配由兩個局部組成，即由虛擬現(xiàn)實軟件內(nèi)容〔即vr〕內(nèi)容和虛擬現(xiàn)實〔vr)缺一不行，這樣才能制造出交互性與沉醉性于一體的虛擬裝配環(huán)境。虛擬現(xiàn)實軟件內(nèi)容：一般由各種VR軟件組成，先在三維軟件中依據(jù)虛擬現(xiàn)到VR軟件中，接下來就需要硬件設(shè)備來支撐這些軟件程序。虛擬現(xiàn)實〔vr)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征之一就是人機之間的交互性.為了實現(xiàn)人機之間的充分交換信息，必需設(shè)計特別輸入和演示設(shè)備，以影響各種操作和指令，且供給反響信息，實現(xiàn)真正生動的交互效果。不同的工程可以依據(jù)實際的應(yīng)用可以有選擇VR投影、立體眼鏡或頭盔顯示器、三維空間跟蹤定位器、數(shù)據(jù)手套、3D建模軟件等。教案環(huán)節(jié)組織教案

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注舉例導(dǎo)入提問 大家了解什么是微機械嗎？這節(jié)課我們就簡潔介紹一下。任務(wù)六微機械導(dǎo)言引言80模集成電路中微細(xì)加工技術(shù)和超周密加工技術(shù)的進展，微機械近幾年來進展很快，局部已進入有用和商品化階段．微機械體積小、耗能低，能便利地進展精細(xì)操作，其主要應(yīng)用領(lǐng)域有醫(yī)療、生物工程、信息、航空航天、半導(dǎo)體工業(yè)、軍事、汽車領(lǐng)域等，它已給國民經(jīng)濟、人民生活和國防、軍事等帶來了深遠(yuǎn)的影響，被列為受到世界各國政府的高度重視，例如美國每年投資800萬～15007000究，而日本則預(yù)備在我國也有很多單位開展了該領(lǐng)域的爭論工作。微機械及其特征微機械在美國被稱為微電子機械系統(tǒng)(MicroElectroMachanicalSystem.MEMS)；在日本被稱為微機器(Microsystem)體積小、精度高、重量輕。其體積可達(dá)亞微MM輪、能開動的3mm大小的汽車和花生M大的飛機。最近有資料說明，科學(xué)家們已能在5M1000動機。差的環(huán)境下進展穩(wěn)定的工作。能耗低、靈敏度和工作效率高。微機械所消耗的能量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)機械的格外之一，但卻能以十倍以上的速度來完成同樣的工作，如5mm×5mm×0.7mm的微型泵的流速是比其體積大1000

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注信號延遲問題，可進展高速工作。子掌握電路為一體，易于實現(xiàn)多功能化和智能化分，而過去則要化5000微機械加工技術(shù)微機械加工使用最多的材料是硅材料，其來源廣泛，加工技術(shù)成熟，基片本錢低，硅既有良好的機械特性，又有良好的電子性能和材料性能，格外適合微機械構(gòu)件的制造。例如，硅的楊氏模量(1.9107N/cm2)的洛氏硬度(850)(6.9化及集成化的必定趨勢。體微機械加工技術(shù)體微機械加工技術(shù)是對硅的襯底進展腐蝕加工的技術(shù)，即用腐蝕的方法將硅基片有選擇性地除去一局部，以形成微機械構(gòu)造。腐蝕分濕法腐蝕和干法腐蝕，濕法腐蝕又有各向同性和各向異性之分。各向同性腐蝕液多用HF-HNO3系溶液，硅在全部的晶向以相等的速率進展刻蝕．硅基體刻蝕形成的型腔棱是圓角，然而在微機械電子中．除了運動部件需要圓角獲得良好的疲乏強度外、一般不期望有圓角。因此，此法不適合制造簡單的立體微構(gòu)造，各向異性腐蝕液，主要有KOHEPW)HF、HNO3HNA)在不同的晶面．以不同的速率進展刻蝕．由于硅的(100)和(111)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注的特性及腐蝕速率對晶向的依靠關(guān)系。干法腐蝕利用等離子體取代化學(xué)腐蝕液，把基體暴露在電離的氣體中，氣體中的離子和基體原子間的物理和化學(xué)作用引起刻蝕，一些材料如鉑、二氧化錫等用濕法刻蝕很困難、而干法卻可以完成。該工藝可使微機械加工所得到的外形不受基片的晶向掌握，而且不會給微構(gòu)造帶來大的應(yīng)力，但設(shè)備比較簡單，很多參數(shù)如氣體的性質(zhì)和流量、基片的性質(zhì)和面積、電極構(gòu)造、鼓勵的電磁參數(shù)和真空室的外形等必需控制，不同的組合會產(chǎn)生不同的腐蝕過程。CF4離子刻蝕(RIE)(1.33～133Pa)放置在射頻極上，以便在基片和等離子體之間產(chǎn)生大的自偏電位差(幾百伏)。電位差使正離子從等離子體加速到基片上，垂直于基片的離子碰撞能直接產(chǎn)生腐蝕。使用SF6C2F5Cl率。最好承受濕法腐蝕工藝。外表微機械加工技術(shù)外表微機械加工技術(shù)是從集成電路平面工藝演化而成的，是在硅基上形成薄膜并按肯定要求對薄膜進展加工的技術(shù)薄膜(CVD)，低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)薄膜的加工一般承受光刻技術(shù)、通過光刻將設(shè)計好的微機械構(gòu)造圖形轉(zhuǎn)移到硅片上，再用各種腐蝕工藝形成微構(gòu)造。在微機械加工中，有時要形成各種微腔構(gòu)造和微橋，通常承受犧牲層技術(shù)。外表微機械加工的關(guān)鍵步驟是有選擇性地將抗腐蝕薄膜下面的犧牲層腐蝕掉，從而得到一個空腔構(gòu)造．常用二氧化硅(SiO2)(PSG)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注雙固定多晶硅橋的一般外表微機械加工工藝。首先是在硅基底上淀積犧牲層材料，如淀積磷硅玻璃，其作用是為形成結(jié)構(gòu)層的后續(xù)工藝供給臨時支撐。犧牲層的厚度一般1～2μm，但也可以更厚些。淀積后，犧牲層材料被腐蝕成所需形狀．為了向構(gòu)造層供給固定點，可腐蝕出完全穿透犧牲層的窗口，以防止構(gòu)造層在分別完畢時移位然后淀積和腐蝕構(gòu)造材料薄膜層。多晶硅是常用的構(gòu)造層材料，構(gòu)造層腐蝕過后，除去犧牲層就可得到分別空腔構(gòu)造。粘連現(xiàn)象，降低成品率。LIGA技術(shù)LIGA是德文Lithographie,Galvanoforming,Abfovmung的縮寫，是深層同步輻射工藝的有機結(jié)合。它突破了傳統(tǒng)平面工藝的限制，是制造三維微器件的先進技術(shù)，結(jié)合犧牲層工藝，可以制造大高寬比的可活動微構(gòu)造．與其他微加工技術(shù)相比，LIGA工多種金屬材料，也可以加工陶瓷、玻璃、塑料等非金屬材料，加工深度可達(dá)數(shù)百微M，加工寬度可小至1μm，LIGA制造過程主要分四步：第一步，在絕緣基片(陶瓷或帶二氧化硅薄膜的硅片、上濺射金屬層(鉻、銀)作為電鑄工藝的根底(Ni)(HF)屬構(gòu)造。一般常規(guī)的微電子工藝無法替代的，它極大地擴大了微構(gòu)造的加工力量，使得原來難以實現(xiàn)的微機械構(gòu)造能夠制造出來。但缺點是它所要求的同步輻射源比較昂貴、稀有，致使應(yīng)用受到限制，難以普及。后來消滅了所謂的準(zhǔn)LIGA術(shù)，它是用紫外光源來代替同步輻射源，雖然不具備和LIGA技術(shù)相當(dāng)?shù)暮穸然驅(qū)捝畋龋?，它涉及的是常?guī)的設(shè)備和教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注加工技術(shù)，這些技術(shù)更簡潔實現(xiàn)。封接技術(shù)分開制作的微機械部件在不使用粘結(jié)劑的狀況下連接在一的平坦硅面在高溫下依靠原子的力氣直接鍵合在一起形成一400溫度下，將硅和玻璃之間加上電壓產(chǎn)生靜電引力而使兩者結(jié)合成一體。為了提高微系統(tǒng)的集成度，一些的方法如自動焊接、倒裝焊接也得到了廣泛的應(yīng)用。激光快速成型技術(shù)激光快速成型技術(shù)是利用光硬化性樹脂的光合成樹脂進展加工的技術(shù)。初始這種材料是液態(tài)的，經(jīng)過激光照耀即成為固體，這種技術(shù)完全用計算機掌握，即使外形很簡單，也不受影響，無須掩膜，直接成型。隨著激光束區(qū)分率的提高，到達(dá)產(chǎn)研制周期，本錢較低。分子裝配技術(shù)80(ScanningTunnelingMicroscope，簡稱STM)STM根底上派生出的原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope，簡稱AFM)分子、原子的構(gòu)造從宏觀進入了微觀世界。STMAFM0.01nm測儀，利用其探針的尖端可以俘獲和操縱分子、原子，并可以依據(jù)需要拼成肯定的構(gòu)造，進展分子、原子裝配制作微機M來構(gòu)造微構(gòu)造，制作微機械的方法．美國的IBMSTM35IBM”三個字母；中國教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注科學(xué)院化學(xué)爭論所用原子擺成我國的地圖；日本用原子拼成了“PeaceSTM更大的突破。集成制造技術(shù)最近，微機械消滅了一個的進展趨勢，即用標(biāo)準(zhǔn)的IC藝把各種微器件、微構(gòu)造與馭動、掌握和信號處理電路集成在一塊芯片上，制成完整的機電一體的微機械系統(tǒng)。目前實ICMEMSIC工藝，再進展MEMS微機械加工的單片集成工藝；其次IC藝；第三種是電路和MEMS鍵合在一起的混合集成工藝，整個系統(tǒng)的尺寸可小至幾百微M。其他加工技術(shù)術(shù)可以獲得一些微構(gòu)件，在一些狀況下也是很有效的。4微機械制造技術(shù)的進展趨勢進展關(guān)鍵技術(shù)之一從目前來看，總的進展趨勢是：加工方法從最初單一加工技術(shù)向組合加工技術(shù)進展。如近來DEEMO和鑄模的組合。光刻技術(shù)也從平面進展到了三維。構(gòu)造進展。教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注的應(yīng)用范圍，滿足了更多的要求。LIGA進展批量生產(chǎn)的范例，因而引起人們的高度關(guān)注。(MMC)它可以完成從設(shè)計參數(shù)的輸入、加工到部件制造及組裝封裝。查找本錢、時間、批量生產(chǎn)的協(xié)調(diào)并得到最優(yōu)的制造工藝。造加工工藝的制定有很大的實際應(yīng)用意義。教案環(huán)節(jié)組織教案

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注舉例導(dǎo)入提問 微機械加工在國民經(jīng)濟中所占的地位和作用？任務(wù)七微機械加工技術(shù)導(dǎo)言一、 概念批量制作的、集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和掌握電路、甚至外圍接口、通訊電路和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。其主要特點有：體積小〔特征尺寸范圍為：1μm-10mm〕、重量輕、耗能低、性能穩(wěn)定；有利于大批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)本錢；慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時間短；集約高技術(shù)成果，附加值高。微型機械的目的不僅僅在于縮小尺寸和體積，其目標(biāo)更在于通過微型化、集成化、來搜尋原理、功能的元件和系統(tǒng)，開拓一個技術(shù)領(lǐng)域，形成批量化產(chǎn)業(yè)。微型機械加工技術(shù)是指制作為機械裝置的微細(xì)加工技術(shù)。微細(xì)加工的消滅和進展早是與大規(guī)模集成電路親熱相關(guān)的，集成電路要求在微小面積的半導(dǎo)體上能容納更多的電子元件，以形成功能簡單而完善的電路。電路微細(xì)圖案中的最小線條寬度是提高集成電路集成度的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)志，微細(xì)加工對微電子工業(yè)而言就是一種加工尺度從微M到納M量級的制造微小尺寸元器件或薄模圖形的先進制造技術(shù)。目前微型加工技術(shù)主要有基于從半導(dǎo)體集成電路微細(xì)加工工藝中進展起來的硅平面加工和體加工工藝，上世紀(jì)八十年月中期以后在LIGA加工〔微型鑄模電鍍工藝〕、準(zhǔn)LIGA加工，超微細(xì)加工、微細(xì)電火花加工〔EDM〕、等離子束加工、電子束加工、快速原型制造〔RPM〕以及鍵合技術(shù)等微細(xì)加工工藝方面 取 得 相 當(dāng) 大 的 進 展 務(wù)。微型機械與電子技術(shù)嚴(yán)密結(jié)合，將使種類繁多的微型器件問世，這些微器件承受大批量集成制造，價格低廉，將廣泛地應(yīng)用于人類生活眾多領(lǐng)域?？梢灶A(yù)料，在本世紀(jì)內(nèi)，微型機械將逐步從試驗室走向適用化，對工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物醫(yī)療、空間、國防等領(lǐng)域的進展將產(chǎn)生重大影響。微細(xì)機械加工技術(shù)是微型機械技術(shù)領(lǐng)域的一個格外重要而又格外活潑的技術(shù)領(lǐng)域，其進展不僅可帶動很多相關(guān)學(xué)科的進展，更是與國家科技進展、經(jīng)濟和國防建設(shè)息息相關(guān)。微型景。二 、 國 外 發(fā) 展 現(xiàn) 1959RichardPFeynman〔1965

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注得者〕就提出了微型機械的設(shè)想。1962年第一個硅微型壓力傳感器問世，氣候開發(fā)出尺寸為 50~500μm的齒輪、齒輪泵、氣動渦輪及聯(lián)接件等微機械。1965年，斯坦福大學(xué)研制出硅腦電極探針，后來又在掃描隧道顯微鏡、微型傳感器方面取得成功。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~12μm的利用硅微型靜電機，顯示出利用硅微加工工藝制造小可動構(gòu)造并與集成電路兼容以制造微小系統(tǒng)的潛力。微型機械在國外已受到政府部門、企業(yè)界、高等學(xué)校與研究機構(gòu)的高度重視。美國MIT、Berkeley、Stanford\\AT&T和的15名科學(xué)家在上世紀(jì)八十年月末提出“小機器、大機遇：關(guān)于興領(lǐng)域--微動力學(xué)的報告“的國家建議書，聲稱“由于微動力學(xué)〔微系統(tǒng)〕在美國的緊迫性，應(yīng)在這樣一個的重要技術(shù)領(lǐng)域與其他國家的競爭中走在前面“，建議中心財政預(yù)支費用為五年5000萬美元，得到美國領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)重視，連續(xù)大力投資，并把航空航天、信息和MEMS作為科技進展的三大重點。 美國宇航局投資1億美元著手研制“覺察號微型衛(wèi)星“，美國國家科學(xué)基金會把MEMS作為一個崛起的爭論領(lǐng)域制定了資助微型電子機械系統(tǒng)的爭論的打算，從1998年開頭，資助MIT，加州大學(xué)等8所大學(xué)和貝爾試驗室從事這一領(lǐng)域的爭論與開發(fā)，年資助額從100萬、200萬加到1993年的500萬美元。1994年公布的《美國國防部技術(shù)打算》報告，把 MEMS列為關(guān)鍵技術(shù)工程。美國國防部高級爭論打算局樂觀領(lǐng)導(dǎo)和支持 MEMS的爭論和軍事應(yīng)用，現(xiàn)已建成一條MEMS標(biāo)準(zhǔn)工藝線以促進型元件/裝置的爭論與開發(fā)。美國工業(yè)主要致力于傳感器、位移傳感器、應(yīng)變儀和加速度表等傳感器有關(guān)領(lǐng)域的爭論。很多機構(gòu)參與了微型機械系統(tǒng)的爭論，如康奈爾大學(xué)、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、密執(zhí)安大學(xué)、威斯康星大學(xué)、老倫茲得莫爾國家爭論等。加州大學(xué)伯克利傳感器和執(zhí)行器中心〔BSAC〕得到國防部和十幾家公司資助1500萬元后，建立了1115m2研究開發(fā)MEMS日本通產(chǎn)省1991年開頭啟動一項為期10年、耗資250億日元的微型大型爭論打算，研制兩臺樣機，一臺用于醫(yī)療、進入人體進展診斷和微型手術(shù)，另一臺用于工業(yè)，對飛機發(fā)動機和原子能設(shè)備的微小裂紋實施修理。該打算有筑波大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、早稻田大學(xué)和富士通研究 所 等 幾 十 家 單 位 參 加 教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注歐洲工業(yè)興旺國家也相繼對微型系統(tǒng)的爭論開發(fā)進展了重點投資，德國自1988年開頭微加工十年打算工程，其科技部于1990~1993年撥款4萬馬克支持“微系統(tǒng)打算“爭論，并把微系統(tǒng)列為本世紀(jì)初科技進展的重點，德國首創(chuàng)的LIGA工藝，為MEMS的進展供給了的技術(shù)手段，并已成為三維構(gòu)造制作的優(yōu)選工藝。法國1993年啟動的7000萬法郎的“微系統(tǒng)與技術(shù)“工程。歐共體組成“多功能微系統(tǒng)爭論網(wǎng)絡(luò)NEXUS“，聯(lián)合協(xié)調(diào)46個爭論所的爭論。瑞士在其傳統(tǒng)的鐘表制造行業(yè)和小型周密機械工業(yè)的根底上也投入了 MEMS的開發(fā)工作，1992年投資為1000萬美元。英國政府也制訂了納M科學(xué)打算。在機械、光學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域列出8個工程進展?fàn)幷撆c開發(fā)。為了加強歐洲開發(fā) MEMS的力氣，一些歐洲公司已組成 MEMS 開發(fā)集團。目前已有大量的微型機械或微型系統(tǒng)被爭論出來，例如：尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個紅血球，尺的微型泵流量可達(dá)250μl/min能開動的汽車，在磁場中飛行的機器蝴蝶，以及集微型速度計、微型陀螺和信號處理系統(tǒng)為一體的微型慣性組合〔MIMU〕。德國制造了LIGA工藝，制成了懸臂梁、執(zhí)行機構(gòu)以及微型泵、微型噴嘴、濕度、流量傳感器以及多種光學(xué)器件。美國加州理工學(xué)院在飛機翼面粘上相當(dāng)數(shù)量的1mm的微梁，掌握其彎曲角度以影響飛機的空氣動力學(xué)特性。美國大批量生產(chǎn)的硅加速度計把微型傳感器〔機械局部〕和集成電路〔電信號源、放大器、信號處理和正檢正電路等〕一起集成在硅片3mm×3mm的范圍內(nèi)。日本研制的數(shù)厘M1.5μm三 、 國 內(nèi) 現(xiàn) 我國在科技部、國家自然基金委，教育部和總裝備部的資助下，始終在跟蹤國外的微型機械爭論，樂觀開展MEMS的爭論。現(xiàn)有的微電子設(shè)備和同步為微系統(tǒng)供給了基本條件，微細(xì)驅(qū)動器和微型機器人的開發(fā)早已列入國家 高技術(shù)打算及攀登打算B中。已有近40個爭論小組，取得了以下一些爭論成果。廣東工業(yè)大學(xué)與日本筑波大學(xué)合作，開展了生物和醫(yī)用微型機器人的爭論，已研制出一維、二維聯(lián)動壓電陶瓷驅(qū)動器，其位移范圍為10μm×10μm；位移區(qū)分率為0.01μm，精度為0.1μm，正在研制6自由度微型機器人；長春光學(xué)周密機器爭論所研制出直徑為Φ3mm的壓電電機、電磁電機、微測試儀器和微操作系統(tǒng)。上海冶金爭論教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注所研制出了微電機、多晶硅梁構(gòu)造、微泵與閥。上海交通大學(xué)研制出Φ2mm的電磁電機，南開大學(xué)開展了微型機器人掌握 技 術(shù) 的 研 究 等 我國有很多機構(gòu)對多種微型機械加工的方法開展了相應(yīng)的爭論，已奠定了肯定的加工根底，能進展硅平面加工和體硅加工、LIGA加工、微細(xì)電火花加工及立體光刻造型法加工等。 四、技術(shù)發(fā)展趨勢技術(shù)不斷進展的同時進展了一批微小器件和系統(tǒng)，顯示了巨大生命力。作為大批量生產(chǎn)的微型機械產(chǎn)品，將以其價格低廉和優(yōu)良性能贏得市場，在生物工程、化學(xué)、微分析、光學(xué)、國防、航天、工業(yè)掌握、醫(yī)療、通訊及信息處理、農(nóng)業(yè)和家庭效勞等領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用前景。當(dāng)前，作為大批量生產(chǎn)的微型機械產(chǎn)品如微型壓力傳感器、微細(xì)加速度計和噴墨打印頭已經(jīng)占據(jù)了巨大市場。目前市場上以流體調(diào)整與掌握的微機電系統(tǒng)為主，其次為壓力傳感器和慣性傳感器。1995年全球微型機械的銷售額為15億美元，有人估量2023年，相關(guān)產(chǎn)品值將到達(dá)400億美元。明顯微型機械微型機械是一門穿插科學(xué)，和它相關(guān)的每一技術(shù)的發(fā)展都會促使微型機械的進展。隨著微電子學(xué)、材料學(xué)、信息學(xué)等的不斷進展，微型機械具備了更好的進展根底。由于其巨大的應(yīng)用前景和經(jīng)濟效益以及政府、企業(yè)的重視，微型機械進展必將有更大的飛躍。原理、功能、構(gòu)造體系的微傳感器、微執(zhí)行器和系統(tǒng)將不斷消滅，并可嵌入大的機械設(shè)備，提高自動化和智能水平。 加工技術(shù)作為微型機械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個大的進展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更簡單、更高深度適合各種要求的材料特性和外表特性的微構(gòu)造以及制作不同材料特別是功能材料微構(gòu)造、更易于與電路集成的方向進展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。微型機械在設(shè)計方面正向著進展構(gòu)造和工藝設(shè)計的同時實現(xiàn)器件和系統(tǒng)的特性分析和評價的設(shè)計系統(tǒng)的實現(xiàn)方向進展，引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)。我國在微型加工技術(shù)進展的優(yōu)先進展領(lǐng)域是生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、航空航天、工業(yè)與國防等領(lǐng)域，建設(shè)好幾個有世界先進水平的微型機械爭論開發(fā)基地，同時亦重視微觀尺度上的物理現(xiàn)象和效應(yīng)的爭論，加速我國微型機械的爭論教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注五 、 關(guān) 鍵 技 微型機械是一個興的、多學(xué)科穿插的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)一個系統(tǒng)的特征尺寸到達(dá)微MM產(chǎn)生很多的科學(xué)問題。例如隨著尺寸的削減，外表積與體積之比增加，外表力學(xué)、外表物理效應(yīng)將起主導(dǎo)作用，傳統(tǒng)的設(shè)計和分析方法將不再適用。為摩擦學(xué)、微熱力這等問題在微系統(tǒng)中將至關(guān)重要。微系統(tǒng)尺度效應(yīng)爭論將有助于微系統(tǒng) 的 創(chuàng) 微型機械不是傳統(tǒng)機械直接微型化，它遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機械的概念和范疇。微型機械在尺度效應(yīng)、構(gòu)造、材料、制造方法和工作原理等方面，都與傳統(tǒng)機械截然不同。微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性爭論、設(shè)計、制造和測試爭論是微系統(tǒng) 領(lǐng) 域 的 重 要 研 究 內(nèi) 容 微小型化尺寸效應(yīng)，微細(xì)加工工藝、微型機械材料和微型構(gòu)造件、微型傳感器、微型執(zhí)行器、微型機構(gòu)測量技術(shù)、微量流體掌握和微系統(tǒng)集成掌握以及應(yīng)用等方面取得不同程度的階段性成果。微型機械加工技術(shù)是微型機械進展的關(guān)鍵根底技術(shù)，其中包括微型機械設(shè)計微細(xì)加工技術(shù)、微型機械組裝和封裝技術(shù)、為系統(tǒng)的表征和測量技術(shù)及微系統(tǒng)集成技術(shù)。六、前沿關(guān)鍵技術(shù)1 、 微 系 統(tǒng) 設(shè) 計 技 主要是微構(gòu)造設(shè)計數(shù)據(jù)庫、有限元和邊界分析、CAD/CAM仿真和擬實技術(shù)、微系統(tǒng)建模等，微小型化的尺寸效應(yīng)和微小型理論根底爭論也是設(shè)計爭論不行缺少的課題，如：力的尺寸效應(yīng)、微構(gòu)造外表效應(yīng)、微觀摩擦機理、熱傳導(dǎo)、誤差效應(yīng) 和 微 構(gòu) 件 材 料 性 能 等 。2 、 微 細(xì) 加 工 技 主要指高深度比多層微構(gòu)造的硅外表加工和體加工技術(shù)，利用X射線光刻、電鑄的LIGA和利用紫外線的準(zhǔn)LIGA加工技術(shù)；微構(gòu)造特種周密加工技術(shù)包括微火花加工、能束加工、立體光刻成形加工；特別材料特別是功能材料微構(gòu)造的加工技術(shù)；多種加工方法的結(jié)合；微系統(tǒng)的集成技術(shù)；微細(xì)加工 工 藝 探 索 等 。、微型機械組裝和封裝技術(shù)主要指沾接材料的粘接、硅玻璃靜電封接、硅硅鍵合技術(shù)和自對準(zhǔn)組裝技術(shù)，具有三維可動部件的封裝技術(shù)、真教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注空封裝技術(shù)等封裝技術(shù)的探索。、微系統(tǒng)的表征和測試技術(shù)主要有構(gòu)造材料特性測試技術(shù)，微小力學(xué)、電學(xué)等物性的測量與評價技術(shù)。教案環(huán)節(jié)組織教案

檢查學(xué)生出勤

教學(xué)內(nèi)容

備注舉例導(dǎo)入提問 微機械加工在國民經(jīng)濟中所占的地位和作用？任務(wù)八微細(xì)加工工藝方法導(dǎo)言 微細(xì)加工技術(shù)是周密加工技術(shù)的一個分支，面對微細(xì)加工的電加工技術(shù),激光微孔加工、水射流微細(xì)切割技術(shù)等等在進展國民經(jīng)濟，振興我國國防事業(yè)等發(fā)面都有格外重要的意一領(lǐng)域的進展和開發(fā)進程。微細(xì)加工技術(shù)的概念和特點：和超微細(xì)加工是在半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的根底上進展息時代微電子時代，光電子時代的關(guān)鍵技術(shù)之一。下幾個方面：精度的表示方法引入加工單位尺寸的概念。微觀機理以切削加工為例，從工件的角度來講，一般加工和微細(xì)加工的最大區(qū)分是切屑的大小。一般為金屬材料是由微細(xì)的晶粒組成，晶粒直徑為數(shù)微MM。一般加工時,吃刀量較大，可以無視晶粒的大小，而作為一個連續(xù)體來對待，因此可見一般加工和微細(xì)加工的機理是不同的。加工特征微細(xì)加工和超微細(xì)加工以分別或結(jié)合原子、分子為加工對蝕、濺射、蒸鍍等手段進展各種處理。微細(xì)加工和超周密加工在國外的進展?fàn)顩r：在超周密加工技術(shù)領(lǐng)域起步最早和技術(shù)領(lǐng)先的國家是美國，其次是日本和歐洲的一些國家。美國超周密加工技術(shù)的進展M納M級技術(shù)“國家關(guān)鍵技術(shù)打算，國防部陸、海、空三軍組成了特別委員會，統(tǒng)一協(xié)調(diào)爭論工作。美國至少有30廠家和爭論單位研制和生產(chǎn)各種超周密加工機床，國家勞倫

說明分析析舉例總結(jié)教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注斯.利佛摩爾試驗室、聯(lián)合碳化物公司、摩爾公司、杜邦公司等在國際上均久負(fù)盛名。美國最早研制了能加工硬脆材料的6軸數(shù)控超周密研磨拋光機；聯(lián)合碳化物公司開發(fā)了直徑佛摩爾試驗室還開發(fā)了能加工陶瓷、硬質(zhì)合金、玻璃和塑料等難加工材料的超精親熱削機床，在半導(dǎo)體工業(yè)、航空工業(yè)加工技術(shù)加工各種軍用紅外零部件。日本對超周密技術(shù)的進展也格外重視，70立了超周密加工技術(shù)委員會，制定了技術(shù)進展規(guī)劃，成為此項技術(shù)進展速度最快的國家。日本現(xiàn)有20機床研制公司，重點開發(fā)民用產(chǎn)品所需的加工設(shè)備并力圖使設(shè)備系列化，成批生產(chǎn)了多品種商品化的超周密加工機床。在超精親熱削技術(shù)進展比較成熟后，日本已將黑色金屬、陶瓷和半導(dǎo)體功能材料的超周密加工技術(shù)作為重要的爭論開發(fā)工程。日本的爭論創(chuàng)意識強，不是單純地仿照國外的做走出了一條自己的進展道路。歐洲等國也將超周密加工技術(shù)的進展放在重要位置，60起英國開頭爭論超周密加工技術(shù)，克蘭菲爾德大學(xué)周密工程爭論所相繼研制出能加工大型非球面反射鏡的數(shù)控金剛石立式車床、加工大型非對稱構(gòu)造光學(xué)零件的數(shù)控超周密磨床、研制了脆性材料的超周密磨削工藝?，F(xiàn)已成立了國家納M技術(shù)戰(zhàn)略委員會，正在執(zhí)行國家納M技術(shù)爭論打算。德國和瑞士也有比較強的超周密加工力量。1992了一系列的聯(lián)合爭論與進展打算，加強和推動超周密加工技術(shù)的進展。超周密車削、磨削和研磨是已經(jīng)進展成熟并大量應(yīng)用的加工技術(shù)。日本開發(fā)了外圓和平面等多種類型的研磨機，美國也研制成功了加工陀螺零件的球形研磨機。另外，國外還大力進展了超周密拋光技術(shù)，以獲得高的外表質(zhì)量。美、日、英等國投入了大量資金和人力開發(fā)了離子束拋光工藝，以加工高精度的光學(xué)器件。美國還研制了邊拋光邊測量的離子束拋光機，拋光非球面鏡的精度達(dá)λ/50M造技術(shù)是超周密加工技術(shù)的頂峰，其爭論需要有雄厚的技術(shù)根底和豐厚的物質(zhì)條件，美國、日本和英國正在進展一些爭論工程，包括聚焦電子束曝光、準(zhǔn)分子激光蝕刻和掃描隧道M繪制出任意外形的圖形，而且不損傷材料。準(zhǔn)分子激光束通過與被加工材料外表起直接反響進展蝕刻，沒有對加工部位的照耀損傷和放電破壞，可到達(dá)納M道顯微鏡技術(shù)是利用掃描隧道顯微鏡探針的尖端俘獲單個原子或單個分子，并向被加工外表傳輸，或者從被加工外表剝離單個或成團的原子和分子，從而形成所需的納M美國和日本都已把握了此項技術(shù)，在金屬晶體或非金屬晶體教案環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 備注氣體中或溶液中都能在硅、砷化鎵等電子材料、石英、陶瓷、金屬和非金屬材料上加工出納空微電子元器件和微機電系統(tǒng)的進展供給了技術(shù)支持。最早開發(fā)的復(fù)合超周密加工技術(shù)是超周密振動金剛石刀具切削工藝，美國宇航動力集團承受該工藝加工了激光陀螺玻璃腔體，日本加工了平面和圓度達(dá)0.1μm來，復(fù)合超周密加工技術(shù)更有了長足進展，日本理化爭論所開發(fā)的在線電解修整復(fù)合磨削技術(shù)，能高效磨削球面、非球面和平面透鏡等高硬度和高脆性電子和光學(xué)材料的功能零件，以及塑性金屬零件，尺寸和外形精度達(dá)亞微M，外表粗MSiC非球面和平面透鏡等光學(xué)零件，直徑100mm2023mm的球面透鏡磨削后的外形精度為0.2μm，外表粗糙Ra0.0076μm；200mm×200mm的平面透鏡磨削后，Φ150mm0.6μm，外表粗糙度值為Ra0.006μm。等離子化學(xué)氣化加工和流體拋光技術(shù)也是目前國外開發(fā)的比較有用的加工技術(shù)，主要針對電子和光電等功能材料零件的超周密加工，可加工出任意外形的零件。目前，承受等離子化學(xué)氣化加工技術(shù)已制成了納M無缺陷的非球面透鏡，加工效率接近于