《智能制造概論》課件 （第三講：數(shù)字制造與智能制造）

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

第三講數(shù)字制造與智能制造一數(shù)字制造概述二數(shù)字制造的內(nèi)涵1、設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化制造技術(shù)2、控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)3、管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)三數(shù)字化生產(chǎn)管理一數(shù)字制造概述約翰·阿奇博爾德·惠勒（JohnArchibaldWheeler，1911年7月9日—2008年4月13日），美國(guó)物理學(xué)家、物理學(xué)思想家和物理學(xué)教育家?；堇盏闹饕芯款I(lǐng)域?yàn)榱孔永碚摗⑾鄬?duì)論研究?；堇找恢皇秩鄙僖还?jié)大拇指和另一個(gè)指尖，就是源于做實(shí)驗(yàn)時(shí)一小塊炸藥在他的手里爆炸了。但惠勒最終遂了兒時(shí)的心愿，因?yàn)樗愠隽嗽訌椇蜌鋸?。BAT，B指百度、A指阿里巴巴、T指騰訊，是中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司百度公司（Baidu）、阿里巴巴集團(tuán)（Alibaba）、騰訊公司（Tencent）三大互聯(lián)網(wǎng)公司首字母的縮寫。百度總部在北京、阿里巴巴總部在浙江省杭州市、騰訊總部在廣東省深圳市。一、數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系與區(qū)別一）數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系數(shù)字制造與智能制造是兩項(xiàng)密切關(guān)聯(lián)又各具內(nèi)涵的技術(shù)。數(shù)字制造是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)與手段，而智能制造是數(shù)字制造的提升。數(shù)字制造是智能制造的基礎(chǔ)。數(shù)字制造采用數(shù)字化的手段對(duì)制造過程、制造系統(tǒng)與制造裝備中復(fù)雜的物理現(xiàn)象和信息演變過程進(jìn)行定量描述、精確計(jì)算、可視模擬與精確控制。數(shù)字制造是數(shù)字技術(shù)與制造技術(shù)不斷融合和應(yīng)用的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫技術(shù)、產(chǎn)品建模技術(shù)、曲面造型技術(shù)、模擬仿真技術(shù)等數(shù)字技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工、產(chǎn)品裝配、制造管理與制造服務(wù)技術(shù)等制造技術(shù)融合，就形成了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、虛擬制造、快速成型、計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)、數(shù)字控制等各種形式的數(shù)字制造技術(shù)，這些技術(shù)也是智能制造的基礎(chǔ)技術(shù)。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?jiǎng)討B(tài)傳感器隨時(shí)感知其工作狀況、環(huán)境參數(shù)，需要控制軟件實(shí)現(xiàn)加工工藝過程的智能控制與優(yōu)化，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。一、數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系與區(qū)別一、數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系與區(qū)別一）數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系數(shù)字制造與智能制造是兩項(xiàng)密切關(guān)聯(lián)又各具內(nèi)涵的技術(shù)。數(shù)字制造是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)與手段，而智能制造是數(shù)字制造的提升。智能制造是數(shù)字制造的提升。將數(shù)字制造技術(shù)與智能技術(shù)相結(jié)合，通過領(lǐng)域交叉、學(xué)科交叉、層次交叉、方法交叉等方式，形成了各種各樣的智能制造技術(shù)。例如，從制造信息處理技術(shù)發(fā)展到制造知識(shí)處理技術(shù)、從數(shù)值仿真技術(shù)發(fā)展到虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字樣機(jī)技術(shù)、從快速原型技術(shù)發(fā)展到三維打印技術(shù)、從在線測(cè)量技術(shù)發(fā)展到工況感知技術(shù)、從數(shù)字控制技術(shù)發(fā)展到智能控制技術(shù)、從柔性制造技術(shù)發(fā)展到精益生產(chǎn)技術(shù)、從數(shù)字裝備技術(shù)發(fā)展到智能裝備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從數(shù)字化到智能化的技術(shù)提升。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、數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系與區(qū)別一、數(shù)字制造與智能制造的聯(lián)系與區(qū)別二）數(shù)字制造與智能制造的區(qū)別數(shù)字制造處理的對(duì)象是數(shù)據(jù)，而智能制造處理的對(duì)象是知識(shí)。數(shù)字制造過程以信息處理為核心，而智能制造過程以智能學(xué)習(xí)與推理為核心。數(shù)字制造建模的數(shù)學(xué)方法是經(jīng)典數(shù)學(xué)（微積分）方法，智能制造建模的數(shù)學(xué)方法是智能計(jì)算方法。數(shù)字制造系統(tǒng)的性能在使用中是不斷退化的，而智能制造系統(tǒng)具有自優(yōu)化功能，其性能在使用中可以不斷優(yōu)化。數(shù)字制造系統(tǒng)在環(huán)境異?；蚴褂缅e(cuò)誤時(shí)無法正常工作，而智能制造系統(tǒng)則具有容錯(cuò)功能。所謂數(shù)字制造技術(shù)就是在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，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)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過程。通俗地說：數(shù)字化就是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這就是數(shù)字化的基本過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使人類第一次可以利用極為簡(jiǎn)潔的“0”和“1”編碼技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)一切聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)的編碼、解碼。各類信息的采集、處理、貯存和傳輸實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和高速處理。數(shù)字化制造就是指制造領(lǐng)域的數(shù)字化，它是制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與管理科學(xué)的交叉、融和、發(fā)展與應(yīng)用的結(jié)果，也是制造企業(yè)、制造系統(tǒng)與生產(chǎn)過程、生產(chǎn)系統(tǒng)不斷實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的必然趨勢(shì)，其內(nèi)涵包括三個(gè)層面：以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)。二、數(shù)字制造技術(shù)的科學(xué)定義與內(nèi)涵1、以設(shè)計(jì)為中心的數(shù)字化制造技術(shù)：CAD/CAE/CAM/CAPP/VA/DFX2、以控制為中心的數(shù)字化制造技術(shù)：NC-CNC-DNC-柔性制造單元-柔性制造系統(tǒng)-數(shù)字制造3、以管理為中心的數(shù)字化制造技術(shù)：MRP/MIS/PDM二、數(shù)字制造技術(shù)的科學(xué)定義與內(nèi)涵數(shù)字制造的內(nèi)涵包括三個(gè)層面：信息化是一種管理手段，信息化的工作就是把管理信息化。信息化就是將企業(yè)的生產(chǎn)過程、物料移動(dòng)、事物處理、現(xiàn)金流動(dòng)、客戶交互等業(yè)務(wù)過程數(shù)字化，通過各種信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)加工生成新的信息資源，用來提供給各層次的人了解“業(yè)務(wù)現(xiàn)在是什么情況”，“流程進(jìn)展到哪里”等一切動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)信息。以作出有利于生產(chǎn)要素組合優(yōu)化的決策，讓企業(yè)資源合理配置，以使企業(yè)能適應(yīng)瞬息萬變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，求得最大的經(jīng)濟(jì)效益。目前應(yīng)用的企業(yè)信息化管理系統(tǒng)主要有：OA辦公自動(dòng)化系統(tǒng)；用于管理客戶關(guān)系的CRM系統(tǒng)；MES制造執(zhí)行管理系統(tǒng)；MDC生產(chǎn)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)信息采集分析管理系統(tǒng)；PDM制造過程數(shù)據(jù)文檔管理系統(tǒng)等。信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系數(shù)字化就是將許許多多復(fù)雜的、我們難以估計(jì)的信息通過一定的方式變成計(jì)算機(jī)能處理的0和1的二進(jìn)制碼。數(shù)字化則是推進(jìn)信息化的最好方法。其背景和特征是：客戶/市場(chǎng)為先的文化：你的客戶是誰？市場(chǎng)在哪？他們是你數(shù)字化服務(wù)的對(duì)象。從用戶和市場(chǎng)出發(fā)，對(duì)方需要什么樣的產(chǎn)品什么樣的服務(wù)？客戶在哪，盡一切努力吸引他們，維系他們，取悅他們。為了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須打造可以滿足客戶需求的企業(yè)文化，可以為客戶獲益的功能，可以快速改變客戶或幫助客戶降低成本的服務(wù)。即時(shí)反饋

：在數(shù)字化世界中，客戶都期待著自己的請(qǐng)求能夠立刻獲得反饋?？蛻舨粫?huì)再等待幾分鐘、幾小時(shí)甚至數(shù)天，僅僅為了知道自己的請(qǐng)求是成功或失敗。數(shù)字化世界的響應(yīng)時(shí)間已經(jīng)開始用毫秒作為單位來衡量。實(shí)時(shí)

：數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)該能全天候接受請(qǐng)求，能按需可用，能使用／返回最新數(shù)據(jù)。自動(dòng)化：數(shù)字化服務(wù)應(yīng)該包含盡可能多的計(jì)算機(jī)處理過程（最理想狀況是100%由計(jì)算機(jī)處理），需要的人工介入越少越好。智能

：繁瑣的工作都應(yīng)交給數(shù)字化服務(wù)處理，將客戶或其他方面人員需要付諸的精力和所需的理解減至最低。在線

：數(shù)字化系統(tǒng)能通過互聯(lián)網(wǎng)從任何地點(diǎn)訪問，不對(duì)設(shè)備和使用情況進(jìn)行任何限制。推進(jìn)改變

：應(yīng)該是由數(shù)字化服務(wù)定義業(yè)務(wù)過程，而非業(yè)務(wù)過程定義數(shù)字化服務(wù)。數(shù)字化意味著業(yè)務(wù)過程需要作出改變，以便適應(yīng)計(jì)算的世界，而非反其道行之。信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系數(shù)據(jù)化是指問題轉(zhuǎn)化為可制表分析的量化形式的過程。最直觀的就是企業(yè)形形色色的報(bào)表和報(bào)告。數(shù)字化帶來了數(shù)據(jù)化。數(shù)據(jù)化管理=數(shù)據(jù)分析+服務(wù)業(yè)務(wù)+改善管理，智能制造系統(tǒng)需要管理以下的數(shù)據(jù)：（1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)：為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的管理，也為滿足個(gè)性化的產(chǎn)品需求，產(chǎn)品的各種數(shù)據(jù)會(huì)被記錄、傳輸、處理。首先，內(nèi)嵌入產(chǎn)品的傳感器會(huì)獲得更多的實(shí)時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，使得產(chǎn)品管理能夠貫穿產(chǎn)品的需求、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、營(yíng)銷、售后乃至淘汰報(bào)廢的全部生命歷程；其次，企業(yè)和消費(fèi)者的互動(dòng)過程及交易行為也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能幫助消費(fèi)者參與到產(chǎn)品需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及柔性加工等創(chuàng)新活動(dòng)中。（2）運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)：傳感器的應(yīng)用，使工業(yè)生產(chǎn)過程中的傳感、連接無處不在，因而產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠幫助企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、營(yíng)銷和管理方式上開展創(chuàng)新。首先，產(chǎn)生于生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)可用于對(duì)設(shè)備本身的實(shí)時(shí)監(jiān)控；其次，采集和分析采購(gòu)、倉儲(chǔ)、銷售、配送等供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)上的數(shù)據(jù)，能夠?yàn)槠髽I(yè)決策提供有效的指導(dǎo)，在大幅提升運(yùn)營(yíng)效率的同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本；最后，實(shí)時(shí)分析銷售數(shù)據(jù)與供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的變化，可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)奏及庫存規(guī)模。信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系（3）價(jià)值鏈數(shù)據(jù)：工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使價(jià)值鏈上各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)和信息得以被深入挖掘與分析，從而為企業(yè)管理者和參與者提供審視價(jià)值鏈的全新視角，讓企業(yè)有機(jī)會(huì)將價(jià)值鏈上的更多環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為企業(yè)的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。（4）外部數(shù)據(jù)：大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在宏觀經(jīng)濟(jì)分析與行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研中的應(yīng)用越來越廣泛，已成為企業(yè)提升管理決策以及市場(chǎng)應(yīng)變能力的重要手段。少數(shù)領(lǐng)先的企業(yè)已著手為各個(gè)層級(jí)員工提供相應(yīng)信息、技能和工具，引導(dǎo)員工更好、更及時(shí)地做出有效決策。信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)（約等于）數(shù)據(jù)化管理，前者常見于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，上升到所有行業(yè)其實(shí)都叫數(shù)據(jù)化管理。談數(shù)據(jù)化管理之前先說說數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析就是用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)收集來的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取有用信息和形成結(jié)論的過程。無論是產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)還是外部數(shù)據(jù)，如果只是將它們收集起來而不作任何分析，那么數(shù)據(jù)就失去了它的價(jià)值。對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，是智能制造時(shí)代的生產(chǎn)體系區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)體系的本質(zhì)特征。數(shù)據(jù)分析只能對(duì)某一個(gè)問題作出解答，比如分析得出銷售額下降的比率和原因，但并沒有告訴我們?cè)趺醋?，也就是說，數(shù)據(jù)分析本身不能帶來最大化的業(yè)績(jī)和效率。所以，數(shù)據(jù)分析結(jié)合人的決策和業(yè)務(wù)行動(dòng)，將正確的分析結(jié)果用最實(shí)際的方式應(yīng)用到業(yè)務(wù)層面才能產(chǎn)生效益，只有持續(xù)不斷的產(chǎn)生效益才能稱之為數(shù)據(jù)化管理。信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系信息化、數(shù)字化、數(shù)據(jù)化以及數(shù)據(jù)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)系1.NC機(jī)床（數(shù)控機(jī)床）的出現(xiàn)1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院首先實(shí)現(xiàn)了三坐標(biāo)銑床的數(shù)控化，數(shù)控裝置采用真空管電路。1955年，第一次進(jìn)行了數(shù)控機(jī)床的批量制造。當(dāng)時(shí)主要是針對(duì)直升飛機(jī)的旋翼等自由曲面的加工。2.CAM處理系統(tǒng)APT（自動(dòng)編程工具）出現(xiàn)1955年美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室公布了APT(AutomaticallyProgrammedTools)系統(tǒng)。其中的數(shù)控編程主要是發(fā)展自動(dòng)編程技術(shù)。這種編程技術(shù)是由編程人員將加工部位和加工參數(shù)以一種限定格式的語言(自動(dòng)編程語言)寫成所謂源程序，然后由專門的軟件轉(zhuǎn)換成數(shù)控程序。3.加工中心的出現(xiàn)1958年美國(guó)K&T公司研制出帶ATC(自動(dòng)刀具交換裝置)的加工中心。同年，美國(guó)UT公司首次把銑鉆等多種工序集中于一臺(tái)數(shù)控銑床中，通過自動(dòng)換刀方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工，成為世界上第一臺(tái)加工中心。三、數(shù)字制造技術(shù)的發(fā)展歷程4.CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件的出現(xiàn)1963年于美國(guó)出現(xiàn)了cad的商品化的計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)備，進(jìn)行二維繪圖。70年代，發(fā)展出現(xiàn)了三維的cad表現(xiàn)造型系統(tǒng)，中期出現(xiàn)了實(shí)體造型。5.FMS（柔性制造系統(tǒng)）系統(tǒng)的出現(xiàn)1967年，美國(guó)實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接而成的可調(diào)加工系統(tǒng)，最初的FMS（Flexiblemanufacturingsystem）6.CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造）的融合進(jìn)入70年代，CAD、CAM開始走向共同發(fā)展的道路。由于CAD與CAM所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，在CAD/CAM技術(shù)發(fā)展初期，主要工作是開發(fā)數(shù)據(jù)接口，溝通CAD和CAM之間的信息流。不同的CAD、CAM系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)格式規(guī)定，都要開發(fā)相應(yīng)的接口，不利于CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展。在這種背景下，美國(guó)波音公司和GE公司于1980年制定了數(shù)據(jù)交換規(guī)范IGES(InitiaGraphicsExchangeSpecifications)，從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的融合。三、數(shù)字制造技術(shù)的發(fā)展歷程7.CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的出現(xiàn)和應(yīng)用80年代中期，出現(xiàn)CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，波音公司成功應(yīng)用于飛機(jī)設(shè)計(jì)，制造，管理，將原需八年的定型生產(chǎn)縮短至三年。8.CAD/CAM軟件的空前繁榮80年代末期至今，CAD/CAM一體化三維軟件大量出現(xiàn)，如：CADAM，CATIA，UG，I-DEAS，Pro/E，ACIS，MASTERCAM等，并應(yīng)用到機(jī)械、航空航天、汽車、造船等領(lǐng)域。三、數(shù)字制造技術(shù)的發(fā)展歷程1.CAD---計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD在早期是英文ComputerAidedDrawing(計(jì)算機(jī)輔助繪圖)的縮寫，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，人們逐步的認(rèn)識(shí)到單純使用計(jì)算機(jī)繪圖還不能稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。真正的設(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，它包括產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造等，二維工程圖設(shè)計(jì)只是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一小部分。于是CAD的縮寫由ComputerAidedDrawing改為ComputerAidedDesign，CAD也不再僅僅是輔助繪圖，而是協(xié)助創(chuàng)建、修改、分析和優(yōu)化的設(shè)計(jì)技術(shù)。2.CAE---計(jì)算機(jī)輔助工程分析CAE(ComputerAidedEngineering)通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性.非線性.靜態(tài).動(dòng)態(tài))；場(chǎng)分析(熱場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)；頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計(jì)算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。四、數(shù)字制造技術(shù)的主要內(nèi)容3.CAM---計(jì)算機(jī)輔助制造CAM（ComputerAidedManufacture）是計(jì)算機(jī)輔助制造的縮寫，能根據(jù)CAD模型自動(dòng)生成零件加工的數(shù)控代碼，對(duì)加工過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬、同時(shí)完成在實(shí)現(xiàn)加工時(shí)的干涉和碰撞檢查。CAM系統(tǒng)和數(shù)字化裝備結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)無紙化生產(chǎn)，為CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。CAM中最核心的技術(shù)是數(shù)控技術(shù)。通常零件結(jié)構(gòu)采用空間直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)、線、面的數(shù)字量表示，CAM就是用數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。4.CAPP---計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃世界上最早研究CAPP的國(guó)家是挪威，始于1966年，并于1969年正式推出世界上第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AutoPros，并于1973年正式推出商品化AutoPros系統(tǒng)。美國(guó)是60年代末開始研究CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出頗具影響力的CAP-I'sAutomatedProcessPlanning系統(tǒng)。四、數(shù)字制造技術(shù)的主要內(nèi)容5.PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理隨著CAD技術(shù)的推廣，原有技術(shù)管理系統(tǒng)難以滿足要求。在采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以前，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和經(jīng)營(yíng)管理過程中涉及到的各類圖紙、技術(shù)文檔、工藝卡片、生產(chǎn)單、更改單、采購(gòu)單、成本核算單和材料清單等均由人工編寫、審批、歸類、分發(fā)和存檔，所有的資料均通過技術(shù)資料室進(jìn)行統(tǒng)一管理。自從采用計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，上述與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息。簡(jiǎn)單地采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬原來人工管理資料的方法往往不能從根本上解決先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段與落后的資料管理之間的矛盾。要解決這個(gè)矛盾，必須采用PDM技術(shù)。PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是從管理CAD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件。它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖紙和編寫的工藝文檔僅僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的一部分。PDM系統(tǒng)除了要管理上述數(shù)據(jù)外，還要對(duì)相關(guān)的市場(chǎng)需求、分析、設(shè)計(jì)與制造過程中的全部更改歷程、用戶使用說明及售后服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理。PDM關(guān)注的是研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。四、數(shù)字制造技術(shù)的主要內(nèi)容6.ERP---企業(yè)資源計(jì)劃企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，是指建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)企業(yè)的所有資源（物流、資金流、信息流、人力資源）進(jìn)行整合集成管理，采用信息化手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)供銷鏈管理，從而達(dá)到對(duì)供應(yīng)鏈上的每一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理。ERP系統(tǒng)集中信息技術(shù)與先進(jìn)的管理思想于一身，成為現(xiàn)代企業(yè)的運(yùn)行模式，反映時(shí)代對(duì)企業(yè)合理調(diào)配資源，最大化地創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的要求，成為企業(yè)在信息時(shí)代生存、發(fā)展的基石。在企業(yè)中，一般的管理主要包括三方面的內(nèi)容：生產(chǎn)控制（計(jì)劃、制造）、物流管理（分銷、采購(gòu)、庫存管理）和財(cái)務(wù)管理（會(huì)計(jì)核算、財(cái)務(wù)管理）。7.RE---逆向工程技術(shù)對(duì)實(shí)物作快速測(cè)量，并反求為可被3D軟件接受的數(shù)據(jù)模型，快速創(chuàng)建數(shù)字化模型（CAD）。進(jìn)而對(duì)樣品進(jìn)而作修改和詳細(xì)設(shè)計(jì)，達(dá)到快速開發(fā)新產(chǎn)品的目的。屬于數(shù)字化測(cè)量領(lǐng)域。四、數(shù)字制造技術(shù)的主要內(nèi)容8.RP---快速成型快速成型（RapidPrototyping）技術(shù)是90年代發(fā)展起來的，被認(rèn)為是近年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，其對(duì)制造業(yè)的影響可與數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)相媲美。RP系統(tǒng)綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)，激光技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，可以自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件，從而可以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評(píng)價(jià)、修改及功能試驗(yàn)，有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。四、數(shù)字制造技術(shù)的主要內(nèi)容五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)外美國(guó)很早就提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一體化，他們提出一個(gè)口號(hào)叫：“一次產(chǎn)品開發(fā)成功“。過去我們有個(gè)叫606的藥，做了606次實(shí)驗(yàn)才做成功?，F(xiàn)在有了信息化，有了數(shù)字化就有可能一次研發(fā)成功。一次研發(fā)成功的關(guān)鍵，是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮到產(chǎn)品制造，同時(shí)并行進(jìn)行建模與仿真。早在2006年，美國(guó)國(guó)防先進(jìn)計(jì)劃研究署（簡(jiǎn)稱DARPA），提出加快材料研發(fā)計(jì)劃。一個(gè)材料研發(fā)成功到應(yīng)用，如航空飛機(jī)的起落架需要12年時(shí)間。因此，提出要加快研發(fā)，就是用信息化技術(shù)，把研發(fā)的周期縮短一半，研發(fā)成本縮短一半。原來的研發(fā)要12年，通過執(zhí)行加快研發(fā)計(jì)劃就縮短為6年。比如，這是一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤，可以做到工藝模型，組織模型，最后到性能模型。不僅是美國(guó)，英國(guó)羅—羅公司是歐洲的航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司。他們?cè)缇吞岢觯喝鞒探Ｅc仿真技術(shù)。羅—羅公司和帝國(guó)理工、劍橋大學(xué)整個(gè)的聯(lián)合，前期的工作主要由院校進(jìn)行。通過全流程的模擬和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作，大大縮短了渦輪盤等關(guān)鍵零部件研發(fā)的周期。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)外早在2006年，美國(guó)國(guó)防先進(jìn)計(jì)劃研究署（簡(jiǎn)稱DARPA），提出加快材料研發(fā)計(jì)劃。一個(gè)材料研發(fā)成功到應(yīng)用，如航空飛機(jī)的起落架需要12年時(shí)間。因此，提出要加快研發(fā)，就是用信息化技術(shù)，把研發(fā)的周期縮短一半，研發(fā)成本縮短一半。原來的研發(fā)要12年，通過執(zhí)行加快研發(fā)計(jì)劃就縮短為6年。比如，這是一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤，可以做到工藝模型，組織模型，最后到性能模型。不僅是美國(guó)，英國(guó)羅—羅公司是歐洲的航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司。他們?cè)缇吞岢觯喝鞒探Ｅc仿真技術(shù)。羅—羅公司和帝國(guó)理工、劍橋大學(xué)整個(gè)的聯(lián)合，前期的工作主要由院校進(jìn)行。通過全流程的模擬和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作，大大縮短了渦輪盤等關(guān)鍵零部件研發(fā)的周期。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)外美國(guó)很早就提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一體化，他們提出一個(gè)口號(hào)叫：“一次產(chǎn)品開發(fā)成功“。過去我們有個(gè)叫606的藥，做了606次實(shí)驗(yàn)才做成功?，F(xiàn)在有了信息化，有了數(shù)字化就有可能一次研發(fā)成功。一次研發(fā)成功的關(guān)鍵，是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮到產(chǎn)品制造，同時(shí)并行進(jìn)行建模與仿真。早在2006年，美國(guó)國(guó)防先進(jìn)計(jì)劃研究署（簡(jiǎn)稱DARPA），提出加快材料研發(fā)計(jì)劃。一個(gè)材料研發(fā)成功到應(yīng)用，如航空飛機(jī)的起落架需要12年時(shí)間。因此，提出要加快研發(fā)，就是用信息化技術(shù)，把研發(fā)的周期縮短一半，研發(fā)成本縮短一半。原來的研發(fā)要12年，通過執(zhí)行加快研發(fā)計(jì)劃就縮短為6年。比如，這是一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤，可以做到工藝模型，組織模型，最后到性能模型。不僅是美國(guó)，英國(guó)羅—羅公司是歐洲的航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司。他們?cè)缇吞岢觯喝鞒探Ｅc仿真技術(shù)。羅—羅公司和帝國(guó)理工、劍橋大學(xué)整個(gè)的聯(lián)合，前期的工作主要由院校進(jìn)行。通過全流程的模擬和產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作，大大縮短了渦輪盤等關(guān)鍵零部件研發(fā)的周期。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)外美國(guó)最新進(jìn)展，2011年6月，美國(guó)宣布啟動(dòng)先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃。2013年，又啟動(dòng)了國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）。它是由一批制造創(chuàng)新研究院組成，第一批計(jì)劃建15所，總的計(jì)劃要建45所。9月12日，美國(guó)政府又把國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)用了一個(gè)更為鮮明、更為明確，讓大家易懂名字，稱為“ManufacturingUSA”（制造業(yè)-美國(guó)）。美國(guó)到2016年已經(jīng)成功建了9所制造創(chuàng)新研究院。美國(guó)特別重視智能制造，其中3所與智能制造直接有關(guān)。今年9月，美國(guó)剛剛宣布正在建立第10個(gè)“工業(yè)機(jī)器人”創(chuàng)新研究院。美國(guó)制造創(chuàng)新研究院具有四大特點(diǎn)，一是非盈利，為大中小企業(yè)服務(wù)，二是從事競(jìng)爭(zhēng)前共性技術(shù)研發(fā)，三是成果可以共享，四是組成了產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟。以今年6月份在洛杉磯剛剛建立的第9所創(chuàng)新研究院為例。它是由200多個(gè)企業(yè)、大學(xué)、研究院所組成創(chuàng)新聯(lián)盟，總部在洛杉磯，成立了5個(gè)分中心，遍布美國(guó)全國(guó)30幾個(gè)州。這個(gè)創(chuàng)新研究院的重點(diǎn)聚焦先進(jìn)傳感器、數(shù)字化控制、數(shù)據(jù)處理、及共性技術(shù)平臺(tái)。目的就是要從根本上降低研發(fā)成本，來提高美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)的效率。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)外再例如：美國(guó)成立的第三所“數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)”創(chuàng)新研究院。這個(gè)研究院的研究任務(wù)就是要從設(shè)計(jì)-研制原型-生產(chǎn)過程-測(cè)試過程一直到銷售，全流程聯(lián)系起來，全部數(shù)據(jù)非常流暢的在每個(gè)階段能夠運(yùn)行。它做到產(chǎn)品在最好的時(shí)間，最好的地方，做得更好，更快，而且又非常便宜和更具有競(jìng)爭(zhēng)性。這個(gè)研究院雖然稱為數(shù)字化制造與設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究院，但它有個(gè)宣傳材料。這個(gè)宣傳材料宣稱：如果真正實(shí)施了整個(gè)流程、全面的數(shù)字化數(shù)據(jù)交換和處理，也就是人們把它稱之為智能制造。再例如：美國(guó)2005年研究波音767，風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)做了77次多次?，F(xiàn)在研究787只要11次實(shí)驗(yàn)。第二個(gè)實(shí)例，美國(guó)通用電氣公司用10000個(gè)處理器組成的高性能計(jì)算機(jī)（HPC），模擬和優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，降低了成本，降低了油耗等等。這是美國(guó)在數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造研究方面取得的最新進(jìn)展。下面還可以補(bǔ)充一點(diǎn)，通用電氣公司在數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)上，直接采用增材制造，生產(chǎn)高溫合金噴嘴。它采用“直接金屬激光熔化”技術(shù)，壽命提高了5倍。因?yàn)樗呐坎⒉皇呛艽螅ㄓ秒姎夤疽呀?jīng)把它直接用做生產(chǎn)，而不僅僅是原型研發(fā)。五、數(shù)字制造發(fā)展現(xiàn)狀---國(guó)外B777的開發(fā)波音777大家一直公認(rèn)是數(shù)字化設(shè)計(jì)的典范，他縮短了研發(fā)周期的40%，更好、更快地，更符合要求制造出創(chuàng)新的產(chǎn)品。那么從777又發(fā)展到787，波音787是國(guó)際上最先進(jìn)的科技產(chǎn)品。大家都知道，波音787的一個(gè)主要特點(diǎn)，采用復(fù)合材料超過50%，但是，波音787還有第二個(gè)特點(diǎn)，就是大量廣泛采用了數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造，比波音777又進(jìn)了一步。可以稱之為四個(gè)D，即數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化全生命周期，波音787的研發(fā)把數(shù)字化的設(shè)計(jì)與制造發(fā)展到了新的高度。美國(guó)通用汽車開發(fā)汽車數(shù)字化開發(fā)-虛擬樣機(jī)五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)我國(guó)政府及工信部一再?gòu)?qiáng)調(diào)，工業(yè)化要和信息化深度融合，來促進(jìn)推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。我國(guó)也已有進(jìn)展，具有較好基礎(chǔ)。早在2000年，長(zhǎng)江三峽水輪機(jī)葉片，原來完全依靠進(jìn)口。中國(guó)二重集團(tuán)采用了國(guó)家自主研發(fā)的軟件，葉片一次試制成功。新華社專門做了報(bào)導(dǎo)，認(rèn)為打破了這個(gè)葉片被國(guó)外壟斷的制造技術(shù)。2002年，馬鞍山鋼鐵公司引進(jìn)了德國(guó)的全套連軋?jiān)O(shè)備，由于經(jīng)費(fèi)有限，部分設(shè)備要由國(guó)內(nèi)自己制造。他們聯(lián)合清華，對(duì)218噸的軋鋼機(jī)機(jī)架鑄鋼件工藝，采用數(shù)字化模擬和優(yōu)化技術(shù)，一次研發(fā)成功。同時(shí)，在10個(gè)月內(nèi)成功生產(chǎn)了18件機(jī)架鑄鋼件，為企業(yè)節(jié)省經(jīng)費(fèi)超過1億元。大家知道航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件制造是關(guān)鍵核心技術(shù)，我們和北京航空材料研究院和黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片進(jìn)行模擬仿真研究，采用新的工藝以后，就可以提高質(zhì)量。我們對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金渦輪盤也在合作進(jìn)行建模與仿真研究。我們國(guó)家要大力發(fā)展清潔核電，核電站需要的一個(gè)關(guān)鍵件-發(fā)電機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子鍛件，重200多噸，它需要鋼錠約500-600噸。這樣的超大型鍛件和鋼錠必須一次試制成功。我們采用模擬仿真技術(shù)，可以把鋼錠偏析等缺陷消滅在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的計(jì)算機(jī)屏幕上。上海交通大學(xué)則對(duì)超大型鍛件及熱處理工藝進(jìn)行模擬仿真。這些研究對(duì)企業(yè)改善和提高鋼錠和鍛件質(zhì)量提供了重要技術(shù)支撐。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床是重要基礎(chǔ)裝備，我們可以對(duì)加工過程進(jìn)行模擬仿真，能夠做到預(yù)測(cè)加工的尺寸精度，特別是加工后的表面殘余應(yīng)力。這個(gè)殘余應(yīng)力，決定零件的最后性能和使用壽命。所以，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)與制造，不僅要把零件做出來，而且要做到預(yù)測(cè)零件的組織、性能與壽命。2013年，為了迎接智能制造，中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字化設(shè)計(jì)—制造—服務(wù)一體化戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目。我國(guó)在航空及汽車領(lǐng)域，已取得初步成效。航空工業(yè)研制飛機(jī)，從設(shè)計(jì)到首飛比傳統(tǒng)周期縮短了一半。汽車工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化平臺(tái)研發(fā)也取得了進(jìn)展。中國(guó)一汽集團(tuán)的“數(shù)字化發(fā)動(dòng)機(jī)”研究與開發(fā)，從數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化加工和生產(chǎn)、數(shù)字化檢測(cè)、到銷售，實(shí)現(xiàn)了全過程數(shù)字化。東風(fēng)汽車集團(tuán)也提出了商用車全過程數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)，從商品規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)到整個(gè)流程進(jìn)行的建模與仿真。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀

-國(guó)內(nèi)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)的開發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)了總裝柔性生產(chǎn)。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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，構(gòu)建了多個(gè)云服務(wù)平臺(tái)。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6萬臺(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”五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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)品五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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)庫研究應(yīng)用；（2）復(fù)雜裝備研發(fā)過程中，產(chǎn)品性能仿真問題分析單一；（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)線五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)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五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)3.數(shù)控機(jī)床行業(yè)典型制造企業(yè)數(shù)字制造的技術(shù)現(xiàn)狀在三維造型方面，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)過程的在機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)的無紙化，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。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)3.數(shù)控機(jī)床行業(yè)典型制造企業(yè)數(shù)字制造的技術(shù)現(xiàn)狀存在的問題：1、數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)與制造知識(shí)增長(zhǎng)快，如何檢索到需求的知識(shí)，并進(jìn)行正確的知識(shí)推送問題；2、以云計(jì)算為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)資源部署、匹配、調(diào)用技術(shù)的缺失無法面對(duì)特定的設(shè)計(jì)任務(wù)的有效匹配、調(diào)用數(shù)字化設(shè)計(jì)資源，使效率降低、交貨期延度問題；3、數(shù)控機(jī)床的傳感與檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床系統(tǒng)的監(jiān)控、分析問題；4、數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)接口問題。五、數(shù)字制造的發(fā)展現(xiàn)狀-國(guó)內(nèi)3.數(shù)控機(jī)床行業(yè)典型制造企業(yè)數(shù)字制造的技術(shù)現(xiàn)狀思考題：1.什么是數(shù)字制造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)品開發(fā)全過程的一種技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)輔助下通過產(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)過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(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)開發(fā)過程中,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,可以完成無數(shù)次物理樣機(jī)無法進(jìn)行的虛擬試驗(yàn),從而無需制造及試驗(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)輔助工藝過程設(shè)計(jì)1.CAPP概念計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(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制定零件機(jī)械加工工藝過程。2.CAPP的發(fā)展歷史CAPP的開發(fā)、研制是從60年代末開始的，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，工藝部門只生成文本文件，企業(yè)無法對(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、制造過程管理制造過程管理（ManufacturingProcessManagement，簡(jiǎn)寫為MPM），是一種貫穿計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造和管理全過程的協(xié)同工作環(huán)境，旨在對(duì)生產(chǎn)過程中的工藝信息進(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、工藝部門、項(xiàng)目管理部門等各部門就介入進(jìn)去。2.案例分析目前國(guó)內(nèi)整個(gè)飛機(jī)制造過程中處于重要地位的飛機(jī)裝配過程基本沿襲了數(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，無法將裝配工藝過程、裝配零件及與裝配過程有關(guān)的制造資源緊密結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)裝配過程的仿真，無法在工藝設(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放性等一系列問題無法在裝配設(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)量開始鍵開始測(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)裝在刀庫里，可以自動(dòng)安裝在主軸上，并與其它刀具一樣通過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)量加工過程中厚度、張力強(qiáng)度的變化值，通過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附加力有/無附加力之比較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)值顯示在畫面上，通過觸摸屏人工選擇。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?；虻毒吣p、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，無需外掛通訊處理器，具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)集成功能通過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)連接開放的HMI（HumanMachineInterface人機(jī)界面）和

NCK（NCRealtimeKemal西門子數(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TCP/IP協(xié)議與NFS服務(wù)器和Windows網(wǎng)絡(luò)通信，無需任何附加軟件。數(shù)據(jù)傳輸速度最快可達(dá)1000Mbps，因此可確?？焖賯鬏敂?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)過多年來的研究與開發(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)制孔與連接裝配過程中的零組件裝配、部件裝配和部件對(duì)接裝配過程都需要進(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?？刂乒δ?/p>

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)的一般工作過程（1）輸入輸入CNC控制器的通常有零件加