先進制造技術研修報告概述1.1制造系統的基本概念制造業是獎可用資源與能源通過制造過程，轉化為可供人和社會使用和利用的工業產品活活生活消費品的行業，它涉及到國民經濟的各個行業，如機械、輕工、食品、石油、能源、交通、軍工和航空航天等。制造業是國民經濟的基礎行業，是創造社會財富的支柱產業。隨著制造業的發展和學科間的交叉與滲透，現代制造過程及相應的制造理論、制造技術及組織管理模式的顯著特征已明顯的呈現出來：一是系統科學性，及設計系統理論和系統工程的方法越來越多。二是學科綜合集成性，即現代制造過程和制造技術，不是任何一個單一學科知識能夠支撐的，而依賴于多門學科知識的有機結合。三是技術發展的先進性，新技術的發展和涌現，并不斷地向制造技術中的滲透，為制造技術的發展提供了良好的支持壞境，形成了制造技術新的發展理念和模式。制造業是所有與制造活動有關的實體或企業機構的總稱。制造業是國民經濟的支柱，這是因為一方面它創造價值、生產物質財富和新知識；另一方面，它為國民經濟各部門包括國防和科學技術的進步和發展提供手段和裝備。制造技術是完成制造活動所需的一切手段的總和。“系統”是由相互作用和相互依賴的若干部分的有機結合，并具有特定功能的有機整體。根據上述定義，制造系統是由人、生產設備、生產工具、物料傳輸設備及其他輔助裝置組成的硬件壞境，以及由生產信息、決策信息、生產方法、工藝手段和管理模式所形成的軟件支持的條件所構成的有機整體，其根本目標是把制造資源轉變成財富或產品。1.2制造自動化的發展可以預見未來制造自動化技術的發展用“七化”來描述，它們是：制造集成化21世紀獎從制造系統內部的信息和功能集成，發展到實現整個產品生產周期全過程的集成，最終發展到全球制造的全局集成。制造智能化有智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，將使制造系統具有自適應能力、自學習能力和自組織能力，以提高系統的響應速度和決策水平。制造敏捷化要求制造壞境和制造過程敏捷化。制造虛擬化以制造技術和計算機支持的系統建模技術和仿真技術為基礎，集多項高新技術為一體，并通過系統建模獎實現制造壞境及制造過程映射到計算機及其相關技術支持的虛擬制造壞境中，對其制造系統行為和性能進行預測和評價的一種方法。制造網絡化制造全球化制造綠色化1.3先進制造技術的概念與特點先進制造技術是以提高制造企業綜合效益為目的，以人為主體，以計算機技術為支柱，綜合利用信息、材料、能源、環保等高新技術以及現代系統管理技術，隊傳統制造過程中與產品在整個壽命周期中的使用、維護、回收利用等有關環節，進行研究并改造的所有使用技術的總稱。整個生產過程實質上是一個數據的采集、傳遞和加工處理的過程。最終形成的產品可以看做是數據的物質表現。CIM模式將成為工業企業新一代生產租住方式，并成為21世紀的主要生產方式。我國863計劃CIMS專家組將它定義為：“CIMS是通過計算機硬件和軟件，并綜合運用現代管理技術、制造技術、信息技術、自動化技術、系統工程技術，獎企業生產全部過程中有關人、技術、經營管理三要素及其信息流與物流有機地集成并優化運行的復雜的大系統。”柔性制造系統概述柔性制造系統FMS是一個以網絡為基礎、面向車間的開放式集成制造系統，是實現CIMS的基礎，它具有CAD、數控編程、分布式數控、工夾具管理、數據采集和質量管理等功能。根據系統所含機床數量、機床的結構不同，可將系統分為三類：柔性制造裝置（FMU）、柔性加工單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）。柔性制造裝置是以一臺加工中心為主的系統。它裝備托盤庫、自動化托盤交換站或機器人。一個自動化工具叫喚裝置。柔性加工單元有多種配置形式，但至少有一臺加工中心、托盤庫、自動托盤交換站、每臺機床的刀具交換裝置。柔性制造系統至少有兩個FMC組成，通過一個自動化傳輸系統——自動導向車、計算機控制搬運機等，把各個單元連接起來。FMS的定義及基本組成在我國有關標準中，FMS被定義為：柔性制造系統是由數控加工設備、物流儲運裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統。國外有關專家對FMS進行了更為直觀的定義：柔性制造系統是至少由兩臺機床、一套物料運儲系統和一套計算機控制系統所組成的制造系統，它通過簡單地改變軟件的方法便能制造處多種零件中任何一種零件。FMS主要由以下三部分組成：多工位的數控加工系統、自動化的物料儲運系統和計算機控制的信息系統。FMS的主要功能常見的FMS一般具有以下功能：自動制造功能，在柔性制造系統中，由數控機床這類設備承擔制造任務。自動交換工件和刀具的功能自動輸運工件和刀具的功能自動保管毛坯、工件、半成品、工夾具、模具的功能自動監視功能，自動補償，自診斷等作業計劃與調度2.7FMS的優點及效益從FMS的構成和功能可以看出，FMS具有以下的優點和效益：有很強的柔性制造能力提高設備利用率減少設備成本與占地面積減少直接生產工人，提高生產效率減少在制品數量，提高對市場的反應能力產品質量提高FMS可以逐步地實現實施計劃先進制造工藝技術3.1概述工藝技術是指將原材料轉化成具有一定幾何形狀、一定材料性能和精度要求的可用零件的一切過程和方法的總稱。一般制造工藝過程有離散工藝過程和連續工藝過程。按對零件的作用效果可分為形狀形態的工藝過程、改變性態的工藝過程和改變外觀性能的工藝過程等；按零件的精密程度可分為普通工藝過程、精密工藝過程以及超精密工藝過程；按使用的工具及能量形式不同，又可分為常規工藝、特種工藝、復合工藝以及快速制造工藝等。由此可把工藝制造方法歸納為以下幾種：1）成型工藝成型工藝主要指將不定形的原材料轉化成所需形狀的工藝2）變形工藝變形工藝主要包括使工件的原始幾何形狀從一種狀態改變成另一種狀態3）切削工藝切削與磨削加工時用刀具或砂輪在工件表層切去一層余量，使工件達到要求的尺寸精度、形狀、位置精度和表面質量的加工方法。4）聯接工藝聯接工藝只要指將單個工件聯接成組件或最終產品。5）材料改性工藝及表面處理工藝是指不改變幾何形狀、僅改變工件材料性能，從而獲得所希望指標的工藝。6）特種加工工藝特種加工是利用化學、電化學、物理等方法對材料進行加工。它主要包括以下特點：（1）不用機械能，與加工對象的機械性能無關（2）非接觸加工，不一定需要工具（3）微細加工，工件表面質量高（4）不存在加工中機械應變或大面積的熱應變，可獲得較低的表面粗糙的，其熱應力、殘余應力、冷作硬化等均比較小，尺寸穩定性好（5）兩種或兩中以上不同類型的能量可相互組合形成新的復合加工，其綜合加工效果明顯，且便于推廣使用（6）特種加工對簡化加工工藝、變革新產品的設計及零件的結構工藝性等產生積極的影響主要的特種加工類型如下：光加工激光加工時利用光的能量經過透鏡聚焦后在焦點上達到很高的能量密度靠光熱效應來加工各種材料的光刻蝕技術所謂光刻蝕就是利用電磁波頻譜中的光束或電子、X射線和離子等射線，將光致抗蝕劑形成規定圖形的微細加工方法電子束加工利用電子束的熱效應對工件進行加工的方法稱為電子書加工，而利用電子束的化學效應進行光刻的技術成為電子束光刻離子束加工利用惰性氣體或其他元素的離子在電場中加速成高速離子束流，以實現各種微細加工的方法稱為離子束加工超聲加工超聲加工時利用超聲波作為動力，帶動工具做超聲振動，通過工具與工件之間加入的磨料懸浮液沖擊工件表面而進行加工的一種成型加工方法振動切削振動切削是在普通切削加工的基礎上，人為地給工具或工件施加一個有規律的振動，改變了刀具和工件之間的瞬時運動關系，是切削過程在動態下進行的一種復合加工方法。3.2微米技術1）微小尺度的設計理論研究2）微細加工技術3）精密測試技術4）微系統技術3.3納米技術1）納米電子技術2）納米機械技術3）納米材料技術4）納米測量技術5）納米加工技術3.4快速形技術快速成形技術的分類使能技術為激光的快速