现代制造技术读书笔记

关于对现代制造技术的认识和体会
一、概述：
现代制造技术是不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等最新技术成果，充分发挥人和设备的潜能，达到当代制造先进水平的技术。

一般包含两方面的内容：
（1）加工方法更精密、更高效、更灵活，主要体现在以下几个方面：超精密加工
微机械制造
超高速切削
特种加工：（电火花、线切割、激光）
（2）信息技术与制造技术相结合，由计算机控制的制造新技术。

数控技术
计算机辅助技术
集成制造技术
快速原形技术
二、先进的制造技术
超精密加工：加工精度可以达到0.1～0.01μm，Ra0.03～0.05μm；典型的工艺包括金刚石镜面切削、超精密镜面磨削、研磨与抛光加工；主要应用在镜面、精密元件、计量标准元件、大规模和超大规模集成电路的制造上。

微机械制造：精密程度可达10μm～1mm；主要利用半导体工艺的硅微细加工技术。

多用于医疗、汽车运输、航空航天、环境、测量分析、制造系统、军事等，尤其以其在生物医学、环境、交通和国防领域。

超高速切削：用超硬材料刀具（涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼、聚晶金刚石刀具）和高速设备，以常规切削速度5～10 倍以上的切削速度来加工。

目前主要用于飞机、汽车及模具工业。

特种加工：将电、磁、声、光、热等物理及化学能量或与机械能组合，对材料进行加工。

常见的特种加工方法：
三、计算机控制制造的新技术
计算机辅助技术：（CAD/CAE/CAM 技术）利用用计算机直接绘制产品设计，结构分析和辅助生产制造的技术。

是实现零件“无图加工”的关键。

数控技术（CNC）：如数控机床、数控铣床和数控钻床、加工中心等。

举例：
数控机床：工序自动化程度高，对加工对象的适应性强，生产效率高，加工精度高、质量稳定，其加工精度一般在0.005～0.1mm 之间，且不受零件复杂程度的影响。

加工中心（MC）：是一种功能较全的数控加工机床。

常见的加工中心一般分为两类：镗铣类加工中心和车削类加工中心。

镗铣类加工
中心集中了钻床、铣床和镗床的功能，主要用于加工箱体类零件，如变速箱、气缸体、气缸盖等。

这类零件往往重量较大且形状复杂，加工工序较多。

使用加工中心可在一台机床上，一次装夹中自动地完成铣端面、钻孔、螺纹、镗孔等大部分工序。

有的机床还有自动转位工作台，不但可用来保证各面各孔间的角度，而且可进行“掉头镗”，保证箱体零件相对的两个面上孔的同轴度。

柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。

能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，自主地完成多品种中、小批量的生产任务。

由于柔性制造系统要求技术水平高，投资巨大，造价昂贵，目前主要应用于工业发达国家。

据统计，日本、美国和德国所拥有的FMS 的数量，大约占了世界拥有总量的70％左右。

计算机集成制造系统CIMS：是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。

它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。

快速原型（RP）快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，
其原理为：产品三维CAD模型→分层离散→按离散后的平面几何信息逐层加工堆积原材料→生成实体模型。

该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。

柔性制造系统概述
随着经济一体化，竞争全球化时代的到来，需求多样化、竞争差异化，传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求。

迫使传统的大规模生产方式发生改变，批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产系统所替换，这就使制造系统的柔性越来越重要。

柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。

能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适宜于多品种、中小批量生产。

当制造对象发生变化时，它通过简单地改变软件、工装、刀具就够制造出所需的零件。

它主要由三部分组成:
(1)多台数控加工设备;
(2)可以在装夹工位、加工设备、交换工作站之间运送及储存工件的运储系统;
(3)相应的计算机控制系统。

同时还可以配置切屑收集、工件清洗等配套设备。

2 柔性制造单元FMC的应用
(1)带棒料输送器的柔性加工单元(QTN200M/500U)
棒料输送机将一根长棒料通过中空卡盘送人机床，车铣复合加工机床按照预定程序进行加工，加工完的工件由工件收集器收集并放人储物箱或传送带。

棒料输送机根据机床数控系统发出的动作信号继续送料，开始第二个工件的加工。

(2)带自动下料机的柔性加工单元(INT200SY)
机床本身配有切割机与机床并列错位摆放，机床将一根长棒料按照已经编好程序，切成需要的原材料，自动送进机床，然后机床按照已经设好的程序进行工件的加工(车铣复合、利用主副双主轴多工序同时加工)，全部加工完成后切割机的上下料装置再将加工完成的工件取出，放到传送带上送出，并再送人原材料，依此类推，实现连续自动加工。

机床的自动加工效率较高，机床开动率可达75%，无人运转时间8h以上。

3 柔性制造系统FMS的应用
(1) FH6800平面FMS柔性系统
系统由5台MAZAK公司生产的FH6800型卧式加工中心、52个交换托盘、1台清洗机、1台自动上下料机器人，通过MAZAK公司的INETLLIGENTMAZATROLFMS主控单元控制实现系统控制(目前实际配置4台机床)。

单机刀库106把刀。

最大工作直径1050mm，最大工作高度1m，最大工作重量1500kg。

主要担负中小零件的自动加工。

具有刀具破损检测功能、红外线测头机内检测功能。

5台机床刀具配置相同，采用冗余控制原则进行控制，系统自动安排加工任务至空闲机床。

可同时实现72h连续运转，24h无人运转。

(2)FH8800立体FMS柔性系统
系统由3台MAZAK公司生产的FH880型卧式加工中心、36个交换托盘、1台两位置自动上下料机器人，一台清洗机，通过MAZAK公司的INTELLlEGNT MAZATROL FMS主控单元控制实现系统控制(目前实际配置1台机床)。

最大工作直径250mm，最大工作高度1250mm，最大工件重量2200kg。

控制原理、特点同上一条线相同。

主要担负中型箱体类零件的加工。

但此条线交换托盘分上下两层立体放置，同样数量的交换托盘立体放置将大大节约柔性系统的占地面积。

与传统的交换托盘平面放置系统相区别，此类FMS被称为立体FMS。

系统可实现72h连续运转，24 h无人运转。

四、体会：
通过对现代制造技术这门课程的学习和相关知识的梳理，初步认识了现代制造技术在当前的发展和应用价值，采用现代制造技术可以实现高精度、高效率、高质量，但也会带来短时期内投资巨大、运行成本高的现实问题。

然而，要想实现产品质量、档次的提高，作为大型的科技企业或者说具有成型产品的企业，必须实施传统加工手段和现代制造技术相结合，尽可能提高现代制造技术的应用水平。

作为一名农业科技工作者，也深刻体会了所从事的行业以及所采用的加工制造手段与现代制造技术存在的差距，这可能与目前许多企业发展模式有关。

我希望，在不远的未来，在农机加工领域，现代制造技术的应用水平能够大幅度提高，更加具有国际竞争力的产品能大量出现。

目前，轰轰烈烈的MADE IN CHINA 说明了什么？毫无疑问，中国已经当之无愧的成为了是制造大国；但却不是制造强国，表现在各行各业……光纤制造设备100%依赖进口；集成电路芯片制造技术85%
依赖进口；57%主要机械产品技术依赖进口；不具备强大的产品自主开发能力和创新能力；产品开发周期过长，企业对市场的快速反应能力差。

我国机械新产品的平均开发周期为18个月，美国（1990年）新产品设计周期3个星期，试制周期3个月。

具有自主知识产权的重要产品和国际领先的重要制造技术数量低下,鲜有那么多国际知名品牌。

相比之下，日本在电子、汽车、机床等制造技术方面，品牌产品全球领先，甚至超过美国。

中国从来不缺乏引进、吸收能力，但缺乏进一步创新能力，为什么？科研投入及推广太低，从上而下市场化，急功近利。

相关责任人真应该好好想一想，如何做到真正的发展和强大。

简单而言，一个全国性质基础行业的科研单位，不让他好好的去搞科研，做基础工作和投入；走市场，表面看有产值了，但对于一个民族、国家，长远发展而言，却是非常不利的。