机械制造与自动化专业介绍.ppt

机械工程系 专业介绍 何晶昌副教授 机械工程系 * 欢迎新同学！ 机械工程系 * 提纲 一、培养目标 二、课程体系 三、机械自造与自动化简介 四、学习建议 机械工程系 * 一、培养目标 1、高职人才培养目标 针对高等职业院校学生的特点，培养学生 的社会适应性，教育学生树立终身学习理念， 提高学习能力，学会交流沟通和团队协作，提 高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创 业能力，培养德智体美全面发展的社会主义建 设者和接班人。教高200616号教育部关于全面提高高等职业 教育教学质量的若干意见 机械工程系 * 本专业主动适应我国机械行业迅速发 展需要和地方经济建设对应用型人才的需 求，按照工学结合的原则，坚持“人才规 格与企业需求相融合，素质教育与技能培 养相融合，教学内容与岗位技能相融合， 能力培养与技能鉴定相融合，校园文化与 企业文化相融合” 理念， 2、机械制造与自动化专业培养目标 机械工程系 * 培养具有良好职业道德与团队协作精神 ，具备机械设计和制造专业基础知识， 可从事机械设计制造、汽车维修的“守 纪律、懂设计、通工艺、精操作、会维 修、能创业”高端技能型专门人才。 机械工程系 * 3、就业去向 机械制造企业 技术员 从事机械产品设计和 制造工艺设计工作 操作工 从事产品加工制造工作 机械工程系 * 汽车修理企业 汽车 修理工 从事汽车修理工作 机械工程系 * 二、课程体系 公共基础机械设计机械制造自动控制 高等数学 大学英语 计算机应用基础 工程数学 应用文写作 机械制图及AutoCAD 工程力学 工程材料 公差配合与技术测量 机械设计基础 液压与气压传动 机械设计基础 数控技术 与编程 机械制造 装备设计 机械制造 基础 UG的应用 电工学 电子学（模电、 数电） 微机原理与应用 高级语言程序设 计 电气控制及PLC 应用 机械工程系 * 汽车方向专业课 汽车结构与拆装 汽车电路与电子系统检修 汽车发动机机械系统检修 汽车发动机电控系统检修 汽车传动系检修 汽车行驶、转向和制动系检修 机械工程系 * 三、机械自造与自动化简介 1、 制造过程 （1）机械产品的制造过程（小制造） 制造过程是指从原材料到产品的全过程，包括零件 制造、部件装配和整机组装等。制造过程包括生产设计、 技术准备、生产计划、毛坯制造、机械加工、热处理、 装配、质量检验以及储运等工艺过程。 机械工程系 * 制造过程中，原材料、毛坯，加工中的半成品、零 部件及产品整机形成了物料流；产品装配图、零部件图、 各种工艺文件、CAD软件、CAM软件、产品的定单、生 产调度计划等形成了信息流；电能、机械能、热能等形 成了能量流。 机械工程系 * 机械制造系统图 原料或毛坯存储运输制造检验成品 信 息 系 统 能源 能 量 系 统 物流信息流能量流 机械工程系 * （2）大制造 产品制造的全过程 市场需 求调研 产品设 计开发 产品 制造 售后服 务回收 产品 销售 机械工程系 * “大制造” 广义义 是将社会资源（物料、能源、设备、信息、人力 等）转化为产品的全过程，是一个综综合的系统。 制造系统 是指覆盖产品全生命周期的制造活动所形成的 系统，即设计、制造、装配及市场乃至回收的全过程。 机械工程系 * （3）制造哲理与生产方式 大批量生产中生产准备时间和终结时间较短，机动时 间较长，靠提高切削速度来提高生产率效果比较明显。 单件小批生产中生产准备时间和终结时间较长，机动 时间较短，靠提高切削速度来提高生产率效果不明显。 目前，市场广泛需求的是多品种和小批量生产，而新 的科学技术也不断涌现，因此推动了制造哲理的革新和生 产方式的转变。 机械工程系 * 新的制造理念 柔性制造（Flexible Manufacturing） 以硬件为基础软件作支持，改变程序实现所需控制，易于变动。 JIT（Just In Time）准时制造 在需要的时间生产需要数量的产品，即订单生产或零库存生产。 敏捷制造（Agile Manufacturing） 能快速响应应市场场，最大限度地缩缩短新产产品开发发和交货货期。 虚拟制造（Virtual Manufacturing） 虚拟现实拟现实 技术术与制造技术术集成的产产物，制造过过程在计计算机上实现实现 。 网络制造 根据市场需求的产品，利用网络在全球范围内组织资源和生产，产 品寿命结束公司即解散。虚拟公司/动态联盟 机械工程系 * 2、机械设计 设计是将来自市场的顾客需求，经 过设计人员的创造性思维、规划和决策 过程，最终形成可以应用于制造的各种 信息。 机械工程系 * （1）新产品开发的步骤 1）产品概念设计 包括基本特征、技术原理、主要结构形式、主要功能、市场定位、 技术规格、主要参数、目标成本及国内外类似产品比较。 维 修 整 体 产 品 概 念 运 输 使用价值 包 装 品 质 外 观 安 装 售后服务保证 机械工程系 * 2）产品方案设计 主要确定实现概念设计的总体方案，含机械结构 方案、电器控制方案、外形方案等。还要绘制产品总装图的工作原理草 图，给出其主要尺寸，列出产品的特殊配套零部件和外购件明细表等。 3）技术设计 根据设计任务书，将方案设计中确定的基本结构和技 术参数具体化进一步确定产品的结构和技术经济指标。 内容包括： （1） 通过计算、分析和试验确定重要零部件的结构、尺寸和配合， 画出机器总图，重要零部件图、液压系统图、电器系统图等。 （2） 编写部件、附件、通用件、标准件、外购件等明细表及特殊材 料表。 （3） 编写设计说明书，说明产品结构特点。 （4） 制定加工装配以及产品验收和交货的技术标准和技术文件。 机械工程系 * 技术设计之后要要组织设计部门、工艺部门、生产管理部门、销售 部门的人员进行设计评审，评审后进行修改，然后完成样机制造。样 机经测试后，连同设计资料和工艺设计一起进行新产品鉴定。 4）生产设计 将经过审核和修正的前一段的设计具体化为生产 用的工作图，因此又叫工作图设计。 本阶段要求绘制全套施工图样、准备制造和使用所需的技术 文件，为企业提供可靠的生产依据；必须根据企业的具体条件设计 确定生产的组织和生产设备的安排；还要求设计制造专门的刀具、 模具、夹具、检测量具的工艺设备，然后进入小批试制、销售，最 后投产。 机械工程系 * 新产品开发的步骤： 产 品 开 发 决 策 产 品 概 念 设 计 产 品 方 案 设 计 产 品 技 术 设 计 样 机 试 制 测 试 产 品 生 产 设 计 小 批 试 制 销 售 批 量 投 产 机械工程系 * （2） 产品开发的技术手段 计算机辅助计算分析、辅助设计、辅助制造等手 段广泛应用。常用的软件有AutoCAD、华正CAXA、 开目、 Solidworks、ProE、UG、CATIA、I-deas、 Cimatron、MasterCAM、ANSYS、DYNAFORM 、 管理软件MRP、ERP、PDM等。 基于CAD/CAE/CAM以及多媒体技术发展起来的 虚拟制造技术，有效加快了产品开发的速度。快速成 形制造RP技术使开发时间和费用降低，是现代产品快 速开发的重要技术。 机械工程系 * （3） 新产品开发的方式 独立研制 依靠本企业自身力量独立进行新产品开发。技术经济 实力雄厚的企业往往采用这种方式。一般的企业开发不太复杂的 产品或开发仿制、改进产品也比较适于这种方式。 合作开发 由企业和高校或科研机构合作进行技术开发。由于新 产品开发可能涉及到较广阔的学术领域，需要各种检测设备、实 验设备，需要各类人才进行创新工作，而高校和科研机构在这方 面有比较强的优势。 技术引进 通过购买专利，引进国外先进技术等方式，使企业的 产品迅速赶上先进水平，进入国际市场。对项目的引进应充分掌 握国内外技术发展的状况，进行充分的市场分析，以减少风险和 避免损失。 机械工程系 * 3、自动化 (1)机械设计自动化 设计自动化方法和技术在本质上是广 义的计算机和网络辅助设计方法和技术。 全自动设计既不可能也无必要,但计算机和 网络技术的不断发展使设计自动化的程度 不断提高。因此“设计自动化”实际上是 一个没有终点的发展过程,而不是结果。 机械工程系 * A、计算机辅助设计方法和技术的发展 短短的30年间,计算机辅助设计(CAD) 经历了从计算机辅助绘图、计算机辅助计 算分析, 发展到参数化设计、变量化设计、 特征建模和设计。与此相应,编程的思想和 语言也由面向过程发展到面向对象。从而 使CAD由支持纯几何设计扩展到非纯几何 设计, 进而发展到基于知识和人工智能的 设计。 机械工程系 * B、广义优化设计 设计过程的本质就是优化。传统优化设 计主要指运用数值优化方法进行技术设计参 数方案的变异和优选, 也包括某些结构方案 的拓扑优化,它们以方案迭代为特征,除过于 简单的问题外,一般必须借助于计算机来实 施。 机械工程系 * 从计算机信息处理的角度上看, 优化 可分为数值优化和非数值优化。后者例如 定性方案优化和布局优化等, 一般需要借 助知识处理方法、人工智能手段及模糊技 术等。数值优化算法看似已经成熟,智能算 法也不断涌现, 实际上由于绝大部分工程 设计问题的数学性态都很不规范, 至今能 有效地解决各类复杂问题的通用数值优化 方法极少。 机械工程系 * C、计算机支持协同设计 网络技术的发展促使计算机支持的协 同工作技术能将与产品开发相关的企业、 部门和环节的工作联系和结合起来, 实现 多机分布式异地协同设计。 机械工程系 * D、 虚拟设计 传统物理样机开发模式在人力物力上的巨大 浪费往往与产品的复杂程度成正比。用数字样机 取代物理样机,也即生成虚拟样机技术, 既是适 应市场剧烈竞争需要的产物, 也是计算机软硬件 和网络技术飞速发展的必然结果。其中,特别是 三维几何造型和编辑修改技术、机械系统动力学 建模和仿真技术、计算机CPU运算和图形处理能 力的突飞猛进,促进了计算机可视化技术及动画 显示技术的提高, 为虚拟样机技术提供了良好的 基础和用户交互界面。 机械工程系 * E、 智能设计 设计是信息处理的过程, 进而也是知 识加工的过程。设计活动是人类特有的一 种智能行为。严格地说,设计史就是智能设 计史。千百年来,设计依靠人类智能和手工 操作。只是在电子计算机问世后被迅速用 于辅助设计, 加快了设计中的数值计算和 图形处理,这就是传统的CAD。 机械工程系 * 智能设计是智能工程与设计理论相结合的 产物。在智能工程上,要进一步构建更能反映 和实现人类智能的理论和技术;重点研究智能 工程在设计领域的“移植”,使它更好地诠释 设计活动和领域知识, 从而实现全面的智能化 设计。在设计理论及技术上,要重点研究设计 中的信息流、人的思维规律和人工设计的一般 规律, 这是智能设计的立足点。 机械工程系 * 目前的研究重点还有:基于分布、并行思想 的结构体系研究;机器学习模式的研究;推理技 术的深化,重点集中在非归纳推理、非单调推理 、基于基因遗传的推理和基于神经网络的推理 等方面; 综合的知识表达模式, 即如何构造深 层知识和浅层知识统一的多知识表示结构等。 机械产品概念设计的智能化也是智能设计当前 面临的一个难点和热点。 机械工程系 * (2)制造自动化 制造自动化是把机械、电子和以计 算机为基础的系统应用于制造过程的操 作和控制中，使其自动进行的技术。 机械工程系 * 制造自动化技术服务的生产模式经历了 三个主要发展阶段 : 1） 用机器代替手工, 从作坊形成工厂。 2）从单件生产方式发展到大量生产方式。 3）从大量生产方式发展到多品种、小批量 的柔性化、集成化生产方式。 机械工程系 * 第一台阶: 刚性自动化, 包括刚性自动线和自动 单机。 本台阶在20 世纪40 一50 年代已相当成 熟。应用传统的机械设计与制造工艺方法, 采用 专用机床和组合机床、自动单机或自动化生产线 进行大批量生产。其特征是高生产率和刚性结构 , 很难实现生产品的改变。引人的新技术包括继 电器程序控制、组合机床等 制造自动化的历史和发展可分为五个台阶 机械工程系 * 第二台阶: 数控加工, 包括数控(NC) 和计算机 数控(CNC )。本台阶中的数控(N C )在5 0 一 70 年代发展迅速并已成熟, 但到了7 0 一8 0 年代, 由于计算机技术的迅速发展,它迅速被计 算机数控(CN C) 取代。数控加工设备包括数控 机床、加工中心等。数控加工的特点是柔性好 、加工质量高, 适应于多 品种、中小批量(包括单件产品)的生产。引人 的新技术包括数控技术、计算机编程技术等。 机械工程系 * 第三台阶: 柔性制造。本台阶特征是强调制造过 程的柔性和高效率。适应于多品种、中小批量的 生产。涉及的主要技术包括成组技术(GT )、计 算机直接数控和分布式数控(D N C)、柔性制造 单元(FM C )、柔性制造系统(FM S )、柔性加工 线(FML)、离散系统理论和方法、仿真技术、车 间计划与控制、制造过程监控技术、计算机控制 与通信网络等等。 机械工程系 * 第四台阶: 计算机集成制造(CIM )和计算机集成制 造系统(CIMs) 。CIM