先进制造技术实验报告

1、上海第二工业大学先进制造技术（实验报告） 题 目： 先进制造技术实验 学 院： 工学部_ 学 号：_ 姓 名：_ 班 级： 13机工_ 指导教师：李庆梅_ 日 期： 2016年5月28日实验一 三坐标机测量一、实验目的通过三坐标测量机的演示性实验，了解三坐标测量机在先进制造工艺技术中所起的作用。二、实验要求 （1）了解三坐标测量机的组成； （2）了解三坐标测量机的测量原理； （3）了解反求工程的概念。三、实验原理及设备 图1为Discovery D-8 型桥式三坐标测量机外形图，三坐标测量机的三组导轨相互垂直，形成了 X,Y,Z 三个运动轴，各方向的行程分别由高分辨率精密光栅尺测量，从而组成了

2、机器的空间直角坐标系统，原点位于测量机左前上方。测量工件时，探头（测头）相对坐标系运动，用它来探测处于坐标系内的任何待测工件表面，即可确定该测点的空间坐标值, 经计算机采集图1 D-8 型桥式三坐标测量机外形图得到测点数据，按程序规定的要求探测若干点后, 计算机即可对采样数据进行处理，从中计算出被测几何要素的尺寸、形状误差和在坐标系中的位置, 在对若干要素探测后, 计算机可根据不同的测量要求计算出这些几何要素间的位置尺寸和位置误差。 Discovery D-8 型三坐标测量机配有MeasureMax+（Version 6.4）测量软件，该软件功能强大，内容丰富，整个测量操作过程可由计算机控制自

3、动完成，也可以由操纵杆（见图2.）配合计算机完成部分手动操作。图2 操作杆测头校正系统启动 启动MeasureMax+安装被测工件 建立工件坐标系 进行测量 结果输出 退出MeasureMax+ 关闭系统图3 测量操作流程四、实验步骤实验二 快速原型制造一、实验目的 目前快速原形制造技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。通过快速成型机演示性实验，了解快速原型制造在先进制造工艺技术中所起的作用。二、实验要求（1）了解快速成型机的组成；（2）了解快速成型机的实体成型原理；（3）通过参观实验室现有快速成型零件，了解快速原型制造的应用。三、实验原理及设备快速成形制造工艺采用离散/堆积成型原理

4、成型，首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层，将三维电子模型变成二维平面信息（离散过程），然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码；并对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；再利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；将各分层加工的每个薄层自动粘接，最后直至整个零件加工完毕。可以看出，快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。快速原形制造技术的主要工艺

5、方法有光敏液相固化法 LSA( Stero Lithography Apparatus)，选区片层粘接法LOM(Laminated Object Manufacturing)，选区激光烧结法SLS(Selective Laser Sintering)和熔丝沉积成型FDM(Fused Deposition Modeling)。 本实验采用熔丝沉积成型FDM工艺方法进行快速原形制造，该方法使用ABA丝为原料，利用电加热方式将ABA丝熔化，由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件，该方法设备简单，零件精度较高，污染小。图1为结构图，它由喷头、喷咀、导杆 、Z轴丝杆 、Z工作台 、成型材料盒、支撑

6、材料盒、废料桶、显示面板（Prodigy Plus型机的控制面板在材料盒右边）等组成，其工作范围为 203 x 203 x 305mm，分辨率0.1m。喷头喷咀导杆Z轴丝杆成型材料支撑材料工作台传感器喷咀清洁刷显示面板废料桶工作底板Z工作台图1 Prodigy Plus快速原形机组成四、实验步骤图2零件成型操作流程导入CAD三维实体模型构造CAD三维实体模型启动Insight定位成型零件位置 （STL）完成所有预处理打开Prodigy Plus成型机装载Model或Support材料将经过预处理的文件下载到Prodigy Plus成型机。塑料工作底板放在工作台上按下成型机Start Model

7、按钮零件制作完毕，关闭系统实验三 工业机器人实验三 工业机器人一、实验目的 在当今这个工业时代，工业机器人的应用范围越来越广泛，各个企业对工业机器人的需求也逐日增加。显而易见，工业机器人各个方面的技术也必须迅速地发展，这将提高社会生产率和产品的质量，为社会创造巨大的财富。了解快速工业机器人在先进制造工艺技术中所起的作用。二、实验要求 (1)了解三坐标工业机器人的组成； （2)了解工业机器人发展历程； (3)通过参观实验室工业机器人，了解工业机器人的应用与前景。三、工业机器人的工作原理及构成机器人的系统结构 一台通用的工业机器人，按其功能划分，一般由 3 个相互关连

8、的部分组成：机械手总成、控制器、示教系统，如图 1 所示。 机械手总成是机器人的执行机构，它由驱动器、传动机构、机器人臂、关节、末端操作器、以及内部传感器等组成。它的任务是精确地保证末端操作器所要求的位置，姿态和实现其运动。  控制器是机器人的神经中枢。它由计算机硬件、软件和一些专用电路构成，其软件包括控制器系统软件、机器人专用语言、机器人运动学、动力学软件、机器人控制软件、机器人自诊断、白保护功能软件等，它处理机器人工作过程中的全部信息和控制其全部动作。     示教系统是机器人与人的交互接口

9、，在示教过程中它将控制机器人的全部动作，并将其全部信息送入控制器的存储器中，它实质上是一个专用的智能终端。  机器人的机械臂是由数个刚性杆体由旋转或移动的关节串连而成，是一个开环关节链，开链的一端固接在基座上，另一端是自由的，安装着末端操作器 ( 如焊枪 ) ，在机器人操作时，机器人手臂前端的末端操作器必须与被加工工件处于相适应的位置和姿态，而这些位置和姿态是由若干个臂关节的运动所合成的。因此，机器人运动控制中，必须要知道机械臂各关节变量空间和末端操作器的位置和姿态之间的关系，这就是机器人运动学模型。一台机器人机械臂几何结构确定后，其运动学模型

10、即可确定，这是机器人运动控制的基础。图1机器人系统组成框图图2工业机器人实物图实验小结通过这几次实验，使我在已有的知识层面上进行陌生知识的学习与理解，很多知识对于我的眼界都是很难想象的，有时候更是一脸茫然的，陌生带给我们恐惧与畏怯，但同时带给我好奇与渴望。在这几次实验中快速原型、制造工业机器人给我留下了深刻印象，使我对先进制造技术有了一个更加全面的认识，先进制造技术就是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体所产生的技术、设备和系统的总称。主要包括：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。先进制造技术内涵广泛、学科交叉，并且不断地发展与完善，在激烈的国际市场竞争中，制造业要求生存和发展，必须掌握先进的制造技术。先进制造技术也是改造传统产业的有力武器。先进制造技术的发展与产业化，将对国民经济的发展产生越来越大的影响。实验最深的体会就是让我养成善于思考，勤于动手的习惯，同时懂得了科技是第一