《先进制造技术》教案第14课制造自动化技术（一）.docxVIP

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2024-03-10 发布于江苏
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《先进制造技术》教案第14课制造自动化技术（一）.docx

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课题

第十四课制造自动化技术（一）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解制造自动化技术的基本概念

（2）了解制造自动化技术的兴起、现状及发展趋势

素质目标：

培养作为一名机械专业技术人员必须具备的刻苦专研和锲而不舍的学习精神，严谨的科学态度和积极向上的价值观，为未来的专业深造和工作奠定坚实的基础

教学重难点

教学重点：制造自动化技术的基本概念，制造自动化技术的兴起、现状及发展趋势

教学难点：制造自动化技术的发展趋势

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

考勤

【教师】使用APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

问题导入

【教师】提出以下问题：

你知道什么是制造自动化吗？

【学生】聆听、思考、举手回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解制造自动化技术的基本概念，以及制造自动化技术的兴起、现状和发展趋势等知识

5.1制造自动化技术概述

5.1.1制造自动化技术的基本概念

自动化（Automation）一词最早是在美国通用汽车公司D．S．Harder于1936年提出“机器人之间的零件转移不用人去搬运就是‘自动化’”时出现的。目前所说的“自动化”已经从自动控制、自动调节、自动补偿、自动识别等发展到自我学习、自我组织、自我维护和自我修复等更高程度。

在“狭义制造”概念下，制造自动化是指生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机械故障诊断自动化等。

在“广义制造”概念下，制造自动化是包含了产品设计自动化、产品管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。

制造自动化代表先进制造技术的水平，促使制造业逐渐由劳动密集型产业向技术密集型和知识密集型产业转变。它是制造业发展的重要标志，也体现了一个国家的科技水平。采用制造自动化技术可以有效改善劳动条件，提升劳动者的素质，显著提高生产率，大幅提高产品质量，促进产品更新，并带动相关技术发展，大大提高企业的市场竞争力。

5.1.2制造自动化技术的兴起和现状

【教师】提出问题：

你知道制造自动化技术的兴起经历了哪几个阶段吗？

【学生】聆听、思考、举手回答

【教师】总结学生的回答，并讲解新知

1．制造自动化技术的兴起

制造自动化经历了漫长的发展过程，包括刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个阶段。

刚性自动化：自20世纪20年代开始发展，50年代到达顶峰，主要标志为出现了半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线，解决了单一品种大批量生产的自动化问题，其主要特点是生产率高、加工品种单一。

柔性自动化：自20世纪50年代开始发展，是为满足产品小批量甚至单件生产自动化的需要而产生的一系列柔性制造自动化技术，如数控技术（NC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）等。

综合自动化：自20世纪80年代开始发展，是指以计算机为中心的计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（CE）、精益生产（LP）、敏捷制造（AM）等模式的发展和应用。

2．制造自动化技术的现状

综合而言，目前制造自动化技术的研究主要表现在以下几方面。

（1）制造系统的集成技术和系统技术已成为研究热点

制造系统的集成技术和系统技术的研究发展迅速，已成为制造自动化研究中的热点。制造系统的集成技术和系统技术涉及面很广，集成技术包括制造系统中的信息集成和功能集成技术（如CIMS）、过程集成技术（如并行工程CE）、企业间集成技术（如敏捷制造AM）等；系统技术包括制造系统分析技术、制造系统建模技术、制造系统运筹技术、制造系统管理技术和制造系统优化技术等。

（2）更加重视研究人在制造自动化系统的作用

在过去的一段时期，人们曾认为全盘自动化和无人化工厂或车间是制造自动化发展的目标。随着实践的深入和一些无人化工厂实施的失败，人们对无人化制造自动化问题进行了反思，并对人在制造自动化系统中的重要作用进行了重新认识，提出了“人机一体化制造系统”“以人为中心的制造系统”等思想，其内涵就是发挥人的核心作用，采用人机一体的技术路线，将人作为系统结构中的有机组成部分，使人与机器处于优化合作的地位，实现制造系统中人与机器一体化的人机集成决策机制，以获得制造系统的最佳效益。

（3）数控单元系统的研究仍然占有重要位置

单元系统是以一台或多台数控加工设备和物料储运系统为主体，在计算机统一控制管理下，可进行多品种、中小批量零件自动化加工生产的机械加工系统的总