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第十一章自动化制造系统及先进制造技术简介

第一节制造自动化技术发展过程及发展趋势

第二节计算机辅助工艺过程设计(CAPP)

第三节自动化制造系统

第四节先进制造技术、工艺和方法

第一节制造自动化技术发展过程及发展趋势

一、发展过程

自从18世纪中叶瓦特发明蒸汽机以来，制造自动化技术就随机械化的发展而

得到迅猛发展，从其发展过程来看，可以分为五个阶段：

第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。该阶段在20世纪40～

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、自动化单机或自动化生产线进行大批量生产。如1870年美国发明

了自动制造螺钉的机器，继而于1895年发明多轴自动车床，是典型的单机自

动化系统。1924年第一条采用流水作业的机械加工自动线出现在英国的

Morris汽车公司，1935年前苏联成功地研制出第一条汽车发动机气缸体加工

自动线。这两条自动线的出现，使得自动化制造技术由单机自动化转向了自

动化系统。在第二次世界大战前后，美国福特汽车公司采用自动化生产线，

使汽车生产率成倍提高，生产成本大幅度降低，汽车的质量明显改善。随后，

自动化制造技术和自动化制造系统得到迅速的普及。虽然当时的自动化制造

系统仅应用于像汽车这样的大批大量生产的产品，但它对人类社会生产技术

的发展却起到了巨大的推动作用。1946年，前苏联又提出了成组生产工艺的

思想，其对自动化制造系统的发展具有十分重大的意义。至今，成组技术仍

然是自动化制造系统赖以生存和发展的主要技术基础之一。

二、发展趋势

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制造全球化市场的国际化，产品销售的全球网络正在形成。

产品设计和开发的国际合作。

产品制造的跨国化。

制造企业在世界范围内的重组与集成，如动态联盟公司。

制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用。

全球制造的体系结构将会形成。

柔性。

2.制造敏捷化重构能力。

快速化的集成制造工

艺。

3.制造网络

制造环境内部的网络化，实现制造过程的

化集成。

制造环境与整个制造企业的网络化，实现

制造环境与企业中各子系统的集成。

企业与企业间的网络化，实现企业间的资

源共享、组合与优化利用。

通过网络，实现异地制造。

第二节计算机辅助工艺过程设计(CAPP)

一、概述

CAM，它起到一个连接CAD与CAM的桥梁作用。来自CAD的几何和技

术要求的数据在CAPP完成加工处理，成为指导生产加工的制造数据。

因此，CAD的结果能否有效、充分地在生产中予以应用与实现，数控

机床与加工中心能否充分发挥其最大作用，CAD与CAM能否真正实现

集成，CAPP技术是关键，并且受到愈来愈广泛的重视。

一个CAPP系统应具有以下功能：①检索

标准工艺文件；②选择加工方法；③工序