机械前沿科学动态.doc

机械工程 学科前沿动态 讲 义 授课对象：机械08级 授课时间：2011年秋学期 授课教师：丁飞 第一章 概述 一、机械工程学科的研究范围 机械制造及其自动化以工艺流程、工装夹具、制造系统为主； 机械电子工程以信息处理、自动控制为主； 机械设计及理论以设计理论、结构设计为主； 车辆工程以汽车技术、设计理论为主。 二、机械制造及其自动化（080201） 机械制造及其自动化是一门研究机械制造理论、制造技术、自动化制造系统和先进制造模式的学科。该学科融合了各相关学科的必威体育精装版发展，使制造技术、制造系统和制造模式呈现出全新的面貌。 研究方向：将机械设备与自动化通过计算机的方式结合起来，形成一系列先进的制造技术，包括：精密加工与细微加工、特种加工、绿色制造、CAM（计算机辅助制造）、FMS（柔性制造系统）等等，最终形成大规模计算机集成制造系统（CIMS），使传统的机械加工得到质的飞跃。 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）： 在成组技术的基础上，以多台（种）数控机床或数组柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其联接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统。 计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）、现代集成制造系统（Contemporary Integrated Manufacturing System）： 由一个多级计算机控制硬件结构，配合一套订货、销售、设计、制造和管理综合为一体的软件系统所构成的全盘自动化制造系统。 三、机械电子工程（080202） 机械电子工程是将机械学、电子学、信息技术、计算机技术、控制技术等有机融合而形成的一门综合性学科，广泛应用于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域机电一体化设备及生产自动化过程。 主要研究对象是机电一体化系统，包括执行机构、控制器、检测装置、动力装置和传动装置。涉及现代控制理论、现代检测技术、故障诊断技术、微计算机技术等基础知识。 研究方向：有机电控制及自动化、机器人技术、机械系统动态测试与故障诊断、现代传感器与测控技术、机电产品设计与控制。 四、机械设计及理论（080203） 机械设计及理论是对机械进行功能分析与综合定量描述与控制的基础技术学科。 专业基础：力学、机构学、强度理论、流体力学、CAD技术、计算机编程、机械参量测量、信号处理、微处理器应用 研究方向：现代机械设计理论与方法、机械摩擦学、机械机构学与系统动力学、机械强度分析、人机工程学、计算机集成设计与制造、智能机械系统设计、产品生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）、计算机图形学等。 五、车辆工程（080204） 车辆工程是研究汽车、拖拉机、机车车辆、军用车辆及其他工程车辆等陆上移动机械的理论、设计及制造技术的工程技术领域。 初期涉及到力学、机械设计、材料、流体力学、化工 今天拓展至与机械电子工程、机械设计及理论、计算机、电子技术、测试计量技术、控制技术等学科相互渗透、相互联系 并进一步触及医学、生理学及心理学等广泛的领域，形成了一门涵盖多种高新技术的综合性学科和工程技术领域。 研究方向：车辆的研究、开发；车辆的制造、加工；车辆的性能检测、试验、分析；车辆的使用、管理、保养、维修；与生产检测车辆有关的设备、检测仪器的开发等。 第二章 机械制造及其自动化 要点： 一、柔性制造系统FMS 二、计算机集成制造系统CIMS 三、绿色集成制造系统GIMS 四、几种先进制造工艺技术 推荐阅读书目 刘忠伟主编. 先进制造技术. 北京：国防工业出版社,2011.6 李长河等编著. 先进制造工艺技术. 北京：科学出版社,2011.3 朱胜等编著. 再制造技术与工艺. 北京：机械工业出版社,2011.1 宾鸿赞等编著. 先进加工过程技术. 武汉：华中科技大学出版社,2009.9 盛晓敏主编. 先进制造技术. 北京：机械工业出版社,2003.6 刘飞主编. 先进制造系统. 北京：中国科学技术出版社,2001.6 芮延年等编著. 协同设计. 北京：机械工业出版社,2003.7 来可伟等编著. 并行设计. 北京：机械工业出版社,2003.4 一、柔性制造系统FMS 柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统（Flexible Manufacturing System，英文缩写为FMS）。 柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解