成组技术

下图所示的一组零件，从设计角度看是各不相同， 但从工艺角度看，它们属于同一零件加工组。因为都 是铸件，且只有内孔及端面要加工。
成组单机的工装可以利用“综合零件”的概念进行设计。所谓综合零件 是它的形状要素能够包括一组内各个零件的全部形状要素。综合零件可以是 实际存在的，也可以是假拟的，多数是假拟的，（如下图），只要根据综合 零件的加工要求设计工装、布置刀具，便能加工组内的各个零件。
机械制造自动化现代技术
绪
论
机械：由零部件组成的，可实现运动、能量、 机械：由零部件组成的，可实现运动、能量、信息传递或转换 具有某种功能的机器、设备或仪器。 的，具有某种功能的机器、设备或仪器。 制造：一般是指将原材料转变为产品的过程。 制造：一般是指将原材料转变为产品的过程。而机械制造是将 材料或毛坯加工成零件部件或产品的过程。 材料或毛坯加工成零件部件或产品的过程。 自动化：自动化是针对应用对象用某种控制方法和手段， 自动化：自动化是针对应用对象用某种控制方法和手段，通过 执行机构来实现其动作， 执行机构来实现其动作，使其按预先规定的程序自动地进行 操作，而无需人直接干预的过程。 操作，而无需人直接干预的过程。 机械制造自动化：是机械制造用某种控制方法和手段， 机械制造自动化：是机械制造用某种控制方法和手段，通过执 行机构来实现其功能， 行机构来实现其功能，使其按预先规定的程序自动地进行操 而无需人直接干预的过程。 作，而无需人直接干预的过程。 现代技术；科学与技术： 现代技术；科学与技术：科学是正确反映客观事物本质和规律的知识体系。技术
绪 论
主要发展趋势
（4）虚拟产品开发虚拟产品开发是实际产品开发过程在计算 ）虚拟产品开发虚拟产品开发是实际产品开发过程在计算 机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术， 机上的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计 算机上群组协同工作，通过三维模型及动画， 算机上群组协同工作，通过三维模型及动画，实现产品的设 计开发的本质过程。 计开发的本质过程。 （5）虚拟企业虚拟企业是指分布在不同地方的多个分布式企 ）虚拟企业虚拟企业是指分布在不同地方的多个分布式企 业利用电子手段，为快速响应市场需求而组成的动态联盟。 业利用电子手段，为快速响应市场需求而组成的动态联盟。
4.制造智能化智能制造技术的宗旨在于通过人与智能机器的 制造智能化
合作共事，去扩大、 合作共事，去扩大、延伸和部分地取代专家在制造过程中的 脑力劳动，以实现制造过程的优化。 脑力劳动，以实现制造过程的优化。
绪 论
主要发展趋势
5.制造全球化市场的国际化，使产品销售全球网络正 制造全球化市场的国际化， 制造全球化市场的国际化 在形成； 在形成；产品设计和开发的国际合作及产品制造的 跨国化；制造企业在世界范围内的重组与集成， 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、 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；将会形成的全球制造体系结构。 共享和优化利用；将会形成的全球制造体系结构。 6.制造绿色化绿色制造是一个综合考虑环境影响的资 制造绿色化绿色制造是一个综合考虑环境影响的资 制造绿色化 源效率和现代制造模式，其目标是使产品从设计、 源效率和现代制造模式，其目标是使产品从设计、 制造、包装、运输、 制造、包装、运输、使用直到报废处理的整个产品 生命周期中，对环境的不利影响最小、 生命周期中，对环境的不利影响最小、资源利用率 最高。 最高。
是实现生产等需要而创造的手段的总和；科学是发现那些在自然界早己存在的事物或现象 的规律；技术是发明那些在自然界从来没有过的事物。 科学是提供理论。技术是将理论 变Leabharlann Baidu现实。现代 现代—当代、目前 时代的标志 当代、 时代的标志………. 当代 目前—时代的标志 .
绪 论
机械制造加工精度不同时期人们共识的标准： 机械制造加工精度不同时期人们共识的标准：
1.制造敏捷化敏捷制造是制造企业能够把握市 制造敏捷化敏捷制造是制造企业能够把握市 制造敏捷化 场机遇，及时动态地重组重构生产系统， 场机遇，及时动态地重组重构生产系统，能 在最短的时间内快速的向市场推出满足供求 关系的高质量的产品。 关系的高质量的产品。 2.制造网络化制造网络化是通过网络实现跨部 制造网络化制造网络化是通过网络实现跨部 制造网络化 跨地区，乃至跨国家的资源共享、 门、跨地区，乃至跨国家的资源共享、重组 与优化利用。 与优化利用。
（1）虚拟现实虚拟现实技术是人的想象力和电子学等相 ）
结合而产生的一项综合技术， 结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术 构成一种特殊环境， 构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这环境进 行自然交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。 行自然交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。
绪 论
主要发展趋势
1.制造敏捷化 制造敏捷化 2.制造网络化 制造网络化 3.制造虚拟化 制造虚拟化 4.制造智能化 制造智能化 5.制造全球化 制造全球化 6.制造绿色化 制造绿色化
（1）虚拟现实 ） （2）虚拟设计 ） （3）虚拟制造 ） （4）虚拟产品开发 ） （5）虚拟企业 ）
绪 论
主要发展趋势
二、何谓成组技术
当前，对成组技术还没有一个统一的定义，因为成组技 术可涉及不同的领域和应用范围，下面给出两种定义： 广义的：将各不相同但又具有相似信息的事物，被某种 准则分类归组，使相似的事物可以采用统一的处理方法已 达到优化处理的目的。 狭义的：成组技术是根据工厂产品零件间结构形状、尺 寸、材料和工艺等信息的相似性原理分类成组，通过扩大 成组批量来提高多品种、中小批生产的设计、制造和管理 水平的应用技术。 成组技术是一门综合性技术，是从系统工程的角度来研 究产品的全过程。 成组技术是CAD、CAPP、CAM的基础。
绪 论
主要发展趋势
虚拟设计是以虚拟现实技术为基础， （2）虚拟设计虚拟设计是以虚拟现实技术为基础，以机械产 ）虚拟设计虚拟设计是以虚拟现实技术为基础 品为对象的设计手段。 品为对象的设计手段。借助这样的设计手段设计人员可以通 过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互， 过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现定性 和定量的综合集成，从环境中得到感性和理性的认识，从而 和定量的综合集成，从环境中得到感性和理性的认识， 帮助深化概念和萌发新意。 帮助深化概念和萌发新意。 虚拟制造是以虚拟现实技术为基础， （3）虚拟制造虚拟制造是以虚拟现实技术为基础，是一种 ） 集合的综合制造环境， 集合的综合制造环境，用于加强一个企业各层次的决策与管 理。
绪 论
主要发展趋势
3.制造虚拟化制造虚拟化主要指虚拟制造，又称拟实制造。它 制造虚拟化制造虚拟化主要指虚拟制造，又称拟实制造。 制造虚拟化制造虚拟化主要指虚拟制造 是以制造技术和计算机技术支持下的系统建模技术和仿真技 术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、 术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、人 工智能、人工现实技术和多媒体技术等多种高新技术为一体， 工智能、人工现实技术和多媒体技术等多种高新技术为一体， 由多学科知识形成的一种综合系统技术。 由多学科知识形成的一种综合系统技术。
三、成组技术原理 是零件相似性原理，零件 的相似分为作用相似和结构 特征相似。
四、成组生产组织形式
成组生产组织形式分为：成组加工单机、成组加工单元和成组加 工流水线。 1．成组加工单机 所谓成组加工单机是在一台机床上，采用共同的工装加工一组相 似零件的某些工序，其余工序仍分散到机群中的其它机床来完成。它只 是按加工工序的相似性，将零件中相似的工序集中在一台机床上进行。 即在同一工作地点上，用同一种加工方法去完成相似件的某些或全部工 序。 利用这种方式来进行加工零件组中（如下图）每个零件必须有两 个基本特点。第一，每个零件必须具有相同的装夹方式；第二，每个零 件在空间位置和尺寸方面必须有相同或极相似的加工表面。但并不要求， 每个零件的形状要相同，因为我们仅仅考虑加工表面位置和尺寸的相似 性，而不是考虑整个零件形状和尺寸。
粗加工 半精加工 精加工 超精加工 纳米精加工
70年代 1mm
0.1mm
0.01mm
1µm 0.1µm <0.1µm
当 代 0.1mm 0.01mm
1µm
绪 论
计算机在机械制造中的应用
CAD( CAD(计算机辅助设计 Computer Aided Design) ； CAM(计算机辅助制造Computer CAM(计算机辅助制造Computer Aaided Manufacturing) ； CAPP( CAPP( 计 算 机 辅 助 工 艺 规 程 设 计 Computer Aided Process Planning Design )； CIM( CIM(计算机集成生产 Compute Integrated Manufacturing ) ； IMS( IMS(集成生产系统 Integrated Manufacturing System) CIAM( CIAM( 计 算 机 集 成 自 动 化 制 造 系 统 Compute Integrated Automater Manufacturing ) ；
成组技术
Group Technology
第一章 成组技术产生的历史背景
一、成组技术概述 1．机械工业生产的类型 机械工业生产的类型按生产产品的批量（每批所制造相同零件的数量） 可分为：单件生产、成批生产和大量生产。 单件生产：单个地制造不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至完全不 重复的生产。 大量生产：一种产品的数量很大，工作地点经常重复地进行一种零件 的某一加工工序。 成批生产可分为小、中、大批。小批接近于单件生产，而大批又接近 于大量生产。 三种生产类型在一个工作地点的品种变换、设备、量具、装配方式、 毛坯、工艺过程、车间布置和工人等级方面均有很大的差别。这些差别 明显地影响着生产效率、生产成本和产品质量。
2．成组加工单元 ．
成组加工单元是根据一个或几个零件加工组的 全部工艺要求，选择一组机床集中布置在一定的 面积内，形成一个在管理上自成一体的生产单元。 零件的全部加工均在生产单元内加工完毕。这是 实现加工过程合理化的中级形式。因为成组单元 具有独立而明确的职责范围。在生产管理上具有 一定的独立性。因而可以用比较简单的方法保证 加工质量。成组生产单元的重要特点是，缩短生 产周期，简化生产管理。
绪 论
计算机在机械制造中的应用
CMS( CMS(计算机化的生产系统 Computerize Manufacturing System) FMS( FMS(柔性制造系统 Flexible Manufacturing System ) ； FMC( FMC(柔性制造单元 Flexible Manufacturing Cell ) ； FML( FML(柔性生产线 Flexible Manufacturing Line) ； CAT( CAT(计算机辅助测试 Computer Aided Testing) ； CNC( CNC(计算机数控 Computer Numerical Control) ； DNC( Control)； DNC(直接数控或称群控 Direct Numerical Control)； CAPM( CAPM( 计 算 机 辅 助 生 产 管 理 Computer Aided Production Management)。 Management)。
2．目前生产类型的发展趋势 ．
由于科学技术的发展和社会需求的多样化、市场 竞争的加剧、产品更新换代的加快，使得多品种、中 小批生产在机械工业中的比例和地位都明显呈上升趋 势。国际工程研究协会（CIRP1972年对美国、欧洲和 日本工业部门的统计见下表：
3．提高单件小批生产的途径 ．
单件小批生产中工件在车间内时间消耗的分 配如下图所示： 从中看出真正用于切削的时间，即直接改 变工件毛坯的形状、尺寸、精度的时间仅占零 件由毛坯变成成品时间的1.5%。所以，如何缩 短单件小批生产的零件生产周期，提高生产效 率，降低生产成本，确保生产成本，确保生产 质量？寻求一个有效的途径，那就是成组技术。