PPT教案 现代制造技术

第四节 计算机集成制造系统（CIMS）
一、计算机集成制造系统的含义：
计算机集成制造系统（Computer 1ntergrated Manufacturing System），简称CIMS，是通过计算机网络将企业生产活动全过程，即 从市场预测、经营决策、计划控制、工程设计、生产制造、质量控制 到产品销售等功能部门有机地集成为一个能协调工作的整体，以保证 企业内部信息的一致性、共享性、可靠性、精确性和及时性，实现生 产的自动化和柔性化，达到高效率、高质量、低成本和灵活生产的目 的。 计算机集成制造系统是一种综合性的应用技术，并且是发展中的高技 术，它把孤立的、局部的自动化子系统，在新的管理模式和生产工艺 的指导下，综合应用制造技术、信息技术、自动化技术，通过计算机 及其软件，灵活而有机地综合起来而构成一个完整系统。随着科学技 术的发展，人们的认识在深化，概念在拓宽或变化，新思路、新技术 将不断引进计算机集成制造系统中来，使其不断深化和完善。
第三节 柔性制造系统（FMS）概述
• 一、FMS的产生和发展
柔性制造系统（Flexible Manufacture System——FMS）系指具有柔 性且自动化程度高的制造系统。它集数控技术、计算机技术、机 器人技术及现代生产管理技术为一体的现代制造技术。FMS被定义 为：“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机 控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元， 能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适应多品种、 中小批量生产”。 二、柔性制造系统的分类 1．柔性制造单元（FMC），2．柔性制造系统（FMS），3．柔性制造 线（FML），4．柔性制造工厂（FMF） 三、FMS的构成：（1）加工系统、（统软件 多级递阶计算机控制系统，如图14-6所示。图14-7是一个典型的柔 性制造系统示意图。
第二节 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
• 一、计算机辅助工艺规程设计的基本原理
计算机辅助工艺规程设计（Computer Aided Process P1anning），简称 CAPP，它是使用计算机来编制零件的机械加工工艺规程，能缩短生产 准备时间，促进工艺规程的标准化和最优化，并且还是连接计算机辅助 设计与计算机辅助制造的纽带，在机械制造的高度自动化中起重要作用。 按其工作原理可分为三大类型：派生型、生成型及知识基系统。 派生式CAPP系统 ：派生式工艺设计系统的工作原理是根据相似的零件具 有相似的工艺过程，通过对相似零件的工艺检索，并加以筛选而编辑成 一个待加工零件的工艺规程。派生式CAPP系统工作原理框图见图14-3。
二、计算机辅助制造CAM的概述（续）
•
广义CAM是指应用计 算机去完成与制造系 统有关的生产准备和 生产过程等方面的工 作。如图14-1所示。 • 狭义CAM常指工艺准备 或其中的某个活动应 用计算机辅助工作。 如数控程序编制。
二、计算机辅助制造CAM的概述（续）
• CAM的直接应用：1．物流运行控制、2．生产控制、3．质量控制。 • CAM的间接应用 ：1．计算机辅助工艺过程设计、2．计算机辅助数控 程序编制 、3．计算机辅助工装设计 、4．计算机辅助作业计划 。
四、FMS的效益
（1）有很强的柔性制造能力 （2）提高设备利用率 （3）减少设备成本与占地面积 （4）减少直接生产工人，提高劳动生产率 （5）减少在制品的数量，提高对市场的反映能力 （6）产品质量提高 由于FMS自动化水平高，工件装夹次数和要经 过的机床数减少，夹具的耐久性好。 （7）FMS可以逐步地实现实施计划
一、计算机辅助工艺规程设计的基本原理（续）
• 生成式CAPP系统
：生成式工艺过程设计是依靠系统中的决
策逻辑生成的。让计算机模仿人的逻辑思维，自动进行各种决策， 选择零件的加工方法，安排工艺路线，选择机床和工艺装备，计 算切削参数等。生成式CAPP系统工作原理框图见图14-4所示。
一、计算机辅助工艺规程设计的基本原理（续）
生产率提高
生产周期缩短 在制品减少
40％～70％
30％～60％ 30％～60％
工程设计费用减少
人力费用减少 提高工程师的工作能力
15％～30％
5％～20％ 300%～350%
第十四章 现代制造技术简介
• 现代制造技术具有下列特征
（1）计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术以及管理技术 等诸技术的引入，与传统制造技术相结合，使制造技术成为一个能驾 驭生产过程的物质流、信息流和能量流的系统工程。 （2）现代制造技术贯穿了从产品设计、加工制造到产品销售及使用维 护等全过程，成为“市场——产品设计——制造——市场”的大系统。 （3）现代制造技术的各专业、学科间不断交叉、融合，其界限逐渐淡 化甚至消失。 （4）生产规模的扩大以及最佳技术经济效果的追求，使现代制造技术 比传统技术更加重视工程技术与经营管理的结合，更加重视制造过程 组织和管理体制的简化及合理化，产生一系列技术与管理相结合的新 的生产方式。 （5）发展现代制造技术的目的在于能够实现优质高效、低耗、清洁、 灵活生产并取得理想的技术经济效果。
第一节 计算机辅助设计与制造CAD/CAM
一、计算机辅助设计CAD概述
计算机辅助设计（Computer Aided Design）简称CAD，是在计算机硬件 与软件的支撑下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、仿真 和图形处理的研究，使计算机辅助完成产品的全部设计过程，最后输
出满意的设计结果和产品图形。 CAD的作业内容:建立产品设计数据库、建立多功能图形库、建立应用 程序库。 CAD系统的类型：1．检索型CAD系统、2．派生型CAD系统、3．交互型 CAD系统、4．智能型CAD系统。 二、计算机辅助制造CAM的概述 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing），简称CAM，是指 计算机在产品制造方面有关应用的统称。可分为广义CAM和狭义CAM。
• 知识基CAPP系统工作原理：由于生成式系统决策逻辑嵌套在
应用程序中，结构复杂且不易修改，研究已转向知识基系统（专家 系统）。该系统将工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中， 可方便地通过专用模块进行增删和修改，使得系统的通用性和适用 性大为提高。知识基CAPP系统工作原理框图如图14-5所示。
二、计算机集成制造系统的组成
• 如图14一8所示，一般机械制造工厂是多层次、多环节的离散型生产系统， 各子系统既要调用其它子系统的数据和信息，又要处理本系统特有的数 据和信息，实施计算机集成制造系统的关键之一是如何划分层次结构， 正确处理集中和分散的关系，使各子系统成为一个集成系统。
三、计算机集成制造系统的效益 产品质量提高 200％～500％
三、CAD/CAM集成系统
CAM所需的信息和数据很多来自于CAD，也有许多数据和信息对CAD和 CAM来说是共享的。实践证明，CAD的效率最终也多半是通过CAM体 现出来的，将CAD和CAM作为一个整体来规划和开发，使这两个不同 的功能模块的数据和信息相互传递和共享，这就是所谓的CAD/CAM集 成系统。理想的CAD/CAM集成系统如图14-2所示。