机械制造自动化课件
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中。输入新零件编码及要求，检索出相应的工艺规程并进 行编 辑修改，最后输出该零件的工艺规程。
图 2-6
2.创成法 输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策
制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成 工艺规程。 自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。
3.专家系统 把工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可
（2) 码域法 对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡 各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同一组。 （3)特征位码域法 将特征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的 码位并规定允许的变化范围（码域）, 作为分组的依据。
2、主样件设计 能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件
单元二 机械制造自动化
主要内容
2.1 制造业现状 2.2成组技术 2.3计算机辅助工艺规程设计 2.4柔性制造系统
2.1 制造业现状
2.1.1现代制造企业环境的变化
大市场和大竞争； 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化,多品种小批量生产比例增大。
2.1.2 发达国家的制造业发展迅速
系统组成： 三部分：名称类别、形状及加工码、辅助码 15个码位：第一位总体形状，第二位功能与形状，第三 到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等
图Βιβλιοθήκη Baidu2-4
图 2-5
2.2.3．成组工艺规程设计
1、划分零件组 对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种： （1）特征码位法 选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据， 只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位
图 2-5
2.3 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
Computer Aided Process Planning 是利用计算机协助工艺人员进 行过程设计的技术，是把对产品本身进行定义的数据转换成面 向制造的数据的关键环节。
2.3.1 CAPP设计方法
1.样件法 采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机
表 2-4
（2）复合路线法 一般适用于非回转类零件。复合路线法是在零件分类成组的 基础上，把同组零件的工艺路线作一比较，以组内最复杂零 件的工艺路线为基础，然后将此路线与组内其它零件的工艺 路线相比较，凡组内其它零件需要而作为代表的工艺路线中 没有的工序，一一添上，最终形成一个能满足全组零件要求 的成组工艺。
称为主样件。它可以是真实零件也可是综合的假想零件。
3、拟订零件组工艺过程 （1）复合零件法
按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法称为复 合零件法，或样件法。所谓复合零件是拥有同组零件的全部 待加工表面要素的一个零件。 仅适用于回转体零件。
表 2-1
表 2-2
图 2-3
制订主样件的工艺过程，作为该零件组的工艺过程，可 加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示， 下图是六个零件组成的零件组的“综合零件”及其成组 工艺过程卡的示意图。
➢ GT 被认为是一种“制造哲理”—（Manufacturing Philosophy），是现代制造技术的一个重要理论基础。
2、GT工作原理
➢ 将多种零件按其相似性分类成组，人为扩大生产批量
产品
A
B
C
部件 A1 A2 A3
B1
B2
C1 C2 C3 C4
零件
零件组
图2-2 成组技术基本原理
➢ 重复使用原则：◆ 资源重复使用，降低生产成本； ◆ 作业熟练程度增加，提高生产率。
➢ 批量法则 在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，
可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；而多品 种、小批量生产则相反。 ➢ 机床利用率
例：CA6140 车床，最大加工直径φ400 ，实际加工 90％ 以上 工件直径不足 100mm，机床利用率极低。 ➢ 制造周期
在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5 ％，其余 95％均为周转等待时间；加工时间中真正进行切削 的时间不足30% 。
较方便地通过专用模块进行增删和修改。
例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制造业的标 志性进展
全数字化定义——无纸生产； 数字化预装配——无金属样机的生产(虚拟) 广域网上的异地设计、异地制造； 基于ＳＴＥＰ的数据交换； 协同工作小组（Team work) 238 设计制造周期大大缩短：
波音757,767 —— 9-10年 波音7７7缩短到4.5年，并获得巨大的独占性利润， 每架波音777要价1.4亿美元。
我国机械工业主导产品
90年代国际水平的占30% 80年代国际水平的占40% 2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年是美国产品3.5倍 美国新产品贡献率已达到生产总值的52% 我国仅为5.9% 我国的技术来源主要依赖国外技术，企业技术创新能力低下
2.2成组技术
多品种、中小批量生产中存在的问题
信息时代造成了跨国公司的垄断性
跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%； 跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 50%； 跨国公司的工业研制费占世界总值的 80%； 跨国公司操纵了世界技术转让的 75%； 跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的 90%；
2.1.3 我国制造业的严峻形势
2.2.2 零件的分类编码
1.零件编码：
用数字表示零件的形状特征和工艺特征。在实施成组 技术的过程中，必须首先建立相应的零件分类编码系统，然 后应用这个编码系统使零件的有关信息代码化，据此对零件 进行分类分组，以便进一步以成组的方式组织生产。
零件分类之前与分类之后
图 2-3
2.分类编码系统：
德Opitz、日KK、美Code、英Brisch 等70多种 我国机械零件分类编码系统 简称JLBM－1系统
加工时间 制造周期
5％
运输与等待时间 95％
30％ 加工时间
70％
切削 调整、装夹、对刀、检测等
图2-1 多品种、中小批量生产的时间分配
2.2.1 成组技术的基本概念
1、GT定义
➢成组技术的概念：充分利用事物间的相似性，将许 多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同 的方法去解决相似组中的生产技术问题，以达到规模 生产的效果，这种技术统称为成组技术。
图 2-6
2.创成法 输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策
制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成 工艺规程。 自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。
3.专家系统 把工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可
（2) 码域法 对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡 各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同一组。 （3)特征位码域法 将特征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的 码位并规定允许的变化范围（码域）, 作为分组的依据。
2、主样件设计 能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件
单元二 机械制造自动化
主要内容
2.1 制造业现状 2.2成组技术 2.3计算机辅助工艺规程设计 2.4柔性制造系统
2.1 制造业现状
2.1.1现代制造企业环境的变化
大市场和大竞争； 产品生命周期缩短； 交货期成为主要竞争因素； 用户需求个性化,多品种小批量生产比例增大。
2.1.2 发达国家的制造业发展迅速
系统组成： 三部分：名称类别、形状及加工码、辅助码 15个码位：第一位总体形状，第二位功能与形状，第三 到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等
图Βιβλιοθήκη Baidu2-4
图 2-5
2.2.3．成组工艺规程设计
1、划分零件组 对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种： （1）特征码位法 选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据， 只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位
图 2-5
2.3 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）
Computer Aided Process Planning 是利用计算机协助工艺人员进 行过程设计的技术，是把对产品本身进行定义的数据转换成面 向制造的数据的关键环节。
2.3.1 CAPP设计方法
1.样件法 采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机
表 2-4
（2）复合路线法 一般适用于非回转类零件。复合路线法是在零件分类成组的 基础上，把同组零件的工艺路线作一比较，以组内最复杂零 件的工艺路线为基础，然后将此路线与组内其它零件的工艺 路线相比较，凡组内其它零件需要而作为代表的工艺路线中 没有的工序，一一添上，最终形成一个能满足全组零件要求 的成组工艺。
称为主样件。它可以是真实零件也可是综合的假想零件。
3、拟订零件组工艺过程 （1）复合零件法
按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法称为复 合零件法，或样件法。所谓复合零件是拥有同组零件的全部 待加工表面要素的一个零件。 仅适用于回转体零件。
表 2-1
表 2-2
图 2-3
制订主样件的工艺过程，作为该零件组的工艺过程，可 加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示， 下图是六个零件组成的零件组的“综合零件”及其成组 工艺过程卡的示意图。
➢ GT 被认为是一种“制造哲理”—（Manufacturing Philosophy），是现代制造技术的一个重要理论基础。
2、GT工作原理
➢ 将多种零件按其相似性分类成组，人为扩大生产批量
产品
A
B
C
部件 A1 A2 A3
B1
B2
C1 C2 C3 C4
零件
零件组
图2-2 成组技术基本原理
➢ 重复使用原则：◆ 资源重复使用，降低生产成本； ◆ 作业熟练程度增加，提高生产率。
➢ 批量法则 在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，
可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；而多品 种、小批量生产则相反。 ➢ 机床利用率
例：CA6140 车床，最大加工直径φ400 ，实际加工 90％ 以上 工件直径不足 100mm，机床利用率极低。 ➢ 制造周期
在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5 ％，其余 95％均为周转等待时间；加工时间中真正进行切削 的时间不足30% 。
较方便地通过专用模块进行增删和修改。
例：波音777的设计和制造是20世纪90年代制造业的标 志性进展
全数字化定义——无纸生产； 数字化预装配——无金属样机的生产(虚拟) 广域网上的异地设计、异地制造； 基于ＳＴＥＰ的数据交换； 协同工作小组（Team work) 238 设计制造周期大大缩短：
波音757,767 —— 9-10年 波音7７7缩短到4.5年，并获得巨大的独占性利润， 每架波音777要价1.4亿美元。
我国机械工业主导产品
90年代国际水平的占30% 80年代国际水平的占40% 2000多种主导产品的平均生命周期为10.5年是美国产品3.5倍 美国新产品贡献率已达到生产总值的52% 我国仅为5.9% 我国的技术来源主要依赖国外技术，企业技术创新能力低下
2.2成组技术
多品种、中小批量生产中存在的问题
信息时代造成了跨国公司的垄断性
跨国公司的生产总值占工业化国家生产总值的 40%； 跨国公司的贸易额占世界贸易总值的 50%； 跨国公司的工业研制费占世界总值的 80%； 跨国公司操纵了世界技术转让的 75%； 跨国公司操纵了对发展中国家技术贸易的 90%；
2.1.3 我国制造业的严峻形势
2.2.2 零件的分类编码
1.零件编码：
用数字表示零件的形状特征和工艺特征。在实施成组 技术的过程中，必须首先建立相应的零件分类编码系统，然 后应用这个编码系统使零件的有关信息代码化，据此对零件 进行分类分组，以便进一步以成组的方式组织生产。
零件分类之前与分类之后
图 2-3
2.分类编码系统：
德Opitz、日KK、美Code、英Brisch 等70多种 我国机械零件分类编码系统 简称JLBM－1系统
加工时间 制造周期
5％
运输与等待时间 95％
30％ 加工时间
70％
切削 调整、装夹、对刀、检测等
图2-1 多品种、中小批量生产的时间分配
2.2.1 成组技术的基本概念
1、GT定义
➢成组技术的概念：充分利用事物间的相似性，将许 多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同 的方法去解决相似组中的生产技术问题，以达到规模 生产的效果，这种技术统称为成组技术。