机电控制技术第7章计算机辅助设计与制造技术.ppt

7．3 计算机辅助制造技术应用（CAM） 7.3.7 CAM的发展方向 1.计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing，CIM） CIM是以企业为对象，借助计算机和信息技术，使产品生产从经营决策、产品开发、生产准备到生产实施及销售的过程中，有关人、技术、经营管理三要素及其形成的信息流、物流和价值流有机集成并优化运行，从而达到产品上市快、高质、低耗、服务好、环境清洁，使企业赢得市场竞争的目的。 计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，CIMS）是基于CIM的信息化、智能化、集成化的制造系统。 如图所示表述了计算机集成制造系统的层次结构和技术体系。 7．3 计算机辅助制造技术应用（CAM） CIMS的层次结构和技术体系 7．3 计算机辅助制造技术应用（CAM） CAD/CAM系统的集成是把CAD、CAM等各种功能通过软件有机地结合起来，用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，在系统内部构成统一的工程数据库，自动形成CAD模块与CAM模块间数据的“无缝”传递，以保证系统内信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。它要求具有人类专家的经验和知识，具有学习、推理、联想和判断功能及智能化的视觉、听觉、语言能力，从而解决以前必须由专家才能解决的概念设计问题。 2.智能化CAD/CAM系统 并行工程（Concurrent Engineering）是随着CAD/CAM、CIMS技术发展而提出的一种新的系统工程方法，是并行、集成进行产品设计及其开发的过程。 3.并行工程的研究 计算机网络是用通信线路和通信设备将分散在不同地点的多台计算机，按一定网络拓扑结构连接起来，使独立的计算机按照网络协议进行通信，实现资源共享。 如图所示是串行与并行两种设计方法的流程图 4. 基于网络的制造技术 7．3 计算机辅助制造技术应用（CAM） a） b) 串行设计与并行设计方法的流程图 a）串行法（顺序作业方式） b）并行法（并行作业方式） 7．4 柔性制造系统（FMS）应用 柔性制造系统是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统。 柔性制造技术是将数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术融为一体，通过计算机管理和控制实现生产过程的实时调度，最大限度地发挥设备的潜力，减少工件搬运过程中的等待时间损失，使多品种、中小批量生产的经济效益接近或达到大批量生产的水平，从而解决了机械制造业高效率、高柔性的难题，被称为是机械制造业中一次划时代的技术革命。 7．4 柔性制造系统（FMS）应用 7.4.1 柔性制造系统的产生和发展 机械制造自动化已有几十年的历史，从20世纪30年代到50年代，人们主要在大量生产领域里，建立由自动车床、组合机床或专用机床组成的刚性自动化生产线。这些自动线具有固定的生产节拍，要改变生产品种是非常困难和昂贵的。但随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。 随着计算机技术的飞速发展，从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，计算机控制的数控机床在自动化领域中取代了机械式的机床，使建立适合于多品种、小批量生产的柔性加工生产线成为可能。70年代初柔性自动化进入了生产实用阶段。几十年来，从单台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统，使柔性自动化得到了迅速发展，其中柔性制造系统最具代表性。20世纪70年代末80年代初柔性制造系统开始走出实验室而逐渐成为先进制造企业的主力装备，到80年代末期，由于FMS技术已日臻成熟而得到迅速发展，1988年世界已拥有760套FMS系统。 7．4 柔性制造系统（FMS）应用 1984年是中国研制柔性制造系统的起步时间，这个时间比国外晚了17年。中国第一套柔性制造系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等共20000件/年，它由5台国产加工中心、日本富士电机公司的AGV及4台日本产的机器人组成，其控制系统由FANUC提供。1983-1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。1985年后，在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下，FMS得到极大的重视和发展