第6章現(xiàn)代制造技術(shù)簡介

1、第6章現(xiàn)代制造技術(shù)簡介第6章現(xiàn)代制造技術(shù)簡介6.1精密加工和超精密加工6.2特種加工方法6.3數(shù)控加工技術(shù)6.4柔性制造系統(tǒng)6.5計算機集成制造系統(tǒng)6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計6.1精密加工和超精密加工6.1.1精密加工1.研磨(1)加工原理研磨是在研具與零件之間置以研磨劑，研具在一定壓力作用下與零件表面之間作復雜的相對運動，通過研磨劑的機械及化學作用，從零件表面上切除很薄的一層材料，從而達到很高的精度和很小的表面粗糙度值。圖6-1手工研磨外圓6.1精密加工和超精密加工(2)研磨分類研磨方法分手工研磨和機械研磨兩種。1)手工研磨是人手持研磨具或零件進行研磨的方法，如圖6-1所示，所用研具為研磨

2、環(huán)。2)機械研磨是在研磨機上進行，圖6-2所示為研磨小件外圓用研磨機的工作示意圖。圖6-2研磨機工作示意圖1偏心軸2下研磨盤3零件4分隔盤5上研磨盤6懸臂軸6.1精密加工和超精密加工(3)研磨的特點及應(yīng)用1)加工簡單，不需要復雜設(shè)備。2)研磨質(zhì)量高。3)生產(chǎn)率較低。4)研磨零件的材料廣泛。2.珩磨(1)加工原理珩磨是利用帶有磨條的珩磨頭(由幾條粒度很細的磨條組成)對孔進行精整加工的方法。6.1精密加工和超精密加工圖6-3珩磨孔6.1精密加工和超精密加工圖6-4珩磨頭6.1精密加工和超精密加工(2)珩磨的特點及應(yīng)用珩磨具有如下特點。1)生產(chǎn)率較高。2)精度高。3)珩磨表面耐磨損。4)珩磨頭結(jié)構(gòu)較

3、復雜。3.超級光磨(1)加工原理超級光磨是用細磨粒的磨具(油石)對零件施加很小的壓力進行光整加工的方法。6.1精密加工和超精密加工圖6-5超級光磨加工外圓6.1精密加工和超精密加工(2)超級光磨的特點及應(yīng)用1)設(shè)備簡單，操作方便。2)加工余量極小。3)生產(chǎn)率較高。4)表面質(zhì)量好。4.拋光(1)加工原理拋光是在高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪上涂以拋光膏，對零件表面進行光整加工的方法。(2)拋光特點及應(yīng)用1)加工方法簡單，成本低。6.1精密加工和超精密加工2)適宜曲面的加工。3)不能提高加工精度。4)勞動條件較差。6.1.2超精密加工1.超精密加工的分類(1)超精密切削指用單晶金剛石刀具進行的超精密加工。(2)

4、超精密磨削指用精細修整過的砂輪或砂帶進行的超精密加工。6.1精密加工和超精密加工(3)超精密研磨一般是指在恒溫的研磨液中進行研磨的方法。2.超精密加工的基本條件(1)機床設(shè)備超精密加工的機床應(yīng)具有如下基本條件。1)可靠的微量進給裝置。2)主軸的回轉(zhuǎn)精度高。3)低速運行特性好的工作臺。4)較高的抗振性和熱穩(wěn)定性等。6.1精密加工和超精密加工(2)刀具或磨具無論是超精密切削還是超精密磨削，為了切下一層極薄的材料，切削刃必須非常鋒利，并有足夠的壽命。(3)零件由于超精密加工的精度和表面質(zhì)量都要求很高，而加工余量又非常小，所以對零件的材質(zhì)和表面層微觀質(zhì)量等都要求很高。(4)環(huán)境應(yīng)高度重視隔振、隔熱、恒

5、溫以及防塵環(huán)境條件，以便保證超精密加工的順利進行。(5)檢驗為了可靠地評定精度，測量誤差應(yīng)為精度要求的10或更小。6.2特種加工方法1)加工范圍不受材料物理、力學性能的限制，具有“以柔克剛”的特點。2)特種加工可以很方便地完成常規(guī)切(磨)削加工很難、甚而無法完成的各種復雜型面、窄縫、小孔，如汽輪機葉片曲面、各種模具的立體曲面型腔、噴絲頭的小孔等加工。3)用特種加工可以獲得的零件精度及表面質(zhì)量有其嚴格的、確定的規(guī)律性，充分利用這些規(guī)律性，可以有目的地解決一些工藝難題和滿足零件表面質(zhì)量方面的特殊要求。4)許多特種加工方法對零件無宏觀作用力，因而適合于加工薄壁件、彈性件。6.2特種加工方法5)不同的

6、特種加工方法各有所長，它們之間合理的復合工藝，能揚長避短，形成有效的新加工技術(shù)，從而為新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、性能指標擬訂提供更為廣泛的可能性。6.2.1電火花加工1.加工的基本原理圖6-6電火花加工裝置原理圖1脈沖發(fā)生器2自動進給調(diào)節(jié)裝置3工具電極4零件5工作液6.2特種加工方法2.電火花及線切割加工機床的組成圖6-7電火花線切割加工裝置原理圖1絕緣底板2零件3脈沖電源4電極絲5導向輪6支架7儲絲筒6.2特種加工方法3.電火花及線切割加工的特點與應(yīng)用6.2.2電解加工1.電解加工原理圖6-8電解加工裝置示意圖1直流電源2電極送進機構(gòu)3風扇4過濾器5泵6清潔電解液7離心分離器8殘液9臟電解液

7、6.2特種加工方法2.電解加工設(shè)備的組成(1)機床本體主要用做安裝零件、夾具和工具電極，并實現(xiàn)工具電極在高壓電液作用下的穩(wěn)定進給。(2)電源其作用是把普通50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成電解加工所需的低電壓、大電流的直流穩(wěn)壓電源。(3)電解液系統(tǒng)主要由泵、電解液槽、凈化過濾器、熱交換器、管道和閥等組成，要求該系統(tǒng)能連續(xù)而平穩(wěn)地向加工部件供給流量充足、溫度適宜、壓力穩(wěn)定、干凈的電解液，并具有良好的耐腐蝕性。3.電解加工的特點及應(yīng)用6.2特種加工方法6.2.3超聲波加工圖6-9超聲波加工原理示意圖1超聲波發(fā)生器2換能器3振幅擴大棒4工作液5零件6工具6.2特種加工方法6.2.4激光加工1.激光加工原理(1)

8、輸出功率與照射時間激光輸出功率大，照射時間長，零件所獲得的激光能量大，加工出來的孔就大而深，且錐度小。(2)焦距、發(fā)散角與焦點位置采用短焦距物鏡(焦距為20mm左右)，減小激光束的發(fā)散角，可獲得更小的光斑及更高的能量密度，因此可使打出的孔小而深，且錐度小。(3)照射次數(shù)照射次數(shù)多可使孔深大大增加，錐度減小。6.2特種加工方法(4)零件材料激光束的光能通過零件材料的吸收而轉(zhuǎn)換為熱能，故生產(chǎn)率與零件材料對光的吸收率有關(guān)。2.激光加工機的組成圖6-10激光加工機示意圖1激光器2光闌3反光鏡4聚焦鏡5零件6工作臺7電源6.2特種加工方法(1)激光器激光器是激光加工機的重要部件，它的功能是把電能轉(zhuǎn)變成光

9、能，產(chǎn)生所需要的激光束。(2)激光器電源根據(jù)加工工藝要求，為激光器提供所需的能量電源。(3)光學系統(tǒng)其功用是將光束聚焦，并觀察和調(diào)整焦點位置。(4)機械系統(tǒng)主要包括床身、三坐標精密工作臺和數(shù)控系統(tǒng)等。3.激光加工的特點及應(yīng)用6.2特種加工方法1)不需要加工工具，故不存在工具磨損問題，同時也不存在斷屑、排屑的麻煩。2)激光束的功率密度很高，幾乎對任何難加工的金屬和非金屬材料(如高熔點材料、耐熱合金及陶瓷、寶石、金剛石等硬脆材料)都可以加工。3)激光加工是非接觸加工，零件無受力變形，適宜于精細加工。4)激光打孔、切割的速度很高(打一個孔只需0.001s，切割20 mm厚的不銹鋼板，切割速度可達1.

10、27m/min)，加工部位周圍的材料幾乎不受熱影響，零件熱變形很小。6.2特種加工方法5)通用性強。6.3數(shù)控加工技術(shù)6.3.1概述隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學技術(shù)特別是計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革，以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位。1.數(shù)控加工的特點2.數(shù)控機床的分類(1)按機床數(shù)控運動軌跡劃分1)點位控制數(shù)控機床。2)點位直線控制數(shù)控機床。6.3數(shù)控加工技術(shù)3)輪廓控制數(shù)控機床。(2)按伺服系統(tǒng)控制方式劃分1)開環(huán)控制機床：價格低廉，精度及穩(wěn)定性差。2)半閉環(huán)控制數(shù)控機床：精度及穩(wěn)定性較高，價格適中，應(yīng)用最普及。3)閉環(huán)控制數(shù)控機床：

11、精度高，穩(wěn)定性難以控制，價格高。(3)按聯(lián)動坐標軸數(shù)劃分可劃分為兩軸聯(lián)動數(shù)控機床、三軸聯(lián)動數(shù)控機床、四軸聯(lián)動數(shù)控機床和五軸聯(lián)動數(shù)控機床。6.3數(shù)控加工技術(shù)3.數(shù)控機床的組成圖6-11數(shù)控機床的組成(1)輸入/輸出裝置在數(shù)控機床上加工零件時，首先根據(jù)零件圖樣上的零件形狀、尺寸和技術(shù)條件，6.3數(shù)控加工技術(shù)確定加工工藝，然后編制出加工程序，程序通過輸入裝置，輸送給機床數(shù)控系統(tǒng)，機床內(nèi)存中的零件加工程序可以通過輸出裝置輸出。(2)計算機數(shù)控裝置計算機數(shù)控(CNC)裝置是數(shù)控機床的核心，它接受輸入裝置送來的數(shù)字信息，經(jīng)過控制軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，使設(shè)備

12、按規(guī)定的動作執(zhí)行。6.3數(shù)控加工技術(shù)(3)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的執(zhí)行部分，其作用是把來自CNC裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床的運動，使機床移動部件精確定位或按規(guī)定的軌跡做嚴格的相對運動，最后加工出符合圖樣要求的零件。(4)檢測元件檢測元件用于反饋信息。(5)機床本體機床本體是數(shù)控機床的機械實體，主要包括主運動部件、進給運動部件(如工作臺、刀架)、支承部件(如床身、立柱等)。1)采用高性能主傳動及主軸部件。2)進給傳動采用高效傳動件。6.3數(shù)控加工技術(shù)3)具有完善的刀具自動交換和管理系統(tǒng)。4)在加工中心上一般具有工件自動交換、工件夾緊和放松機構(gòu)。5)機床本身具有很高的動、靜剛度。6)采用全封閉罩

13、殼。4.數(shù)控機床的應(yīng)用范圍6.3.2數(shù)控加工的工序設(shè)計1.分析零件情況6.3數(shù)控加工技術(shù)1)分析零件在本工序加工之前的情況，例如毛坯(半成品)的類型、材料、形狀結(jié)構(gòu)特點、尺寸、加工余量、基準面或孔等情況。2)了解需要數(shù)控加工的部位和具體內(nèi)容，包括待加工表面的類型、各項精度及技術(shù)要求、表面性質(zhì)、各表面之間的關(guān)系等。3)分析待加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性。2.選擇加工方法6.3數(shù)控加工技術(shù)(1)數(shù)控車削加工的適用范圍數(shù)控車削適用于加工精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件，特別是形狀、位置精度和表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件；表面形狀復雜(如具有曲線輪廓和特殊螺紋)的回轉(zhuǎn)體零件；表面構(gòu)成復雜(如具有內(nèi)外多個表面加工)的回轉(zhuǎn)

14、體的零件。(2)數(shù)控銑削加工的范圍數(shù)控銑削適用于加工多臺階平面和曲線輪廓平面(如平面凸輪)、曲線輪廓溝槽、變斜角類零件、曲面類零件(如曲面型腔)等。6.3數(shù)控加工技術(shù)(3)加工中心的適用范圍加工中心適用于加工形狀復雜、工序多、精度要求高的零件，如箱體類、復雜曲面類、異形件等。3.確定加工順序(1)先粗后精先進行粗加工再進行精加工，若粗加工后所留余量滿足不了精加工的要求時，則要增加半精加工，為精加工做準備。(2)先近后遠是指按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。4.加工設(shè)備的選擇6.3數(shù)控加工技術(shù)1)設(shè)備的規(guī)格要與加工工件相適應(yīng)，避免過大。2)設(shè)備的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。3)設(shè)備的加

15、工精度應(yīng)與工件的質(zhì)量要求相適應(yīng)。4)設(shè)備的選擇盡量立足于國內(nèi)市場，既要滿足加工精度和生產(chǎn)率的要求，又要考慮經(jīng)濟性。5)回轉(zhuǎn)刀架或刀庫的容量應(yīng)足夠大，刀具數(shù)量能滿足加工需要。5.工序劃分(1)刀具集中分序法該法是按所用刀具劃分工序，用同一把刀完成零件上所有可以完成的部位。6.3數(shù)控加工技術(shù)(2)粗、精加工分序法對單個零件要先粗加工、半精加工，而后精加工。(3)按加工部位分序法一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。6.夾具的選擇7.確定進給路線8.數(shù)控加工刀具的選擇1)在數(shù)控機床上銑削平面時，應(yīng)采用鑲裝不重磨可

16、轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。6.3數(shù)控加工技術(shù)2)高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因為毛坯面有硬化層和夾砂現(xiàn)象，刀具會很快被磨損。3)加工余量較小，并且要求表面粗糙度值較低時，應(yīng)采用鑲立方氮化硼刀片的面銑刀或鑲陶瓷刀片的面銑刀。4)鑲硬質(zhì)合金的立銑刀可用于加工凹槽、窗口面、凸臺面和毛坯表面。5)鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀可以進行強力切削，銑削毛坯表面和用于孔的粗加工。6.3數(shù)控加工技術(shù)6)精度要求較高的凹槽加工時，可以采用直徑比槽寬小一些的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊，直到達到精度要求為止。7)在數(shù)控銑床上鉆孔，一般不采用鉆模，加工鉆孔深度為直

17、徑的5倍左右的深孔時，容易損壞鉆頭，鉆孔時應(yīng)注意冷卻和排屑。9.加工余量、工序尺寸和切削用量的確定1)要充分保證刀具能加工完一個工件或保證刀具的壽命不低于一個工作班，最少也不低于半個班的工作時間。6.3數(shù)控加工技術(shù)2)切削深度主要受機床剛度的限制，在機床剛度允許的情況下，盡可能使切削深度等于工件的加工余量，這樣可以減少進給次數(shù)，提高加工效率。3)對于表面粗糙度和精度要求高的零件，要留有足夠的精加工余量。4)主軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)要根據(jù)切削速度v(m/min )來選擇，v=nD/1000，式中D為工件或刀具直徑(mm)。5)進給速度f(mm/min)，是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，可根據(jù)工

18、件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具和工件材料的性質(zhì)選取。6.3數(shù)控加工技術(shù)10.對刀點的選擇11.工藝文件編制(1)工序卡工序卡主要用于自動換刀數(shù)控機床。6.3數(shù)控加工技術(shù)表6-1數(shù)控加工工序卡6.3數(shù)控加工技術(shù)(2)刀具調(diào)整單數(shù)控加工對刀具要求比較嚴格，一般都要在對刀儀上預先調(diào)整好。(3)機床調(diào)整單機床調(diào)整單供操作人員在加工零件之前調(diào)整機床使用。(4)零件加工程序單記錄工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)的表格，稱為零件加工程序單。6.4柔性制造系統(tǒng)1.柔性制造系統(tǒng)的定義1)設(shè)備柔性。2)工藝柔性。3)產(chǎn)品柔性。4)工序柔性。5)運行柔性。6)批量柔性。7)擴展柔性。2. FMS的組成6.4柔性

19、制造系統(tǒng)(1)加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)的功能是以任意順序自動加工各種工件，并能自動地更換工件和刀具。(2)運儲系統(tǒng)包含傳送帶、有軌小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤、交換工作臺等機構(gòu)，能對刀具、工件和原材料等物料進行自動裝卸和運儲。(3)計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對FMS的運行控制、刀具管理、質(zhì)量控制，以及FMS的數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通信。3. FMS的特點6.4柔性制造系統(tǒng)(1)柔性高能加工具有一定相似性的不同零件，適應(yīng)零件品種和工藝要求的迅速變化，滿足多品種、中小批量生產(chǎn)的要求。(2)設(shè)備的使用率高系統(tǒng)內(nèi)的機床在工藝能力上可以相互補充和相互替代，且由于零件加工的準備時間和輔助時間大為減少，使機床的利用率

20、比單機時有較大的提高。(3)使制品減少適應(yīng)市場的應(yīng)變能力增強，庫存量減少，生產(chǎn)周期縮短。6.4柔性制造系統(tǒng)(4)系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不會中斷整個系統(tǒng)的運行當柔性制造系統(tǒng)中的一臺或多臺機床出現(xiàn)故障時，核算機可以繞過出現(xiàn)故障的機床，使生產(chǎn)得以持續(xù)。(5)可使勞動生產(chǎn)率提高，工人數(shù)減少，產(chǎn)品質(zhì)量提高。4.柔性制造系統(tǒng)的類型和適應(yīng)范圍(1)柔性制造單元(FMC)由12臺數(shù)控機床或加工中心組成，除了能自動更換刀具外，還配有存儲工件的托盤站和自動上下料的工件交換臺。6.4柔性制造系統(tǒng)(2)柔性制造系統(tǒng)(FMS)由兩個以上柔性制造單元或多臺加工中心組成，并用物料儲運系統(tǒng)和刀具系統(tǒng)將機床連接起來，工件被裝夾在隨

21、行夾具和托盤上，自動地按加工順序在機床間逐個輸送。(3)柔性生產(chǎn)線(FML)零件生產(chǎn)批量較大而品種較少的情況下，柔性制造系統(tǒng)的數(shù)控機床可以按照工件加工順序而排列成生產(chǎn)線的形式。6.4柔性制造系統(tǒng)(4)無人化自動工廠(AF)在一定數(shù)量的柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用高一級計算機把它們連接起來，對全部生產(chǎn)過程進行調(diào)度管理，加上立體倉庫和運用工業(yè)機器人進行裝配，就組成了生產(chǎn)的無人化自動工廠。5.柔性制造系統(tǒng)中的機床和夾具(1)加工設(shè)備FMS的機床設(shè)備一般選擇臥式、立式或立臥兩用的數(shù)控加工中心(MC)。6.4柔性制造系統(tǒng)(2)機床夾具目前，用于FMS的機床夾具的發(fā)展趨勢，一是大量使用組合夾具，使夾具零部件標

22、準化，可針對不同的服務(wù)對象快速拼裝出所需的夾具，使夾具的重復利用率提高。6.柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢6.5計算機集成制造系統(tǒng)1.計算機集成制造系統(tǒng)的基本概念2. CIMS產(chǎn)生的背景3. CIMS的組成(1)經(jīng)營管理信息分系統(tǒng)經(jīng)營管理信息分系統(tǒng)是將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)、供、銷、人、財、物等進行統(tǒng)一管理的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。(2)工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)工程設(shè)計自動化分系統(tǒng)實質(zhì)上是指在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中引用計算機技術(shù)，使產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)工作更有效、更優(yōu)質(zhì)、更自動地進行。6.5計算機集成制造系統(tǒng)(3)制造自動化分系統(tǒng)制造自動化分系統(tǒng)位于企業(yè)制造環(huán)境的底層，是直接完成制造活動的基本環(huán)節(jié)，它是CIMS的信息流和物料流

23、的結(jié)合點，是CIMS最終產(chǎn)生經(jīng)濟效益的聚集地。(4)質(zhì)量保證分系統(tǒng)質(zhì)量保證分系統(tǒng)是以提高企業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量和企業(yè)企業(yè)工作管理為目標，通過質(zhì)量保證規(guī)劃、工況監(jiān)控采集、質(zhì)量分析評價和控制，以達到預定的質(zhì)量要求。6.5計算機集成制造系統(tǒng)1)質(zhì)量計劃子系統(tǒng)用來確定改進質(zhì)量目標，建立質(zhì)量標準和技術(shù)標準，計劃可能達到的途徑和預計可能達到的改進效果，并根據(jù)生產(chǎn)計劃及質(zhì)量要求制訂檢測計劃及檢測規(guī)程和規(guī)范。2)質(zhì)量檢測管理子系統(tǒng)包括建立成品出廠檔案，改善售后服務(wù)工作質(zhì)量；管理進廠材料、外購件和外協(xié)件的質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)；管理生產(chǎn)過程中影響成品質(zhì)量的數(shù)據(jù)；建立設(shè)計質(zhì)量模塊，做好項目決策、方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計的質(zhì)量

24、管理。6.5計算機集成制造系統(tǒng)3)質(zhì)量分析評價子系統(tǒng)包括對產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、外購外協(xié)件質(zhì)量、工序控制點質(zhì)量、供貨商能力、質(zhì)量成本等進行分析，評價各種因素對造成質(zhì)量問題的影響，查明主要原因。4)質(zhì)量信息綜合管理與反饋控制子系統(tǒng)包括質(zhì)量報表生成、質(zhì)量綜合查詢、產(chǎn)品使用過程綜合質(zhì)量以及針對各類質(zhì)量問題所采取的各種措施及信息反饋。(5)數(shù)據(jù)庫管理分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理分系統(tǒng)是CIMS的一個支撐分系統(tǒng)，它是CIMS信息集成的關(guān)鍵之一。6.5計算機集成制造系統(tǒng)(6) CIMS計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)也是CIMS的一個主要支撐技術(shù)，是CIMS重要的信息集成工具，計算機網(wǎng)絡(luò)是以共享資源為目的的而由多臺計算機、終

25、端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及通信控制處理等設(shè)備的集合，它們在統(tǒng)一的通信協(xié)議的控制下具有獨立自治的能力，具有硬件、軟件和數(shù)據(jù)共享的功能。4. CIMS的發(fā)展概況(1)國外發(fā)展概況世界各國對CIM和CIMS的研究和應(yīng)用開發(fā)都極為重視。6.5計算機集成制造系統(tǒng)(2)國內(nèi)發(fā)展概況我國于1986年開始制訂了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(即“863”計劃)，將CIMS確定為自動化領(lǐng)域的主題研究項目之一，先后成立了自動化領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會和CIMS主題專家組，并規(guī)定我國863/CIMS的戰(zhàn)略目標為：跟蹤國際上CIMS有關(guān)技術(shù)的發(fā)展，掌握CIMS關(guān)鍵技術(shù)，在制造中建立能獲得綜合經(jīng)濟效益并能帶動全局的CIMS示范企業(yè)。(3)

26、 CIMS技術(shù)發(fā)展的三個階段CIMS技術(shù)研究和應(yīng)用工程的開發(fā)，經(jīng)歷了以下三個發(fā)展階段：1)以信息集成為特征的階段。6.5計算機集成制造系統(tǒng)2)以過程集成為特征的階段。3)以企業(yè)集成為特征的階段。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計1.計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計的類型及其工作原理圖6-12三類CAPP系統(tǒng)的工作原理a)檢索式b)派生式c)創(chuàng)成式(1)檢索式CAPP系統(tǒng)如圖6-12a所示，檢索式CAPP系統(tǒng)是事先將企業(yè)現(xiàn)行的各類工藝文件，6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品和零件的圖號存入計算機數(shù)據(jù)庫中，當需要對某一個零件進行工藝規(guī)程設(shè)計時，可以根據(jù)零件圖號，在計算機數(shù)庫中檢索相類似零件的工藝文件。(2)派生

27、式CAPP系統(tǒng)如圖6-12b所示，派生式CAPP系統(tǒng)，又稱變異式CAPP系統(tǒng)，可以看成是檢索式CAPP系統(tǒng)的發(fā)展。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計(3)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)如圖6-12c所示，創(chuàng)成式系統(tǒng)的基本原理與檢索式和派生式方法不同，不是直接對相似零件工藝文件的檢索與修改，而是根據(jù)零件的加工信息，通過邏輯推理規(guī)則、公式和算法等，做出工藝決策而自動地“創(chuàng)成”一個零件的工藝規(guī)程。2. CAPP的基本組成(1)控制模塊其主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各模塊的運行，實現(xiàn)人機之間的信息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計信息的獲取方式。(2)零件信息輸入模塊當零件信息不能從CAD系統(tǒng)直接獲取時，此模塊用于產(chǎn)品設(shè)計信息輸入。6.6計算機輔助

28、工藝規(guī)程設(shè)計(3)工藝過程設(shè)計模塊該模塊的任務(wù)是進行加工工藝流程的決策，生成工藝過程卡。(4)工序決策模塊該模塊的主要任務(wù)是選定加工設(shè)備、定位安裝方式、加工要求，生成工序卡。(5)工步?jīng)Q策模塊該模塊用于對工步內(nèi)容進行設(shè)計，確定切削用量，提供形成NC指令所需的刀位文件。(6)輸出模塊可輸出工藝流程卡、工序和工步卡、工序圖等各類文檔，并可利用編輯工具對生成的文件進行修改后得到所需的工藝文件。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計(7)產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫存放有CAD系統(tǒng)完成的產(chǎn)品設(shè)計信息。(8)加工過程動態(tài)仿真對所產(chǎn)生的加工過程進行模擬。(9)制造資源數(shù)據(jù)庫存放企業(yè)或車間的加工設(shè)備、工裝工具等制造資源的相關(guān)信息，

29、如名稱、規(guī)格、加工能力、精度指標等信息。(10)工藝知識數(shù)據(jù)庫是CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用于存放產(chǎn)品制造工藝規(guī)則、工藝標準、工藝數(shù)據(jù)手冊、工藝信息處理的相關(guān)算法和工具等。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計(11)典型案例庫存放各零件族典型零件的工藝流程圖、工序卡、工步卡、加工參數(shù)等數(shù)據(jù)，以供系統(tǒng)參考使用。(12)編輯工具庫存放工藝流程圖、工序卡、工步卡等系統(tǒng)輸入/輸出模板、手冊查詢工具和系統(tǒng)操作工具集等，用于有關(guān)信息輸入、查詢和工藝文件編輯。(13)制造工藝數(shù)據(jù)庫存放由CAPP系統(tǒng)生成的產(chǎn)品制造工藝信息，供輸出工藝文件、數(shù)控加工編程和生產(chǎn)管理與運行控制系統(tǒng)使用。3. CAPP的作用與意義6.6計算機輔助

30、工藝規(guī)程設(shè)計(1)克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計中的不足，促進工藝技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)的工藝設(shè)計一直是工藝設(shè)計人員的“個體”和“手工”勞動方式，設(shè)計過程完全依賴于工藝人員個人的經(jīng)驗和水平，使得工藝設(shè)計質(zhì)量、效率較低，周期較長，已遠遠不能滿足現(xiàn)代機械制造技術(shù)發(fā)展的要求。(2)為現(xiàn)代制造系統(tǒng)集成提供技術(shù)橋梁CAPP是適應(yīng)當前機械制造業(yè)自動化和智能化發(fā)展的需求，實現(xiàn)計算機集成制造(CIM )、并行工程及其他多種先進自動化技術(shù)的基礎(chǔ)。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計1)采用CAPP技術(shù)，用計算機來有效地管理大量的數(shù)據(jù)信息，快速準確地進行計算，進行各種形式的比較、判斷和選擇，自動繪圖，自動編制和輸出工藝文件，無疑會克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計的局限性，大大提高工藝設(shè)計的效率和質(zhì)量，縮短工藝設(shè)計周期，進而縮短產(chǎn)品的設(shè)計與制造周期，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力。2)可將工藝設(shè)計人員從大量繁瑣、重復性的手工勞動中解放出來，集中精力進行新產(chǎn)品開發(fā)和新工藝的研究等創(chuàng)造性工作。6.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計3)可以提高企業(yè)工藝設(shè)計的規(guī)范化、標準化水平，并不斷向最優(yōu)化和智能化方向