新机电一体化典型实例

1、机电一体化系统典型实例 08机制(1班50801011017 王志光1. 计算机集成制造系统近 年 来 世界 各 国 都在大 力 开 展计 算 机集 成制 造 系 统 CIMS (Computer Intergrated Manufacturing System 方面的研究工作。 CIMS 是计算机技术和机 械制造业相结合的产物,是机械制造业的一次技术革命。(1 CIMS 的结构随着计算机技术的发展,机械工业自动化已逐步从过去的大批量生产方式 向高效率、低成本的多品种、小批量自动化生产方式转变。 CIMS 就是为了实现 机械工厂的全盘自动化和无人化而提出来的。 其基本思想就是按系统工程的观点

2、将整个工厂组成一个系统, 用计算机对产品的初始构思和设计直至最终的装配和 检验的全过程实现管理和控制。对于 CIMS ,只需输入所需产品的有关市场及设 计的信息和原材料, 就可以输出经过检验的合格产品。 它是一种以计算机为基础, 将企业全部生产活动的各个环节与各种自动化系统有机地联系起来, 借以获得最 佳经济效果的生产经营系统。它利用计算机将独立发展起来的计算机辅助设计 (CAD 、 计算机辅助制造 (CAM 、 柔性制造系统 (FMS , 管理信息系统 (MIS 以及决策支持系统(DSS 综合为一个有机的整体,从而实现产品订货、设计、 制造、管理和销售过程的自动化。它是一种把工程设计、生产制

3、造、市场分析以 及其它支持功能合理地组织起来的计算机集成系统。 CIMS 是在柔性制造技术、 计算机技术、 信息技术和系统科学的基础上, 将制造工厂经营活动所需的各种自 动化系统有机地集成起来, 使其能适应市场变化和多品种、 小批量生产要求的高 效益、高柔性的智能生产系统。由此可见,计算机集成制造系统是在新的生产组织原理和概念指导下形成 的生产实体, 它不仅是现有生产模式的计算机化和自动化, 而且是在更高水平上 创造的一种新的生产模式。从机械加工自动化及自动化技术本身的发展看,智能化和综合化是未来的主 要特征,也是 CIMS 最主要的技术特征。智能化体现了自动化深度,即不仅涉及 物质流控制的传

4、统体力劳动自动化, 还包括了信息流控制的脑力劳动自动化; 而 综合化反映了自动化的广度,它把系统空间扩展到市场、设计、制造、检验、销 售及用户服务等全部过程。CIMS 系统构成的原则,是按照在制造工厂形成最终产品所必需的功能划分 系统,如设计管理、制造管理等子系统,它们分别处理设计信息与管理信息,各 子系统相互协调,并且具有相对的独立性。因此,从大的结构来讲, CIMS 系统 可看成是由经营决策管理系统、 计算机辅助设计与制造系统、 柔性制造系统等组 成的(图 1-1 。经营决策管理系统完成企业经营管理,如市场分析预测、风险决 策 、 长 期发展规划、生产计划与调度、企业内部信息流的协调与控制

5、等;计算机辅助设 计系统完成产品及零部件的设计、自动编程、机器人程序设计、工程分析、输出 图纸和材料清单等;计算机辅助制造系统则完成工艺过程设计、自动编程、机器 人程序设计等; 柔性制造系统完成物料加工制造的全过程, 实现信息流和物料流 的统一管理,如将 CIMS 的系统功能细化,可得到如图 1-2所示的框图。(2 CIMS 的主要技术关键CIMS 是一个复杂的系统,它适用于多品种、中小批量的高效益、高柔性的 智能化生产与制造。 它是由很多子系统组成的, 而这些子系统本身又都是具有相 当规模的复杂系统。 虽然世界上很多发达国家已投入大量资金和人力研究它, 但 仍存在不少技术问题有待进一步探索和

6、解决。归纳起来,大致有以下五个方面。 CIMS 系统的结构分析与设计。 这是系统集成的理论基础及工具。 如系统 结构组织学和多级递阶决策理论、离散事件动态系统理论、建模技术与仿真、系 统可靠性理论与容错控制以及面向目标的系统设计方法等。 支持集成制造系统的分布式数据库技术及系统应用支撑软件。其中包括 支持 CAD /CAPP/CAM集成的数据库系统,支持分布式多级生产管理调度的数图 1-1 CIMS主要结构框图图 1-2 CIMS 系统框图据库系统,分布式数据系统与实时在线递阶控制系统的综合与集成。 工业局部网络与系统。 CIMS 系统中各子系统的互连是通过工业局部网络 实现的,因此必然要涉及网络结构优化、网络通信的协议、网络的互连与通信、 网络的可靠性与安全性等问题的研究, 甚至进一步还可能需要对支持数据、 语言、 图像信息传输的宽带通信网络进行探讨。 自动化制造技术与设备。这是实现 CIMS 的物质技术基础,其中包括自 动化制造设备 FMS 、自动化物料输送系统、移动机器人及装配机器人、自动化 仓库以及在线检测及质量保障等技术。 软件开发环境。良好的软件开发环境是系统开发和研究的保证。这里涉 及面向用户的图形软件系统、适用于 CIMS 分析设计的仿真软件系统、 CAD 直 接检查软件系统以及面向制造控制与规划开发的专家系统。综上所述,涉及 CIMS 的技