管理信息系统 03-1-5

1、企业(qy)信息化概论教师(jiosh)：刘 颖重庆大学机械工程学院共四十二页3.1.1 产品(chnpn)研发与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程 CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程 CAE 3.1.1.5 产品(chnpn)数据管理PDM3.1.1.6 虚拟制造3.1.1.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共四十二页3.1.1.8 快速原型制造(

2、zhzo)技术基本概念 快速成形(chn xn)技术是由CAD模型直接驱动，快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。改型后的摩托车部分快速原型件摩托车快速原型件的装配验证共四十二页3.1.1.8 快速原型(yunxng)制造技术（二）原理(yunl)共四十二页3.1.1.8 快速原型(yunxng)制造技术（三）快速(kui s)原型制造的工艺方法（1）光固化立体成形制造法（Laser Stero Lithography，LSL）原理：LSL工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。共四十二页3.1.1.8 快速原型(yunxng)制造技术（三）快速(kui s)原型制造的工艺方法（2）实体

3、分层制造LOM法（Laminated Object Manufacturing） 原理：LOM是利用热熔胶的热熔性、粘结性堆积成型。共四十二页3.1.1.8 快速(kui s)原型制造技术（三）快速原型制造(zhzo)的工艺方法（3）熔融沉积制造FDM法（Fused Deposition Modeling） 原理：FDM工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在计算机控制下层层堆积成型。 共四十二页3.1.1.8 快速原型制造(zhzo)技术（三）快速原型制造(zhzo)的工艺方法（4）选择性激光烧结制造SLS法（Selective Laser Sintering）原理：SLS工艺是利用粉末材料

4、(金属粉末或非金属粉末)在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成形。共四十二页3.1.1.8 快速(kui s)原型制造技术（四）快速原型(yunxng)制造的作用 用RP技术快速开发新产品，可使新产品开发成本减少30%70%，减少开发时间50%。例如开发光学照相机机体采用RP技术仅需35天。 共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程 CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程(gngchng) CAE 3.1.1.5 产品数据管理PDM3.1.1.6 虚拟制造3.1.1

5、.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化信息化企业的制造系统成组技术数控技术工业机器人自动物料储运(ch yn)系统柔性制造单元与系统共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化制造系统 制造系统是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成(z chn)的一个具有特定功能的有机整体。制造自动化技术 在“狭义制造”概念下，制造自动化的含义是生产车间内产品的机械加工和装配检验过

6、程的自动化。 在“广义制造”概念下，制造自动化则包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化制造系统的内容制造设备系统 主要包括：专用自动化机床、组合机床自动线、数控（ NC）机床、计算机数控（CNC）机床、加工中心（ MC）、计算机直接数控系统（ DNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）等加工设备，以及测量设备、辅助设备、夹具装置等。物料运输和存储

7、系统 包括：传送带、有轨小车、自动导向小车、立体仓库、搬运机器人、托盘站等。能量流系统 包括：供电系统、监控系统、测量装置等。制造信息系统 主要包括：计算机控制系统，数据库管理系统，网络和通信系统，制造信息的获取、分析、处理，以及各种信息交换、物流管理、制造过程等。生产作业计划和控制 生产作业计划和控制的任务是：采用适当方法减少(jinsho)零件的等待、存储和运输时间，减少(jinsho)在制品，提高设备利用率，以提高企业的效率。共四十二页3.1.1 产品(chnpn)研发与制造信息化信息化企业(qy)制造系统的特征：人机一体化 全盘自动化不是制造自动化发展的目标，应发展“以人为中心的制造系

8、统”高柔性 以接近大批量生产的高生产率和低成本实现单件、小批量生产。高度集成化和一体化 高度集成化是现代制造系统最显著的特征；制造系统呈现一体化的状态智能化 智能决策功能；智能故障预测、诊断和自修复功能；自律功能；自变形功能。制造系统发展趋势 敏捷化：核心是使企业面临市场竞争时作出快速响应 ；网络化：企业制造环境的网络化和企业与企业之间的网络化 ；虚拟化:设计过程的拟实技术和加工制造过程的虚拟技术；智能化：智能制造系统是制造系统发展的最高阶段；全球化：产品销售的全球网络正在形成；产品设计和开发以及产品制造的跨国化；制造企业在全球范围内重组和集成；制造资源的跨地区、跨国家；绿色化：使产品在其全生

9、命周期中对环境的影响最小、资源利用效率最高。共四十二页3.1.1.9 成组技术（一） 概念(ginin) 概念一： 成组技术是一门生产技术科学，它主要研究加何识别和发掘生产活动中有关(yugun)事物的相似性，并把相似问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，从而取得所期望的经济效益。 概念二：是将企业生产的各种产品、部件和零件，按照特定的相似准则分类归组，并在分类的基础上完成产品生产的各个环节，从而实现产品设计、制造和生产管理的合理化。共四十二页3.1.1.9 成组技术（二）成组技术的基本原理共四十二页3.1.1.9 成组技术（三）零件分类(fn li)编码系统零件(ln jin)

10、分类编码系统常用的分类编码系统有：（1）奥匹兹（Opitz）分类编码系统共四十二页3.1.1.9 成组技术（三）零件分类(fn li)编码系统（2）JLBM-1分类编码系统（机械(jxi)工业成组技术零件分类编码系统）共四十二页3.1.1.9 成组技术（三）零件分类(fn li)编码系统（3）柔性编码系统 柔性编码结构模型(mxng)为： 柔性编码固定码柔性码。 共四十二页3.1.1.9 成组技术（四）成组工艺(gngy)设计过程零件分类成组 零件的分类成组的方法 a视检法：有生产实践经验的工艺人员根据零件图样的要求作出判断，把具有某些特征属性的零件归属为一类，它的效果主要(zhyo)取决于个

11、人经验。 b工艺路线分析法：以零件生产流程为依据，直接按工艺过程和使用设备的相似程度对零件进行分类。这种方法的效果与分析方法及所依据的技术资料有关； c编码分类法：这是一种较为科学、有效的分类成组方法，它的应用有助于计算机辅助成组技术的实施。共四十二页3.1.1.9 成组技术（四）成组工艺(gngy)设计过程成组工艺过程设计 a复合零件法，所谓(suwi)复合零件（又称综合零件）是指具有同一零件组全部结构特征的典型零件，它可以是零件组中实际存在的某个具体零件，也可以是虚拟（假想）零件。复合零件法一般适用于回转体零件。 b复合路线法，在零件分类成组的基础上，把同组零件的工艺路线（工艺过程卡）进行

12、比较，从中选择一条最复杂，即最长的工艺路线作为代表，将此代表路线与组内其他零件的工艺路线相比较，并将其他零件有的而此代表路线没有的工序一一添入，最终形成一个能满足全组零件加工要求的成组工艺。共四十二页3.1.1.9 成组技术（四）成组工艺(gngy)设计过程机床选择： 根据拟定的工艺过程，选择合理、高效的机床设备（或专用设备），将它们编成机床组，并按工艺流程布置(bzh)这一机床组。设计成组夹具与刀具 在成组加工中，更换零件时，机床的夹具一般不作更换，仅需作适当调整，而且要求调整简便、迅速。共四十二页3.1.1.9 成组技术（四）成组工艺设计(shj)过程机床选择： 根据拟定的工艺过程，选择合

13、理、高效的机床设备（或专用设备），将它们编成机床组，并按工艺流程布置这一机床组。设计成组夹具与刀具 在成组加工中，更换零件(ln jin)时，机床的夹具一般不作更换，仅需作适当调整，而且要求调整简便、迅速。共四十二页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程 CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程 CAE 3.1.1.5 产品数据管理PDM3.1.1.6 虚拟(xn)制造3.1.1.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.

14、1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（一） 概念(ginin)数控技术 是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh) 按运动的控制轨迹分类：点位控制：点与点之间的准确(zhnqu)定位；直线控制：控制终点坐标值，保证两点间轨迹为直线；轮廓控制：控制终点坐标值，保证两点之间的轨迹按一定的曲线进行；（二）数控系统的分类 共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（二）数控系统的分类(fn

15、li) 其中轮廓控制，按照联动坐标轴数可分为：两轴联动：主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱两轴半联动：主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给；三轴联动、四轴联动和五轴联动共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（二）数控系统的分类(fn li) 按伺服控制的方式分类：开环控制闭环控制共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（三）常见(chn jin)的数控机床（1）数控机床（NC）（2）计算机控制数控机床（CNC）适应性强；加工质量稳定；效率高；精度高：一般在0.0050.1mm之间。（3）加工中心（M

16、C）（4）分布式数控（DNC） 共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（三）常见(chn jin)的数控机床DNC系统的特点：可实现非实时分配数控数据。由于采用局域网络（LAN）技术进行通信。DNC 系统成为一种“开放式”系统。DNC 便于与数据采集系统结合，采集机床工作状态，在线检测数据，对加工质量和机床状态进行实时控制。DNC 系统可以作为工厂计算机集成系统中的一个层次，既能独立使用，又可以组成FMS 及 CIMS。共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统（1）机床数控系统的组成及功能原理 754321图纸编程系统

17、 CAD/CAM编程程序载体输入CPU存储器控制器输出伺服系统执行机构坐标 轴辅助装置86 图3.13 数控系统的基本组成框图共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统数控系统的工作过程：从零件程序存储区逐段读出数控程序；数据预处理；插补运算，以增量坐标值或脉冲序列形式输出，使伺服电机以给定速度移动，控制刀具按预定的轨迹加工；数控程序中的M、S、T等辅助功能代码经过PLC逻辑运算后控制机床继电器、电磁阀、主轴控制器等执行元件动作；位置检测元件将坐标轴的实际位置和工作速度实时反馈给数控装置或伺服装置，并与机床指令进行比较后对系统的控制量进行修正

18、和调节。共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统（2）数控系统的硬件组成 单CPU结构 多CPU结构 直接采用PC计算机共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统（3）数控系统的软件组成 主控模块与若干功能模块组成。 主控模块：为用户提供一个友好的系统操作界面。 各功能模块：基于主界面以菜单的形式被调用 功能模块分为实时控制类模块和非实时管理类模块两大类。实时控制类模块：控制机床运动和动作的软件模

19、块，具有毫秒甚至更高要求的时间响应；非实时管理类模块：参数输入、系统设置、系统诊断、系统通信、显示处理、程序编辑等。 共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（四）机床(jchung)数控系统（4）开放式数控系统PC机+专用数控模板，即在PC机上嵌入专用数控模板，该模板具有位置控制功能、实时信息采集功能、输入输出接口处理功能和内装式PLC单元等。PC机+运动控制卡，这种基于开放式运动控制卡的系统结构是以通用微机为平台，以PC机标准插件形式的开放式运动控制卡为控制核心。纯PC机型，即全软件形式的PC机数控系统。 共四十二页3.1.1.10 数控技术(sh kn j sh)（五）数控系统及数控机床(sh kn j chun)的发展趋势新一代数控系统采用开放式体系结构 具有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，并向智能化、网络化方向大大发展。新一代