现代制造技术第8章-典型现代制造系统实例课件

8.1成都飞机工业公司CIMS应用实例第8章典型现代制造系统实例8.2一汽集团公司CAD/CAM应用实例

8.3

德国FESTO公司FMS-50应用实例8.1成都飞机工业公司CIMS应用1第8章典型现代制造系统实例

8．1成都飞机工业公司CIMS应用实例8．1．1成都飞机公司CIMS自动化集成分系统的总体结构成都飞机公司CIMS自动化集成分系统（CAC-CIMS/FA）由平行的4个柔性加工单元组成，分别称为FDNC1、FDNC2、FMS1和FMS2第8章典型现代制造系统实例8．1成都飞机工业公司C2

第8章典型现代制造系统实例

（1）该系统设置了毛坯、在制品、夹具缓存，物流运输系统采用人驱动式小车，人工装卸物料，人工控制完成加工、清洗、检验、校形等工序。（2）10台加工机床及全套辅助设备布置在450M2生产面积内。（3）零件的加工、清洗、检验、校形全部工序均置于组合夹具上完成。（4）人驱动式小车采用双工位旋转式转接台进行零件与毛坯的交换，用于存取零件/毛坯信息的条形码贴于组合夹具的一侧，物料的运输驱动和物料装卸均由人工完成。CFA-FDNC1的工艺特点第8章典型现代制造系统实例CFA-FDNC1的工艺特3第8章典型现代制造系统实例（5）机床旁边设置的计算机终端用于人工录入机床加工的状态信息，其控制系统结构如图8-3所示。（6）机床没有刀具库，机床的换刀由人工进行并由人工操作读入刀具条形码的信息，人工预置刀具寿命、完成文件（报文）在机床与DNC计算机之间的双向传输。机床具有工件交换工作台，可在人工的控制下完成工件的交换工作。（7）工序的各工位均由人工参与操作和决策，人工反馈系统状态。第8章典型现代制造系统实例（5）机床旁边设置的计算机终48．1．2CAC-CIMS/FA功能

第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA车间控制器的主要功能如下：（1）基础数据管理功能（2）工艺文件需求计划制订（3）车间生产任务管理（4）资源短缺检查及资源准备计划（5）车间计划管理（6）生产统计与生产信息查询8．1．2CAC-CIMS/FA功能第8章典型现5第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA中FDNC1单元控制器功能（1）单元生产计划调度包括：制订作业计划；调整作业计划；下达作业计划；查询作业计划。（2）资源计划调度包括：资源需求计划（刀具、量具、物料等）；确定入库信息（刀具、量具、物料入库及在制品交换）；临时资源需求计划调度；资源需求、入库信息和临时资源查询。（3）统计生产数据包括：生产进度、旬在制品情况、旬设备工况统计；生产异常情况（设备故障及排除、超差品处理）统计。（4）系统维护包括：系统初始化；系统停止运行时设备状态的保存；系统数据备份与恢复，数据删除等。第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA中FDN6第8章典型现代制造系统实例8．1．3CAC-CIMS/FA实施效果与效益分析本项成果作为CAC-CIMS/FA的一个子系统应用于成飞数控车间的民机转包，军机批生产和型号工程零件生产的计划、调度、管理与控制，效果良好。解决了非一致性硬件、操作系统环境下复杂的异构系统互连问题和CIMS纵向信息集成问题。提高了车间的生产控制和管理水平，使底层FDNC单元实现了制造过程自动化，能够做到零件的无纸加工。在提高计划均衡性、按期交货率、设备利用率、增加产量、改进产品质量和提高生产率等方面取得显著效果。第8章典型现代制造系统实例8．1．3CAC-CIMS7第8章典型现代制造系统实例8．2一汽集团公司CAD/CAM应用实例

8．2．1引言为了促使我国汽车工业迅速发展，一汽集团公司自80年代中期开始从国外引进中、轻、轿各类车型，并在此基础上进行汽车总体改造和车身造型方面的研究。从轿车CKD零部件组装到汽车总成与覆盖件国产化是我国当代汽车制造业的一条必经之路。本例阐述在车身模具国产化过程中如何利用CAD/CAM技术解决从产品几何造型到模具数控加工所面临的技术问题。第8章典型现代制造系统实例8．2一汽集团公司CAD8第8章典型现代制造系统实例8．2．2技术依据及其转化途径在该产品技术依据转化与二次开发方面拟采取以下途径：（1）参考与前护板有配合关系的其他制件，以便切实理解前护板的原设计意图，充分发挥计算机图形工作站交互式设计的有利条件，拟合产品公差为零的纯理论几何模型，力求科学、严谨、合理。（2）综合考虑模具结构设计、冲压工艺设计要求，对原始几何模型进行适当的表面处理，建立起可替代工艺模型的凸、凹模数据模型。（3）为提高各工序制件的成型精度，保证模具装配质量，模具制造的几个主要环节均采用CAD/CAM技术。第8章典型现代制造系统实例8．2．2技术依据及其转化9第8章典型现代制造系统实例利用计算机图形工作站进行车身覆盖件产品几何造型的基本要求是：（1）车身表面型值点采集、输入准确、合理。（2）线框模型封闭、有界、连贯、曲率变化均匀，曲线组合或样条光顺。（3）曲面之间有唯一的公共边界，裁剪合理、不失真，与过度面的调配自然、均匀、连续，整个表面模型符合光顺要求。8．2．3产品几何造型第8章典型现代制造系统实例利用计算机图形工作站进行车身覆10第8章典型现代制造系统实例8．2．4车身模具CAM1．建立凸、凹模数学模型2．生成数控加工文件（1）表面处理（2）加工方式（3）刀具选择第8章典型现代制造系统实例8．2．4车身模具CAM11第8章典型现代制造系统实例8．2．5CAD/CAM一体化的必要性利用计算机图形工作站建立产品几何模型，从理论上可保证模具成形精度和车身装配要求，并且数据精确、唯一，易于修改、转换、取值，不受环境和时效的影响，存在着明显的技术优势。由产品的几何模型派生的各工序模具凸、凹模空间型面可保证制件的一致性、连续性。利用图形工作站编制实型铸造模型和模具零件的数控加工程序，可保证铸件和模具的成形精度与表面质量。第8章典型现代制造系统实例8．2．5CAD/CAM12第8章典型现代制造系统实例8．3德国FESTO公司FMS-50应用实例8．3．1引言柔性制造系统(FMS)是一套模拟实际工业自动化生产中不同复杂程度控制过程的柔性加工中心.FMS能够根据制造任务和生产品种的不同,迅速进行调整的动化生产线,实现对生产加工过程的改变和控制,代表了当今现代化企业产品开发和集成的先进设计理念。第8章典型现代制造系统实例8．3德国FESTO公司13第8章典型现代制造系统实例8．3．2柔性制造系统(FMS)的基本组成FMS-50柔性制造系统由传送带连接供料站、检测站、加工站、机械手、装配站、暂存站、产品分拣站组成FMS-50柔性制造系统第8章典型现代制造系统实例8．3．2柔性制造系统(F14第8章典型现代制造系统实例8.3.3柔性制造系统的主要功能FMS-50柔性制造系统涵盖了绝大部分工业生产中所涉及的应用技术,主要包括工业现场总线技术、网络通信技术、机械传动与执行机构技术、PLC。控制技术、电气控制技术、气动技术、电子技术、组装技术、故障检测与排除技术、光电视觉技术、传感器技术、过程控制、组态控制、质量控制等.工作单元之间具有柔性结合方式,可以任意组合,系统开放性强,可以不断地将新技术融入到系统中。为学生提供了一个开放性、创新性实践平台,帮助学生从系统整体角度去认识柔性制造系统各组成部分,从而掌能及控制原理。第8章典型现代制造系统实例8.3.3柔性制造系统15第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-50柔性制造系统在机电一体化专业综合训练实践教学中的应用专业综合训练目的：（1）柔性制造系统为实验教学提供了良好的现场模拟环境.（2）柔性制造系统提高了学生对机电产品的设计能力.（3）提高了学生的团队精神和合作意识.第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-5016第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-50柔性制造系统在机电一体化专业综合训练实践教学中的应用FMS-50第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-5017专业综合训练内容

第8章典型现代制造系统实例加工站模拟的是一个磨削工件的过程,利用磨削的方法将待加工的工件中间加工出一个可以进行下一步装配的小孔.首先,上一个站的提取装置将加工件放到转盘上,转盘可以转动,转到磨削位置来进行磨削加工,将加工件的中间磨削出一个合适的小孔,转到检测装置的下面来检测小孔是否符合标准,然后将这个刚刚加工好的工件转到初始的位置,由提取站的机械手来提取到小车上,再由小车来将加工好的工件运送到下一个单元.专业综合18第8章典型现代制造系统实例加工站的组成原理

加工站主要是由检测装、磨削装置以及转盘来共同组成.具体包括以下五个部分:（1）一个雪花型的转盘。（2）五台电机。（3）同步带直线驱动单元。（4）五个传感器。（5）一些型材和支架。第8章典型现代制造系统实例19第8章典型现代制造系统实例

加工站结构图第8章典型现代制造系统实例加工站结构20系统设计第8章典型现代制造系统实例（1)机械结构设计加工站的总装建模图系统设计第8章典型现代制造21第8章典型现代制造系统实例（2)控制系统硬件设计控制系统方框图第8章典型现代制造系统实例（2)控制系统硬件设计控制系22第8章典型现代制造系统实例（3)控制系统软件设计编写PLC控制程序PLCS7-300进行编程控制,控制程序基于西门STEP7/WIN32编程软件,采用梯形图方式编程.程序流程图如图所示.第8章典型现代制造系统实例（3)控制系统软件设计23

8.1成都飞机工业公司CIMS应用实例第8章典型现代制造系统实例8.2一汽集团公司CAD/CAM应用实例

8.3

德国FESTO公司FMS-50应用实例8.1成都飞机工业公司CIMS应用24第8章典型现代制造系统实例

8．1成都飞机工业公司CIMS应用实例8．1．1成都飞机公司CIMS自动化集成分系统的总体结构成都飞机公司CIMS自动化集成分系统（CAC-CIMS/FA）由平行的4个柔性加工单元组成，分别称为FDNC1、FDNC2、FMS1和FMS2第8章典型现代制造系统实例8．1成都飞机工业公司C25

第8章典型现代制造系统实例

（1）该系统设置了毛坯、在制品、夹具缓存，物流运输系统采用人驱动式小车，人工装卸物料，人工控制完成加工、清洗、检验、校形等工序。（2）10台加工机床及全套辅助设备布置在450M2生产面积内。（3）零件的加工、清洗、检验、校形全部工序均置于组合夹具上完成。（4）人驱动式小车采用双工位旋转式转接台进行零件与毛坯的交换，用于存取零件/毛坯信息的条形码贴于组合夹具的一侧，物料的运输驱动和物料装卸均由人工完成。CFA-FDNC1的工艺特点第8章典型现代制造系统实例CFA-FDNC1的工艺特26第8章典型现代制造系统实例（5）机床旁边设置的计算机终端用于人工录入机床加工的状态信息，其控制系统结构如图8-3所示。（6）机床没有刀具库，机床的换刀由人工进行并由人工操作读入刀具条形码的信息，人工预置刀具寿命、完成文件（报文）在机床与DNC计算机之间的双向传输。机床具有工件交换工作台，可在人工的控制下完成工件的交换工作。（7）工序的各工位均由人工参与操作和决策，人工反馈系统状态。第8章典型现代制造系统实例（5）机床旁边设置的计算机终278．1．2CAC-CIMS/FA功能

第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA车间控制器的主要功能如下：（1）基础数据管理功能（2）工艺文件需求计划制订（3）车间生产任务管理（4）资源短缺检查及资源准备计划（5）车间计划管理（6）生产统计与生产信息查询8．1．2CAC-CIMS/FA功能第8章典型现28第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA中FDNC1单元控制器功能（1）单元生产计划调度包括：制订作业计划；调整作业计划；下达作业计划；查询作业计划。（2）资源计划调度包括：资源需求计划（刀具、量具、物料等）；确定入库信息（刀具、量具、物料入库及在制品交换）；临时资源需求计划调度；资源需求、入库信息和临时资源查询。（3）统计生产数据包括：生产进度、旬在制品情况、旬设备工况统计；生产异常情况（设备故障及排除、超差品处理）统计。（4）系统维护包括：系统初始化；系统停止运行时设备状态的保存；系统数据备份与恢复，数据删除等。第8章典型现代制造系统实例CAC-CIMS/FA中FDN29第8章典型现代制造系统实例8．1．3CAC-CIMS/FA实施效果与效益分析本项成果作为CAC-CIMS/FA的一个子系统应用于成飞数控车间的民机转包，军机批生产和型号工程零件生产的计划、调度、管理与控制，效果良好。解决了非一致性硬件、操作系统环境下复杂的异构系统互连问题和CIMS纵向信息集成问题。提高了车间的生产控制和管理水平，使底层FDNC单元实现了制造过程自动化，能够做到零件的无纸加工。在提高计划均衡性、按期交货率、设备利用率、增加产量、改进产品质量和提高生产率等方面取得显著效果。第8章典型现代制造系统实例8．1．3CAC-CIMS30第8章典型现代制造系统实例8．2一汽集团公司CAD/CAM应用实例

8．2．1引言为了促使我国汽车工业迅速发展，一汽集团公司自80年代中期开始从国外引进中、轻、轿各类车型，并在此基础上进行汽车总体改造和车身造型方面的研究。从轿车CKD零部件组装到汽车总成与覆盖件国产化是我国当代汽车制造业的一条必经之路。本例阐述在车身模具国产化过程中如何利用CAD/CAM技术解决从产品几何造型到模具数控加工所面临的技术问题。第8章典型现代制造系统实例8．2一汽集团公司CAD31第8章典型现代制造系统实例8．2．2技术依据及其转化途径在该产品技术依据转化与二次开发方面拟采取以下途径：（1）参考与前护板有配合关系的其他制件，以便切实理解前护板的原设计意图，充分发挥计算机图形工作站交互式设计的有利条件，拟合产品公差为零的纯理论几何模型，力求科学、严谨、合理。（2）综合考虑模具结构设计、冲压工艺设计要求，对原始几何模型进行适当的表面处理，建立起可替代工艺模型的凸、凹模数据模型。（3）为提高各工序制件的成型精度，保证模具装配质量，模具制造的几个主要环节均采用CAD/CAM技术。第8章典型现代制造系统实例8．2．2技术依据及其转化32第8章典型现代制造系统实例利用计算机图形工作站进行车身覆盖件产品几何造型的基本要求是：（1）车身表面型值点采集、输入准确、合理。（2）线框模型封闭、有界、连贯、曲率变化均匀，曲线组合或样条光顺。（3）曲面之间有唯一的公共边界，裁剪合理、不失真，与过度面的调配自然、均匀、连续，整个表面模型符合光顺要求。8．2．3产品几何造型第8章典型现代制造系统实例利用计算机图形工作站进行车身覆33第8章典型现代制造系统实例8．2．4车身模具CAM1．建立凸、凹模数学模型2．生成数控加工文件（1）表面处理（2）加工方式（3）刀具选择第8章典型现代制造系统实例8．2．4车身模具CAM34第8章典型现代制造系统实例8．2．5CAD/CAM一体化的必要性利用计算机图形工作站建立产品几何模型，从理论上可保证模具成形精度和车身装配要求，并且数据精确、唯一，易于修改、转换、取值，不受环境和时效的影响，存在着明显的技术优势。由产品的几何模型派生的各工序模具凸、凹模空间型面可保证制件的一致性、连续性。利用图形工作站编制实型铸造模型和模具零件的数控加工程序，可保证铸件和模具的成形精度与表面质量。第8章典型现代制造系统实例8．2．5CAD/CAM35第8章典型现代制造系统实例8．3德国FESTO公司FMS-50应用实例8．3．1引言柔性制造系统(FMS)是一套模拟实际工业自动化生产中不同复杂程度控制过程的柔性加工中心.FMS能够根据制造任务和生产品种的不同,迅速进行调整的动化生产线,实现对生产加工过程的改变和控制,代表了当今现代化企业产品开发和集成的先进设计理念。第8章典型现代制造系统实例8．3德国FESTO公司36第8章典型现代制造系统实例8．3．2柔性制造系统(FMS)的基本组成FMS-50柔性制造系统由传送带连接供料站、检测站、加工站、机械手、装配站、暂存站、产品分拣站组成FMS-50柔性制造系统第8章典型现代制造系统实例8．3．2柔性制造系统(F37第8章典型现代制造系统实例8.3.3柔性制造系统的主要功能FMS-50柔性制造系统涵盖了绝大部分工业生产中所涉及的应用技术,主要包括工业现场总线技术、网络通信技术、机械传动与执行机构技术、PLC。控制技术、电气控制技术、气动技术、电子技术、组装技术、故障检测与排除技术、光电视觉技术、传感器技术、过程控制、组态控制、质量控制等.工作单元之间具有柔性结合方式,可以任意组合,系统开放性强,可以不断地将新技术融入到系统中。为学生提供了一个开放性、创新性实践平台,帮助学生从系统整体角度去认识柔性制造系统各组成部分,从而掌能及控制原理。第8章典型现代制造系统实例8.3.3柔性制造系统38第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-50柔性制造系统在机电一体化专业综合训练实践教学中的应用专业综合训练目的：（1）柔性制造系统为实验教学提供了良好的现场模拟环境.（2）柔性制造系统提高了学生对机电产品的设计能力.（3）提高了学生的团队精神和合作意识.第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-5039第8章典型现代制造系统实例8.3.4FMS-50柔性制造系统在机电一体化专