计算机辅助生产和控制系统

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1、计算机辅助生产和控制系统(CAPACS)制造技术已经存在很多年了。人民渴望改善基本需要,例如衣、食、住、休闲。方法从简单发展生产设备作为武器来获得食物到蓬勃发展的今天,现代制造系统,是利用电脑产生诸如电视和太空交通工具。计算机正在被给予在制造系统中越来越重要的角色。计算机应用CAD / CAM 制造生产控制和物理过程的基础上建立的NC等制度、交流、机器人学、自动导向车系统(AGVS), 自动化仓储 / 检索系统 (/RS)、和柔性制造系统(FMS)。许多相关的生产活动被组合在一起, 形成了一个特殊的应用系统, 可能被当作一个生产和控制系统 (PACS)。许多相关的生产活动被组合在一起, 形成了

2、一个特殊的应用系统, 可能被当作一个生产和控制系统 (PACS)。制造业活动的分组PACSA从一个制造环境变化到另一个地方。一个PACS的定义是在全球制造环境子系统。志愿者机会用在制造系统。PACS图 1.1 相互作用在生产systemA PACS 系统必须采取年代规划途径, 理由如下:为防止重复努力?使重要信息的有效传递到整个经济体系允许每一个 PACSA?, 了解其与别人, 它如何影响别人?使整个生产系统的功能更有效率, 富于创造性地做下去电脑带来了制造技术在进入“聪明”的机器。计算机技术、制造技术的基础, 是计算机辅助生产和控制系统(CAPACS)增加的角色聪明的机器已经要求一个更亲密的

3、交流与互动等功能设计、财务会计、 生产、人员、销售。典型的 CAPACS生产如下 :?计算机辅助设计CAD?凯恩计算机辅助检查?CAM计算机辅助制造?CAPP计算机辅助工艺规划?CAQC计算机辅助质量控制?CIPM计算机集成生产管理?DNC直接数字控制?GT成组技术CAPACS是生产的中心轮图 1.2 CAPACS 互动在制造系统CAPACS的应用到生产工艺使整个系统来提高生产力、降低浪费 , 否则它不会产生的东西可以使。自动化概念自动化可能被定义为一个系统 , 这是相对 self-operating 。包括复杂的机械和电子设备和计算机系统 , 代替观察、精力、决定由操作人员。展品性质的人类遵

4、循既定运算或针对代码指令。计算机过程控制计算机作为控制机制, 自动控制连续工作。两种控制系统的开环和闭环。开环系统本身并没有过程的自动化。没有自我纠错。保持的直接领导下, 接线员。从各种来源的阅读信息, 如仪器 , 为工艺规程设定校准表盘, 改变控制媒体。封闭环系统直接负责的主管人员的过程。反馈的作用是测量实际结果之间的差异和期望的结果 , 利用这些差异来驱动实际成果向期望的结果。典型的功能的过程控制系统的监测、数据日志 , 质量控制 , 提高产量、 利润最大化为目标对一个给定的输出、监控、工厂信息系统(FIS) 。计算机过程控制系统的好处是提高生产力、提高产品质量、提高效率、安全、舒适、方便

5、。管理信息系统(MIS)这个概念的信息管理系统(MIS) 是一个设计目标, 其目的是得到正确的信息在正确的时间适当的经理。每一个机构的作用、类型的生产、信息的可用资源, 与组织承诺 . .工程典型的工程使用 CAPACS功能是设计、工艺规划、分析和优化、合成方法、评价和文档 , 仿真 , 模型 , 和质量控制计划。电脑工程师采取一个概念允许从原来的CAD设计通过测试, 以数控 (NC) 输出 , 或结合的步骤之间。他们完成复杂的科学和工程计算迅速 , 精度高 , 计算物理性质和实际零件之前提供一个快速、方便的方法 , 甚至箱式模式最复杂的部分。生产应用计算机对生产过程包括计算机监控等功能, 监

6、控计算机控制、直接数字控制(DDC)、物料搬运、产品加工、装配和测试/ 检测操作。电脑自动化协助组织、访问 , 并提供重要的信息在一个普通的数据库系统使用的所有生产运作。图 1.3 概念电脑自动化工厂计算机辅助工程和生产图 1.4 CAD / CAM 系统在制造论文基本阶段以管理控制系统结合在一起 , 提供调度、预算、工作跟踪 , 商店加载控制 , 写命令、采购和库存控制等等。该系统允许所有功能involved-from设计 manufacturing-to共享数据。 综合计算机辅助工程及生产系统(CAD / CAM 系统 ) 精简公司的运作。最完整的 CAD / CAM系统执行以下关键生产功

7、能:初步和详细设计, 为编制?坚实的几何建模进行测试和分析模型;?有限元建模cutter-line?产生输出文件数控机器?工艺的策划和组织技术通过计算机集成制造 (CAD / CAM) 系统、工厂自动化、过程控制、工艺设计、设施工程的设计和资料处理系统和质量控制系统是通过一个共同的数据库集成系统。业务计算机辅助业务( 出租车 ) 典型的等关键业务职能以制造企业生产计划与控制、财务与会计、销售管理、维修调度与控制、管理信息系统、数据处理及产品规划。孤立的增长 , 微环境设施在独立的小型计算机内的大杂烩在经营信息。问题 : 岛的自动化当一个概念是被卖给了一位客户, 项目开发进度及预算控制主人对所有

8、功能的工程。产品设计提出了肉体的骨骼的概念。准备工具制造工程计划和过程的计划。Procurer订单资料定义的票据材料。准备设计工具设计实现生产计划建立一个工具制造工具。然后加工和组装生产控制问题的订单以确保适当的工具是在正确的地点 , 正确的时间和产品就诞生了。质量保证考察部件和组件符合工程定义的产品, 并交付给客户完成。中央的整个过程工程设计参考。能力的概念设计师交流是非常重要的。掌握图纸文件必须锁但下游用户对所有人开放。集成要求所有使用者的工程设计、甚至工程本身, 与接口掌握剖视抽取数据文件功能在事件链导致最终项目。典型的这类工具有数控处理器, 图形的系统、工程/ 科学处理器、CAD /

9、CAM 工作站 , 采用有限元求解器进行求解。计算机控制的制造系统?控制等单机系统机器人焊接、喷漆、加工规划和加工。复杂的系统 , 如?控制自动化立体仓库 / 检索系统 (/ RS)、自动导向车系统 (AGVS), 和柔性制造系统 (FMS)。许多操作 ?控制在整个制造周期, 运行生产线 , 以控制和整个工厂。?更多的挑战、控制数据通信、数据库管理相结合, 许多岛屿的自动化在整个企业。电脑一体机控制系统哲学的 ic( 集成控制系统 ) 的子系统绑在一起商业 , 工程 , 生产 , 创造一个完整的制造周期平稳生产商用机器。技术 , 如计算机系统、通信系统、可编程逻辑控制器 (PLC) 、分布式控

10、制系统 , 并面向用户的信息系统发展 , 健全、计算机芯片正在上市。监视和测量装置的控制水平?设计 : 自上而下的?执行 : 自下而上图 1.5 分级自动化系统三级 : 初级的控制水平, 通常最快的表演水平。2级 : 控制花费更长的时间来响应一个行动比3级、以人为本的。1 级 : 常在订单中缓慢的天。分布式控制分布式控制意味着集中。图 1.6 分布式控制的概念工厂沟通沟通是智力的传输和接收的起源点之间有变更或结构序列的信息。他们连接到主机和完整的网络的终端、选矿厂、远程处理器、机器、调制解调器和 multiplexes 等等 , 形成一个复杂的系统。一个关键的问题是如何访问交流的最新数据 ,

11、在控制系统的操作和所有其他工厂消除昂贵的错误 , 提高产品质量 , 提高生产效率。网络体系结构一个网络包括硬件、软件、数据链路控制、标准、拓扑结构, 和协议。图 1.7 典型系统结构模型硬件电脑、调制解调器、电话、终端、机器、控制器以及类似的。软件通信软件 , 应用软件、网络控制程序、操作系统、数据库管理系统。协议Hand-shaking 和线纪律数据链路控制两大类数据链路控制应用于今日:?异步?同步典型的 DLC功能在网络是以下:?同步的发送者和接收者?控制发送和接收的数据?检测和恢复两点之间的传动误差保持链接的 ?意识的条件?拓扑图 1.8 的典型网络局域网局域网的具体特点如下:?在 mo

12、derate-sized地理区域 ( 办公室、实验室、建筑、工厂、工业复杂、或校区)?下设媒介高速数据通道?提供可靠的通信拥有和使用 ?由一个组织独立装置连接, 而不是 ?及周边设备局域网有四个主要成份:?用户工作站?协议控制逻辑?介质界面?物理路径用户的工作站从一个文字处理器到一个大型计算机图 1.9 典型的网络拓扑结构第二章自动化生产2.1 电脑辅助设计及计算机辅助制造(CAD / CAM)在整个电影史上我们的工业社会, 许多发明专利和整体已经新技术有进化而来的。惠特尼的概念 , 可互换的零件 , 瓦特改良的高效蒸汽机 , 福特的流水线获得这些个体识别在我们应得的历史书。 也许是单一的发展

13、更迅速和更显著影响制造比以往任何技术是数字计算机。计算机技术的问世以来, 制造业的专业人士想proc3ess 自动化设计和使用数据库开发自动化生产过程中循。 CAD / CAM,当你成功实施 , 应该把“墙”传统的设计和生产之间存在着组件。使用计算机 CAD / CAM方法在设计和制造过程。问世以来的CAD / CAM、其他条款已经开发出 :计算机图形学(CG)计算机辅助工程(CAE)计算机辅助设计以及制定(CADD)计算机辅助工艺规划(C形的形象的产品在设计存储数据时的电子组成的图形图像。图形图像可以存储在一个二维 ( 二维 ) 、三维 (3 d), 或固体格式。 由此建立了使用图像几何特征

14、等基本为点、线、圆,曲线。一旦黄冠, 这些图像可以很容易地编辑处理包括放大的方法有很多种, 降低 , 旋转 ,和运动。一个系统有三个主要部件由此:硬件 : 计算机和各种外围设备,软件 : 计算机程序和技术手册系统;人类设计师; 最重要的三个要素组成。原理制造(CAD / CAM)也有其他原因, 一个公司可能会成为一个转换操作增加生产率更好的质量更好的沟通常见的数据库与制造 降低建设成本原型客户更快的反应CAD / CAM过程。1。增加生产率耗时的任务 , 例如数学计算、数据存储和检索, 设计可视化是用电脑处理, 这是一个给设计师更多的时间花在概念化转和完成设计。此外 , 大量的时间要求文件设计

15、可以明显降低用 CAD / CAM。2。更好的质量因为 CAD / CAM 让设计师把更多的注意力放在实际设计问题, 而不是在浪费大量的时间 ,nonproductive任务 , 产品质量提高用CAD/ CAM。此外 , 由于劳动密集型任务是完成了3。更好的沟通设计文档 , 如图纸、零件清单、材料的费用, 和规格设计工具, 用来传达给那些将制造它。4。常见的数据库这种分享共同的数据库有助于消除由来已久的“墙”分离的设计和生产功能。5。原型费用降低用 CAD / CAM、三维计算机模型可以减少, 在某些情况下 , 消除需要建筑昂贵的原型。6。顾客更快速的反应通过缩短设计周期 , 提高整体之间的沟

16、通设计和生产元件、 CAD/ CAM可以提高公司的响应时间。的发展历史重大的发展导致CAD / CAM开始于 1950年代晚期和 1960年代早期。麻省理工学院的倾向( 自动编程工具)倾向于代表了一个重要的历程有助于语言自动化的生产工艺。另一个重要的发展历史的CAD / CAM紧随其后贴切, 也形成了在麻省理工学院, 被称为Sketchpard 项目。这个计划是伊凡。 萨瑟兰生由此的概念。 该项目是第一次计算机被用来创建和操作平面图像显示器实时的。在其余的 1960年代和 70年代 , 计算机辅助设计(CAD)继续发展和几个供应商做自己的名字 , 生产和销售交钥匙工程CAD系统。这些早期的系统

17、配置主机和小型机周围。作为结果,他们太贵广泛接受, 实现中小制造企业。在 1970年代晚期 , 很明显 , 微机最终会扮演的角色 CAD / CAM的进一步发展。介绍了 1983年 IBM-PC IBM, 第一台微机有加工能力、记忆、平面能力应用于CAD/ CAM。到 1989 年 , 这个数字为基础的 CAD / CAM 装置微机与基于主机和最小数量硬件被释放 (CAD / CAM)软件1。生产图形图片所有的设计文档, 无论是在形式的图纸、 票据材料、零件清单、或规格 , 由几何特征 ( 点、线、圆 , 另一部分图形图片) 和字母数字数据( 字母、数字和其他的一些特殊的键盘数据) 。2。图形

18、图像处理一个图形图像处理手段扩大、缩小、旋转或移动图像或部分。3。控制终端显示由此的优点之一是一个能力被称为视窗。另一个显示隐藏线控制功能去除。图2.12是一种典型的复杂的三维图很难读如果隐藏线没有被移除。4。执行编辑功能编辑图片意味着重新修订或纠正它删除, 替换 , 否则改变它的一部分。5。执行输入函数计算机图形软件包决定了用户交互系统、 输入数据和发出指令。 它也规定了输入装置 , 可以用于用户友好性。数据库这就是潜在的共享一个公共的数据库, 是心的 CAD / CAM。数据库包含以下:1。由此软件系统命令菜单输出程序2。文件是用了这个软件图纸设计信息账单资料备件清单规格其他项目的文件 二

19、维和三维软件图 2.13 是一种典型的二维绘图显示只有一个观点。问题 :不包含足够的信息人类的眼睛看不见在二维也认为在二维人类思维采取强化训练学习和多年的经验来不断完善这一趋势在 CAD / CAM的代表向三维图形图片。软件是计算机图形学两种类型的三维线框和固体三维模型。1。铁丝架上那么复杂比实体模型, 需要更少动画和 CAD / CAM运动学仿真和动画都是一个非常重要的 CAD/ CAM能力在某些设置。通过动画 , 用户可以设计一种产品或一种的过程 , 其中牵涉到移动的零件 , 分析其行为没有建立原型和带电试验。其他有用的应用程序的动画是在分析机器人的性能在细胞或自动引导车(AGVS)在车间

20、。通过模拟计划的行为或 AGV机器人、工程师、生产人员能够发现和正确的问题实施以前住的设置。的选择标准选择最佳的硬件和软件对一个给定的CAD / CAM的设置是困难的, 但是 , 这是成功的关键 CAD / CAM。那没有经验, 完善的售后的方法是被推荐的。这意味着购买CAD / CAM系统是与实施任何需要, 包括硬件设计、软件设计、安装、培训。联系供应商之前, 这是一个好主意, 以建立一个应用程序清单。如果一个电子产品公司是开发一个应用程序清单, 就可能包括以下几点:1。设计文件原理图样线路图逻辑图图集成电路印刷电路板图材料制备比尔设计规则检查2。支持性文件规格技术手册图表和文章流程图一旦应

21、用程序清单完整, 供应商可能被联系投标或报价。第一步 , 当然是排除一切不能处理系统清单。在这一步, 标准在下列范畴是用来选择系统购买:初始成本持续成本服务和支持质量交货和安装2.2 数控控制机床使用穿孔或磁带储存的程序被称为数控(NC) 。数控的定义电子工业协会(EIA)为“一个制度, 使行动控制直接插入的数值数据在某种程度上受阻。系统必须自动解释的一部分 , 这至少有一些数据。“数字数据生产所需的一部份是grogram 称为部分。一个数控机床系统包含一个机器控制单元(MCU)和机床本身 ( 图 2.16) 。采用单片机可进一步分为两个要素: 数据处理单元( 除上产品总数 ) 和控制回路单元

22、(CLU) 。除上产品总数的编码数据的过程或其它媒体上的信息, 通过各轴的位置、运动方向的要求、进给速率和辅助功能的CLU控制信号。 CLU驱动机制运行的机器, 秉承反馈信号的实际位置速度关于每个轴 , 信号完成操作。除上产品总数的顺序读取数据。当每一行都完成了绞刑是 CLU注意 , 另一行数据被读取。一种数据处理单元由一些或所有以下组成部分:数控机床也比他们的更广泛的手动操作的前辈。一个数控机床能自动生产各种部件每个涉及各式各样的广泛多样的、复杂的加工过程。 数控已允许制造商进行生产的产品并没有被从经济学视角可行使用手动控制机床和过程。,历史发展的数控数控加工的概念发明于然而 , 曲线是一个

23、问题曲线。1950年代早期来到我们提供的资金空军。, 因为机床编程进行了一系列的水平和垂直的步骤来编译一条这个问题导致了发展的 l959 使用英语语句类似于部分几何定义自动编程工具(APT) 语言。这是一个特别的数控编程语言, 描述了刀具配置, 并指定必要的运动。机器有逻辑电路的特性。教学计划的目的是写在纸打孔磁带读者是用于解释指令录音带上写的机器。, 后来来取代磁性塑料带子。这是最重要的 , 这是困难的或不可能改变了指令录音。这也是还需要运行胶带通过读者 , 因为许多次一样 , 有部分被制作出来。l 。直接数字控制的到来发展的概念称为直接数字控制(DNC)解决了纸和塑料带有关的问题, 消除数

24、控只需带为媒介搬运编程指令。当主机走下来, 就像发生在所有主机电脑、机械工具也会出现故障停机时间。2。公司出现 parity-checking Data-reading电路和逻辑。为销售数据解码电路在控制轴。一名口译人员, 提供 machine-motion 命令对刀具的运动数据点之间。最现代化的精密数控机床编程的方法是用三维模型中的部分提供的数据床在生产的部分。, 指导数控机数控加工机床的分类早期的方法或者是将它们分类为点对点或 continuous-path机 (Fig2.22)。另一种方法来分类是数控机床是定位或造型机器。定位机只有两个轴:X轴和 Y轴。造型的机器必须有至少三轴: 在X,

25、Y 和 Z轴。一些更复杂的机器能完成定位角切割称为斜坡。这些是削减, 穿越象限相交所形成的X和 Y轴角度 90度以外在提交 X或 Y轴。单上便数控利弊主要以手工操作的事实arounds 机器使用更少的消费品工具每小时的运作, 但他们也需要更多的时间才能产生同样的坐骑的工作。MDI控制款用 MDI控制 , 操作员可通过电脑输入数据机器在车间。手动输入数据很容易使用要技能的专业部分程序员。, 不需计算机辅助数控编程当使用计算机来写一个数控程序 , 操作人员的操作描述由机床用英语 language-like 命令。这些命令被转化成一个语言数控机床由一个 post-processor 可以理解 , 一

26、种特殊的计算机程序 , 将一般的指示特定机器上的指令。使用最广泛的语言为计算机辅助数控编程是一个倾向于语言。效益和收益的数控数控已经使用了将近 40年。有普遍的共识 , 在制造业的专业人士的主要好处是来源于数控如下 :更好的规划 Greater-flexibility容易调度设置少、铅和处理时间更好的机器效率降低整体加工成本在切割大同在切割更准确较高程度的通用互换零件及工具更准确的成本估计 我的记忆永久部分直接数字控制的概况直接数字控制技术是一种先进的形式的数字控制。除了消除繁琐的磁带中装载程序指令 , 直接数字控制数控机床远程位置允许在连接到主机。直接数字控制的发展历史直接数字控制起源于19

27、60年代中期。它的初衷是为了减少数量的硬件要求提供数控。1。直接计算机和分布式数控在分布式数控, 有一个主机在直接数字控制, 以及对个人微机数控机床控制器。2。 DNC系统数据传输的可靠的数据传输 DNC成功的关键。 一个关键的有一个有效的数据传输网络 , 以确保数据传输接口是兼容的 , 不仅是在主机 , 但是每个微机控制器和数控机器。3。利用 DNC一个关键的优势是能够产生DNC和打印报告 , 提供有价值的信息, 系统管理者。这类型的报告, 可以由一个 DNC系统包括以下几点:生产进度报告时代运行各种报告库存的工具生产所需给定的零件操作指令程序清单上包含一个4。 DNC最好的应用在设置它最好

28、的应用需要类型的管理报告, 系统能生产和DNC柔性制造的设置。综述数控机床的数控机床的优点之一, 会变得越来越占据主导地位时光流逝和技术不断发展, 它将允许数据库过程中产生的设计以及制定的一部分用于制定的数控程序的一部分。1。元素的数控系统数控系统由三个部分(Flg2 28):控制组件输入组件输出构件输入组件允许系统接收输入操作符以及机器作为反馈用于系统的一部分。控制组件提供了相同类型的服务 , 在任何一个 CPU 提供电脑控制系统 , 这些服务包括记忆储存的数控加工程序 , 算术和逻辑的决定 , 和交流的输入和输出的组成部分。 输出构件的指示的控制部件进行实际设备 , 将执行工作。这些机器是

29、在一个闭环系统和反馈到控制操作可使他们不断地监控。在图 228, 重从左到右箭头移动代表的转型 , 数据。箭的 dotted-line 连接输入和输出组件 , 通过控制器代表时间与控制信号输出与输入之间的组成部分。2。数控机床的发展历史数控机床的发展历史与计算机技术的发展, 特别是个人电脑。在一台个人电脑的存储能力或许是最重要的发展。个人电脑可以抵消部分写的, 而不是具体使用变量值。这使得在程序基于分支的变量的值。 这使其可以用于制造各种零件不需要一个新的部分程序为每个部分。3。数控和直接数字控制在一个直接数字控制系统中, 计算机主机控制着许多机器。然而 , 随着数控微机控制只有一个或几个机器

30、。与直接数字控制, 主机可能在一个遥远的地方。随着数控、微电脑控制器在或靠近工作站。 最后 , 软件数控加工和直接数值控制系统通常是书面 , 这样它就可以支持多种制造基地活动 , 而数控软趋向于更加机和具体的工作。4。数控操作界面操作员接口是一个数控系统内任何设备, 用来发送和接收控制的信息。在现代数控系统 , 六种类型的操作接口 , 可使用 : 读者纸带、磁带在磁盘或鼓、穿孔卡片、操作员站、主机 , 和调制解调器 ( 图 2 29) 。加工中心加工中心可以被定义为多功能数控机床自动tool-changing能力和工具的杂志。自从它们的引进在 1950年代晚期 , 他们已经成为一个最常见的金属

31、切削机床。增加生产率和多样化的优势是主要的由于减少额外地节省处理的原料 , 固定成本 , 与地面距离的要求。 花很多时间通常工作的机器中 , 移动机器拯救 , 吞吐量比以前快多了。 同时 , 过程库存 , 代表的画作的工件通常出现在几台机器 , 取而代之的是工作在只有一个机器。保持密切的大多数机器中心 , 不断重复的公差 , 导致了更高的产品的品质 , 以及降低检验成本和报废。在特殊情况下 , 加工特征的关系的几种面临更加容易的工件内举行宽容。转换所产生的工件到另一个可以很快完成。在实际加工中心加工时间可以两次或更多次优于单用铗、 手动操作机床。 估计每工时增加生产力范围从 500%到 300

32、或更多 , 特别是在应用需要许多工具和频繁转换。在加工中心有一个高 , 初始投资成本比其他许多机床30%左右。 较小、紧凑模型使这些机器现有小工作负担, 年投资回报率一直保守估计是, 甚至商店。图 230头一层帐幕的两种不同的加工中心。类型、建设和操作加工中心 , 就像旋转中心, 分为垂直或水平。 立式加工中心继续得到了广泛的推广和应用 , 主要零部件和在平三轴加工是在一个部分需要面对如模具的工作。卧式加工中心也得到了广泛的推广和应用 , 特别是对于大 ,boxy 和重型零件 , 因为他们让他们容易和方便的托盘航天飞机转用于细胞或 FMS的应用。每一个都有其独特的优点和缺点, 例如在图2 Fl

33、g 31岁。加工按今天的定义, 加工中心必须包含一个自动换过。Tool-storage机制中,tool-change不同机床供应商多样化, 有些是前 , 一面 , 或顶部安装。需要更多的刀具与现代加工中心, 这意味着更大的存储容量工具是必要的。加工要求和系统要求细胞备份工具可用来取代破碎在线工具或一个破烂的工具之前, 它破了。储存在加工中心刀具适合个人口袋的机床的杂志或工具矩阵。2.3 柔性制造在现代制造业背景下、 灵活性是一个重要的特性。 它意味着一个多才多艺的和灵活的制造系统 , 同时也有能力处理相对较高的生产运行。柔性制造系统是一个多才多艺的在那能生产各种零件。是适应性的, 因为它可以快

34、速地修改, 以产生一个完全不同的线的部分。一个柔性制造系统(FMS)是一种单台机器或一组机器为自动化物料处理系统是计算机控制和有一个工具处理能力。 因为它的处理能力和计算工具 , 控制 , 这样的一个系统可以不断地重新改造 , 生产各式各样的部分。这就是为什么它被称为一个柔性制造系统。通常包含一个配置:工艺设备 , 如机床、装配车站, 机器人物料搬运设备, 如机器人 , 输送机及 AGVs通信系统计算机控制系统 柔性制造占很大的一步目标完全集成制造整合的几种自动化生产的概念:计算机数控(CNC)个人的机床分布式数控(DNC)的制造系统自动化原料处理系统成组技术 ( 家庭的部分 )柔性制造仍是一

35、个学术概念通过剩下的成和增多。不过 , 随着先进的计算机控制技术的出现在年代后期和年代初 , 柔性加工成为一个可行的概念。第一大用户柔性加工在美国制造商的汽车、卡车和拖拉机。理由柔性制造生产之间总有权衡生产率和灵活性。另一端的频谱是生产线能高产率, 但低的灵活性。在另一端的频谱是独立的数控机床, 提供了最大的灵活性, 但只能生产的低利率。 柔性制造倒在了中间的光谱。一直有一种需要制造一个体系 , 该体系可以产生更高的体积和生产运行机器比可以独立 , 而仍然保持灵活性。生产线有能力生产大量的零件在高产率。线将很大程度上的准备, 但可以生产出大量相同的部分。其主要的缺点在于, 即便是未成年人设计的

36、变化会导致整个产品线部分要关机和重新配置。 这是一个非常关键的弱点, 因为这意味着生产线不能产生不同的部分, 甚至零件从同一个家庭中, 没有昂贵耗时的关机和重组。物料的处理系统接线员1。机床一个柔性制造系统使用同一型号的机床和其他制造系统包括车床、铣刀、钻头、锯等。机床的类型实际上包含在一个被使用。, 可以自动或手动操作。这些FMS取决于设置中的机器会一些 FMSs计划的设计是为了满足一个特定的, 明确的需要。在这种情况下, 机床包括在该系统将只有那些必要的计划行动。这样的一个系统被称为一个专用系统。在一个作业车间设置, 或任何其他的设置, 在实际应用之前不知道时间或必然包括广泛的可能性 ,

37、机器能够执行至少标准制造的行动将被包括在内。这些系统被称为通用的系统。2。控制系统一个 FMS控制系统服务数量的不同控制的职能, 为系统:部分储存和配送计划工作流程的控制和监控生产控制系统 / 工具控制一些典型的功能, 阐述了 FMS控制系统。3。物料的处理系统物料搬运系统一定能卸载一个工件在一个火车站, 另一个用于运输负荷至下一站。它必须适应计算机控制 , 完全兼容其他组件在柔性制造系统。最后 , 物料搬运系统为一 FMS必须能够承受严格的车间环境的需要。 一些 FMSs配置自动化引导车辆 (AGVs)作为原料处理的主要手段。4。接线员最后的部分是人类的一种FMS组件。虽然柔性制造作为一种概

38、念减少大量的人间参与制造 , 它不完全消灭。 另外 , 角色扮演柔性制造人类是重要的。 这些包括规划、 运行、监控、控制和维护系统。层次自然生产控制当描述和讨论生产控制和工厂自动化先进制造技术中的应用FMS和 CIM( 计算机集成制造 ) 技术可方便地把许多计划和控制活动层次等方面入手, 全面战略规划在山顶和运行控制生产流程在底部。有几个候选人对于这样一个层次模型(seeFig2 35) 。典型的任务和责任。在不同层次如下:l) 企业管制包括总体战略规划为企业工作。这是产品的投资组合计划 , 市场战略 , 与分工部门之间的工作在企业。2) 设备控制负责实施企业战略。它包括功能等多方面的生产和产

39、品工程、信息管理、生产管理、和其他长期活动的控制、运行一个制造点。3) 区域控制负责的资源配置、 紧密的配合生产车间。 该控制水平通常都使用自己内部的数天或数周地平线。 这后一个层次是也经常题为“店铺水平”和”这个术语具有控制”占地面积控制和水平以下。4) 细胞控制负责工作的方向通过工作站在生产单元。这包括资源分配决策对工作安排,调度工作单个工作站和监控的工作和工作条件的工作站。5) 工作站控制是负责协调的任务进行b工作站完成工作分配给工作站。6) 装备水平实现物理执行任务的一台机器。2.4 计算机集成制造(CIM)现代制造业包括所有的活动和过程必须改变原料加工成成品在田里。这些活动包括如下:

40、1) 识别需要的产品2) 设计产品 , 以满足他们的需要, 送到市场, 并支持他们3) 需要获得原材料来生产产品4) 运用恰当的过程转变的原料变为成品5) 运输产品投入市场6) 维护产品 , 确保适当的性能在田地里的时候的发展历史术语计算机集成制造是于 1974年开发的头衔由约瑟夫 哈林顿的一本他写的关于捆绑在一起的岛屿 , 自动机通过使用电脑。 它吸收了很多很多年 ,CIM发展”作为一种理念 , 但集成制造实在不是新的。事实上 , 整合就是制造实际上开始了。制造已经演变经历了四个缺点 :手工制造机械化 / 专业化自动化集成1。手工制造手工制造使用简单的手动工具实际上是集成制造。所有的信息需要

41、设计、生产, 并提供一个产品是现成的, 因为它住在人的头脑中了所有必要的任务。2。机械化 / 专业化随着工业革命的兴起 , 制造工艺和机械化变得既专业。 而不是一个人设计开发、 生产、交付产品、工人和 / 或机械专业任务在执行每一个这样的广大地区。这些独立的实体之间的交流是达成以图纸、规格、工作订单、工艺计划 , 和其它多种通信艾滋病。确保成品能够匹配的计划中的产品 , 质量控制的概念进行了介绍。积极的一面是, 机械化 / 专业化阶段可以大规模生产的通用互换配件、不同层次的准确性和一致性。缺点是缺乏一体化导致大量的浪费。3。自动化自动化改进性能和提高能力的两个人都和机械专业生产元件内。例如,

42、计算机辅助设计 (CAD)的能力 , 提高设计制图员。 数控增强能力的机械师和计算机辅助规划者。 但改进自动化带来的孤立的机智4。整合随着电脑时代, 制造了一圈。它最初只是作为一个完全集成的概念, 随着 CIM,再次成为一个。可是 , 这儿有主要的差异在制造一体化的今天和手动的时代过去了。首先 , 该仪器的集成在手动时代的人的大脑。仪器的现代制造业整合就是电脑。第二, 在现代制造业背景下过程仍然是专业化和自动化。设计过程中演变而来的手册使用这种工具, 滑规则、三角形、铅笔、规模、文具用品成一个自动化过程认识一个计算机辅助设计(CAD)。工艺规划的手工过程中演变而来的使用计划表格 , 图表 ,

43、图表成一个自动化的过程称为计算机辅助工艺规划(CAPP)。生产中演变而来的手工过程涉及到手动控制机器进入一个自动化的过程称为计算机辅助制造(CAM)。这些独立的部件的制造发展来的岛屿分成的自动化。然而, 这些岛屿之间的沟通还处理操作。这个有限的生产力水平提高, 可以完成整个制造过程。当这些岛屿和其他自动化元件连接在一起的制造是通过计算机网络, 这些限制是可以克服的。轮计算机和自动化系统协会 (CASA)制造工程师协会 (SME)开发了 CIM轮 ( 图 237) 作为一种全面的概念 , 简要说明但是 CIM。近距离空中支援飞机 CIM轮 / 中小企业发展包括几种不同组成部分 :生产管理 / 人

44、力资源管理营销战略规划金融产品 / 过程设计和规划生产计划和控制 工厂自动化的好处产品质量提高减少订货至交货的时间 直接劳动成本是减少产品开发时间也会减少存货减少整体生产力提高设计质量增加标准是不相容的抑制剂CIM 的全面发展。标准已经制定, 以帮助解决这个问题的不兼容。三人在一定进行了积极的影响。制造自动化协议( 图 )技术和办公室协议(TOP)最初的图形交换规格(IGES)1。制造自动化协议制造自动化协议( 地图 ) 是一个通信标准的发展, 促进生产自动化制造系统兼容性问题由不同的供应商。它允许不同的机器对方说话。它最初是由通用汽车公司, 帮助他们提高生产力 , 以便他们能够和外国的汽车制

45、造公司竞争。现在 , 国际地图的用户组输入到不断发展和完善的地图。,地图是基于开放系统互连 (OSI) 因为它已经取得很高的接受世界各地。模型七层 ( 图 2 38) 。该模型采用了通用汽车公司具有广阔的基地的支持和认可的成功至关重要标准,提出的。地图的总目标是完全融合的岛屿的自动化生产充分发展和地图的地方 , 一个用户会使用任何计算型号 , 或供应商的计算机。, 不管生产中使用的硬件和软件系统。, 在生产设备内其他计算机设施, 无论、地图提供了几个不同的利益在CIM 环境制造商。这些包括:车间更好沟通在安装过程中, 风险降低 低成本减少安装时容易保养、扩张(l)更好的车间沟通没有地图 , 车

46、间设备和系统并不能完全整合定制没有困难和昂贵的工作成是可能的 , 反过来 , 导致最佳机使用, 更快的响应设计和/ 或生产的变化品和工艺参数, 然后地图、集, 并对连续监测产(2) 在安装过程中, 风险降低这样一个事实, 即它允许标准现成的硬件和软件可以在风险。CIM 设置安装可以显著的减少(3) 成本低结果在地图上降低成本几个不同的原因。 它降低了硬件和软件的成本需要推动车间通信、运营成本 , 支持成本。操作和支持成本更低的为主。因为定制的硬件和软件是不必要的。(4) 减少安装时间除了减少相关的风险与CIM安装、地图数量减少所需的时间去完成一个安装。较短的时间是归因于使用现成的硬件和软件而不

47、是大量修改, 定制的硬件和软件。它是不那么难保持并扩大现有硬件和软件 , 来保持它定制的硬件和软件。这主要归功于模块化和更简单的故障和维修。除了这些benef(5) 比较容易保养和扩张其、地图也允许各级之间的交流系统在一个工厂。这是另一个利用地图。制造业公司安排他们的功能在六个单独的水平。这些层面被视为一个层次视为一个倒三角形, 图239 岁。6 从低到高水平( 广泛 ):机水平站层细胞水平上商店水平设施标准企业整体水平这台机器水平传播了这种装置作为传感器, 电机的转速控制器, 并限制开关。在车站水平沟通了这样的设备的可编程逻辑控制器(plc)、微电脑控制器, 和视觉系统,如那些可以配合机器人

48、。沟通在细胞水平上了这种装置微机控制器、plc 、微机控制器。视觉系统如那些可以配合机器人还用于细胞水平。信息从这些设备必须传达到车站的水平。沟通在商店里是主要由小型机完成水平。 信息从这些设备必须传达到细胞水平。 例如 , 生产调度信息下载到细胞水平。 信息所需要的设施标准人员沟通。 这家商店是第一级水平的层次结构 , 可以操作相对自治。通讯设施水平在了大小型机和电脑主机。在那些公司中, 只有一个植物(设备)、设施和企业水平是一样的。工艺设计、库存管理、生产欺诈2。技术和办公协议技术和办公协议 ( 顶部 ) 是一个标准 , 开发了一种促进一体化与办公环境。在地图中用于促进一体化生产元件 ,

49、上面被开发来促进商业和办公室之间的集成组件。技术和办公协议也是基于一个七层模型 , 该模型 inFig 类似插图 2 39 岁。技术和办公协议正在开发三个阶段。第一个阶段包括标准的文件传输 , 并在一个有限的基础 , 文件管理。第二阶段包括标准覆盖文件访问 , 消息处理 , 提高档案管理工作。标准的最后阶段包括覆盖文件修改、 文件交流 , 目录服务、图形、数据库管理。 在 1985 年的努力和顶部开始融合地图 , 最终 , 他们将成为一个单一的网络。3。最初的图形交换规范最初的图形交换规范(IGES) 就很有限的地图或者顶部。中央技术的IGES 是一名翻译,安排在两个CAD系统 , 是交流的工

50、具。系统的数据传输是搬到系统B到这个译者 , 在那里它被转换为中性种格式的转换成格式的理解CAD系统 B( 图 2 40) 。IGES 格式。然后这一个关键的弱点是其IGES 无法处理的三维实体模型、电子设计 ,non-graphic数据管理。国家标准与技术研究院正在开发一种新的产品数据交换标准称为标准( 方向为偏微分方程理论 ), 将能够处理固体数据建模,non-graphic数据管理、电子设计。集团技术和CIM成组技术是一个概念在CIM的深处。 CIM 是应该给制造商生产定制产品的灵活性不牺牲生产力、成组技术的一个关键因素是在更大的公式 , 使之成为可能。 CIM 淡水制作批量生产效益。成

51、组技术部分包括根据分组设计的特点、 用于生产过程 , 或这些情况的组合。 图 241 是一个例子 , 类似零件组合在一起的基础上 , 两个设计特点 ( 形状和材料 ) 。这种类似的部分落入一个家庭的部分。 家庭可以产生的部分使用类似的过程通常在一个单一的柔性制造单元(委员会 )。1。成组技术的历史背景自从工业革命、 生产及工程人员的搜寻方法来优化生产工艺。已经有许多新的发展多年 , 自工业革命开始 , 机械化生产。大规模生产及互换零件在 1800 年代提出主要步骤优化制造。然而 , 即使在大规模生产和组装线, 大多数工业做是在从一个小批量工件向两个或者两个三千。甚至在今天, 超过 70%的制造

52、涉及批次的少于三千的工件历史上, 少做得比优化小批量生产装配线已经做完的工作。人们做了很多尝试来规范各种设计任务和一些工作队列和排序在制造业, 但直到最近,设计和制造的设置已经有点小随机的。潜在的问题 , 历来阻止大幅改善生产是任何解决小上必须申请一般生产工艺和原理而不是一个具体的p当生产进入自动化和计算机化的时代, 这样的发展日程安排软件, 排序软件和物料需求计划 (MRP)系统 , 用于改善生产成为这两个小型和大型批次即使这些发展没有优化生产制造很多小问题已经成为更为重要 , 因为自从第二次世界大战结束, 这一趋势已向更小和更少的可以生产。,近年来 , 小批量生产中存在的问题的关注终于开始接受必要的改进带来。一个主要步骤是成组技术的不断发展。2。部分家庭相似的零件设计和 / 或在制造工艺用于生产。一组被称为一个此类零件的零件族。这是可能的 , 对于零件在同一个家庭非常相似设计还根本不同的在该地区的生产需求。相反的也可能是真的。图 2 42 包含两部分的例子来自同一个家庭这些部件被放在同一个家族基于设计特点。它们确实是有相同的形状和大小。然而, 他们在该地区的不同生产过程。部分l, 钻后 , 去了一幅站的两件外套底漆。它的大小必须