计算机辅助制造(CAM).

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1、计算机辅助制造（CAM） 机械工程教研室 张玉洁 第1章 概 述 内容提要： 1.1 计算机辅助制造的基本概念 1.2 制造技术及其发展 本章重点： 1、计算机辅助制造的基本概念 2、制造技术的特点、内容 1.1计算机辅助制造的基本概念 1.1.1计算机辅助制造的概念 计算机辅助制造（CAM）：是指应用计算机来进行 产品制造的总称，有广义CAM和狭义CAM之分。 广义CAM：是指利用计算机辅助完成从原材料到产 品的全过程，其中包括直接和间接制造过程。 狭义CAM：是指制造过程中某个环节应用计算机， 在CAD/CAM中，通常是指计算机辅助机械加工，即 数控加工。它的输入信息是零件的工艺路线和工序

2、 内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文 件）和数控程序。 1.1.2 计算机辅助制造系统 1、计算机辅助制造系统的概念 计算机辅助制造系统是通过计算机分级结构控制和管理制 造过程的多方面工作，它的目标是开发一个集成的信息网 络来检测一个广阔的相互关联的制造作业范围，并根据一 个总体的管理策略控制每项作业。 2、计算机辅助制造系统的结构 是一个计算机分级结构的网络，它由两级或三级计算机组 成，中央计算机控制全局，提供经过处理的信息；主计算 机管理某一方面的工作，并对下属的计算机工作站或微机 发布指令和进行监视；计算机工作站或微机承担单一的工 艺过程控制或管理工作。 1.1.2 计算机辅助

3、制造系统 1.2 制造技术及其发展 1.2.1制造技术的重要性 1. 制造业是各种产业的支柱工业，各种产业 的发展有赖于制造业的支持； 2. 制造技术的水平决定对市场需求的快速响 应和决策能力 ； 3. 制造技术的水平体现了国家的经济独立性 和工业上的自力更生能力。 1.2.2 先进制造技术的特点 制造工程是一个系统工程 设计与工艺一体化 精密加工技术是关键 产品生命周期的全过程 人、组织、技术三结合 制造形成了科学 1.2.3 现代制造技术的内容和发展方向 制造系统自动化 精密工程和微型机械 特种加工 表面工程技术 快速成形制造 传统加工工艺及其设备的改造和革新 智能制造技术 制造单元和生产

4、单元 精良生产 敏捷制造 产品的生命周期和清洁生产 1.2.4 未来制造系统工程的设想 世界水平的制造系统； 柔性的、集成的、并行工作的制造系统； 高质量保证系统； 高效高生产率的系统； 智能制造系统； 多学科高技术密集型综合制造系统 第2章 计算机辅助制造的支撑环境 2.1 计算机硬件 2.1.1 主机 巨型机、小巨型机、大型机、工作站、微机 2.2.1 外部设备 1、输入装置：键盘、鼠标器、数字化仪、扫描仪 、光笔、操纵杆、轨迹球等 2、输出装置:显示器、打印机、绘图机 3、外存储器：磁存储器、半导体集成电路存储器 、光存储器 第2章 计算机辅助制造的支撑环境 2.1 计算机硬件 2.1.

5、1 主机 巨型机、小巨型机、大型机、工作站、微机 2.2.1 外部设备 1、输入装置：键盘、鼠标器、数字化仪、扫描仪 、光笔、操纵杆、轨迹球等 2、输出装置:显示器、打印机、绘图机 3、外存储器：磁存储器、半导体集成电路存储器 、光存储器 2.2 计算机软件 2.2.2支持软件 1、语言及其程序 机器语言、汇编语言、高级语言（程序设计、数据库、仿真、人工智能语言等） 2、基础图形软件系统与标准 图形核心系统GKS、程序员分层交互图形系统PHIGS、计算机图形虚拟设备接口软件 CGI 3、窗口系统软件 窗口系统分成像图形层、基本窗口管理功能层、应用接口和工具箱三个功层。 分为基于核心的窗口系统和

6、基于服务器的窗口系统 4、数据交换标准 数据交换方法：数据交换接口和数据交换标准 数据交换标准：IGES（几何信息）、PDES、STEP 5、专业软件 AutoCAD、UG II 、IDEAS Master Series、CADDS 5、Pro/ENGINEERING、CATIA 等 6、文字处理及办公自动化软件 Wordstar、Wordstar for Windows、WordPefect、CCED等。 2.3 数据库系统 2.3.1 数据库概念 概念： 数据是记录下来可鉴别的符号。 CAD、CAPP和CAM系统开发过程中，有大量的数据生 成并要进行管理，于是把数据组织成文件，由一个专 用

7、的文件管理系统实施统一的管理和维护。在文件系 统方式的基础上发展了数据库。 特点：方式简易灵活，便于数据交流 文件只能表示事物，不能表示他们之间的联系； 数据和程序间由依赖性； 数据结构定义后不能改变。 2.3.2 数据库的类型 按数据库的逻辑结构： 格式化数据库 树形结构 网形结构 关系数据库 通用和专用、静态和动态、分布式和共享式、 传统和面向对象数据库。 2.3.3 数据库系统结构 计算机硬件 数据库管理系统 1、数据模型的描述 2、数据库的操作 3、数据库的管理、维护和数据通讯 用户及其应用程序 数据库管理员 2.3.4 常用数据库介绍 1、ORACLE 2、SYBASE 3、INGE

8、S 4、dBASE 5、FoxBASE 6、TORNADO 7、ObjectiveStore 8、Versant 2.4 计算机网络与通讯 2.4.1计算机网络 1、计算机网络的定义 是指地理上分散配置而又具有独立功 能的多台计算机、终端设备，通过通 讯线路、传输设备和网络软件实现相 互连接，形成资源共享的计算机群体 。 2.4 计算机网络与通讯 2.4.1计算机网络 2、计算机网络类型 按距离和覆盖面积 广域网（WAN）和局域网（LAN） 按网络拓扑结构 点对点传输结构和广播式传输结构 按信息交换方式 线路交换网和分组交换网 2.4 计算机网络与通讯 2.4.1计算机网络 2、计算机网络类型

9、 按距离和覆盖面积 广域网（WAN）和局域网（LAN） 按网络拓扑结构 点对点传输结构和广播式传输结构 按信息交换方式 线路交换网和分组交换网 2.4.2 常用计算机网络介绍 以太网 NOVELL网 DECnet SNA 2.4.3常用计算机网络协议介绍 1、TCP/IP协议 2、MAP协议 3、TOP协议 2.4.4 数据通讯 数据通讯的含义 是指信息的传输、交换和处理。 数据传输信道 1、数据传输方向的形式：单向、半双向和全双向 2、数字信息的传输形式：基带传输、频带传输 3、数据通讯方式：异步通信、同步通信 4、数字通信传输介质系统：架空明线电话传输系统、同 轴电缆传输系统、光缆传输系统

10、、微波传输系统、卫 星传输系统。 2.4.4 数据通讯 数据通信交换方式 线路交换方式、存储交换方式（报 文交换、分组交换） 通信控制规程 基型规程和高级规程 第6 计算机辅助成组技术 6.1基本原理 理论基础是相似性 ，核心是成组工艺。把 尺寸、形状、工艺相近 似的零件组成一个个零 件族（组），按零件族 制定工艺进行生产制造 ，可扩大批量，减少品 种，提高效率。 零件在几何形状、尺寸、功能 要素、精度、材料等方面的相似性为 基本相似性；以基本相似性为基础， 在制造、装配等生产、经营、管理等 方面所导出的相似性，称为二次相似 性或派生相似性。 零件的相似性是实现成组工艺 的基本条件。 6.2成

11、组工艺实施方法 6.2.1 成组工艺的实施步骤： 1、按编码系统分组分类 2、制定成组工艺 3、设计工艺装备 4、建造生产线、设计输送装 置、装卸 装置和仓库。 6.2.2 成组工艺的生产组织形式 6.2.2 成组工艺的生产组织形式： 独立的成组加工机床和成组加工柔性 制造单元 成组加工和一般加工的混合生产线 成组加工生产线或成组加工柔性制造 系统 6.3 零件的分类编码系统 6.3.1 零件分类的基本原理 根据零件的下列特征分类： 1、结构特征 2、工艺特征 3、生产组织与计划特征 6.3.2 零件的分类系统 6.3.2 零件的分类系统 多级分类系统中又分： 1、链式结构 2、树式结构 3、

12、混合式结构 6.3.3 零件分类编码系统的编码结构 一、总体结构 1、整体式 2、主辅码混合式 3、子系统组合式 6.3.3 零件分类编码系统的编码结构 二、码域信息排列方式 1、全组合排列法 2、选择排列法 3、选择组合排列法 （表335） 6.3.4 对零件分类编码系统的基本要求 特征代码含义明确，无“多义性”； 结构简单，使用方便； 特征代码应具有永久性，以便延续； 能满足企业使用要求，为产品发展留 余地； 便于使用计算机； 尽量采用国标、部标，不能满足时建 立本企业和本部门的系统。 6.3.5 常用机械加工零件分类编码系统 1、VUOSO零件分类编码系统 是一个十进制的4位代码系统，横

13、向分类环节由类 级组型4位组成，纵向分类环节位10项。 （表37），（图36） 特点：（1）位数少，结构简单，易记，使用方便； （2）多层次综合分类标志，分类环节少，结构紧凑 ； （3）三要素全组合排列，标志明显，结构严密，便 于记忆； （4）考虑零件大小、基本形状，反映了工艺，便 于工艺设计。考虑了重量，便于毛坯制造和起重运输 。 6.3.5 常用机械加工零件分类编码系统 2、OPITZ零件分类编码系统 是一个十进制9位代码的组合结构系统。（表3 9），（图37） 特点：（1）结构简单，横向分类环节适中，便 于记忆； （2）主码描述基本形状要素，隐含工 艺信息； （3）纵向分类环节有些采用选

14、择排列 ，结构欠严紧，易出现多义性； （4）辅助码考虑了工艺信息描述； （5）比CUOSO系统详尽，应用广泛。 6.3.5 常用机械加工零件分类编码系统 3、KK3零件分类编码系统 是一个十进制21位代码的整体结构系统。（ 表31011） 特点：（1）横向分类排在前7位便于设计使 用；功能名作标志，便于检索； （2）结构和工艺并重，基本考虑了加 工顺序； （3）采用混合结构，增加分类标志容 量，但不会增加分类环节； 6.3.5 常用机械加工零件分类编码系统 3、KK3零件分类编码系统 是一个十进制21位代码的整体结构系统。（ 表31011） 特点：（4）横向环节多，结构复杂，三要素 完全组合，

15、便于记忆和应用； （5）可简缩横向中使用率不高的环节 ，以便结构紧凑，实用； （6）系统结构复杂，适于计算机处理 。 6.3.5 常用机械加工零件分类编码系统 4、JLBM1零件分类编码系统 是一个十进制15位代码的主辅码组合结构系统（表 312），（图39） 特点：（1）横向分类环节适中，结构简单明确，规律性 强，便于理解记忆； （2）形状及加工码应用广泛； （3）有利于设计部门使用，但信息分散。 （4）横向前两位为树式，其余链式，标志不全。 6.4 零件的分类成组方法 由有经验的工程技术人员把具有相 似特征的零件归为一类，依据结构形状 、尺寸、的相似，也可以是工艺特征的 相似，和按生产批量大小来分类。 6.4.1视检法 6.4 零件的分类成组方法 6.4.2 生产流程分析法 1、 关键机床法（表31314） 2、 顺序分枝法（图310，表31517） 3、 聚类分析法（图311，表31827） 以零件的加工过程为依据，