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1、第2章 制造自动化技术,随着电子技术、信息技术和计算机技术的发展，推动了制造技术向更深层次的发展，自20世纪50年代以来，NC、CNC、DNC、FMC、CAD、CAM、CAPP等新的制造技术相继出现。作为对这些技术综合应用的结果，20世纪70年代起FMC彻底改变了制造技术的内涵，更进一步发展了CIMS技术，使制造自动化技术进入了新的发发蒙振落阶段。市场的变化迫使制造自动化技术向更加实用和柔性化的方向发展，以适应小批量、高效率、低成本的制造，从而满足产品不同生命周期动态变化的需要。,第2章 制造自动化技术,2.1 CAD/CAPP/CAM一体化技术,在机械制造领域中，全球化经济的形成，对产品的质
2、量、产品更新换代的速度以及产品的生产周期都提出了越来越高的要求。这也要求必须采用先进的设计制造技术，才能符合时代的需求。计算机技术和机械设计制造技术相互结合、渗透，就产生了计算机辅助设计与辅助制造技术，简称CAD/CAM。,1.概述 （1）定义 CAD技术可以从两个角度给予定义。 1）CAD是一个过程 “工程技术人员以计算机为工具，运用各自的专业知识，完成产品设计的创造、分析和修改，以达到预期的设计目标。” 2）CAD是一项产品建模技术 “CAD技术把产品的物理模型转化为产品的数据模型，并将之存储在计算机内供后的计算机辅助技术所共享，驱动产品生命周期的全过程。”,2.1.1 CAD技术,1.概
3、述 下图所示为CAD技术整个过程的流程图,2.1.1 CAD技术,1.概述 （2）功能CAD的功能一般可归纳为四类：几何建模、工程分析、动态模拟、自动绘图。 要很好地应用CAD技术，除了要掌握一定的计算机知识，还必须具备相应的丰富的工程背景。,2.1.1 CAD技术,2.CAD系统的组成 典型的CAD系统的构成如下图所示,2.1.1 CAD技术,2.CAD系统的组成 目前的CAD，根据所用计算机的规格性能，大致分为以下四个层次。 1）基于大中型计算机的CAD系统 2）成套系统 3）基于工作站的CAD系统 4）基于微机的CAD系统,2.1.1 CAD技术,1.CAPP的产生 CAPP是计算机辅助
4、工艺设计（Computer Aided Press Planning）的简称，工艺设计是生产准备工作的第一步，也是连接产品设计和产品制造之间的桥梁。工艺规程是进行工装设计制造和决定零件加工方法和加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件都有直接的影响，因此是生产中的关键工作。,2.1.2 CAPP技术,1.CAPP的产生 CAPP是利用计算机技术，在工艺人员较少的参与下，完成过去完全由人工进行的工艺规程设计工作的一项技术。CAPP系统不但能利用工艺人员的经验知识和各种工艺数据进行科学的决策，自动生成工艺规程，还能自动计算工艺尺寸，绘制工
5、序图，选择切削参数，对工艺设计结果进行优化，从而设计出一致性良好、高质量的工艺规程。另外，由于计算机中存储的信息可以反复利用，从而大大提高了工艺设计的效率。,2.1.2 CAPP技术,2.CAPP类型 CAPP系统按其工作原理可分为：派生式、创成式和混合式三类。 （1）派生式CAPP系统 （2）创成式CAPP系统 （3）混合式CAPP系统 3.CAPP发展趋势和存在的问题 1）存在的问题 （1）零件信息的描述与输入问题。 （2）CAPP系统的通用性问题。,2.1.2 CAPP技术,3.CAPP发展趋势和存在的问题 1）存在的问题 （3）CAPP系统的柔性问题。 （4）工艺决策数据与知识的获取、
6、表达和相应数据库与知识库的建造问题。 （5）探索和研究有效的工艺决策方法和系统结构等问题。 （6）工序尺寸的自动确定和工序图自动生成问题。 这些问题束缚了CAPP技术的发展。,2.1.2 CAPP技术,3.CAPP发展趋势和存在的问题 2）CAPP系统的发展趋势 （1）集成化趋势 （2）工具化趋势 工艺设计的共性与个性分开处理。 工艺决策方式多样化。 具有功能强大、使用方便和统一标准的数据与知识库管理平台。 智能化输出。 （3）智能化趋势,2.1.2 CAPP技术,CAM是计算机辅助制造的简称，是指任何在计算机控制下的自动化控制过程。 CAM的定义有广义和狭义之分。广义的CAM是指利用计算机辅
7、助完成从原材料到产品的全部制造过程，其中包括直接制造和间接制造两个过程。 CAM的应用分为CAM直接应用和CAM间接应用两大类。,2.1.3 CAM技术,1）CAM直接应用 CAM的直接应用就是计算机直接与制造过程连接，对制造过程进行监控和控制，这类应用可以分为计算机过程监视系统和计算机过程控制系统两种。 （1）计算机过程监视系统 （2）计算机过程控制系统,2.1.3 CAM技术,2）CAM间接应用 CAM的间接应用中，计算机不直接与制造过程连接，只是用计算机作为制造过程的支持。此时，计算机是“离线”或“脱机”的，它只是用来提供生产计划、作业调度计划、发出指令及有关信息，以便使生产资源的管理更
8、为有效。如： 计算机辅助NC编程为NC机床准备加工零件用的控制程序。 计算机辅助编制物料需求计划计算机用于确定原材料和外购件的采购和订货时间以及确定完成生产计划所需订购的数量。 计算机辅助车间控制计算机用于收集和整理工厂数据，并确定各不同车间进度计划。,2.1.3 CAM技术,1. CAD/CAPP/CAM集成技术概述 CAD/CAPP/CAM集成技术，是一项利用计算机帮助人完成设计与制造任务的新技术。它是随着计算机技术、制造工程技术的发展和需求，从早期的CAD、CAPP、CAM技术发展演进而来的。这种技术将传统的设计与制造彼此相对分离的任务作为一个整体来规划和开发，实现信息处理的高度一体化。
9、,2.1.4 CAD/CAPP/CAM集成技术,2.CAD/CAPP/CAM系统集成方式 （1）通过专用格式文件的集成方式（如下图所示）,2.1.4 CAD/CAPP/CAM集成技术,2.CAD/CAPP/CAM系统集成方式 （2）通过标准格式数据文件的集成方式（如下图所示）,2.1.4 CAD/CAPP/CAM集成技术,2.CAD/CAPP/CAM系统集成方式 （3）利用公共工程数据库进行系统集成（如下图所示）,2.1.4 CAD/CAPP/CAM集成技术,3.CAD/CAPP/CAM系统集成的关键技术 （1）产品建模技术 （2）集成的数据管理技术 （3）产品数据交换接口技术 （4）集成的执行控制程序,2.1.4 CAD/CAPP/CAM集成技术,
