現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)ppt課件

第5章現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),.,2,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理論和支持技術(shù)（略）現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的信息技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成平臺(tái)技術(shù)制造過程控制技術(shù)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的新發(fā)展,.,3,軟構(gòu)件及其接口,1.軟構(gòu)件的概念構(gòu)件是指語義完整、語法正確和有可重用價(jià)值的單位軟件，是軟件重用過程中可以明確辯識(shí)的系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)上，它是語義描述、通訊接口和實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)合體。簡(jiǎn)單地說，構(gòu)件是具有一定的功能，能夠獨(dú)立工作或能同其它構(gòu)件裝配起來協(xié)調(diào)工作的程序體，構(gòu)件的使用同他的開發(fā)、生產(chǎn)無關(guān)。從抽象程度來看，面向?qū)ο蠹夹g(shù)已達(dá)到了類級(jí)重用(代碼重用)，它以類為封裝的單位。這樣的重用粒度還太小，不足以解決異構(gòu)互操作和效率更高的重用。構(gòu)件將抽象的程度提到一個(gè)更高的層次，它是對(duì)一組類的組合進(jìn)行封裝，并代表完成一個(gè)或多個(gè)功能的特定服務(wù)，也為用戶提供了多個(gè)接口。整個(gè)構(gòu)件隱藏了具體的實(shí)現(xiàn)，只用接口提供服務(wù)。,.,4,構(gòu)建技術(shù)流派,近年來，構(gòu)件技術(shù)發(fā)展迅速，已形成三個(gè)主要流派，分別是OMG的CORBA、Sun的Java平臺(tái)和Microsoft的COM+。OMG的CORBA：公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系結(jié)構(gòu)(CORBA，CommonObjectRequestBrokerArchitecture)是對(duì)象管理組織(OMG)基于眾多開放系統(tǒng)平臺(tái)廠商提交的分布對(duì)象互操作內(nèi)容基礎(chǔ)上制定的分布式應(yīng)用程序框架的規(guī)范。Sun的J2EE:為了推動(dòng)基于Java的服務(wù)器端應(yīng)用開發(fā)，Sun在1999年底推出了Java2技術(shù)及相關(guān)的J2EE規(guī)范。MicrosoftDNA是Microsoft在推出Windows2000系列操作系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，在擴(kuò)展了分布計(jì)算模型以及改造BackOffice系列服務(wù)器端分布計(jì)算產(chǎn)品后發(fā)布的新的分布計(jì)算體系結(jié)構(gòu)和規(guī)范。,.,5,CORBA,CORBA是由絕大多數(shù)分布計(jì)算平臺(tái)廠商所支持和遵循的系統(tǒng)規(guī)范，具有模型完整、先進(jìn)，獨(dú)立于系統(tǒng)平臺(tái)和開發(fā)語言，被支持程度廣泛的特點(diǎn)，已逐漸成為分布計(jì)算技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。COBRA標(biāo)準(zhǔn)主要分為3個(gè)層次：對(duì)象請(qǐng)求代理、公共對(duì)象服務(wù)和公共設(shè)施。最底層是對(duì)象請(qǐng)求代理(ORB，ObjectRequestBroker)，規(guī)定了分布對(duì)象的定義(接口)和語言映射，實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的通訊和互操作，是分布對(duì)象系統(tǒng)中的“軟總線”；在ORB之上定義了很多公共服務(wù)，可以提供諸如并發(fā)服務(wù)、名字服務(wù)、事務(wù)(交易)服務(wù)、安全服務(wù)等各種各樣的服務(wù)；最上層的公共設(shè)施則定義了組件框架，提供可直接為業(yè)務(wù)對(duì)象使用的服務(wù)，規(guī)定業(yè)務(wù)對(duì)象有效協(xié)作所需的協(xié)定規(guī)則。CORBA的優(yōu)點(diǎn)是大而全，互操作性和開放性非常好，缺點(diǎn)是龐大而復(fù)雜，并且技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的更新相對(duì)較慢，在具體的應(yīng)用中使用不是很多。,.,6,J2EE,J2EE的目標(biāo)是提供與平臺(tái)無關(guān)的、可移植的、支持并發(fā)訪問和安全的、完全基于Java的開發(fā)服務(wù)器端中間件的標(biāo)準(zhǔn)。J2EE簡(jiǎn)化了構(gòu)件可伸縮的、基于構(gòu)件服務(wù)器端應(yīng)用的復(fù)雜度。在J2EE中，Sun給出了完整的基于Java語言開發(fā)面向企業(yè)分布應(yīng)用的規(guī)范，其中在分布式互操作協(xié)議上，J2EE同時(shí)支持遠(yuǎn)程方法調(diào)用(RMI，RemoteMethodlnvocation)和因特網(wǎng)對(duì)象請(qǐng)求代理間協(xié)議(IlOP，IntemetInter-ORBProtocal)，在服務(wù)器端分布式應(yīng)用的構(gòu)造形式包括了JavaServlet、JSP(JavaServerPage)、EJB等多種形式，以支持不同的業(yè)務(wù)需求。,.,7,MicrosoftDNA,WindowsDNA是WindowsDistributedInternetApplicationArchitecture的縮寫，可以翻譯為Windows分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)相當(dāng)抽象的概念。但它又是非常重要的一個(gè)概念。微軟提出的DNA概念是借助生命科學(xué)中脫氧核糖核酸（DNA,DeoxyribonucleicAcid）的寓意來詮釋現(xiàn)代企業(yè)信息結(jié)構(gòu)的真諦。WindowsDNA允許不同網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)互相操作以及相互協(xié)作以完成某些目標(biāo)，它可以使開發(fā)者很容易的建造能夠服務(wù)許多用戶的基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。更為重要的是，WindowsDNA提供了一個(gè)具備協(xié)同工作能力的框架（Framework），而且由于這個(gè)框架支持公用的協(xié)議，以及它發(fā)布了一些通用的接口，用戶可以在它上面添加一些新的功能以擴(kuò)充這個(gè)系統(tǒng)。WindowsDNA是微軟為分布式應(yīng)用程序的開發(fā)所提供的平臺(tái)，它是微軟將多年的技術(shù)精華集合起來而形成一個(gè)完整的多層結(jié)構(gòu)的企業(yè)應(yīng)用總體方案，它使Windows真正成為企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)。WindowsDNA實(shí)際上是微軟的基于組件的分布式應(yīng)用程序戰(zhàn)略框架結(jié)構(gòu)，具有可伸縮性和高可靠性。,.,8,COM+,MTS（MicrosoftTransactionServer）就是這樣一個(gè)COM/DCOM對(duì)象的Container執(zhí)行環(huán)境。MTS是Microsoft在Windows平臺(tái)的中介軟件之一，它的主要功能是讓W(xué)indows程序員能夠開發(fā)以組件為導(dǎo)向的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，并且具備在同質(zhì)和異質(zhì)數(shù)據(jù)庫之間對(duì)修改的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩階段提交的功能。由于MTS提供了事務(wù)管理、各種Pooling功能以及對(duì)象及時(shí)激活等功能，執(zhí)行在其中的COM/DCOM組件將不用考慮這些事情，而只是專門執(zhí)行企業(yè)邏輯代碼。COM的推出有機(jī)的統(tǒng)一了COM/DCOM/MTS的編程模型，形成一個(gè)功能強(qiáng)大的組件體系結(jié)構(gòu)，并且把DCOM/MTS的各種優(yōu)勢(shì)以更為便捷的方式提供給用戶。,.,9,.Net,NET可以看做是從WINDOWSDNA演進(jìn)而來的，它是WINDOWSDNA的繼續(xù)和發(fā)展。WINDOWSDNA是一個(gè)解決方案的平臺(tái)，它關(guān)注的是如何使用微軟服務(wù)器產(chǎn)品來解決業(yè)務(wù)問題。但是除了一個(gè)技術(shù)規(guī)范以外，WINDOWSDNA并沒有任何切實(shí)的東西。但是.NET不僅有一套技術(shù)規(guī)范，它還包括了幾個(gè)實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品，例如編譯器、類庫、甚至最終的用戶程序。如Windows.NET是操作系統(tǒng)平臺(tái)、.NETFramework是運(yùn)行環(huán)境、.NET企業(yè)服務(wù)器為產(chǎn)品服務(wù)器、VisualStudio.NET為編程平臺(tái)。,.,10,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái),分布環(huán)境企業(yè)實(shí)施CIMS首先要實(shí)現(xiàn)信息集成。集成平臺(tái)與集成框架就是企業(yè)應(yīng)用的一種先進(jìn)集成支持工具。開發(fā)CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的目的就是為企業(yè)實(shí)施CIMS提供開放的、易維護(hù)的、可重構(gòu)的應(yīng)用開發(fā)與系統(tǒng)運(yùn)行的集成支持工具。,.,11,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)基本定義,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)是一個(gè)支持復(fù)雜信息環(huán)境下CIMS應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用集成和系統(tǒng)運(yùn)行的軟件平臺(tái)。它基于制造業(yè)信息特征，在異構(gòu)分布環(huán)境（操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫）下提供透明、一致的信息訪問和交互手段，對(duì)其上運(yùn)行的應(yīng)用進(jìn)行管理，為應(yīng)用提供服務(wù)，并支持CIMS信息環(huán)境下各特定領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的集成。,.,12,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的功能,(1)通信服務(wù)：提供分布環(huán)境下透明的通信服務(wù)功能，使用戶和應(yīng)用程序無需關(guān)心具體的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序所處的網(wǎng)絡(luò)位置，而以透明的函數(shù)調(diào)用或?qū)ο蠓?wù)方式完成它們所需的通信要求。(2)信息服務(wù)：為應(yīng)用提供透明的信息訪問服務(wù)，使應(yīng)用以一種一致的語義和接口實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、應(yīng)用交互信息）的訪問與控制。(3)應(yīng)用編程（集成）接口：是一組高層接口,以函數(shù)或?qū)ο蠓?wù)的方式為用戶提供更為專業(yè)化的服務(wù),使用戶可以方便地集成現(xiàn)有應(yīng)用和開發(fā)新的應(yīng)用。應(yīng)用編程接口按照它們的通用程度又分為獨(dú)立于應(yīng)用的編程接口和依賴于應(yīng)用的編程接口。(4)應(yīng)用開發(fā)工具：一組幫用戶開發(fā)特定應(yīng)用程序的支持工具，以簡(jiǎn)化用戶應(yīng)用程序的開發(fā)工作。(5)管理應(yīng)用程序:它是CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的運(yùn)行管理和控制模塊。負(fù)責(zé)CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)配置、集成平臺(tái)應(yīng)用運(yùn)行管理和維護(hù)、事件管理和出錯(cuò)處理等。,.,13,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的基本特性,(1)為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理、生產(chǎn)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供良好的應(yīng)用編程接口和應(yīng)用集成接口。(2)提供支持CIMS應(yīng)用開發(fā)、應(yīng)用集成的應(yīng)用開發(fā)工具、應(yīng)用編程接口、應(yīng)用原型系統(tǒng)。(3)支持不同的企業(yè)規(guī)模和多種多樣的企業(yè)信息環(huán)境。集成平臺(tái)可為不同的企業(yè)規(guī)模和應(yīng)用范圍提供最佳的結(jié)構(gòu)和功能配置，具有良好的可伸縮性。(4)支持異構(gòu)分布環(huán)境，提供一致透明的數(shù)據(jù)訪問。支持現(xiàn)有應(yīng)用、已有信息資源的集成和重用。(5)根據(jù)企業(yè)對(duì)Internet服務(wù)的需求，提供相應(yīng)的Internet服務(wù)功能。,.,14,CIMS應(yīng)用集成平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì),1為企業(yè)實(shí)施CIMS提供全方位、全生命周期的支持，方便現(xiàn)有應(yīng)用的集成這些支持包括提供通用的通信服務(wù)、信息服務(wù)和面向應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)工具、原型系統(tǒng)和應(yīng)用集成接口。2既支持企業(yè)的信息集成，又支持功能集成和過程集成3采用新技術(shù)和理論，支持標(biāo)準(zhǔn)化和開放系統(tǒng)概念，高度的軟件可重用性4維護(hù)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性、可靠性、完整性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)的有效管理5對(duì)Internet/Intranet/Extranet技術(shù)的支持,.,15,面向服務(wù)的應(yīng)用集成,.,16,現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)理論和支持技術(shù)（略）現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)中的信息技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的集成平臺(tái)技術(shù)制造過程控制技術(shù)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的新發(fā)展,5.制造過程控制技術(shù),數(shù)字控制技術(shù)柔性制造技術(shù)智能制造技術(shù),.,18,數(shù)控技術(shù),自從本世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)創(chuàng)立以來，它給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化?，F(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，現(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)之上；數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段；國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平重要標(biāo)志。專家們預(yù)言:二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。,.,19,數(shù)字控制（NumericalControlNC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行編程控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控技術(shù)（NumericalControlTechnology）采用數(shù)字控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。它是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（ComputerNumericalControlCNC）以計(jì)算機(jī)為控制核心的數(shù)字控制系統(tǒng)。,數(shù)字控制與數(shù)控技術(shù),.,20,高精度、高效率；剛性自動(dòng)化不能滿足的要求（手工、小規(guī)模、大規(guī)模生產(chǎn)）；柔性自動(dòng)化（多品種、變批量）、復(fù)雜零件的加工（多坐標(biāo)加工）；計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。,數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生的原因,.,21,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷史,1952年，第一代電子管數(shù)控系統(tǒng)；1959年，第二代晶體管數(shù)控系統(tǒng)。隨之出現(xiàn)刀庫，機(jī)械手、加工中心；1960年，第三代集成電路數(shù)控系統(tǒng)，硬邏輯數(shù)控系統(tǒng)（稱為NC；1970年，第四代小型計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）；1974年，第五代微型計(jì)算機(jī)數(shù)控（MNC，統(tǒng)稱CNC）；1980年后，F(xiàn)MS、FMC、CIMS、開放式數(shù)控（openNC）系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)（IMS）大發(fā)展。1990年后,高速加工，納米制造。,.,22,定梁龍門移動(dòng)式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,.,23,數(shù)控動(dòng)梁龍門鏜銑床加工中心,.,24,多連桿機(jī)械壓力機(jī),.,25,濟(jì)南一機(jī)床和華東數(shù)控十五期間開發(fā)的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)控設(shè)備,.,26,將被加工零件圖紙上的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序，然后將程序輸入數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過信息處理，分配，使各坐標(biāo)以最小位移量為單位移動(dòng)，其合成運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。最小位移量的合成運(yùn)動(dòng)是機(jī)床數(shù)字控制的基本原理，即軌跡控制原理（插補(bǔ)原理）。點(diǎn)位控制：嚴(yán)格控制點(diǎn)到點(diǎn)的距離，不嚴(yán)格要求路徑，運(yùn)動(dòng)中不加工。,數(shù)控機(jī)床的工作原理,.,27,數(shù)控系統(tǒng)：I/0接口、CNC裝置、伺服系統(tǒng)、PLC機(jī)械主機(jī)：主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)、床身等,數(shù)控機(jī)床的組成,.,28,1）多品種變批量、單件小批量的自動(dòng)化2）柔性加工和柔性自動(dòng)化小批量而又輪番生產(chǎn)的零件；幾何形狀復(fù)雜的零件；在加工過程中必須進(jìn)行多種工序加工的零件；切削余量大的零件；必須嚴(yán)格控制公差（公差帶范圍很?。┑牧慵?；工藝設(shè)計(jì)會(huì)經(jīng)常變化的零件；貴重零件；需全部檢測(cè)的零件，等等。,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用,.,29,CNC系統(tǒng)的組成,CNC系統(tǒng)由“數(shù)控裝置”、“伺服系統(tǒng)”和系統(tǒng)程序組成。數(shù)控裝置（專用計(jì)算機(jī)）：硬件和軟件組成。伺服系統(tǒng)：檢測(cè)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服電機(jī)組成。數(shù)控裝置的硬件組成及功能1.數(shù)控裝置的硬件包括：微機(jī)基本系統(tǒng)：CPU、總線、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等數(shù)控接口組件：進(jìn)給軸位置控制接口組件、主軸控制接口組件手搖脈沖發(fā)生器接口組件等。接口：人機(jī)界面接口、通訊接口、機(jī)電接口輔助功能（M）控制接口等2.硬件功能：與軟件一起接收輸入信息（程序）、經(jīng)過譯碼、軌跡計(jì)算（速度計(jì)算）、補(bǔ)償計(jì)算、加/減處理和插補(bǔ)運(yùn)算，給各個(gè)坐標(biāo)的伺服驅(qū)動(dòng)器分配速度、位移指令，完成數(shù)控加工任務(wù)。,.,30,軟件由控制功能程序、管理功能程序組成控制功能程序-實(shí)時(shí)性強(qiáng),用于進(jìn)給坐標(biāo)的位置控制，中斷完成;譯碼;預(yù)處理（刀補(bǔ)和速度處理）；插補(bǔ)；位控；管理功能程序-實(shí)時(shí)性稍差，但要保證控制軟件數(shù)據(jù)的供給傳遞，具體見圖。,數(shù)控裝置軟件的基本組成和功能,.,31,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),當(dāng)代，數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用是FMC/FMS/CIMS，其發(fā)展方向是高速化、高精度化、高效加工、多功能化、小型化、復(fù)合化、開放化和智能化以及數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。目前的動(dòng)向是:開放式數(shù)控系統(tǒng)、高速加工系統(tǒng)。開放式數(shù)控系統(tǒng)，不但要求模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化(用戶界面、圖形顯示、動(dòng)態(tài)仿真、數(shù)控編程、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)通訊)，而且對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性要求很高?；赑C的CNC系統(tǒng)PC嵌入式PC+CNC（融合系統(tǒng)）新的數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)STEP-NC,.,32,隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的智能化將不斷提高。主要為：應(yīng)用自適應(yīng)控制（AdaptiveControl）技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)檢測(cè)加工過程中的一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。當(dāng)前已開發(fā)出模糊邏輯控制和帶自學(xué)習(xí)功能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)和其它數(shù)控加工系統(tǒng)。引入故障診斷專家系統(tǒng)智能化伺服驅(qū)動(dòng)裝置可以通過自動(dòng)識(shí)別負(fù)載而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行狀態(tài)。,.,33,HEADER;文件頭部開始語句ENDSEC;文件頭部分結(jié)束DATA;數(shù)據(jù)段開始#1=PROJECT(Workplan#10);#1規(guī)劃由工作計(jì)劃#10完成#10=Workplan(#20,#35,);#10包括：#20工步、#35工步、#20=Machining-Workingstep(,#21(feature),#22(Machining);#20為加工工步，包括：#21加工特征、#22加工操作#21=Roundhole(HoleM6,);被加工的是M6,圓周孔#22=Drilling(#(Tool),#(technology),#(Machine-functions);鉆削加工（刀具、工藝、機(jī)床功能）#35=Machining-Workingstep();#35為加工工步其它加工工步ENDSEC;程序結(jié)束（數(shù)據(jù)段）,NC例子,5.制造過程控制技術(shù),數(shù)字控制技術(shù)柔性制造技術(shù)智能制造技術(shù),.,35,柔性制造系統(tǒng)FMS,柔性制造系統(tǒng)（FMS-FlexibleManufacturingSystem）是通過局域網(wǎng)把數(shù)控機(jī)床(加工中心)、座標(biāo)測(cè)量機(jī)、物料輸送裝置、對(duì)刀儀、立體刀庫、工件裝卸站、機(jī)器人等設(shè)備聯(lián)結(jié)起來，在計(jì)算機(jī)及控制軟件的控制下，形成一個(gè)加工系統(tǒng),.,36,FMS的組成,硬件1）系統(tǒng)制造設(shè)備數(shù)控加工設(shè)備（如加工中心）測(cè)量機(jī)清洗機(jī)等。2）自動(dòng)化儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備傳送帶有軌小車AGV搬運(yùn)機(jī)械人立體倉庫中央托盤庫物料或刀具裝卸站中央刀庫等。3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)軟件系統(tǒng)1）系統(tǒng)支持軟件操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。2）FMS運(yùn)行控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)、實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)、生產(chǎn)準(zhǔn)備系統(tǒng)3）物料（工件和刀具）管理控制系統(tǒng)等。,.,37,基本型FMS的基本組成,基本型FMS的硬件布置如圖所示。加工系統(tǒng)主要由加工中心、數(shù)控車床組成；物流系統(tǒng)由自動(dòng)導(dǎo)引小車即一輛小車、三個(gè)機(jī)器人、一個(gè)裝卸站、兩個(gè)緩沖站組成；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用分布遞階的控制方式。,.,38,FMS的分類,按系統(tǒng)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)FMS可分為：1.柔性制造裝置（FMU）：是以一臺(tái)加工中心為主的系統(tǒng)。裝備有托盤庫、自動(dòng)托盤交換站或機(jī)器人、一個(gè)自動(dòng)化工具交換裝置。2.柔性制造單元（FMC）:FMC是由12臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個(gè)規(guī)模最小的（FMS），是FMS向廉價(jià)化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動(dòng)化，迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。3.柔性制造系統(tǒng)（FMS）:通常包括4臺(tái)或更多臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床（加工中心與車削中心等），由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來，可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。,.,39,FMS的功能,能自動(dòng)控制和管理零件的加工過程如制造質(zhì)量的自動(dòng)控制故障的自動(dòng)診斷和處理等；通過軟件系統(tǒng)變更能制造出系列零件的多種零件自動(dòng)控制和管理物料（包括工件與刀具）的運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程具有優(yōu)化的調(diào)度管理功能無需過多的人工介入能做到無人加工,.,40,FMS的特點(diǎn),1.制造柔性高FMS因內(nèi)在的靈活性能適應(yīng)由于市場(chǎng)需求變化和工程設(shè)計(jì)變更所出現(xiàn)的變動(dòng)進(jìn)行多品種生產(chǎn)。2.設(shè)備利用率高占地面積少設(shè)備的利用率一般可達(dá)70以上。系統(tǒng)布局緊湊占地面積可減少20%-50%。3.減少直接工時(shí)費(fèi)用由于機(jī)床是在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行工作不需工人去操縱。4.減少制品數(shù)量縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間在FMS中加工設(shè)備集中在一個(gè)很小的場(chǎng)地各種工序集中在加工中心減少了零件裝夾次數(shù)和零件經(jīng)過機(jī)床數(shù)目。5.維持生產(chǎn)能力強(qiáng)當(dāng)一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，仍可降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)。6.產(chǎn)品質(zhì)量高而穩(wěn)定FMS采用全自動(dòng)化加工減少人為因素產(chǎn)品質(zhì)量高而穩(wěn)定。7.投資高風(fēng)險(xiǎn)大開發(fā)周期長(zhǎng)管理水平要求高。,5.制造過程控制技術(shù),數(shù)字控制技術(shù)柔性制造技術(shù)智能制造技術(shù),.,42,智能制造系統(tǒng),它是發(fā)揮人的創(chuàng)造能力和具有人的智能的制造系統(tǒng)，制造工作者認(rèn)為它是當(dāng)前制造系統(tǒng)發(fā)展的最高階段，展現(xiàn)了與人類智能行為相關(guān)的特性，如理解語言、學(xué)習(xí)能力、邏輯推理和解決問題等能力，能夠深入了解人腦活動(dòng)機(jī)理，取代人的部分腦力勞動(dòng)，強(qiáng)調(diào)企業(yè)的自組織能力。智能制造技術(shù)的內(nèi)容大體包括專家系統(tǒng)、模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳因子等方面，其表現(xiàn)形式有智能制造單元和系統(tǒng)，如智能數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人、制造過程的智能控制、智能監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)等。,.,43,智能制造的歷史,1988年,賴特和伯恩出版了智能制造研究領(lǐng)域的首本專著智能制造.他們?cè)谶@本書中提出智能機(jī)床的設(shè)想:采用擬人化的方法將智能機(jī)床制成能模仿熟練機(jī)械師技能的加工機(jī)器,根據(jù)給定的輸入,自動(dòng)完成加工任務(wù),并輸出所希望的產(chǎn)品.智能機(jī)床與熟練機(jī)械師操作普通機(jī)床具有同樣的功能,因而具有智能.智能機(jī)床具有目標(biāo)理解,信息感知,通信,適應(yīng)控制等功能.,.,44,智能制造系統(tǒng)組成,有三個(gè)子系統(tǒng):虛擬制造系統(tǒng),事先模擬制造過程.全息制造系統(tǒng),系統(tǒng)的元素是“自主,自治”的模塊,協(xié)作完成給定的任務(wù),既合作又自治;系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)既是“你中有我”,又是“我中有你”,增強(qiáng)系統(tǒng)的柔性.全球同步工程,使產(chǎn)品的不同部分能同時(shí)在世界上不同的生產(chǎn)研究基地進(jìn)行制造,保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本.,.,45,智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),1)Holonic制造系統(tǒng)Holonic系統(tǒng)的基本構(gòu)件是Holonic（Holon）。Holon是從希臘語借過來的，人們用Holon表示系統(tǒng)的最小組成個(gè)體，Holonic系統(tǒng)就是由很多不同種類的Holonic構(gòu)成。Holonic的最本質(zhì)特征是：自治性，每個(gè)Holonic可以對(duì)其自身的操作行為作出規(guī)劃，可以對(duì)意外事件（如制造資源變化、制造任務(wù)貨物要求變化等）作出反應(yīng)，并且其行為可控；合作性，每個(gè)Holonic可以請(qǐng)求其它Holonic執(zhí)行某種操作行為，也可以對(duì)其他Holonic提出的操作申請(qǐng)?zhí)峁┓?wù)；智能性，Holonic具有推理、判斷等智力，這也是它具有自治性和合作性的內(nèi)在原因。,.,46,智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),2）分形企業(yè)(fractalenterprise)是借用分形幾何中的自相似性概念描述的一種新的生產(chǎn)方式。用數(shù)學(xué)的語言來說,分形幾何是研究自然界中沒有特征長(zhǎng)度而又具有自相似性的形狀和現(xiàn)象。大量事實(shí)說明分?jǐn)?shù)維態(tài)(即分?jǐn)?shù)維構(gòu)造)是介于無序有序之間的狀態(tài),是自然界最廣泛分布的狀態(tài)。這種狀態(tài)是不穩(wěn)定的或是準(zhǔn)穩(wěn)定的，這正是自然界運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、演化的根本原因。,.,47,智能制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),分形企業(yè)的自相似性包括：企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的自相似，即以過程為中心建立企業(yè)的組織；目標(biāo)自相似，即單元的目標(biāo)與企業(yè)的目標(biāo)一致。