機械制造自動化課件

單元二

機械制造自動化單元二

機械制造自動化主要內容2.1制造業(yè)現狀2.2成組技術2.3計算機輔助工藝規(guī)程設計2.4柔性制造系統(tǒng)主要內容2.1制造業(yè)現狀2.2成組技術2.3計算機輔助工藝2.1.1現代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；產品生命周期縮短；交貨期成為主要競爭因素；用戶需求個性化,多品種小批量生產比例增大。2.1制造業(yè)現狀2.1.1現代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；2.1制造

2.1.2發(fā)達國家的制造業(yè)發(fā)展迅速例：波音777的設計和制造是20世紀90年代制造業(yè)的標志性進展全數字化定義——無紙生產；數字化預裝配——無金屬樣機的生產(虛擬)廣域網上的異地設計、異地制造；基于ＳＴＥＰ的數據交換；協(xié)同工作小組（Teamwork)238設計制造周期大大縮短：波音757,767——9-10年波音7７7縮短到4.5年，并獲得巨大的獨占性利潤，每架波音777要價1.4億美元。2.1.2發(fā)達國家的制造業(yè)發(fā)展迅速例：波音777的設計和信息時代造成了跨國公司的壟斷性跨國公司的生產總值占工業(yè)化國家生產總值的40%；跨國公司的貿易額占世界貿易總值的50%；跨國公司的工業(yè)研制費占世界總值的80%；

跨國公司操縱了世界技術轉讓的75%；跨國公司操縱了對發(fā)展中國家技術貿易的90%；信息時代造成了跨國公司的壟斷性跨國公司的生產總值占工業(yè)化國家90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占40%2000多種主導產品的平均生命周期為10.5年是美國產品3.5倍美國新產品貢獻率已達到生產總值的52%我國僅為5.9%

我國的技術來源主要依賴國外技術，企業(yè)技術創(chuàng)新能力低下我國機械工業(yè)主導產品2.1.3我國制造業(yè)的嚴峻形勢90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占402.2成組技術多品種、中小批量生產中存在的問題

批量法則在大批量生產中，由于采用專用、高效和自動化的生產設備，可以獲得高的生產率，低的生產成本，短的生產周期；而多品種、小批量生產則相反。機床利用率例：CA6140車床，最大加工直徑φ400，實際加工90％以上工件直徑不足100mm，機床利用率極低。制造周期在多品種、中小批量生產中，加工時間僅占生產時間的約5％，其余95％均為周轉等待時間；加工時間中真正進行切削的時間不足30%。2.2成組技術多品種、中小批量生產中存在的問題批量法則5％

95％調整、裝夾、對刀、檢測等切削30％

70％加工時間

運輸與等待時間制造周期加工時間圖2-1多品種、中小批量生產的時間分配5％95％1、GT定義成組技術的概念：充分利用事物間的相似性，將許多具有相似信息的研究對象歸并成組，并用大致相同的方法去解決相似組中的生產技術問題，以達到規(guī)模生產的效果，這種技術統(tǒng)稱為成組技術。GT

被認為是一種“制造哲理”—（ManufacturingPhilosophy），是現代制造技術的一個重要理論基礎。2.2.1成組技術的基本概念1、GT定義成組技術的概念：充分利用事物間的相似性，將許多具圖2-2成組技術基本原理產品部件零件零件組ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4

將多種零件按其相似性分類成組，人為擴大生產批量

重復使用原則：◆資源重復使用，降低生產成本；

◆作業(yè)熟練程度增加，提高生產率。2、GT工作原理圖2-2成組技術基本原理產品部件零件零件組ABCA1A2

2.2.2零件的分類編碼1.零件編碼：

用數字表示零件的形狀特征和工藝特征。在實施成組技術的過程中，必須首先建立相應的零件分類編碼系統(tǒng)，然后應用這個編碼系統(tǒng)使零件的有關信息代碼化，據此對零件進行分類分組，以便進一步以成組的方式組織生產。2.2.2零件的分類編碼1.零件編碼：零件分類之前與分類之后圖2-3零件分類之前與分類之后圖2-32.分類編碼系統(tǒng)：

德Opitz、日KK、美Code、英Brisch等70多種我國機械零件分類編碼系統(tǒng)簡稱JLBM－1系統(tǒng)系統(tǒng)組成：三部分：名稱類別、形狀及加工碼、輔助碼15個碼位：第一位總體形狀，第二位功能與形狀，第三到九位形狀與加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等2.分類編碼系統(tǒng)：系統(tǒng)組成：圖2-4圖2-4機械制造自動化課件圖2-5圖2-5

2.2.3．成組工藝規(guī)程設計1、劃分零件組對零件編碼后根據相似性劃分零件加工組，方法有三種：（1）特征碼位法選幾位與加工特征直接有關的特征碼為形成零件組依據，只要這些碼位相同，零件即可劃為一組，不管其它碼位

（2)碼域法對各碼位制定分組的碼域，即碼位限制幾個數字項，凡各碼位上的特征碼落在規(guī)定碼域內的零件劃為同一組。

（3)特征位碼域法將特征碼位與碼域法相結合的分組方法。選取特征性強的碼位并規(guī)定允許的變化范圍（碼域）,作為分組的依據。2.2.3．成組工藝規(guī)程設計1、劃分零件組（2)2、主樣件設計

能集中反映組內所有零件的結構特征和工藝特征的零件稱為主樣件。它可以是真實零件也可是綜合的假想零件。3、擬訂零件組工藝過程

（1）復合零件法按照零件組中的復合零件來設計工藝規(guī)程的方法稱為復合零件法，或樣件法。所謂復合零件是擁有同組零件的全部待加工表面要素的一個零件。僅適用于回轉體零件。2、主樣件設計3、擬訂零件組工藝過程表2-1表2-1表2-2表2-2圖2-3圖2-3制訂主樣件的工藝過程，作為該零件組的工藝過程，可加工組內每一個零件。成組工藝路線常用圖表格式表示，下圖是六個零件組成的零件組的“綜合零件”及其成組工藝過程卡的示意圖。制訂主樣件的工藝過程，作為該零件組的工藝過程，可加工組內每一表2-4表2-4（2）復合路線法一般適用于非回轉類零件。復合路線法是在零件分類成組的基礎上，把同組零件的工藝路線作一比較，以組內最復雜零件的工藝路線為基礎，然后將此路線與組內其它零件的工藝路線相比較，凡組內其它零件需要而作為代表的工藝路線中沒有的工序，一一添上，最終形成一個能滿足全組零件要求的成組工藝。（2）復合路線法圖2-5圖2-5ComputerAidedProcessPlanning是利用計算機協(xié)助工藝人員進行過程設計的技術，是把對產品本身進行定義的數據轉換成面向制造的數據的關鍵環(huán)節(jié)。2.3.1CAPP設計方法1.樣件法采用成組技術按主樣件設計典型工藝規(guī)程存貯計算機中。輸入新零件編碼及要求，檢索出相應的工藝規(guī)程并進行編輯修改，最后輸出該零件的工藝規(guī)程。2.3計算機輔助工藝規(guī)程設計（CAPP）ComputerAidedProcessPlanni圖2-6圖2-63.專家系統(tǒng)把工藝專家編制工藝的經驗和知識存在知識庫中，可較方便地通過專用模塊進行增刪和修改。

2.創(chuàng)成法輸入零件圖形和工藝信息后，計算機便按照工藝決策制定的邏輯算法語言，在不需人工干預條件下自動生成工藝規(guī)程。自動化程度高，但系統(tǒng)復雜，技術上尚不成熟。3.專家系統(tǒng)2.創(chuàng)成法1、工藝信息數字化（1）零件編碼矩陣化

零件編碼→矩陣，即一維數組→二維數組（2）零件組特征的矩陣化同組所有零件的特征矩陣疊加起來得零件組特征矩陣（3）主樣件設計特征矩陣圖中交點上出現“1”與“0”的頻數各不相同，頻數大的特征須反映到主樣件中，頻數小的特征可舍去

2.3.2樣件法CAPP設計原理（2）零件組特征的矩陣化（3）主樣件設計2.3.2樣（6）綜合加工工藝路線的數字化用一（N×4）矩陣來表示零件加工工藝路線（5）工序工步名稱編碼編碼以工步為單位，熱處理、檢驗以及裝夾、調頭等操作也當作一個工步編碼,使計算機能按預定方法調出。（4）零件上各種形面的數字化編碼只表示零件結構、工藝特征，沒有提供零件表面信息，還必須對零件表面逐一編碼。（7）工序工步內容矩陣以工步為單位，一個工步占一行，共9列，描述工步序號，名稱編碼，機床和刀具編碼，進給量和背吃刀量值，計算切削數據和基本時間的公式編碼，該工步所屬工序編碼。（6）綜合加工工藝路線的數字化（5）工序工步名稱編碼（4工藝信息經過數字化后形成了大量數據，按一定的工藝文件形式集合起來，存儲在計算機內，形成數據庫以備檢索和調用。數據文件的格式主要有零件編碼特征矩陣文件、樣件工藝文件，工藝數據文件等。輸入零件特征矩陣→查找該零件所屬零件組→調出相應的綜合工藝路線矩陣→輸入形面編碼及技術要求→選取零件加工工序及編碼→得加工工藝路線→調出工序及工步內容→查找該工步機床刀具名稱和型號→計算切削用量、切削力、功率和基本時間等。計算機將每次查到的工步內容都存入存儲區(qū)內，最后形成一份完整的加工工藝規(guī)程打印出來。3、CAPP設計過程2、CAPP系統(tǒng)數據庫

工藝信息經過數字化后形成了大量數據，按一定的工藝輸入零圖2-7圖2-7圖2-8圖2-8表2-6表2-6機械制造自動化課件

2.4.1FMS的產生與發(fā)展1、FMS的產生

——市場的發(fā)展變化促使傳統(tǒng)生產方式變革

20世紀初，大批量、少品種——剛性自動線

2.4柔性制造系統(tǒng)（FMS)圖2-9加工箱體類零件的組合機床自動化線2.4柔性制造

剛性自動線特點：設備和加工工藝固定,不靈活,只能加工一個零件,或幾個相互類似的零件,即具有剛性。

圖2-10組合機床自動線剛性自動線特點：圖2-1020世紀60、70年代，多品種、中小批量

——柔性制造系統(tǒng)(FMS)產生（1983年）20世紀60、70年代，多品種、中小批量（1983年）2、FMS的發(fā)展歷史剛性自動線改造——柔性差,適合大批量少品種生產,

生產效率高。改造費時費力費錢。數控機床(50年代NC,70年代CNC)——柔性好,只適合小批量多品種生產,生產率低.

數控機床2、FMS的發(fā)展歷史數控機床

自動線與數控機床的特點結合—FMS

FMS的一般定義:

1)是一個計算機控制的生產系統(tǒng);2)系統(tǒng)采用半獨立的數控機床;3)這些機床通過物料輸送系統(tǒng)聯成一體.

柔性制造系統(tǒng)(FMS)自動線與數控機床的特點結合—FMS最早的FMS:MolinsSystem<24系統(tǒng)>(20世紀60年代,英國Molins公司,DavidWilliamsm)*計算機控制整個系統(tǒng),可加工一系列不同的零件*類似加工中心的數控機床*自動為機床提供工件和工藝裝備*每天工作24小時(中班和晚班的16小時內進行無人化加工)MolinsSystem<24系統(tǒng)>最早的FMS:MolinsSystem其它早期的FMS:

60年代后期70年代初期,德國、日本、前蘇聯、美國、意大利等相繼開發(fā)了本國的第一代FMS.Allischalmers系統(tǒng)(二十世紀六十年代后期，美國)*6臺加工中心,4臺雙分度頭機床*自動牽引車工件搬運系統(tǒng)Allischalmers系統(tǒng)平面布置Allischalmers系統(tǒng)自動牽引車其它早期的FMS:AllischalmerFanucHino系統(tǒng)<富士通工廠系統(tǒng)>*8臺數控車床(二十世紀七十年代初期，日本)*每臺車床旁均有一個裝有工件的圓盤傳送帶式供料器*機器人在圓盤供料器和車床之間,以及車床與車床之間傳送工件FanucHino系統(tǒng)平面布置FanucHino系統(tǒng)供料器及機床FanucHino系統(tǒng)<富士通工廠系統(tǒng)>Fa70年代緩慢發(fā)展(初期未受到充分重視)80年代迅速發(fā)展(由于顯著的經濟效益,各國相繼投入大量資金,竟相開發(fā)FMS)FMS的發(fā)展過程

70年代緩慢發(fā)展(初期未受到充分重視)F1、FMS的基本組成

2.4.2FMS的組成與功能（1）加工系統(tǒng)（2）物料儲運系統(tǒng)（3）計算機控制系統(tǒng)

2.4.2FMS的組成與功能（1）加工系統(tǒng)

（1）加工系統(tǒng)：

FMS的主體部分，用于加工產品零件。*加工單元:有自動換刀及換工件功能的數控機床、加工中心。

（1）加工系統(tǒng)：機械制造自動化課件加工零件類型機床配置箱體類回轉體類箱體類+回轉體類特殊類*加工單元機床配置CNC加工中心+CNC車削中心CNC加工中心CNC車削中心、CNC磨床專用CNC機床加工零件類型機床配置箱體類回轉體類箱體類+回轉體類特殊類*（2）物料儲運系統(tǒng)實施對毛坯、工件、夾具、刀具等的存儲、運輸、交換工作。*工件儲運系統(tǒng)：a.毛坯、半成品、夾具組件的存儲倉庫及緩沖存儲站

（2）物料儲運系統(tǒng)b.工件托盤運輸小車，輸送帶輸送裝置

b.工件托盤運輸小車，輸送帶輸送裝置c.托盤交換器，上料機器人等交換裝置

c.托盤交換器，上料機器人等交換裝置d.工件、夾具裝卸站

d.工件、夾具裝卸站*刀具運送系統(tǒng)：

a.刀具存儲庫*刀具運送系統(tǒng)：a.刀具存儲庫b.交換刀具裝置

交換刀具裝置

b.交換刀具裝置機械制造自動化課件c.刀具刃磨、組裝及預調工作站c.刀具刃磨、組裝及預調工作站（3）計算機控制系統(tǒng)由管理FMS的信息、控制FMS各設備協(xié)調一致工作的計算機網絡系統(tǒng)和FMS管理與控制軟件構成。FMS的基本結構（3）計算機控制系統(tǒng)FMS的基本結構

*FMS的輔助設備：

在線測量裝置、清理裝置、切屑處理裝置等

*FMS的輔助設備：

*FMS實例：

美國麥道公司FMS五臺加工中心每臺加工中心配90把刀和一個換刀站三輛小車負責運送工件、刀具小車保養(yǎng)站10托盤自動工件交換臺物料檢查站臥式坐標測量機清洗站刀具裝卸站高架機房切屑收集和切屑再生系統(tǒng)美國麥道公司的FMS：美國麥道公司FMS五臺加工中心三輛小車負責運送工件、刀2、FMS的主要功能

1.自動進行零件的批量生產

(數控機床承擔自動制造任務)；

2.簡單地改變軟件,便能制造出某一零件族中的任何零件；

3.自動運輸、儲存、交換物料（毛坯、工件、刀具等）；

4.自動監(jiān)視功能(刀具磨損、破損的監(jiān)測等）,

自動補償、自診斷等；

5.作業(yè)計劃與調度功能。2、FMS的主要功能

減少設備投資

設備利用率高減少占地面積減少直接工時費用減少了在制品的數量，縮短了生產準備時間具有快速應變能力維持生產能力強產品質量高而穩(wěn)定系統(tǒng)運行靈活性大產量變化適應性好便于實現工廠自動化投資高、風險大，開發(fā)周期長、管理水平要求高

2.4.3FMS主要特點減少設備投資ThankYou!ThankYou!單元二

機械制造自動化單元二

機械制造自動化主要內容2.1制造業(yè)現狀2.2成組技術2.3計算機輔助工藝規(guī)程設計2.4柔性制造系統(tǒng)主要內容2.1制造業(yè)現狀2.2成組技術2.3計算機輔助工藝2.1.1現代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；產品生命周期縮短；交貨期成為主要競爭因素；用戶需求個性化,多品種小批量生產比例增大。2.1制造業(yè)現狀2.1.1現代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；2.1制造

2.1.2發(fā)達國家的制造業(yè)發(fā)展迅速例：波音777的設計和制造是20世紀90年代制造業(yè)的標志性進展全數字化定義——無紙生產；數字化預裝配——無金屬樣機的生產(虛擬)廣域網上的異地設計、異地制造；基于ＳＴＥＰ的數據交換；協(xié)同工作小組（Teamwork)238設計制造周期大大縮短：波音757,767——9-10年波音7７7縮短到4.5年，并獲得巨大的獨占性利潤，每架波音777要價1.4億美元。2.1.2發(fā)達國家的制造業(yè)發(fā)展迅速例：波音777的設計和信息時代造成了跨國公司的壟斷性跨國公司的生產總值占工業(yè)化國家生產總值的40%；跨國公司的貿易額占世界貿易總值的50%；跨國公司的工業(yè)研制費占世界總值的80%；

跨國公司操縱了世界技術轉讓的75%；跨國公司操縱了對發(fā)展中國家技術貿易的90%；信息時代造成了跨國公司的壟斷性跨國公司的生產總值占工業(yè)化國家90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占40%2000多種主導產品的平均生命周期為10.5年是美國產品3.5倍美國新產品貢獻率已達到生產總值的52%我國僅為5.9%

我國的技術來源主要依賴國外技術，企業(yè)技術創(chuàng)新能力低下我國機械工業(yè)主導產品2.1.3我國制造業(yè)的嚴峻形勢90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占402.2成組技術多品種、中小批量生產中存在的問題

批量法則在大批量生產中，由于采用專用、高效和自動化的生產設備，可以獲得高的生產率，低的生產成本，短的生產周期；而多品種、小批量生產則相反。機床利用率例：CA6140車床，最大加工直徑φ400，實際加工90％以上工件直徑不足100mm，機床利用率極低。制造周期在多品種、中小批量生產中，加工時間僅占生產時間的約5％，其余95％均為周轉等待時間；加工時間中真正進行切削的時間不足30%。2.2成組技術多品種、中小批量生產中存在的問題批量法則5％

95％調整、裝夾、對刀、檢測等切削30％

70％加工時間

運輸與等待時間制造周期加工時間圖2-1多品種、中小批量生產的時間分配5％95％1、GT定義成組技術的概念：充分利用事物間的相似性，將許多具有相似信息的研究對象歸并成組，并用大致相同的方法去解決相似組中的生產技術問題，以達到規(guī)模生產的效果，這種技術統(tǒng)稱為成組技術。GT

被認為是一種“制造哲理”—（ManufacturingPhilosophy），是現代制造技術的一個重要理論基礎。2.2.1成組技術的基本概念1、GT定義成組技術的概念：充分利用事物間的相似性，將許多具圖2-2成組技術基本原理產品部件零件零件組ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4

將多種零件按其相似性分類成組，人為擴大生產批量

重復使用原則：◆資源重復使用，降低生產成本；

◆作業(yè)熟練程度增加，提高生產率。2、GT工作原理圖2-2成組技術基本原理產品部件零件零件組ABCA1A2

2.2.2零件的分類編碼1.零件編碼：

用數字表示零件的形狀特征和工藝特征。在實施成組技術的過程中，必須首先建立相應的零件分類編碼系統(tǒng)，然后應用這個編碼系統(tǒng)使零件的有關信息代碼化，據此對零件進行分類分組，以便進一步以成組的方式組織生產。2.2.2零件的分類編碼1.零件編碼：零件分類之前與分類之后圖2-3零件分類之前與分類之后圖2-32.分類編碼系統(tǒng)：

德Opitz、日KK、美Code、英Brisch等70多種我國機械零件分類編碼系統(tǒng)簡稱JLBM－1系統(tǒng)系統(tǒng)組成：三部分：名稱類別、形狀及加工碼、輔助碼15個碼位：第一位總體形狀，第二位功能與形狀，第三到九位形狀與加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等2.分類編碼系統(tǒng)：系統(tǒng)組成：圖2-4圖2-4機械制造自動化課件圖2-5圖2-5

2.2.3．成組工藝規(guī)程設計1、劃分零件組對零件編碼后根據相似性劃分零件加工組，方法有三種：（1）特征碼位法選幾位與加工特征直接有關的特征碼為形成零件組依據，只要這些碼位相同，零件即可劃為一組，不管其它碼位

（2)碼域法對各碼位制定分組的碼域，即碼位限制幾個數字項，凡各碼位上的特征碼落在規(guī)定碼域內的零件劃為同一組。

（3)特征位碼域法將特征碼位與碼域法相結合的分組方法。選取特征性強的碼位并規(guī)定允許的變化范圍（碼域）,作為分組的依據。2.2.3．成組工藝規(guī)程設計1、劃分零件組（2)2、主樣件設計

能集中反映組內所有零件的結構特征和工藝特征的零件稱為主樣件。它可以是真實零件也可是綜合的假想零件。3、擬訂零件組工藝過程

（1）復合零件法按照零件組中的復合零件來設計工藝規(guī)程的方法稱為復合零件法，或樣件法。所謂復合零件是擁有同組零件的全部待加工表面要素的一個零件。僅適用于回轉體零件。2、主樣件設計3、擬訂零件組工藝過程表2-1表2-1表2-2表2-2圖2-3圖2-3制訂主樣件的工藝過程，作為該零件組的工藝過程，可加工組內每一個零件。成組工藝路線常用圖表格式表示，下圖是六個零件組成的零件組的“綜合零件”及其成組工藝過程卡的示意圖。制訂主樣件的工藝過程，作為該零件組的工藝過程，可加工組內每一表2-4表2-4（2）復合路線法一般適用于非回轉類零件。復合路線法是在零件分類成組的基礎上，把同組零件的工藝路線作一比較，以組內最復雜零件的工藝路線為基礎，然后將此路線與組內其它零件的工藝路線相比較，凡組內其它零件需要而作為代表的工藝路線中沒有的工序，一一添上，最終形成一個能滿足全組零件要求的成組工藝。（2）復合路線法圖2-5圖2-5ComputerAidedProcessPlanning是利用計算機協(xié)助工藝人員進行過程設計的技術，是把對產品本身進行定義的數據轉換成面向制造的數據的關鍵環(huán)節(jié)。2.3.1CAPP設計方法1.樣件法采用成組技術按主樣件設計典型工藝規(guī)程存貯計算機中。輸入新零件編碼及要求，檢索出相應的工藝規(guī)程并進行編輯修改，最后輸出該零件的工藝規(guī)程。2.3計算機輔助工藝規(guī)程設計（CAPP）ComputerAidedProcessPlanni圖2-6圖2-63.專家系統(tǒng)把工藝專家編制工藝的經驗和知識存在知識庫中，可較方便地通過專用模塊進行增刪和修改。

2.創(chuàng)成法輸入零件圖形和工藝信息后，計算機便按照工藝決策制定的邏輯算法語言，在不需人工干預條件下自動生成工藝規(guī)程。自動化程度高，但系統(tǒng)復雜，技術上尚不成熟。3.專家系統(tǒng)2.創(chuàng)成法1、工藝信息數字化（1）零件編碼矩陣化

零件編碼→矩陣，即一維數組→二維數組（2）零件組特征的矩陣化同組所有零件的特征矩陣疊加起來得零件組特征矩陣（3）主樣件設計特征矩陣圖中交點上出現“1”與“0”的頻數各不相同，頻數大的特征須反映到主樣件中，頻數小的特征可舍去

2.3.2樣件法CAPP設計原理（2）零件組特征的矩陣化（3）主樣件設計2.3.2樣（6）綜合加工工藝路線的數字化用一（N×4）矩陣來表示零件加工工藝路線（5）工序工步名稱編碼編碼以工步為單位，熱處理、檢驗以及裝夾、調頭等操作也當作一個工步編碼,使計算機能按預定方法調出。（4）零件上各種形面的數字化編碼只表示零件結構、工藝特征，沒有提供零件表面信息，還必須對零件表面逐一編碼。（7）工序工步內容矩陣以工步為單位，一個工步占一行，共9列，描述工步序號，名稱編碼，機床和刀具編碼，進給量和背吃刀量值，計算切削數據和基本時間的公式編碼，該工步所屬工序編碼。（6）綜合加工工藝路線的數字化（5）工序工步名稱編碼（4工藝信息經過數字化后形成了大量數據，按一定的工藝文件形式集合起來，存儲在計算機內，形成數據庫以備檢索和調用。數據文件的格式主要有零件編碼特征矩陣文件、樣件工藝文件，工藝數據文件等。輸入零件特征矩陣→查找該零件所屬零件組→調出相應的綜合工藝路線矩陣→輸入形面編碼及技術要求→選取零件加工工序及編碼→得加工工藝路線→調出工序及工步內容→查找該工步機床刀具名稱和型號→計算切削用量、切削力、功率和基本時間等。計算機將每次查到的工步內容都存入存儲區(qū)內，最后形成一份完整的加工工藝規(guī)程打印出來。3、CAPP設計過程2、CAPP系統(tǒng)數據庫

工藝信息經過數字化后形成了大量數據，按一定的工藝輸入零圖2-7圖2-7圖2-8圖2-8表2-6表2-6機械制造自動化課件

2.4.1FMS的產生與發(fā)展1、FMS的產生

——市場的發(fā)展變化促使傳統(tǒng)生產方式變革

20世紀初，大批量、少品種——剛性自動線

2.4柔性制造系統(tǒng)（FMS)圖2-9加工箱體類零件的組合機床自動化線2.4柔性制造

剛性自動線特點：設備和加工工藝固定,不靈活,只能加工一個零件,或幾個相互類似的零件,即具有剛性。

圖2-10組合機床自動線剛性自動線特點：圖2-1020世紀60、70年代，多品種、中小批量

——柔性制造系統(tǒng)(FMS)產生（1983年）20世紀60、70年代，多品種、中小批量（1983年）2、FMS的發(fā)展歷史剛性自動線改造——柔性差,適合大批量少品種生產,

生產效率高。改造費時費力費錢。數控機床(50年代NC,70年代CNC)——柔性好,只適合小批量多品種生產,生產率低.

數控機床2、FMS的發(fā)展歷史數控機床

自動線與數控機床的特點結合—FMS

FMS的一般定義:

1)是一個計算機控制的生產系統(tǒng);2)系統(tǒng)采用半獨立的數控機床;3)這些機床通過物料輸送系統(tǒng)聯成一體.

柔性制造系統(tǒng)(FMS)自動線與數控機床的特點結合—FMS最早的FMS:MolinsSystem<24系統(tǒng)>(20世紀60年代,英國Molins公司,DavidWilliamsm)*計算機控制整個系統(tǒng),可加工一系列不同的零件*類似加工中心的數控機床*自動為機床提供工件和工藝裝備*每天工作24小時(中班和晚班的16小時內進行無人化加工)MolinsSystem<24系統(tǒng)>最早的FMS:MolinsSystem其它早期的FMS:

60年代后期70年代初期,德國、日本、前蘇聯、美國、意大利等相繼開發(fā)了本國的第一代FMS.Allischalmers系統(tǒng)(二十世紀六十年代后期，美國)*6臺加工中心,4臺雙分度頭機床*自動牽引車工件搬運系統(tǒng)Allischalmers系統(tǒng)平面布置Allischalmers系統(tǒng)自動牽引車其它早期的FMS:AllischalmerFanucHino系統(tǒng)<富士通工廠系統(tǒng)>*8臺數控車床(二十世紀七十年代初期，日本)*每臺車床旁均有一個裝有工件的圓盤傳送帶式供料器*機器人在圓盤供料器和車床之間,以及車床與車床之間傳送工件FanucHino系統(tǒng)平面布置FanucHino系統(tǒng)供料器及機床FanucHino系統(tǒng)<富士通工廠系統(tǒng)>Fa70年代緩慢發(fā)展(初期未受到充分重視)80年代迅速發(fā)展(由于顯著的經濟效益,各國相繼投入大量資金,竟相開發(fā)FMS)FMS的發(fā)展過程

70年代緩慢發(fā)展(初期未受到充分重視)F