1、2021年12月10日機械加工中的新技術機械加工中的新技術 現代設計方法現代設計方法1 先進制造技術先進制造技術2 設備故障診斷技術設備故障診斷技術312021年12月10日概論概論數控技術與數控機床數控技術與數控機床柔性制造系統柔性制造系統計算機輔助設計與制造計算機輔助設計與制造計算機集成制造系統計算機集成制造系統先進制造技術先進制造技術22021年12月10日先進制造技術產生背景各國先進制造技術的各國先進制造技術的發展先進制造技術的特點先進制造技術的特點先進制造技術的分類先進制造技術的分類先進制造技術的研究領域概概論論32021年12月10日 主題化、個性化和多樣化，產品壽命周期縮短制造商

2、之間既有激烈競爭，又有基于實力的合作。滿足已有和潛在顧客需求，主動適應市場，引導市場，是贏得競爭，獲取最大利潤的關鍵, 消費需求全球性產業結構調整快速響應市場321社會經濟發展背景先進制造技術產生背景42021年12月10日制造技術在向宏觀(制造系統)和微觀(超精密加工)兩個方向發展；現代制造業成為技術密集、知識密集型產業；信息成為制造業決定性因素；Intranet/Internet對制造業產生重大影響。科學技術發展背景先進制造技術產生背景52021年12月10日資源匱泛，污染嚴重環境問題不能以犧牲今后幾代人的利益為代價；由粗放經營、掠奪式開發向集約型、可持續發展轉變。可持續發展戰略先進制造技

3、術產生背景62021年12月10日各國先進制造技術的發展先進制造技術計劃：1994年預算14億美元，圍繞“智能制造系統”、“集成工具”、“基礎設施建設”三個重點領域開展研究；制造技術中心計劃：設立制造技術中心，建立技術擁有者與需要者之間的橋梁，展示新制造技術和裝備、組織培訓、幫助企業了解和選用最新技術和裝備。72021年12月10日1990年提出了智能制造計劃，由美國、歐共體、加拿大、澳大利亞等國參加，投資10億美元實施智能制造計劃；目的：使制造業在接受訂貨、開發、設計、生產、物流直至經營管理的全過程中，做到生產設備自律化生產設備自律化。各國先進制造技術的發展82021年12月10日尤里卡計劃

4、1988年用5億美元資助16個歐洲國家、600家公司的165個合作性高科技研究開發項目。歐洲信息技術研究發展戰略計劃在13個成員國向5500名研究人員提供了資助，明確設計原理、工廠自動化、生產過程管理三大課題。歐洲工業技術基礎研究計劃重點資助材料、制造加工、設計以及工廠系統運作方式等研究。各國先進制造技術的發展92021年12月10日先進制造技術是在先進制造技術是在傳統制造技術基礎傳統制造技術基礎上不斷吸收上不斷吸收機機械械、電子、信息電子、信息( (計算機與通信、控制理論、人工計算機與通信、控制理論、人工智能等智能等) )、能源、材料以及現代管理技術、能源、材料以及現代管理技術等方面的等方面

5、的成果，并將其綜合應用于成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實，以實現現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產優質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力并取得理想經濟態多變市場的適應能力和競爭能力并取得理想經濟效果的制造技術總稱。效果的制造技術總稱。先進制造技術的定義先進制造技術的特點102021年12月10日先進制造技術的特點傳統制造技術傳統制造技術先進制造技術先進制造技術系統性系統性僅控制生產過程物質流和能量流能控制生產過程物質流、信息流和能量流廣

6、泛性廣泛性僅指將原材料變為成品的加工工藝貫穿從產品設計、加工制造到產品銷售的整個過程集成性集成性學科專業單一、獨立，相互間界限分明專業和學科不斷滲透、交叉融合，其界限逐漸淡化甚至消失動態性動態性不同時期、不同國家，其特點、重點、目標和內容不同實用性實用性注重實踐效果，促進經濟增長，提高綜合競爭力112021年12月10日Add your title現代設計技術現代設計方法、產品可信性設計、設計自動化技術Add your title先進制造工藝高效精密成形技術、高效高精度切削加工工藝、現代特種加工工藝、現代表面工程技術Add your title加工自動化技術數控技術、工業機器人技術、柔性制造技

7、術Add your title現代生產管理技術MRPII（制造資源規劃）ERP（企業資源管理）PDMJIMAdd your title先進制造生產模式CIM（計算機集成制造）、CE（并行工程）、AM（敏捷制造）、IM（智能制造）、LP（精良生產）先進制造技術的分類122021年12月10日現代設計技術先進制造工藝技術自動化技術系統管理技術先進制造技術的研究領域132021年12月10日現代設計方法產品可信性設計設計自動化技術模塊化設計、系統化設計、價值工程、模糊設計、面向對象的設計、反求工程、并行設計、綠色設計、工業設計。造型設計、工藝設計、工程圖生成、有限元分析、優化設計、模擬仿真虛擬設計、

8、工程數據庫。可靠性設計、安全性設計、動態分析與設計、防斷裂設計、防疲勞設計、耐環境設計、健壯設計、維修設計和維修保障設計。現代設計技術142021年12月10日先進制造工藝0504030201152021年12月10日 1234先進制造工藝162021年12月10日23451先進制造工藝172021年12月10日070605表面強化處理技術04節能表面涂裝技術03非晶態合金技術02化學鍍層處理01等離子化學氣相沉積技術激光表面熔復處理技術熱噴涂技術先進制造工藝182021年12月10日數控裝置，進給系統和主軸系統，數控機床的程序編制機器人操作機，機器人控制系統，機器人傳感器，機器人生產線總體控

9、制加工系統，物流系統，調度與控制，故陣診斷自動檢測CAT，信號識別系統，數據獲取，數據處理，特征提取、識別過程監視控制系統，在線反饋質量控制數控技術工業機器人技術柔性制造系統自動檢測及信號識別技術過程設備工況監測與控制加工自動化技術192021年12月10日現代生產管理技術 現代管理信息系統1物流系統管理2工作流管理3產品數據管理4質量保障體系5202021年12月10日優質、高效、低耗清潔基礎制造技術（基礎技術）MRPIICADCAM數控數控技術技術機器人機器人技術技術FMC清潔生產清潔生產技術技術并行并行工程工程質量與可質量與可靠性技術靠性技術系統管理系統管理技術技術集成技術集成技術CIM

10、S IMSFMS新型產業及市場需求帶動（重大裝備、高新技術產業、社會協調發展）系統工程及管理科學激光等新能源的技術微電子及計算機應用技術新材料技術先進制造技術的內涵、層次及其技術構成示意圖概論概論212021年12月10日先進制造技術概論概論1數控技術與數控機床數控技術與數控機床柔性制造系統柔性制造系統計算機輔助設計與制造計算機輔助設計與制造4計算機集成制造系統計算機集成制造系統523222021年12月10日數控技術與數控機床232021年12月10日數控技術與數控機床4數控技術發展簡史1235數字控制與數控技術定義按工藝用途分類數控加工的優缺點數控技術的發展動向242021年12月10日1

11、952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一臺三座標數控機床。1955年，第一臺工業用數控機床由美國Bendix公司生產出來。數控技術發展簡史252021年12月10日第一代：第一代：1955年 NC系統以電子管組成，體積大，功耗大。第二代：第二代：1959年 NC系統以晶體管組成，廣泛采用印刷電路板。第三代：第三代：1965年 NC系統采用小規模集成電路作為硬件，其特點是體積小，功耗低，可靠性進一步提高。數控技術發展簡史262021年12月10日第四代：1970年 NC系統采用小型計算機取代專用計算機，其部分功能由軟件實現，它具有價格低，可靠性高和功能多等特點。第五代：第五代

12、：1974年 NC系統以微處理器為核心，不僅價格進一步降低，體積進一步縮小，使實現真正意義上的機電一體化成為可能。這一代又可分為六個發展階段：數控技術發展簡史272021年12月10日1974年：系統以位片微處理器為核心，有字符顯示，自診斷功能。1979年：系統采用CRT顯示，大容量磁泡存儲器，可編程接口和 遙控接口等。1981年：具有人機對話、動態圖形顯示、實時精度補償功能。1986年：數字伺服控制誕生，大慣量的交直流電機進入實用階段。1988年：采用高性能32位機為主機的主從結構系統。1994年：基于PC的NC系統誕生，使NC系統的研發進入了開放型、 柔性化的新時代，新型NC系統的開發周期

13、日益縮短。它 是數控技術發展的又一個里程碑。數控技術發展簡史282021年12月10日數字控制與數控技術定義數字控制數字控制（Numerical Control NC）是一種借助數字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。數控技術數控技術（Numerical Control Technology）采用數字控制的方法對某一工作過程實現自動控制的技術。292021年12月10日數控系統（數控系統（Numerical Control SystemNumerical Control System）實現數字控制的裝置。計算機數控系統（計算機數控系統（Comput

14、er Numerical Control Computer Numerical Control CNC CNC ）以計算機為核心的數控系統。數字控制與數控技術定義數控機床（數控機床（Numerical Control Machine Tools） 是采用數字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。302021年12月10日切削加工類成型加工類特種加工類其它類型數控鏜銑床、數控車床、數控磨床、加工中心、數控齒輪加工機床、FMC等數控折彎機、數控彎管機等數控線切割機、電火花加工機、激光加工機等數控裝配機、數控測量機、機器人等按工藝用途分類312021年12月10日v優點優點數控加工的優缺點

15、自動化程度高，可以減輕工人的體力勞動強度 加工的零件一致性好，質量穩定 生產效率較高便于產品研制 便于實現計算機輔助制造322021年12月10日單位加工成本較高單位加工成本較高多品種小批量或中批量生產多品種小批量或中批量生產加工中的調整相對復雜加工中的調整相對復雜維修難度大維修難度大v缺點缺點數控加工的優缺點332021年12月10日數控技術的發展動向v發展趨勢發展趨勢342021年12月10日在分辨率為1m時，Fmax=240m/min。在Fmax下可獲得復雜型面的精確加工。進給率高速化進給率高速化運行高速化運行高速化數控技術的發展動向352021年12月10日數控技術的發展動向采用電主軸

16、（內裝式主軸電機），即主軸電機的轉子軸就是主軸部件。主軸最高轉速達200000r/min。主軸轉速的最高加（減）速為1.0g ，即僅需1.8秒即可從0提速到15000r/min。主軸高速化主軸高速化362021年12月10日換刀速度換刀速度 0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）工作臺（托盤）交換速度工作臺（托盤）交換速度6.3秒。數控技術的發展動向372021年12月10日采用高速插補技術，以微小程序段實現連續進給，使CNC控制單位精細化，采用高分辨率位置檢測裝置，提高位置檢測精度；位置伺服系統采用前饋控制與非線性控制等方法。加工高精化加工高精化數控技術的發展動向382021年12月10日

17、車銑復合鏜銑鉆復合銑鏜鉆車復合銑鏜鉆磨復合更換主軸箱車削中心復合加工中心加工中心、五面加工中心復合加工中心組合加工中心功能復合化功能復合化數控技術的發展動向392021年12月10日智能化交流伺服驅動裝置智能故障診斷與自修復技術加工參數的智能優化與選擇數控技術的發展動向控制智能化控制智能化402021年12月10日數控技術的發展動向體系開放化體系開放化在不同的工作平臺上均能實現系統功能、且可以與其他的系統應用進行互操作的系統。系統構件（軟件和硬件）具有標準化與多樣化和互換性的特征，允許通過對構件的增減來構造系統，實現系統“積木式”的集成。定義定義特點特點412021年12月10日驅動并聯化數控

18、技術的發展動向422021年12月10日網絡資源共享01數控機床的遠程監視、控制02數控機床的遠程培訓與教學03數控裝備的數字化服務04交互網絡化數控技術的發展動向432021年12月10日先進制造技術概論概論1數控技術與數控機床數控技術與數控機床柔性制造系統柔性制造系統計算機輔助設計與制造計算機輔助設計與制造4計算機集成制造系統計算機集成制造系統523442021年12月10日FMS產生的背景條件FMS的產生過程FMS的定義FMS的發展狀況FMS的主要特點 FMS的基本組成 柔性制造系統452021年12月10日隨著經濟的發展和消費水平的提高，人們更注重產品的不斷更新和多樣化，中小批量、多品

19、種生產已成為機械制造業的一個重要特征。科學技術的迅猛發展推動了自動化程度和制造水平的提高。FMS產生的背景條件462021年12月10日1950年，美國MIT誕生了第一臺三坐標數控銑床以后，機電一體化及數控（NC）的概念出現了。機電一體化技術進一步發展，出現了計算機數控（CN）、計算機直接控制（又稱群控）（DNC）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助設計（CAD）、成組技術（GT）、計算機輔助工藝規程（CAPP）、工業機器人技術（ROBOT）等新技術。FMS的產生過程472021年12月10日在這些新技術的基礎上，為多品種、小批量生產的需要而興起的柔性自動化制造技術得到了迅速的發展，作為這種

20、技術具體應用的柔性制造系統（FMS）、柔性制造單元（FMC）和柔性制造自動線（FML）等柔性制造設備紛紛問世，其中柔性制造系統（Flexible Manufacturing System，FMS）最具代表性。FMS的產生過程482021年12月10日FMS的雛形源于美國MALROSE公司，該公司在1963年制造了世界上第一條多品種柴油機零件的數控生產線。FMS的概念由英國MOLIN公司最早正式提出，并在1965年取得了發明專利，1967年FMS正式形成。FMS的產生過程492021年12月10日FMS：是數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統。美國：美國：使用計算機控

21、制柔性工作站和集成物料運儲裝置來控制并完成零件族某一系列工序的，或一系列工序的一種集成制造系統。FMS的定義502021年12月10日1985年世界各國已投入運行的FMS有500多套，88年近800套，90年超過1000套，目前約共有4000多套FMS在運行；我國是1984年開始研制FMS，1986年從日本引進第一套FMS。FMS的發展狀況512021年12月10日 指制造系統對系統內部及外部環境的一種適應能力，也是指制造系統能夠適應產品變化的能力，可分為瞬時、短期和長期柔性三種。凡具備上述三種柔性特征之一的、具有物料或信息流的自動化制造系統柔性柔性自動化FMS的主要特點522021年12月1

22、0日物料儲運系統加工系統計算機控制系統 FMS的基本組成 532021年12月10日典型的柔性制造系統示意圖典型的柔性制造系統示意圖542021年12月10日加工系統加工系統： 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有自動換刀及換工件功能的數控機床、加工中心。 552021年12月10日 物料儲運系統物料儲運系統實施對毛坯、工件、夾具、刀具等的存儲、運輸、交換工作。工件儲運系統：毛坯、半成品、夾具組件的存儲倉庫及緩沖存儲站。562021年12月10日 FMS的基本結構計算機控制系統計算機控制系統由管理FMS的信息、控制FMS各設備協調一致工作 的計算機網絡系統和

23、FMS管理與控制軟件構成。572021年12月10日 FMS的輔助設備：在線測量裝置、清理裝置、切屑處理裝置等。 582021年12月10日先進制造技術先進制造技術概論概論1數控技術與數控機床數控技術與數控機床柔性制造系統柔性制造系統計算機輔助設計與制造計算機輔助設計與制造4計算機集成制造系統計算機集成制造系統523592021年12月10日計算機輔助設計與制造CAD/CAM技術CAD/CAM技術發展CAD/CAM softwareCAD/CAM基本功能CAD/CAM主要任務CAD/CAM技術應用602021年12月10日 技術定義隨著計算機和數字化信息技術發展而形成的新技術，具有知識密集、學

24、科交叉、綜合性強等特點，是目前世界科技領域的前沿課題，被美國工程科學院評為當代做出的十大工程技術之一。CAD/CAM技術612021年12月10日CAD/CAM的基本概念CAD/CAM技術622021年12月10日計算機輔助設計計算機輔助設計（Computer Aided Design，)CAD/CAM技術632021年12月10日KMCAPPKMCAPP 計算機輔助工藝過程設計計算機輔助工藝過程設計（C Computer omputer A Aided ided P Process rocess P Planning, lanning, ) )指工藝人員借助計算機，根據產品設計結果和產品制造

25、工藝要求，交互或自動地確定產品加工方法和方案的設計，包括毛坯選擇、加工方法選擇、工序設計、工藝路線制定 InteCAPPInteCAPP CAD/CAM技術642021年12月10日計算機輔助制造計算機輔助制造（C Computer omputer A Aided ided MManufacturinganufacturing，) ) 計算機輔助制造有和兩種定義: 指借助計算機完成從生產準備到產品制造出來的過程中的各項活動，包括工藝過程設計（CAPP)、工裝設計、計算機輔助數控加工編程、生產作業計劃、制造過程控制、質量檢測與分析 通常指NC程序編制，包括刀具路徑規劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真

26、、后置處理及NC代碼生成CAD/CAM技術652021年12月10日CAD/CAM集成CAD/CAM集成實質：在CAD、CAPP、CAM各模塊之間形成相互信息的自動傳遞和轉化CAD/CAM技術662021年12月10日I-DEAS集成化的 CAD/CAM系統借助公共的工程數據庫、網絡通信技術以及標準化格式的中性文件接口把分散的CAD/CAM 高效集成，實現軟、硬件資源共享，保證系統內信息的暢通。672021年12月10日CAD/CAM技術682021年12月10日CAD/CAM技術692021年12月10日CAD/CAM技術發展702021年12月10日CAD/CAM技術發展712021年12

27、月10日1946年，ENIAC 50年代，APT1962年，DNC70年代 英國 莫林-24美國 FMS系統 CAD/CAM技術發展722021年12月10日1969 挪威工業公司 autopros 派生型1977 美國普渡大學 appas 創成式 80年代至今 CAPP具有人工智能的專家系統的開發CAD/CAM技術發展732021年12月10日CAD 2D drafting AutoCAD, TwinCAD, etc.CAD Solid modeling Solid Edge, SolidWorks, Mechanical Desktop(MDT), etc.CAM SOLIDCAM, SU

28、RFCAM, MasterCAM, SmartCAM, etc.CAE ANSYS, ABAQUS, NASTRAN, ADAMS, MOLDFLOW, etc.Integrated System Pro/ENGINEER, IDEAS, Unigraphics, etc.742021年12月10日高華CAD 清華CAXA電子圖板 北航 CAXA電子圖板XP CAXA三維圖板XP CAXA實體設計XP CAXA協同管理XPGS-CAD98 浙大金銀花系統 廣州紅地技術有限公司開目CAD 華中理工大學機械學院 v二維較成熟，三維開始起步v繪圖技術較為成熟，全面整合較欠缺752021年12月10日

29、 交互功能 圖形顯示功能 存儲功能 輸入輸出功能 CAD/CAM的基本功能762021年12月10日交互功能友好的用戶界面，是用戶直接而有效地完成復雜設計任務的必要條件除軟件中界面設計外，還必須有交互設備實現人與計算機之間的不斷通信CAD/CAM基本功能772021年12月10日圖形顯示功能 CAD/CAMCAD/CAM是一個人機交是一個人機交互的過程，從產品的造型、互的過程，從產品的造型、構思、方案的確定，結構分構思、方案的確定，結構分析到加工過程的仿真，系統析到加工過程的仿真，系統隨時保證用戶能夠觀察、修隨時保證用戶能夠觀察、修改中間結果，實時編輯處理改中間結果，實時編輯處理 用戶的每一次

30、操作都要能從顯示器上及時得到反饋，直到取得最佳的設計結果。 圖形顯示功能不僅能夠對二維平面圖形進行顯示控制，還應當包含三維實體的處理CAD/CAM基本功能782021年12月10日存儲功能為了保證系統正常的運行，CAD/CAM系統必須配置容量較大的存儲設備，支持數據在模塊運行時的正確流通； 其次，工程數據庫系統的運行也必須有存貯空間的保障 CAD/CAM系統運行時，數據量很大，有很多算法往往生成大量的中間數據，尤其是對圖形的操作、交互式的設計以及結構分析中的網格劃分等。IBM737 Magnetic core storage unitCAD/CAM基本功能792021年12月10日輸入輸出功能

31、CAD/CAM系統運行中，用戶需不斷地將有關設計的要求、各步驟的具體數據等輸入計算機內，通過計算機的處理，能夠輸出系統處理的結果輸入輸出的信息既可以是數值的，也可以是非數值的，如圖形數據、文本 CAD/CAM基本功能802021年12月10日CAD/CAM主要任務 幾何建模 工程繪圖 計算分析 優化設計 有限元分析 計算機輔助工藝規程設計 數控編程 動態仿真 計算機輔助測試技術 工程數據管理 812021年12月10日幾何建模。CAD/CAM主要任務822021年12月10日832021年12月10日842021年12月10日工程繪圖CAD系統的重要環節，產品最終結果的表達方式CAD/CAM主

32、要任務852021年12月10日862021年12月10日計算分析計算分析對象包括幾何特征（如體積、表面積、質量、重心位置、轉動慣量）和物理特征（如應力、 溫度、位移）低壓冷渦輪葉片結構分析CAD/CAM主要任務872021年12月10日油井壓縮機頭部封蓋失效的原因分析882021年12月10日優化設計CAD/CAM系統應具有優化求解的功能，也就是在某些條件的限制下，使產品或工程設計中的預定指標達到最優。優化設計是現代設計方法學中的重要的組成部分 CAD/CAM主要任務892021年12月10日有限元分析CAD/CAM 系統結構分析中的常用方法是有限元法，這是一種數值近似解方法，用來解決結構形

33、狀比較復雜零件的靜態、動態特性計算，強度、振動、熱變形、磁場、溫度場強度、應力分布狀態等計算分析。 CAD/CAM主要任務902021年12月10日計算機輔助工藝規程設計CAPP根據建模生成的產品信息及制造要求，人機交互或自動決策出加工該產品所采用的加工方法、加工步驟、加工設備及加工參數 CAPP設計結果一方面生成工藝卡片文件被生產實際應用，一方面直接輸出信息，為CAM中的接收、識別，直接轉換為刀位文件CAD/CAM主要任務912021年12月10日數控編程分析零件圖和制訂出零件的數控加工方案后，采用專門的數控加工語言（例如APT語言），提供數控機床各種運動和操作的全部信息數控編程基本步驟通常

34、包括： 手工或計算機輔助編程，生成源程序 編譯源程序，求出刀位文件 將刀位文件轉換成零件的數控加工程序CAD/CAM主要任務922021年12月10日動態仿真：根據設計要求，建立一個工程設計的實際系統模型，例：機構、機械手：通過對系統模型的試驗運行，研究一個存在（或設計中）的系統，通常有加工軌跡仿真，機構運動學仿真，機器人仿真，工件、機床、刀具、夾具的碰撞、干涉檢驗目的：預測產品性能，模擬產品制造過程、可制造性，避免損壞，減少制造投資CAD/CAM主要任務932021年12月10日計算機輔助測試技術計算機輔助測試技術結合計算機技術、測量技術、信號處理及現代控制理論形成了一門新興綜合性學科模具檢

35、測 逆向工程 管件測量 CAD/CAM主要任務942021年12月10日工程數據管理CAD/CAM系統數據量大、種類繁多，因此CAD/CAM系統應提供有效的管理手段，支持工程設計與制造全過程的信息傳輸與交換 隨著并行作業方式的推廣應用，還存在著幾個設計者或工作小組之間的信息交換問題，因此CAD/CAM 系統應具備良好的信息傳輸管理功能和信息交換功能CAD/CAM主要任務952021年12月10日CAD/CAM技術應用962021年12月10日972021年12月10日982021年12月10日992021年12月10日1002021年12月10日CAD/CAM技術應用1012021年12月10

36、日將設計人員從大量繁瑣的重復勞動中解放出來，減少設計、計算、制圖、制表所需的時間，縮短了，提高了產品的有利于發揮設計人員借助計算機輔助分析技術，可從多方案中進行分析、比較、選出最佳方案，實現設計方案的有利于實現產品的促進先進生產設備的應用， 在較大范圍內適應加工對象的變化，提高生產過程自動化水平，有利于企業提高和市場競爭力 CAD/CAM的一體化，可以實現信息集成，使產品的設計、制造過程形成一個，在經濟上、技術上給企業帶來綜合效益CAD/CAM技術應用1022021年12月10日概論概論數控技術與數控機床數控技術與數控機床柔性制造系統柔性制造系統計算機輔助設計與制造計算機輔助設計與制造計算機集

37、成制造系統計算機集成制造系統1032021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統自動化工廠自動化工廠: :經自動化 “通信網絡”連接工廠的各個子系統，可構成一個有機聯系的整體，即自動化工廠。CIM:CIM:計算機集成制造，它反映了制造系統新的發展方向。CIMS:CIMS:計算機集成制造系統，則是CIM思想技術上的具體實現。 1042021年12月10日CIM的概念 計算機集成制造系統計算機集成制造系統計算機集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美國約瑟夫哈林頓（Joseph Harrington）博士在Computer Integrated Manufacturing一書中提出

38、的v 約瑟夫約瑟夫哈林頓基本觀點為：哈林頓基本觀點為：v 一是企業的各個生產環節是一是企業的各個生產環節是一個不可分隔的整體，需要統一考慮；v 二是整個生產制造過程二是整個生產制造過程實質上是 對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，最終形成的產品可看作，最終形成的產品可看作是信息的物質表現。是信息的物質表現。 1052021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統CIM是一種組織、管理、企業生產的新哲理。v CIM手段：將企業生產全部過程 中有關人、技術和經營管理，這三要素及其信息流與物質流有機地集成并優化運行，v CIM目標：實現產品的高質量、低成本和交貨期短，提高企業對市場變化的應

39、變能力和綜合競 爭能力。 1062021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統CIMS的概念v CIMS是在CIM哲理指導下建立的人機系統。v 以達到降低成本C（Cost）、提高質量Q(Quality)、縮短交貨周期T（Time）等目的，從而提高企業的創新設計能力和市場競爭力。 1072021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統v產生的背景大背景:v 20世紀70年代的美國產業政策中過分夸大了第三產業的作用，而將制造業，特別是傳統產業，貶低為“夕陽工業”.v -導致:美國制造業優勢的急劇衰退，并在20世紀80年代初開始的世界性的石油危機中暴露無遺.v -美國才開始重視

40、并決心用其信息技術的優勢奪回制造業的霸主地位。于是美國及其他各國紛紛制訂并執行發展計劃。v -CIMS的理念、技術也隨之有了很大的發展。 CIMS：CIMS在20世紀80年代中期才開始重視并大規模實施。1082021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統計算機集成制造系統主要由設計與工藝模塊、制造模塊、管理信息模塊和存儲運輸模塊構成 。1092021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統存儲運輸模塊的主要功能有倉庫管理、自動搬運等。 各模塊的主要功能：設計與工藝模塊制造模塊管理信息模塊存儲運輸模塊CAD、CAE、CAPP、CAM等DNC、CNC、車間生產計劃、作業調度、刀具管理、質量檢測與控制、裝配、自動化倉庫、FMC/FMS等市場預測、物料需求計劃、生產計算、成本核算及銷售等1102021年12月10日計算機集成制造系統計算機集成制造系統CIMSCIMS局部：局部：國產數控機床車間示范工程國產數控機床車間示范工程111