先进制造技术5

2023年1月12日机械加工中的新技术

现代设计方法1

先进制造技术2

设备故障诊断技术312023年1月12日14253概论数控技术与数控机床柔性制造系统计算机辅助设计与制造计算机集成制造系统先进制造技术22023年1月12日先进制造技术产生背景各国先进制造技术的发展先进制造技术的特点先进制造技术的分类先进制造技术的研究领域概论32023年1月12日

主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力的合作。满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键,

消费需求全球性产业结构调整快速响应市场321社会经济发展背景先进制造技术产生背景42023年1月12日制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展；现代制造业成为技术密集、知识密集型产业；信息成为制造业决定性因素；Intranet/Internet对制造业产生重大影响。科学技术发展背景先进制造技术产生背景52023年1月12日资源匮泛，污染严重环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价；由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。可持续发展战略先进制造技术产生背景62023年1月12日美国各国先进制造技术的发展先进制造技术计划：1994年预算14亿美元，围绕“智能制造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三个重点领域开展研究；制造技术中心计划：设立制造技术中心，建立技术拥有者与需要者之间的桥梁，展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解和选用最新技术和装备。72023年1月12日1990年提出了智能制造计划，由美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加，投资10亿美元实施智能制造计划；目的：使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中，做到生产设备自律化生产设备自律化。日本各国先进制造技术的发展82023年1月12日尤里卡计划1988年用5亿美元资助16个欧洲国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。欧洲信息技术研究发展战略计划在13个成员国向5500名研究人员提供了资助，明确设计原理、工厂自动化、生产过程管理三大课题。欧洲工业技术基础研究计划重点资助材料、制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。各国先进制造技术的发展欧共体92023年1月12日先进制造技术是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源、材料以及现代管理技术等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。先进制造技术的定义先进制造技术的特点102022年12月31日日先进制造技术术的特点传统制造技术先进制造技术系统性仅控制生产过程物质流和能量流能控制生产过程物质流、信息流和能量流广泛性仅指将原材料变为成品的加工工艺贯穿从产品设计、加工制造到产品销售的整个过程集成性学科专业单一、独立，相互间界限分明专业和学科不断渗透、交叉融合，其界限逐渐淡化甚至消失动态性不同时期、不同国家，其特点、重点、目标和内容不同实用性注重实践效果，促进经济增长，提高综合竞争力112022年12月31日日Addyourtitle现代设计技术术现代设计方法法、产品可信信性设计、设设计自动化技技术Addyourtitle先进制造工艺艺高效精密成形形技术、高效效高精度切削削加工工艺、、现代特种加工工工艺、现代代表面工程技技术Addyourtitle加工自动化技技术数控技术、工工业机器人技技术、柔性制制造技术Addyourtitle现代生产管理理技术MRPII（制造资源规规划）\ERP（企业资源管管理）\PDM\JIMAddyourtitle先进制造生产产模式CIM（计算机集成成制造）、CE（并行工程））、AM（敏捷制造））、IM（智能制造））、LP（精良生产））先进制造技术术的分类122022年12月31日日1.现代设计技术2.先进制造工艺技术3.自动化技术4.系统管理技术先进制造技术术的研究领域域132022年年12月31日日现代设设计方方法产品可可信性性设计计设计自自动化化技术术模块化化设计计、系系统化化设计计、价价值工工程、、模糊糊设计计、面面向对对象的的设计计、反反求工工程、、并行行设计计、绿绿色设设计、、工业业设计计。造型设设计、、工艺艺设计计、工工程图图生成成、有有限元元分析析、优优化设设计、、模拟拟仿真真虚拟拟设计计、工工程数数据库库。可靠性性设计计、安安全性性设计计、动动态分分析与与设计计、防防断裂裂设计计、防防疲劳劳设计计、耐耐环境境设计计、健健壮设设计、、维修修设计计和维维修保保障设设计。。现代设计技技术142022年年12月31日先进制造工工艺高效精密成成形技术快速成形和和制造技术术优质低耗洁洁净热处理理技术04优质高效焊焊接及切割割技术03精确高效塑塑性成形工工艺02精密洁净铸铸造成形工工艺01152022年年12月31日高效高精度度切削加工工工艺精密和超精精密加工高速切削和和磨削复杂型面的的数控加工游离磨粒的的高效加工工1234先进制造工工艺162022年年12月31日现代特种加加工工艺电加工2超声波加工工3水射流加工工4纳米技术及及微细加工工5高能束加工工1先进制造工工艺172022年年12月31日070605表面强化处处理技术04节能表面涂涂装技术03非晶态合金金技术02化学镀层处处理01等离子化学学气相沉积积技术激光表面熔熔复处理技技术热喷涂技术术表面改性、、制膜和涂涂层技术先进制造工工艺182022年年12月31日数控装置，，进给系统统和主轴系系统，数控控机床的程程序编制机器人操作作机，机器器人控制系系统，机器器人传感器器，机器人人生产线总总体控制加工系统，，物流系统统，调度与与控制，故故阵诊断自动检测测CAT，信号识识别系统统，数据据获取，，数据处处理，特特征提取取、识别别过程监视视控制系系统，在在线反馈馈质量控控制数控技术术工业机器器人技术术柔性制造造系统自动检测测及信号识别别技术过程设备备工况监测与与控制加工自动动化技术术192022年12月31日现代生产产管理技技术现代管理理信息系系统1物流系统统管理2工作流管管理3产品数据管理理4质量保障体系系5202022年12月31日日优质、高效、、低耗清洁基础制制造技术（基础技技术）MRPIICADCAM数控技术机器人技术FMC清洁生产技术并行工程质量与可靠性技术系统管理技术集成技术CIMSIMSFMS新型产业及市市场需求带动动（重大装备、、高新技术产产业、社会协协调发展）系统工程及管理科学激光等新能源源的技术微电子及计算机应用技术新材料技术先进制造技术术的内涵、层层次及其技术术构成示意图图概论212022年12月31日日先进制造技术术概论1数控技术与数数控机床柔性制造系统统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523222022年12月31日日数控技术与数数控机床232022年12月31日日数控技术与数数控机床4数控技术发展展简史1235数字控制与数数控技术定义义按工艺用途分分类数控加工的优优缺点数控技术的发发展动向242022年年12月31日1952年，Parsons公司和合作研制了了世界上第第一台三座座标数控机机床。1955年，第一台台工业用数数控机床由由美国Bendix公司生产出出来。数控技术发发展简史252022年年12月31日第一代：1955年NC系统以电子子管组成，，体积大，，功耗大。。第二代：1959年NC系统以晶体体管组成，，广泛采用用印刷电路板。第三代：1965年NC系统采用小小规模集成成电路作为为硬件，其特点是体体积小，功功耗低，可可靠性进一一步提高。。数控技术发发展简史262022年年12月31日第四代：1970年NC系统采用小小型计算机机取代专用用计算机，，其部分功能能由软件实实现，它具具有价格低低，可靠性性高和功能能多等特点。第五代：1974年NC系统以微处处理器为核核心，不仅仅价格进一一步降低，体体积进一步步缩小，使使实现真正正意义上的的机电一体体化成为可能。。这一代又又可分为六六个发展阶阶段：数控技术发发展简史272022年年12月31日1974年：系统以以位片微处处理器为核核心，有字字符显示，，自诊断功功能。1979年：系统采采用CRT显示，大容容量磁泡存存储器，可可编程接口口和遥控接口等等。1981年：具有人人机对话、、动态图形形显示、实实时精度补补偿功能。。1986年：数字伺伺服控制诞诞生，大惯惯量的交直直流电机进进入实用阶阶段。1988年：采用高高性能32位机为主机机的主从结结构系统。。1994年：基于PC的NC系统诞生，，使NC系统的研发发进入了开开放型、柔性化的新新时代，新新型NC系统的开发发周期日益益缩短。它它是数控技术术发展的又又一个里程程碑。数控技术发发展简史282022年年12月31日数字控制与与数控技术术定义数字控制（NumericalControlNC）是一种借助助数字、字符或其它它符号对某某一工作过过程（如加加工、测量量、装配等等）进行可可编程控制制的自动化化方法。数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控控制的方法法对某一工工作过程实实现自动控控制的技术术。292022年12月31日日数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。。计算机数控系系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为核核心的数控系系统。数字控制与数数控技术定义义数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。302022年12月31日日切削加工类成型加工类特种加工类其它类型数控镗铣床、数控车床、数控磨床、、加工中心、数控齿轮加加工机床、FMC等数控折弯机、、数控弯管机机等数控线切割机机、电火花加加工机、激光加加工机机等数控装装配机机、数数控测测量机机、机机器人人等按工艺艺用途途分类类312022年年12月31日日优点数控加加工的的优缺缺点自动化化程度度高，，可以以减轻轻工人人的体体力劳劳动强强度加工的的零件件一致致性好好，质质量稳稳定生产效效率较较高便于产产品研研制便于实实现计计算机机辅助助制造造322022年年12月31日日单位加加工成成本较较高多品品种种小小批批量量或或中中批批量量生生产产加工工中中的的调调整整相相对对复复杂杂维修修难难度度大大缺点点数控控加加工工的的优优缺缺点点332022年12月31日数控技术术的发展展动向发展趋势势运行高速速化加工高精精化功能复合合化控制智能能化体系开放放化驱动并联联化交互网络络化342022年12月31日在分辨率率为1m时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得得复杂型型面的精确确加工。。进给率高高速化●运行高速速化数控技术术的发展展动向352022年12月31日数控技术术的发展展动向采用电主主轴（内内装式主主轴电机机），即主轴电电机的转转子轴就就是主轴轴部件。。主轴最高高转速达达200000r/min。主轴转速速的最高高加（减减）速为为1.0g，即仅需1.8秒即可从从0提速到15000r/min。主轴高速速化362022年12月31日换刀速度度0.9秒（刀到到刀）2.8秒（切削削到切削削）工作台（（托盘））交换速速度6.3秒。数控技术术的发展展动向372022年12月31日采用高速速插补技技术，以以微小程程序段实实现连续进给给，使CNC控制单位位精细化化，采用用高分辨率率位置检检测装置置，提高高位置检检测精度；位位置伺服服系统采采用前馈馈控制与与非线性控制制等方法法。●加工高精精化数控技术术的发展展动向382022年12月31日日车铣复合镗铣钻复合铣镗钻车复合合铣镗钻磨复合合更换主轴箱车削中心复合加工中心心加工中心、五五面加工中心心复合加工中心心组合加工中心心●功能复合化数控技术的发发展动向392022年12月31日日智能化交流伺伺服驱动装置置智能故障诊断断与自修复技技术加工参数的智智能优化与选选择数控技术的发发展动向●控制智能化402022年12月31日日数控技术的发发展动向●体系开放化在不同的工作作平台上均能能实现系统功功能、且可以与其他他的系统应用用进行互操作作的系统。系统构件（软软件和硬件））具有标准化化与多样化和互换性的特特征，允许通通过对构件的的增减来构造系统，实现现系统“积木木式”的集成成。定义特点412022年12月31日日●驱动并联化化数控技术的发发展动向422022年12月31日日网络资源共享享01数控机床的远远程监视、控控制02数控机床的远远程培训与教教学03数控装备的数数字化服务04●交互网络化化数控技术的发发展动向432022年12月31日日先进制造技术术概论1数控技术与数数控机床柔性制造系统统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523442022年年12月31日FMS产生的背景条件FMS的产生过程FMS的定义FMS的发展状况FMS的主要特点FMS的基本组成成柔性制造系系统452022年年12月31日随着经济的的发展和消消费水平的的提高，人人们更注重重产品的不不断更新和和多样化，，中小批量量、多品种种生产已成成为机械制制造业的一一个重要特特征。科学技术的的迅猛发展展推动了自自动化程度度和制造水水平的提高高。FMS产生的背景景条件462022年年12月31日1950年，美国MIT诞生了第一一台三坐标标数控铣床床以后，机电一体化化及数控（（NC）的概念出出现了。机机电一体化技术进一一步发展，，出现了计计算机数控控（CN）、计算机直接控控制（又称称群控）（（DNC）、计算机机辅助制造（CAM）、计算机机辅助设计计（CAD）、成组技技术（GT）、计算机机辅助工艺艺规程（CAPP）、工业机器人技术术（ROBOT）等新技术术。FMS的产生过程程472022年年12月31日在这些新技技术的基础础上，为多品种、小批量生产产的需要而兴兴起的柔性性自动化制制造技术得到了了迅速的发发展，作为为这种技术术具体应用的柔性性制造系统统（FMS）、柔性制制造单元（FMC）和柔性制制造自动线线（FML）等柔性制造设备备纷纷问世世，其中柔柔性制造系系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）最具代表性性。FMS的产生过程程482022年年12月31日FMS的雏形源于于美国MALROSE公司，该公司在1963年制造了世世界上第一一条多品种柴油油机零件的的数控生产产线。FMS的概念由英英国MOLIN公司最早正正式提出，并并在1965年取得了发发明专利，，1967年FMS正式形成。。FMS的产生过程程492022年年12月31日FMS：是数控加工工设备、物物料运储装装置和计算算机控制系系统等组成成的自动化化制造系统统。美国：使用计算机机控制柔性工作站站和集成物料运运储装置来控制并完完成零件族族某一系列列工序的，，或一系列列工序的一一种集成制制造系统。FMS的定义502022年年12月31日1985年世界各国国已投入运运行的FMS有500多套，88年近800套，90年超过1000套，目前约约共有4000多套FMS在运行；我国是1984年开始研制制FMS，1986年从日本引进进第一套FMS。FMS的发展状况况512022年年12月月31日日指制制造造系系统统对对系统统内内部部及及外外部部环境境的的一一种种适适应应能能力，，也也是是指指制制造造系系统统能能够够适适应应产产品品变变化化的的能能力力，，可分分为为瞬瞬时时、、短短期期和和长长期期柔柔性性三三种种。。凡具具备备上上述述三三种种柔柔性性特特征征之之一一的的、、具具有有物物料料或或信息息流流的的自动动化化制制造造系系统统柔性性柔性性自自动动化化FMS的主主要要特特点点522022年年12月月31日日物料料储储运运系系统统加工系统计算机控制系系统FMS的基本组成532022年12月31日日典型的柔性制制造系统示意意图542022年12月31日日加工系统：FMS的主体部分，，用于加工产产品零件。加工单元:有自动换刀及及换工件功能能的数控机床、、加工中心。。552022年12月31日日

物料储运系统统实施对毛坯、、工件、夹具具、刀具等的的存储、运输输、交换工作作。工件储运系统统：毛坯、半成品品、夹具组件件的存储仓库库及缓冲存储储站。562022年12月31日日FMS的基本结构计算机控制系系统由管理FMS的信息、控制制FMS各设备协调一一致工作的计算机网络络系统和FMS管理与控制软软件构成。572022年12月31日日FMS的辅助设备：：在线测量装置置、清理装置置、切屑处理理装置等。

582022年年12月31日日先进制制造技技术概论1数控技技术与与数控控机床床柔性制制造系系统计算机辅助设计与制造4计算机集成制造系统523592022年年12月31日日计算机辅助设计与制制造CAD/CAM技术CAD/CAM技术发发展CAD/CAMsoftwareCAD/CAM基本功功能CAD/CAM主要任任务CAD/CAM技术应应用602022年年12月31日日CAD/CAM技术定义随着计算机机和数字化化信息技术术发展而形形成的新技技术，具有有知识密集集、学科交交叉、综合合性强等特特点，是目目前世界科科技领域的的前沿课题题，被美国国工程科学学院评为当当代做出最杰出贡献献的十大工程程技术之一一。CAD/CAM技术612022年年12月31日CAD/CAM的基本概念念CADCAPPCAMCAD/CAM集成CAD/CAM技术622022年年12月31日计算机辅助助设计（ComputerAidedDesign，CAD)指工程技术术人员以计计算机为工工具完成产产品设计，，达到提高高产品设计计质量、缩缩短产品开开发周期、、降低产品品成本这一一过程的各各项工作，包括设计、、工程分析析、仿真、、绘图、编编撰技术文文档…CAD/CAM技术632022年年12月31日KMCAPP

计算机辅助助工艺过程程设计（ComputerAidedProcessPlanning,CAPP)指工艺人员员借助计算算机，根据据产品设计计结果和产产品制造工工艺要求，，交互或自自动地确定定产品加工工方法和方方案的设计计，包括毛坯选选择、加工工方法选择择、工序设设计、工艺艺路线制定定…InteCAPP

CAD/CAM技术642022年年12月31日计算机辅助助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM)计算机辅助助制造有广义和狭义两种定义:广义CAM指借助计算算机完成从从生产准备备到产品制造造出来的过过程中的各各项活动，包括工艺过过程设计（（CAPP)、工装设计计、计算机辅助助数控加工工编程、生生产作业计计划、制造过过程控制、、质量检测测与分析…狭义CAM通常指NC程序编制，包括刀具具路径规划、、刀位文件件生成、刀刀具轨迹仿仿真、后置处处理及NC代码生成…CAD/CAM技术652022年年12月31日CAD/CAM集成CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之之间形成成相互信信息的自自动传递递和转化化CAD/CAM技术662022年12月31日I-DEAS集成化的的CAD/CAM系统借助助公共的的工程数数据库、、网络通通信技术术以及标标准化格格式的中中性文件件接口把把分散的的CAD/CAM高效集成，实实现软、、硬件资资源共享享，保证证系统内内信息的的畅通。。672022年12月31日CAD/CAM技术682022年12月31日CAD/CAM技术692022年12月31日CAD/CAM技术发展展形成期1950CRT麻省理工工学院发展期50年代中期期：USAirForce‘‘sSAGE@MITLincolnLaboratory–最早使用用光笔60年代初期期，IvanSutherland，SKETCHPAD－光笔实实现人机机交互，，定位图图形元素素－工程图图轮廓、、尺寸等等的分层层表示－交互式式图形学学与计算算机辅助助设计的的基础1959，DAC-1（DesignAutomatedbyComputer）,第一个commercialCAD系统，由由IBM为GeneralMotors开发被称称为：““theFatherofCADD/CAM”702022年12月31日日1963年，StanfordResearchInstitute的DougEnglebart发明鼠标成熟期1973第一个实体造造型试验系统统(solidModeling),1978,第一代实体造造型软件集成期CAD/CAM90年代至今，“3I”conceptIntelligent,Interaction,andIntegrationCAD/CAM技术发展712022年12月31日日1946年，ENIAC

50年代，APT1962年，DNC70年代英国莫莫林-24美国FMS系统CAD/CAM技术发展722022年12月31日日1969挪威工业公司司autopros派生型1977美国普渡大学学appas创成式80年代至今CAPP具有人工智能能的专家系统统的开发CAD/CAM技术发展732022年12月31日日CAD–2DdraftingAutoCAD,TwinCAD,etc.CAD–SolidmodelingSolidEdge,SolidWorks,MechanicalDesktop(MDT),etc.CAMSOLIDCAM,SURFCAM,MasterCAM,SmartCAM,etc.CAEANSYS,ABAQUS,NASTRAN,ADAMS,MOLDFLOW,etc.IntegratedSystemPro/ENGINEER,IDEAS,Unigraphics,etc.CAD/CAMsoftware742022年12月31日日国产CAD系统高华CAD－清华CAXA电子图板－－北航CAXA电子图板XPCAXA三维图板XPCAXA实体设计XPCAXA协同管理XPGS-CAD98－浙大金银花系统－－广州红地地技术有限公公司开目CAD－华中理工工大学机械学学院二维较成熟，，三维开始起起步绘图技术较为为成熟，全面面整合较欠缺缺CAD/CAMsoftware752022年年12月31日日交互功功能图形显显示功功能存储功功能输入输输出功功能CAD/CAM的基本本功能能762022年年12月31日日交互功功能人机接接口是是CAD/CAM系统中中用户户与系系统连连接的的桥梁梁友好的的用户户界面面，是是用户户直接接而有有效地地完成成复杂杂设计计任务务的必必要条条件除软件件中界界面设设计外外，还还必须须有交交互设设备实实现人人与计计算机机之间间的不不断通通信CAD/CAM基本功功能772022年年12月31日日图形显显示功功能CAD/CAM是一个个人机机交互互的过过程，，从产产品的的造型型、构构思、、方案案的确确定，，结构构分析析到加加工过过程的的仿真真，系系统随随时保保证用用户能能够观观察、、修改改中间间结果果，实实时编编辑处处理用户的的每一一次操操作都都要能能从显显示器器上及及时得得到反反馈，，直到到取得得最佳佳的设设计结结果。。图形显显示功功能不不仅能能够对对二维维平面面图形形进行行显示示控制制，还还应当当包含含三维维实体体的处处理CAD/CAM基本功功能782022年年12月31日日存储功功能为了保保证系系统正正常的的运行行，CAD/CAM系统必必须配配置容容量较较大的的存储储设备备，支支持数数据在在模块块运行行时的的正确确流通通；其次，，工程程数据据库系系统的的运行行也必必须有有存贮贮空间间的保保障CAD/CAM系统运运行时时，数数据量量很大大，有有很多多算法法往往往生成成大量量的中中间数数据，，尤其其是对对图形形的操操作、、交互互式的的设计计以及及结构构分析析中的的网格格划分分等。。IBM737MagneticcorestorageunitCAD/CAM基本功功能792022年年12月31日日输入输输出功功能CAD/CAM系统运运行中中，用用户需需不断断地将将有关关设计计的要要求、、各步步骤的的具体体数据据等输输入计计算机机内，，通过过计算算机的的处理理，能能够输输出系系统处处理的的结果果输入输输出的的信息息既可可以是是数值值的，，也可可以是是非数数值的的，如如图形形数据据、文文本…CAD/CAM基本功功能802022年年12月月31日日CAD/CAM主要要任任务务几何何建建模模工程程绘绘图图计算算分分析析优化化设设计计有限限元元分分析析计算算机机辅辅助助工工艺艺规规程程设设计计数控控编编程程动态态仿仿真真计算算机机辅辅助助测测试试技技术术工程程数数据据管管理理812022年年12月月31日日几何何建建模模描述述基基本本几几何何实实体体（（如如大大小小））及及实实体体间间的的关关系系（（如如几几何何信信息息）），，进进行行图图形形图图像像的的技技术术处处理理。CAD/CAM主要任务务822022年12月31日832022年12月31日842022年12月31日工程绘图图CAD系统的重重要环节节，产品品最终结结果的表表达方式式CAD/CAM主要任务务852022年12月31日862022年12月31日计算分析析计算分析析对象包包括几何何特征（（如体积、表表面积、、质量、、重心位位置、转转动惯量量…）和物理理特征（（如应力、温温度、、位移…）低压冷涡轮叶片结构分析CAD/CAM主要任务务872022年12月31日油井压缩缩机头部部封盖失效的的原因分分析882022年年12月31日日优化设设计CAD/CAM系统应应具有有优化化求解解的功功能，，也就就是在在某些些条件件的限限制下下，使使产品品或工工程设设计中中的预预定指指标达达到最最优。。优化设计是是现代设计计方法学中中的重要的的组成部分分CAD/CAM主要任务892022年年12月31日有限元分析析CAD/CAM系统结构分分析中的常常用方法是是有限元法，这是一种种数值近似似解方法，，用来解决决结构形状状比较复杂杂零件的静静态、动态态特性计算算，强度、、振动、热热变形、磁磁场、温度度场强度、、应力分布布状态等计计算分析。。CAD/CAM主要任务902022年年12月31日计算机辅助助工艺规程程设计设计的目的的是为了加加工制造，，而工艺设设计是为产产品的加工工制造提供供指导性的的文件，是是CAD与CAM的中间环节节CAPP根据建模生生成的产品品信息及制制造要求，，人机交互互或自动决决策出加工工该产品所所采用的加工方法、加工步骤、加工设备及加工参数CAPP设计结果一一方面生成成工艺卡片片文件被生生产实际应应用，一方方面直接输输出信息，，为CAM中的NC自动编程系系统接收、识别别，直接转转换为刀位位文件CAD/CAM主要任务912022年年12月31日数控编程分析零件图图和制订出出零件的数数控加工方方案后，采采用专门的的数控加工工语言（例例如APT语言），提提供数控机机床各种运运动和操作作的全部信信息数控编程基本步骤通通常包括：：编程手工或计算算机辅助编编程，生成成源程序前处理编译源程序序，求出刀刀位文件后处理将刀位文件件转换成零零件的数控控加工程序序CAD/CAM主要任务922022年年12月31日动态仿真模拟：根据设计计要求，建建立一个工工程设计的实实际系统模模型，例：：机构、机械手…仿真：通过对系系统模型的的试验运行行，研究一个存存在（或设设计中）的的系统，通通常有加工轨迹仿仿真，机构运动学学仿真，机器人仿真真，工件、机床床、刀具、、夹具的碰撞、干干涉检验…目的：预测测产品性能能，模拟产产品制造过程、可制制造性，避避免损坏，，减少制造投资CAD/CAM主要任务932022年年12月31日计算机辅助助测试技术术计算机辅助助测试技术术结合计算算机技术、、测量技术术、信号处处理及现代代控制理论论形成了一一门新兴综综合性学科科模具检测逆向工程管件测量CAD/CAM主要任务942022年年12月31日工程数据管管理CAD/CAM系统数据量量大、种类类繁多，因因此CAD/CAM系统应提供供有效的管管理手段，，支持工程程设计与制制造全过程程的信息传传输与交换换随着并行作作业方式的的推广应用用，还存在在着几个设设计者或工工作小组之CAD/CAM主要任务952022年年12月月31日日CAD/CAM技术术应应用用962022年年12月31日日972022年年12月31日日982022年年12月31日日992022年年12月31日日1002022年年12月31日日CAD/CAM技术应应用1012022年年12月31日日将设计计人员员从大大量繁繁琐的的重复复劳动动中解解放出出来，，减少少设计计、计计算、、制图图、制制表所所需的的时间间，缩缩短了了设计周周期，提高高了产产品的的质量，，有利于于发挥挥设计计人员员创造性性借助计计算机机辅助助分析析技术术，可可从多多方案案中进进行分分析、、比较较、选选出最最佳方方案，，实现现设计计方案案的优化有利于于实现现产品品的标准化化、通通用化化和系系列化化促进先先进生生产设设备的的应用用，在在较较大范范围内内适应应加工工对象象的变变化，，提高高生产产过程程自动动化水水平，，有利利于企企业提提高应变能能力和市场场竞争争力CAD/CAM的一体体化，，可以以实现现信息息集成成，使使产品品的设设计、、制造造过程程形成成一个个有机的的整体体，在经经济上上、技技术上上给企企业带带来综综合效效益优越性性CAD/CAM技术应应用1022022年年12月31日14253概论数控技术与与数控机床床柔性制造系系统计算机辅助助设计与制制造计算机集成成制造系统统1032022年年12月31日计算机集成成制造系统统几个相关的的概念自动化工厂厂:经自动化“通信网络”连接工厂的的各个子系统，可构构成一个有有机联系的的整体，即即自动化工工厂。CIM:计算机集成成制造，它它反映了制制造系统新新的发展方向。CIMS:计算机集成成制造系统统，则是CIM思想技术上上的具体实现。。1042022年年12月31日CIM的概念计算机集成成制造系统统计算机集成成制造（CIM）的概念是是1974年首先由美美国约瑟夫夫·哈林顿（JosephHarrington）博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中提出出的约瑟夫·哈林顿基本本观点为：：一是企业的的各个生产产环节是一个不可分分隔的整体体，需要统统一考虑；；二是整个生生产制造过过程实质上是对对信息的的采集、传传递和加工工处理的过过程，最终形成成的产品可可看作是信信息的物质质表现。1052022年年12月31日计算机集成成制造系统统CIM是一种组织织、管理、、企业生产产的新哲理理。CIM手段：将企业生产产全部过程程中有关关人、技术术和经营管管理，这三三要素及其其信息流与与物质流有有机地集成成并优化运运行，CIM目标：实现产品的的高质量、、低成本和和交货期短短，提高企企业对市场场变化的应应变能力和和综合竞争争能力。。1062022年年12月31日计算机集成成制造系统统CIMS的概念CIMS是在CIM哲理指导下下建立的人人机系统。。以达到降低低成本C（Cost）、提高质质量Q(Quality)、缩短交货货周期T（Time）等目的，，从而提高高企业的创创新设计能能力和市场场竞争力。1072022年年12月31日计算机集成成制造系统统产生的背景景大背景:20世纪70年代的美国国产业政策策中过分夸夸大了第三三产业的作作用，而将将制造业，，特别是传传统产业，，贬低为“夕阳工业”.---导致:美国制造业业优势的急急剧衰退，，并在20世纪80年代初开开始的世世界性的的石油危危机中暴暴露无遗遗.---美国才开开始重视视并决心心用其信信息技术术的优势势夺回制制造业的的霸主地地位。于于是美国国及其他他各国纷纷纷制订订并执行行发展计计划。---CIMS的理念、、技术也也随之有有了很大大的发展展。CIMS：CIMS在20世纪80年代中期期才开始始重视并并大规模模实施。。1082022年12月31日日计算机集成制制造系统CIMS一般结构计算机集成制制造系统主要要由设计与工工艺模块、制制造模块、管理信信息模块和存存储运输模块块构成。1092022年12月31日日计算机集成制制造系统存储运输模块块的主要功能能有仓库管理理、自动搬运等。。各模块的主要要功能：设计与工艺模模块制造模块管理信息模块存储运输模块CAD、CAE、CAPP、CAM等DNC、CNC、车间生产计计划、作业调调度、刀具管管理、质量检检测与控制、、装配、自动动化仓库、FMC/FMS等市场预测、物物料需求计划划、生产计算算、成本核算算及销售等1102022年年12月31日日计算机机集成成制造造系统统CIMS局部：：国产数数控机机床车车间示示范工工程1112022年年12月31日日计算机机集成成制造造系统统国家CIMS工程的的实施施情况况1989-1992年