【正文】 循環(huán)的完成信號是下次循環(huán)的短時(shí)聯(lián)鎖信號 …… ； 電氣控制 117 計(jì)算機(jī)在機(jī)械制造中的應(yīng)用已成為機(jī)械制造自動化發(fā)展中的一個(gè)主要方向。而且在生產(chǎn)設(shè)備的控制自動化方面起著越來越重要的作用。 3 計(jì)算機(jī)控制 118 1. 普通數(shù)控（單一數(shù)控） 2. 加工中心： 能自動換刀的數(shù)控機(jī)床 3. 計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）： 數(shù)控裝臵中引入小型通用計(jì)算機(jī) 4. 計(jì)算機(jī)群控： 一臺計(jì)算機(jī)（中心計(jì)算機(jī)） + 一組數(shù)控機(jī)床 ? 間接式群控： 由數(shù)字通信傳輸線路取代紙帶輸入機(jī)，而其它數(shù)控裝臵硬件線路的功能（分析、邏輯和插補(bǔ)）還由數(shù)控裝臵硬件線路完成 ? 直接式群控（ DNC）： 由計(jì)算機(jī)代替硬件數(shù)控裝臵的部分或全部功能 計(jì)算機(jī)控制 119 5. 適應(yīng)控制： 系統(tǒng)本身能夠隨著環(huán)境條件或結(jié)構(gòu)的不可預(yù)計(jì)的變化，自行調(diào)整或修改系統(tǒng)的參量 ? 特點(diǎn)： 能夠隨時(shí)識別動態(tài)特性，以便調(diào)整控制器參數(shù)，從而獲取最佳性能 ? 效果主要取決于機(jī)床上所用的傳感器 計(jì)算機(jī)控制 120 167。 15 機(jī)械制造自動化 的 發(fā)展與趨勢 第一階段： 1870~1950年 純機(jī)械控制 +電液控制 剛性自動化加工單機(jī)和系統(tǒng) 其中 1946年前蘇聯(lián)提出 成組技術(shù) 的概念 成組技術(shù)（ Group Technology， GT）概念： 充分利用事物之間的相似性，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來解決這一組研究對象的生產(chǎn)技術(shù)問題，這樣就可以發(fā)揮規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的目的，這種技術(shù)統(tǒng)稱為成組技術(shù)。 相似零件有相似的加工工藝過程 FLASH 121 GT的客觀基礎(chǔ) 二次相似性 結(jié)構(gòu)（形狀、尺寸、精度） 材料（材質(zhì)、毛坯、熱處理） 一次相似性 ? 機(jī)械零件之間存在相似性 這種相似性主要表現(xiàn)在兩方面： 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)（加工方法、加工設(shè)備） 生產(chǎn)管理 裝配 122 圖 116 工藝相似零件組 圖 115 結(jié)構(gòu)相似零件組 123 名稱類別粗分類 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 回轉(zhuǎn)類零件 非 回轉(zhuǎn)類零件 輪盤類 環(huán)套類 銷桿軸 齒輪類 異形件 專用件 桿條類 板塊類 座架類 箱體類 名稱類別細(xì)分類 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 盤蓋 防護(hù)蓋 法蘭盤 帶輪 手輪 離合器 分度盤 滾輪 活塞 其它 回轉(zhuǎn)類零件的形狀及加工碼 外部形狀加工 基本形狀 功能要素 內(nèi)部形狀加工 基本形狀 功能要素 平面曲面加工 外平面 內(nèi)平面 輔助孔成形刻線 輔助碼 材 料 毛坯原始形狀 熱處理 主要尺寸 精度 直徑或?qū)挾? 長度 非回轉(zhuǎn)類零件形狀及加工碼 ★ JLBM1 分類編碼系統(tǒng) 124 材料： 優(yōu)質(zhì)碳鋼 125 編碼 1 5 1 0 2 4 3 0 1 3 6 5 5 3 3 法蘭套 長度尺寸 ﹥ 50～ 120mm 內(nèi)部無平面加工 端面有槽 內(nèi)部有錐面 內(nèi)部有光滑通孔 外部無功能要素 外部形狀為單向臺階 回轉(zhuǎn)直徑 ﹥ 58～ 90mm 高頻淬火 鍛件 外圓內(nèi)孔槽有中等精度 優(yōu)質(zhì)碳鋼 環(huán)套類 軸向有均布孔 JLBM1 分類編碼系統(tǒng)示例 126 自動化發(fā)展歷程 第二階段： 1952~1965年 數(shù)控技術(shù)（ NC） 主要是單機(jī)數(shù)控 1952年 數(shù)控機(jī)床 1958年 加工中心 1959年 工業(yè)機(jī)器人（極坐標(biāo)方式） 1960年 自適應(yīng)控制機(jī)床 1961年 CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造） 196 1963年 CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）工業(yè)機(jī)器人（圓柱坐標(biāo)方式） 1965年 CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床） flash 127 自動化發(fā)展歷程 第三階段： 1967~80年代中期 FMS（數(shù)控機(jī)床 +工業(yè)機(jī)器人） 1967年 FMS（英國的 Molins公司 ） 70年代初 FMC（柔性制造單元） 1980年 無人化工廠（富士工廠） 128 自動化發(fā)展歷程 第四階段： 80年代至今 CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)） 1974年由美國人哈林頓提出該概念 借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)，將制造過程中有關(guān)的 人、技術(shù)和經(jīng)營管理 三要素有機(jī)集成，通過 信息共享 以及 信息流與物質(zhì)流的有機(jī)集成 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。 129 自動化發(fā)展歷程 國內(nèi)的發(fā)展 1956年第一條機(jī)械加工自動線 ? 1958年數(shù)控立銑 ? 1984年 FMC ? 1986年 FMS ? 70年代初工業(yè)機(jī)器人 ? 1986年 CIMS 130 CIMS－ 國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863計(jì)劃 )主題之一 ?1994年，設(shè)在清華大學(xué)的國家 CIMS實(shí)驗(yàn)工程中心獲得國際著名權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu) —— 美國制造工程師學(xué)會（ SME）的“ 大學(xué)領(lǐng)先獎 ” ?1999年，華中理工大學(xué)又獲該年度的同一獎項(xiàng) ?1995年，北京第一機(jī)床廠榮獲 SME的“ 工業(yè)領(lǐng)先獎 ” 自動化發(fā)展歷程 國內(nèi)的發(fā)展 131 自動化發(fā)展歷程 國內(nèi)的發(fā)展 國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（ 863計(jì)劃） － 1986年 CIMS作為自動化領(lǐng)域研究主題 四個(gè)層次 應(yīng)用工程 產(chǎn)品開發(fā) 技術(shù)攻關(guān) 應(yīng)用基礎(chǔ)研究 132 國內(nèi)的發(fā)展 十個(gè)專題 CIMS總體設(shè)計(jì)與實(shí)施 CIMS發(fā)展戰(zhàn)略及體系結(jié)構(gòu) CIMS總體集成技術(shù) 集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng) 集成工藝設(shè)計(jì)自動化系統(tǒng) 集成制造自動化系統(tǒng) CIMS管理與決策支持系統(tǒng) 集成質(zhì)量控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) CIMS系統(tǒng)技術(shù)與方法 133 發(fā)展趨勢 ： 制造環(huán)境和制造過程面向 21世紀(jì)制造活動的必然趨勢，包括： ?柔性： 機(jī)器、工藝、運(yùn)行、擴(kuò)展、勞動力等柔性一級知識供應(yīng)鏈； ?重構(gòu)能力： 能實(shí)現(xiàn)快速重祖重構(gòu)，增強(qiáng)對新產(chǎn)品開發(fā)的快速響應(yīng)能力一級產(chǎn)品過程的快速實(shí)現(xiàn)、創(chuàng)新管理和應(yīng)變管理； ?快速化的集成制造工藝： 如快速原型制造 RPM（一種快速化的 CAD／ CAM的集成工藝） 134 發(fā)展趨勢 2. 制造網(wǎng)絡(luò)化： 制造環(huán)境內(nèi)部（實(shí)現(xiàn)制造過程的集成）、制造環(huán)境－整個(gè)制造企業(yè)（實(shí)現(xiàn)制造環(huán)境與企業(yè)中工程設(shè)計(jì)、 MIS等子系統(tǒng)的集成）；企業(yè)之間（實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與后化利用）；通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地制造 135 3. 制造虛擬化： 包括虛擬現(xiàn)實(shí)（ VR）、虛擬產(chǎn)品開發(fā)（ VPD）、虛擬制造（ VM）和虛擬企業(yè)（ VE）。虛擬制造是指以制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的系統(tǒng)建模技術(shù)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境及其制造過程通過建立系統(tǒng)模型映射到計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)所支撐的虛擬環(huán)境中，在虛擬環(huán)境下模擬現(xiàn)實(shí)制造環(huán)境機(jī)器制造過程的一切活動和產(chǎn)品制造全過程。 虛擬制造 是敏捷制造的重要關(guān)鍵技術(shù)。 136 4. 制造智能化： 在柔性和敏捷性基礎(chǔ)上進(jìn)一步的發(fā)展和延伸，自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自修復(fù)、自組織和自我優(yōu)化等 5. 制造全球化： 產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)、產(chǎn)品制造等國際化、全球化 6. 制造綠色化： 資源的優(yōu)化利用、清潔生產(chǎn)和廢棄物的最少化及綜合利用 7. 知識化和創(chuàng)新化 137 演講完畢，謝謝觀看！