CAM計算機輔助制造系統(tǒng)
一般來說,計算機輔助制造(computer aided manufacturing,CAM)是指應(yīng)用計算機來進行產(chǎn)品制造的統(tǒng)稱。有廣義CAM和狹義CAM之分。廣義CAM是指利用計算機輔助完成從原材料到產(chǎn)品的全部制造過程,其中包括直接制造過程和間接制造過程。狹義CAM是指制造過程中某個環(huán)節(jié)應(yīng)用計算機,在計算機輔助設(shè)計和制造(CAD/CAM)中,通常是指計算機輔助機械加工(computer aided machining),更明確地說,是指數(shù)控加工,它的輸入信息是零件的工藝路線和工序內(nèi)容,輸出信息是刀具加工時的運動軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序。
計算機輔助制造系統(tǒng)
計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機分級結(jié)構(gòu)控制和管理制造過程的多方面工作,它的目標(biāo)是開發(fā)一個集成的信息網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測一個廣闊的相互關(guān)聯(lián)的制造作業(yè)范圍,并根據(jù)一個總體的管理策略控制每項作業(yè)。
從自動化的角度看,數(shù)控機床加工是一個工序自動化的加工過程,加工中心是實現(xiàn)零件部分或全部機械加工過程自動化,計算機直接控制和柔性制造系統(tǒng)是完成一族零件或不同族零件的自動化加工過程,而計算機輔助制造是計算機進入制造過程這樣一個總的概念。
一個大規(guī)模的計算機輔助制造系統(tǒng)是一個計算機分級結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),它由兩級或三級計算機組成,中央計算機控制全局,提供經(jīng)過處理的信息,主計算機管理某一方面的工作,并對下屬的計算機工作站或微型計算機發(fā)布指令和進行監(jiān)控,計算機工作站或微型計算機承擔(dān)單一的工藝控制過程或管理工作。
計算機輔助制造系統(tǒng)的組成可以分為硬件和軟件兩方面:硬件方面有數(shù)控機床、加工中心、輸送裝置、裝卸裝置、存儲裝置、檢測裝置、計算機等,軟件方面有數(shù)據(jù)庫、計算機輔助工藝過程設(shè)計、計算機輔助數(shù)控程序編制、計算機輔助工裝設(shè)計、計算機輔助作業(yè)計劃編制與調(diào)度、計算機輔助質(zhì)量控制等。
支撐環(huán)境
計算機輔助制造的支撐環(huán)境總的來說可分為硬件和軟件兩大方面,具體來說可分為計算機硬件、計算機軟件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)與通信等。
計算機硬件一般是指計算機的實體,是相對于計算機軟件而言,計算機硬件和軟件共同組成計算機系統(tǒng),計算機必須同時具備硬件和軟件才能工作。
計算機硬件通??煞譃橹鳈C和外部設(shè)備兩部分。主機通常包括運算器、控制器、電源、接口電路、輸入輸出通道(總線)、內(nèi)存儲器等。外部設(shè)備通常是指輸入裝置、輸出裝置、外存儲器等。
計算機軟件可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件主要包括計算機操作系統(tǒng)和支持軟件,支持軟件一般指為用戶進行二次開發(fā)的工具(或平臺),應(yīng)用軟件是指用戶自行開發(fā)的專用軟件。
數(shù)據(jù)庫是通用化的綜合性的數(shù)據(jù)集合,可以提供各種用戶共享而具有最小的多余度和較高的數(shù)據(jù)和程序的獨立性,能有效地、及時地處理數(shù)據(jù),并提供安全性及可靠性。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在計算機系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立起來的,它由計算機硬件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、用戶及其應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理員等組成。
計算機網(wǎng)絡(luò)是指將地理上分散配制而又具有獨立功能的多臺計算機、終端設(shè)備、傳輸設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件實現(xiàn)相互連接,形成資源共享的計算機群體。
計算機網(wǎng)絡(luò)由硬件和軟件兩大部分組成。網(wǎng)絡(luò)硬件包括計算機系統(tǒng)、終端設(shè)備、通信傳輸設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)軟件包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信協(xié)議、通信控制程序等。
數(shù)據(jù)通信是指信息的傳輸、交換和處理。它是繼電報、電話之后的第三代通信。它不是單純的數(shù)據(jù)通信,而是把原始信息進行整理、系統(tǒng)化,將其精華在適當(dāng)?shù)臅r空進行傳輸,以發(fā)揮起作用。
計算機輔助成組技術(shù)
成組技術(shù)是計算機輔助制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它從50年代出現(xiàn)的成組加工,發(fā)展到60年代的成組工藝,出現(xiàn)了成組生產(chǎn)單元和成組加工流水線,其范圍也從單純的機械加工擴展到整個產(chǎn)品的制造過程。70年代以后,成組工藝與計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)結(jié)合,發(fā)展成為成組技術(shù),出現(xiàn)了用計算機對零件進行分類編碼、以成組技術(shù)為基礎(chǔ)的柔性制造系統(tǒng),并被系統(tǒng)地運用到產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、生產(chǎn)管理等諸多領(lǐng)域,形成了計算機輔助設(shè)計、計算機輔助工藝過程設(shè)計、計算機輔助制造,以及有成組技術(shù)特色的計算機集成制造系統(tǒng)。
成組技術(shù)是一門涉及多種學(xué)科的綜合性技術(shù),其理論基礎(chǔ)是相似性,核心是成組工藝。成組工藝與計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、相似論、方法論、系統(tǒng)論等相結(jié)合,就形成了成組技術(shù),在現(xiàn)階段更有計算機輔助成組技術(shù)的特色。
成組工藝是把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族,按零件族制定工藝進行生產(chǎn)制造,這樣就擴大了批量,減少了品種,便于采用高效率的生產(chǎn)方式,從而提高了勞動生產(chǎn)率,為多品種、小批量生產(chǎn)提高經(jīng)濟效益開辟了一條途徑。
零件在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性。以基本相似性為基礎(chǔ),在制造、裝配的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面所導(dǎo)出的相似性,稱為二次相似性或派生相似性。因此,二次相似性是基本相似性的發(fā)展,具有重要的理論意義和實用價值。
成組工藝的基本原理表明,零件的相似性是實現(xiàn)成組工藝的基本條件。成組技術(shù)就是揭示和利用基本相似性和二次相似性,是工業(yè)企業(yè)得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信息,獲得經(jīng)濟效益,并為建立集成信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。