现代制造系统 教学课件 罗振璧 朱耀祥 等编著 第一章 制造系统工程基础讲解.ppt

图1-13　CIMS实验工程系统结构 图1-14　CIMS-ERC制造系统实验室平面布置 2.CIMS实验工程的总体集成 (1)车间—单元—工作站—设备4级信息集成。(2)CAD／CAPP／CAM的集成。(3)制造设备的集成。 (1)车间—单元—工作站—设备4级信息集成。 1)车间根据实验工程的要求给出指令性计划，产生周生产计划。 2)单元层根据周生产计划、车间生产能力及完成生产情况，生成双日滚动计划，然后通过仿真软件为之仿真，如不合适，则可作调整，最后由调度软件根据CAPP制定的工艺规划，对当日要加工的零件进行排序，产生调度单，并完成对各工作站的实时调度与监控。 3)工作站根据单元控制器下达的作业命令，调用合适的加工程序和NC代码对各设备进行控制，实现当日生产的零件的加工，同时还将设备状态实时反馈给单元控制器。 图1-15　CIMS-ERC 4级递阶控制结构 1)部件方案设计专家系统可根据用户的要求自动进行部件(减速箱)的设计，并给出主要零件的结构尺寸。 2)典型零件设计软件根据专家系统给出的结构尺寸进行零件的三维造型、有限元分析及其他分析计算，转换成二维视图，并通过IGES标准图形文件传送给另一个CAD软件，进行二维详细设计，产生符合我国标准的带有汉字的工程图样。 3)自行开发的CAPP软件可在上述基础上输入必要的零件工艺信息，生成工艺路线卡片、工艺卡及装夹定位示意图。 4)CAM软件根据CAD及CAPP信息生成刀位文件，同时利用组合夹具组装CAD软件生成组合夹具组装图，并进行刀位轨迹仿真，以防止发生干涉，由后置处理软件生成加工中心的NC代码。 图1-16　CIMS-ERC　CAD子系统工作流程框图 图1-17　CIMS-ERC　CAPP／CAM子系统工作流程框图 (3)制造设备的集成。 1)立式加工中心和卧式加工中心工作站各有一台立式或卧式加工中心，但对控制器均进行了改造，加装了接口，以便能和上位计算机进行通信。 2)车削工作站有一台NC车削加工中心，并有一台机器人，以便装卸回转体零件，由实验工程研制了车削中心和机器人协同工作的软件。 3)物流工作站拥有一套货位不多的自动化立体仓库，它能通过物流工作站的指令实现毛坯件和成品零件的自动入库及出库。 4)刀具工作站有一套自行开发的对全车间进行刀具管理的软件系统，有一台刀具尺寸预调仪，能实现刀具库存管理、刀具作业计划管理及刀具参数预调等功能，并能和上位计算机进行通信，将有关数据送入数据库。 5)装夹工作站有一套孔系组合夹具元件。 (3)制造设备的集成。 6)运输车工作站包括一台自动运送物料的自动导引车(AGV)及其控制和通信装置，还有若干有传感器的缓冲站。 7)测量工作站有一台三坐标测量机。 3.CIMS总体简化集成运行情况 (1)计划管理系统根据订单制定周生产计划及新产品设计计划，分别下达给生产单元及设计部门。 (2)单元控制器根据周生产计划及工程设计信息分解为双日滚动计划，并进一步制定出当日的作业调度，然后根据现场状态，向各工作站实时发出调度指令。 (3)各工作站按照协调控制原理将调度命令分解为各种设备的工作指令。 (4)若生产现场发生故障，则根据故障的性质将由单元控制器、工作站控制器分别加以处理，以保证整个生产线仍能正常运行。 (5)该系统有处理急件及临时改变生产计划的功能。 (6)当日生产结束后，单元控制器将生产情况上报给工厂／车间层。 3.CIMS总体简化集成运行情况 图1-18　CIMS部分总体集成生产运行简图 第五节　集成制造系统分析和功能模型IDEFO 一、概述二、IDEFO图形符号和箭头标注的含义三、利用IDEFO建立系统功能模型和阅读IDEFO模型的方法要点 一、概述 1)用简单图形符号和语言标注形式来全面、准确、清晰地描述系统。2)采用严格自顶向下、逐层分解的方式来建立系统功能模型。3)明确“做什么”和“如何做”的差别，便于清晰理解系统及其细节。4)通过评审来解决建模的正确性与完整性。 图1-19　IDEFO的顶层图形 图1-20　IDEFO功能模块的层次分解 二、IDEFO图形符号和箭头标注的含义 1.活动2.输入、输出、控制与机制3.ICOM码4.结点号 1.活动 图1-21　活动图形 2.输入、输出、控制与机制 图1-22　IDEFO的分支和联合a)分支　b)联合 2.输入、输出、控制与机制 图1-23　通道箭头 3.ICOM码 图1-24　ICOM码 4.结点号 图1-25　结点树 三、利用IDEF建立系统功能模型和阅读IDEFO模型的方法要点 1.利用IDEF建立系统功能模型的方法2.阅读IDEF模型的方法 1.利用IDEF建立系统功能模型的方法 (1)确定建模的范围、观点及目的。(2)建立系统的内外关系图——A-0图