计算机集成制造系统大纲

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1、1计算机集成制造系统概论生产系统（productionsystem）：是指组织实现公司的生产运作所需的人、设备以及流程的集合。包扌舌生产设施和制造执行系统。生产设施（facilities）：是指工厂、工厂中的设备及设备的组织方式。制造支持系统（manufacturingsupportsystem）：是指用來管理牛产，解决原材料采购、物料搬运过程中遇到的技术和物流问题，确保产品达到规定质量标准的一套流程。（产品设计、其它业务功能等）口动化制造系统是在较少的人为参与下，完成加工、装配、检验或物料搬运等类似的操作。比如加工零件

2、的自动化设备、自动化装配系统、自动化生产线、自动检验系统、自动物料搬运系统等。（1）固定自动化，是指系统屮加工错的顺序是由设备的结构决定的。特征为：设备的初始投资比较高，具有很高的生产率，对产晶种类表现出较差的柔性。用于大批量和高生产率的生产模式。（自动化生产线，自动化装配线）（2）可编程自动化，是指生产设备的操作顺序可以根据不同的的产品结构来设计，由程序（一系列可以被系统读取和解释的编码指令）来控制。特征为：在通用设备上高投资,比固定白动化的生产率低，具备处理产品结构变更的柔性，更适合于成批生产。（数控机床）（3）柔性

3、自动化，是可编程自动化的一种扩展形式。体现在不同样式操作Z间变换所用的时间很少。特征为：较高的投资，不同混合比的连续生产，中等生产率，对于产品设计的多样性具有一定的柔性。用于小批量多种类的生产模式。（加工中心）2制造操作制造操作是指工厂将原材料加工成产品过程屮的基本活动，主要包插:加工和装配操作、物料搬运、检验和测试、协调和控制。（1）加工操作是通过能量改变工件的形状、物理特性或外观來增值的过程，能量包括机械能、热能、电能、化学能等。成形操作是通过能量改变工件的儿何形状和特征。比如凝固工艺、微粒工艺、变形工艺、材料去除工

4、艺。改善特性的操作是用来提高工件的机械性能和物理性能。比如热处理。表面处理操作主要包括表面清洗、表面处理、表面涂层和镀膜。如微电子集成电路的表面处理。（2）装配操作是指将两个以上的独立零部件整合成一个新的实体，组成部分永久或暂时连接。永久连接：焊接、粘接、钏接等暂时连接：螺纹连接、销连接等（3）物料搬运和存储，工厂物流（4）检验和测试，检测生产地产品是否符合设计要求（5）协调和控制，对每个加工和装配过程的调节以及对工厂层面运作的管理和控制。3自动化概述（2）故障恢复是指运用必要的措施校正故障，使得系统恢复到正常工作状态。

5、故障恢复系统的设计关键在于设计一定的策略和流程，是的加工过过程屮任何可能发生的误差都得以校正或补偿。利用中断系统进行故障恢复。将中断当前正在执行的程序，插入一个故障恢复子程序。主要策略为策略1,在当前工作循环结束吋进行调整。策略2,在工作循环中进行校正策略3,停止加工进行校正策略4,停止加工寻求帮助。例3.3某自动化制造单元故障恢复故障1：刀具的温度巨变导致工件尺寸变化校正措施：调整程序坐标对其进行补偿（策略1）故障2：机械手夹取工件时滑落校正措施：夹取另一个工件（策略2）故障3：切削温度过高校正措施：降低切削速度（策略

6、2）故障4：刀具失效校正措施：更换刀具（策略3）故障5：碎屑影响机加工校正措施：提醒操作人员清理工作区域的碎屑（策略4）4工业控制系统（2）离散控制系统系统的参数和变量以离散形式随时间变化。比如事件驱动的变化、事件驱动的变化。当控制器对引起系统状态变化的事件做出反应吋，发生事件驱动的变化。对其控制称为组合逻辑控制比如机器人把工件放在夹具屮，限位开关能够探测到工件，探测到工件的存在就是改变系统状态的事件，事件驱动的变化就是现在可以开始自动加工循环。控制系统到达某个给定时间点或在一定时间之后，发生时间驱动变化。对其控制称为顺

7、序控制。比如自动热处理循环通过机器人把工件放入熔炉，热处理达到规定时间后，取出工件。离散控制广泛用于离散制造和过程工业屮，比如控制传送带的操作、物料搬运系统、自动存储系统、柔性制造系统、自动生产线、自动化装配系统等。过程工业的批量处理用到离散控制。（2）计算机控制能力。轮询，指周期性地对过程状态进行数据采样。轮询频率、轮询顺序、轮询格式互锁，指用来协调两个或多个设备的活动，防止设备Z间相互干扰。输入互锁（外部设备产生的信号并传送给控制器，包扌舌继续执行工作循环的程序和屮断工作循环程序）和输出互锁（rfl控制器传输到外部设

8、备的信号）中断系统，悬挂当前程序去处理另一个级別更高的程序或子程序，以响应输入事件。根据收到的中断信号，系统跳转到事先设定的子程序来处理特定的中断信号，当前程序的状态被暂时存储，以便川断服务完成之后可以继续执行。内部中断（系统自身产生，比如计时器触发的事件）和外部屮断（系统Z外产生，比如初始过程的屮断、操作者的输入）