生产过程的机电一体化意味着工业生产体系的机电一体化,如机械制造过程的机电一体化、化工生产过程的机电一体化、冶金生产过程的机电一体化、纺织与印染生产过程的机电一体化、电子产品生产过程的机电一体化、排版与印刷过程机电一体化等。
生产过程的机电一体化又可根据生产过程的特点(如生产设备和生产工艺是否连续),划分为离散制造过程的机电一体化和连续生产过程的机电一体化。前者以机械制造业为代表,后者以化工生产流程为代表。
生产过程的机电一体化主要包括产品设计、加工、装配、检验的自动化和经营管理自动化等。其主要涉及以下几个方面。
(1)计算机辅助设计 计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD),是指计算机和相关软件应用于产品设计的全过程,其中包括资料检索、方案构思、计算分析、工程绘图和编制文件等。计算分析主要是指利用计算机的强大数据处理和存储能力对产品进行静动态分析、优化设计和计算机仿真,广义的CAD还包括计算机辅助分析(CAE)。采用CAD的目的是使整个设计过程实现自动化,CAD系统可以把设计人员从繁重的计算、绘图工作中解放出来,使他们有更多的时间去从事创造性活动。
(2)计算机辅助工艺设计 计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning,简称CAPP),是指在计算机系统的支持下,根据产品设计要求,选择加工方法、确定加工顺序、分配加工设备等整个生产加工工艺过程。CAPP的目的是实现生产准备工作的自动化,由于工艺过程的设计复杂,工艺方法往往又与企业设备、工人和技术人员水平等因素有关,在多数情况下,把CAPP看做CAM的一个组成部分。
(3)计算机辅助制造 计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)。从广义来说,CAM是指在机械制造过程中,利用计算机通过各种设备,如机器人、加工中心、数控机床、传送装置等,自动完成产品的加工、装配、检测和包装等制造过程,同时也包括计算机辅助工艺设计CAPP和NC编程。采用计算机辅助制造零部件,可改善对产品多变的适应能力,提高加工效率和生产自动化水平,缩短加工准备时间,降低生产成本,提高产品质量。(www.daowen.com)
(4)CAD/CAPP/CAM集成系统 随着技术进步和计算技术的发展,现代制造过程中,CAD、CAPP、CAM独立存在的情况已越来越少,基于计算机网络环境下的协同设计与制造技术是今后的发展方向。而CAD/CAPP/CAM集成系统是其关键技术,一些发达国家和著名公司都给予了极大的重视,投入了大量人力物力进行研究和开发。统计数据表明CAD/CAPP/CAM集成系统不但方便设计、查询和修改,而且可以大幅度地提高工效。
(5)柔性制造系统 柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,简称FMS)又称为计算机化的制造系统。其主要由计算机、数控机床、机器人、自动化仓库、自动搬运小车等组成。它可以随机、实时地按照工艺要求进行生产,它特别适合于多品种、小批量和离散零件的生产。
FMS需要数据库的支持,FMS所用的数据库一般有两种:一种是零件数据库,用于存储零件加工相关信息,如工件尺寸、工夹具要求、成组代码、材料、加工计划、进给量和速度等数据。另一种是信息管理和控制数据库,主要用于存储、管理和控制设备信息状态等。
(6)计算机集成制造系统(CIMS) 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manu-facturing Systems,简称CIMS)。就是计算机辅助生产管理与CAD/CAM及车间自动化设备的集成。所谓车间自动化设备是指FMS、FMC、数控机床、数控加工中心、机器人等一系列自动化生产设备。换言之,CIMS是在柔性制造技术、信息技术和系统科学的基础上,将制造工厂经营活动所需的各种自动化系统有机地集成起来,使其能适应市场多品种、小批量、高效益、高柔性的智能生产系统要求。
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