CAM (computer Aided Manufacturing,計(jì)算機(jī)輔助制造)的核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱數(shù)控),,是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng),。1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來(lái)控制機(jī)床,。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機(jī)床,,包括稱為“加工中心”的多功能機(jī)床,能從刀庫(kù)中自動(dòng)換刀和自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作位置,,能連續(xù)完成銳,、鉆、餃,、攻絲等多道工序,,這些都是通過(guò)程序指令控制運(yùn)作的,,只要改變程序指令就可改變加工過(guò)程,數(shù)控的這種加工靈活性稱之為“柔性”,。加工程序的編制不但需要相當(dāng)多的人工,,而且容易出錯(cuò),最早的CAM便是計(jì)算機(jī)輔助加工零件編程工作,。麻省理工學(xué)院于1950年研究開發(fā)數(shù)控機(jī)床的加工零件編程語(yǔ)言APT,,它是類似FORTRAN的高級(jí)語(yǔ)言。增強(qiáng)了幾何定義,、刀具運(yùn)動(dòng)等語(yǔ)句,,應(yīng)用APT使編寫程序變得簡(jiǎn)單。這種計(jì)算機(jī)輔助編程是批處理的,。 0 ?, p1 q# M: }% |& s+ F. N
CAM系統(tǒng)一般具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過(guò)程自動(dòng)化兩方面的功能,。CAM所涉及的范圍,包括計(jì)算機(jī)數(shù)控,,計(jì)算機(jī)輔助過(guò)程設(shè)計(jì),。
& v6 t+ E" Q* o7 k6 K0 B 數(shù)控除了在機(jī)床應(yīng)用以外,還廣泛地用于其它各種設(shè)備的控制,,如沖壓機(jī),、火焰或等離子弧切割、激光束加工,、自動(dòng)繪圖儀,、焊接機(jī)、裝配機(jī),、檢查機(jī),、自動(dòng)編織機(jī)、電腦繡花和服裝裁剪等,,成為各個(gè)相應(yīng)行業(yè)CAM的基礎(chǔ),。; @2 b3 e( X7 K' z1 I
計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)控制和管理制造過(guò)程的多方面工作,它的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)集成的信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)測(cè)一個(gè)廣闊的相互關(guān)聯(lián)的制造作業(yè)范圍,,并根據(jù)一個(gè)總體的管理策略控制每項(xiàng)作業(yè),。
& `8 c0 `# Z3 I5 a, i- A/ c, T3 e6 O 從自動(dòng)化的角度看,數(shù)控機(jī)床加工是一個(gè)工序自動(dòng)化的加工過(guò)程,,加工中心是實(shí)現(xiàn)零件部分或全部機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)化,,計(jì)算機(jī)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(dòng)化加工過(guò)程,而計(jì)算機(jī)輔助制造是計(jì)算機(jī)進(jìn)入制造過(guò)程這樣一個(gè)總的概念,。
6 I; |) H7 `, X, K 一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),,它由兩級(jí)或三級(jí)計(jì)算機(jī)組成,中央計(jì)算機(jī)控制全局,提供經(jīng)過(guò)處理的信息,,主計(jì)算機(jī)管理某一方面的工作,,并對(duì)下屬的計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)發(fā)布指令和進(jìn)行監(jiān)控,計(jì)算機(jī)工作站或微型計(jì)算機(jī)承擔(dān)單一的工藝控制過(guò)程或管理工作,。
" y# Y% i* y0 G* B" d" } 計(jì)算機(jī)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(jī)床,、加工中心、輸送裝置,、裝卸裝置,、存儲(chǔ)裝置、檢測(cè)裝置,、計(jì)算機(jī)等,,軟件方面有數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì),、計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控程序編制,、計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)度,、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制等,。
/ b L' U% e) \) |, \' C 到目前為止,計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM,,Computer Aided Manufacturing)有狹義和廣義的兩個(gè)概念,。CAM的狹義概念指的是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到加工制造之間的一切生產(chǎn)準(zhǔn)備活動(dòng),它包括CAPP,、NC編程,、工時(shí)定額的計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂,、資源需求計(jì)劃的制訂等,。這是最初CAM系統(tǒng)的狹義概念。到今天,,CAM的狹義概念甚至更進(jìn)一步縮小為NC編程的同義詞。CAPP已被作為一個(gè)專門的子系統(tǒng),,而工時(shí)定額的計(jì)算,、生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、資源需求計(jì)劃的制訂則劃分給MRPⅡ/ERP系統(tǒng)來(lái)完成,。CAM的廣義概念包括的內(nèi)容則多得多,,除了上述CAM狹義定義所包含的所有內(nèi)容外,它還包括制造活動(dòng)中與物流有關(guān)的所有過(guò)程(加工,、裝配,、檢驗(yàn)、存貯、輸送)的監(jiān)視,、控制和管理,。: w+ @) C' I# Q! r/ `
數(shù)控系統(tǒng)& L3 e7 s) L( |
數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床的控制部分,它根據(jù)輸入的零件圖紙信息,、工藝過(guò)程和工藝參數(shù),,按照人機(jī)交互的方式生成數(shù)控加工程序,然后通過(guò)電脈沖數(shù),,再經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)機(jī)床部件作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng),。圖3-4-2為數(shù)控系統(tǒng)的功能示意圖。# K y3 F# Q) n% k: I
傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床(NC)上,,零件的加工信息是存儲(chǔ)在數(shù)控紙帶上的,,通過(guò)光電閱讀機(jī)讀取數(shù)控紙帶上的信息,實(shí)現(xiàn)機(jī)床的加工控制,。后來(lái)發(fā)展到計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC),,功能得到很大的提高,可以將一次加工的所有信息一次性讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)存,,從而避免了頻繁的啟動(dòng)閱讀機(jī),。更先進(jìn)的CNC機(jī)床甚至可以去掉光電閱讀機(jī),直接在計(jì)算機(jī)上編程,,或者直接接收來(lái)自CAPP的信息,,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。后一種CNC機(jī)床是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備�,,F(xiàn)代CNC系統(tǒng)常具有以下功能:! T* o/ r8 U0 _) H: _0 x# o
(1) 多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)控制; (2) 刀具位置補(bǔ)償; (3) 系統(tǒng)故障診斷; (4) 在線編程; (5) 加工,、編程并行作業(yè); (6) 加工仿真; (7) 刀具管理和監(jiān)控; (8) 在線檢測(cè)。; Z7 X1 u5 R4 R \& T: r, _: F! C8 m6 E. W
數(shù)控編程原理" ~- [! j. }* L1 _3 n9 C0 F
所謂數(shù)控編程是根據(jù)來(lái)自CAD的零件幾何信息和來(lái)自CAPP的零件工藝信息自動(dòng)或在人工干預(yù)下生成數(shù)控代碼的過(guò)程,。常用的數(shù)控代碼有ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)和EIA(美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì))兩種系統(tǒng),。其中ISO代碼是七位補(bǔ)偶代碼,即第8位為補(bǔ)偶位,;而EIA代碼是六位補(bǔ)奇碼,,即第5列為補(bǔ)奇位。補(bǔ)偶和補(bǔ)奇的目的是為了便于檢驗(yàn)紙帶閱讀機(jī)的讀錯(cuò)信息,。一般的數(shù)控程序是由程序字組成,,而程序字則是由用英文字母代表的地址碼和地址碼后的數(shù)字和符號(hào)組成。每個(gè)程序都代表著一個(gè)特殊功能,,如G00表示點(diǎn)位控制,,G33表示等螺距螺紋切削,M05表示主軸停轉(zhuǎn)等,。一般情況下,,一條數(shù)控加工指令是若干個(gè)程序字組成的,,如N012G00G49X070Y055T21中的N012表示第12條指令,G00表示點(diǎn)位控制,,G49表示刀補(bǔ)準(zhǔn)備功能,,X070和Y055表示X和Y的坐標(biāo)值,T21表示刀具編號(hào)指令,。整個(gè)指令的意義是:快速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)(70,,55),一號(hào)刀取2號(hào)撥盤上刀補(bǔ)值,。
3 j" l/ j) ]% g2 L8 l( @ 數(shù)控編程的方式一般有四種:5 Z( {( g& x+ H( c$ E
�,。�1) 手工編程; (2) 數(shù)控語(yǔ)言編程,; (3) CAD/CAM系統(tǒng)編程,; (4) 自動(dòng)編程。 |