CAM (computer Aided Manufacturing,,計算機輔助制造)的核心是計算機數(shù)值控制(簡稱數(shù)控),,是將計算機應用于制造生產(chǎn)過程的過程或系統(tǒng)。1952年美國麻省理工學院首先研制成數(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控制機床,。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機床,包括稱為“加工中心”的多功能機床,,能從刀庫中自動換刀和自動轉(zhuǎn)換工作位置,,能連續(xù)完成銳、鉆,、餃,、攻絲等多道工序,這些都是通過程序指令控制運作的,,只要改變程序指令就可改變加工過程,,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多的人工,,而且容易出錯,,最早的CAM便是計算機輔助加工零件編程工作。麻省理工學院于1950年研究開發(fā)數(shù)控機床的加工零件編程語言APT,,它是類似FORTRAN的高級語言,。增強了幾何定義、刀具運動等語句,,應用APT使編寫程序變得簡單,。這種計算機輔助編程是批處理的。 & C; W! \6 Y, d" b: ]' J. h
CAM系統(tǒng)一般具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和過程自動化兩方面的功能,。CAM所涉及的范圍,,包括計算機數(shù)控,計算機輔助過程設計,。' ~/ g: v2 b+ ?' X
數(shù)控除了在機床應用以外,,還廣泛地用于其它各種設備的控制,如沖壓機,、火焰或等離子弧切割,、激光束加工、自動繪圖儀,、焊接機,、裝配機、檢查機,、自動編織機,、電腦繡花和服裝裁剪等,成為各個相應行業(yè)CAM的基礎,。
0 q! I% ] }# h( |8 l d 計算機輔助制造系統(tǒng)是通過計算機分級結(jié)構控制和管理制造過程的多方面工作,,它的目標是開發(fā)一個集成的信息網(wǎng)絡來監(jiān)測一個廣闊的相互關聯(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),。
4 q; M( w- J6 H M/ b 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。 3 t# {* j. K9 l4 w4 i+ W& u
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)構的網(wǎng)絡,,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單一的工藝控制過程或管理工作,。
' k2 W" ~* o8 ^6 f; L6 u) X! h. X 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計,、計算機輔助數(shù)控程序編制,、計算機輔助工裝設計、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,。" v# c$ I% c- ?1 G! q1 M+ `
到目前為止,計算機輔助制造(CAM,,Computer Aided Manufacturing)有狹義和廣義的兩個概念,。CAM的狹義概念指的是從產(chǎn)品設計到加工制造之間的一切生產(chǎn)準備活動,它包括CAPP,、NC編程,、工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂,、資源需求計劃的制訂等,。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一步縮小為NC編程的同義詞,。CAPP已被作為一個專門的子系統(tǒng),,而工時定額的計算、生產(chǎn)計劃的制訂,、資源需求計劃的制訂則劃分給MRPⅡ/ERP系統(tǒng)來完成,。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,,它還包括制造活動中與物流有關的所有過程(加工,、裝配、檢驗,、存貯,、輸送)的監(jiān)視、控制和管理,。2 e# L8 q3 l4 p( Y
數(shù)控系統(tǒng)0 V: u: E2 q% n
數(shù)控系統(tǒng)是機床的控制部分,,它根據(jù)輸入的零件圖紙信息、工藝過程和工藝參數(shù),,按照人機交互的方式生成數(shù)控加工程序,,然后通過電脈沖數(shù),再經(jīng)伺服驅(qū)動系統(tǒng)帶動機床部件作相應的運動,。圖3-4-2為數(shù)控系統(tǒng)的功能示意圖,。( {) k: V8 x2 j( I0 f
傳統(tǒng)的數(shù)控機床(NC)上,零件的加工信息是存儲在數(shù)控紙帶上的,,通過光電閱讀機讀取數(shù)控紙帶上的信息,,實現(xiàn)機床的加工控制。后來發(fā)展到計算機數(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算機內(nèi)存,從而避免了頻繁的啟動閱讀機,。更先進的CNC機床甚至可以去掉光電閱讀機,,直接在計算機上編程,或者直接接收來自CAPP的信息,,實現(xiàn)自動編程,。后一種CNC機床是計算機集成制造系統(tǒng)的基礎設備。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)常具有以下功能:2 a* Z& @ t+ c' N4 ]
(1) 多坐標軸聯(lián)動控制; (2) 刀具位置補償; (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,。
9 S- ?% O' I; l6 U T 數(shù)控編程原理% x. t2 ^0 ~7 W
所謂數(shù)控編程是根據(jù)來自CAD的零件幾何信息和來自CAPP的零件工藝信息自動或在人工干預下生成數(shù)控代碼的過程。常用的數(shù)控代碼有ISO(國際標準化組織)和EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會)兩種系統(tǒng),。其中ISO代碼是七位補偶代碼,,即第8位為補偶位;而EIA代碼是六位補奇碼,,即第5列為補奇位,。補偶和補奇的目的是為了便于檢驗紙帶閱讀機的讀錯信息,。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)字和符號組成,。每個程序都代表著一個特殊功能,,如G00表示點位控制,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程序字組成的,,如N012G00G49X070Y055T21中的N012表示第12條指令,G00表示點位控制,,G49表示刀補準備功能,,X070和Y055表示X和Y的坐標值,T21表示刀具編號指令,。整個指令的意義是:快速運動到點(70,,55),一號刀取2號撥盤上刀補值,。
, y' P4 | }5 K 數(shù)控編程的方式一般有四種:# A% N! S- ]6 [. I/ n1 z! N7 e
�,。�1) 手工編程; (2) 數(shù)控語言編程,; (3) CAD/CAM系統(tǒng)編程,; (4) 自動編程。 |