cadcam軟件畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 概 述1</p><p>　　1.1　CIMS是工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向1</p><p>　　1.2 選擇CAD/CAM軟件的原則2</p><p>　　第2章 CAM系統(tǒng)的概念和發(fā)展趨勢(shì)5</p><p>　　

2、第3章 CAM關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用狀況10</p><p>　　3.1 CAM的關(guān)鍵技術(shù)10</p><p>　　3.2 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用狀況10</p><p>　　第4章 CAM系統(tǒng)中孔加工路徑的優(yōu)化處理15</p><p>　　4.1 數(shù)學(xué)描述15</p><p>　　4.2 

3、; 程序算法17</p><p>　　4.3 實(shí)際驗(yàn)證18</p><p>　　第5章 柔性制造系統(tǒng)(FMS)20</p><p>　　5.1柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模20</p><p>　　5.2 關(guān)鍵技術(shù)21</p><p>　　5.3 發(fā)展趨勢(shì)23</p><p>　　第6章

4、  結(jié)語(yǔ)25</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：26</b></p><p><b>　　第1章 概 述</b></p><p>　　1.1　CIMS是工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展方向</p><p>　　作為CIMS核心技術(shù)的CAD/CAM系統(tǒng)，主要支持和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對(duì)象的設(shè)計(jì)、分析、工藝規(guī)

5、劃、數(shù)控編程等一系列生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化處理。</p><p>　　近幾年，隨著計(jì)算機(jī)和數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD/CAM已逐漸進(jìn)入實(shí)用化階段，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)械、模具制造、家電、玩具等行業(yè)。特別是數(shù)控機(jī)床的普遍使用，使得CAD/CAM技術(shù)成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化設(shè)計(jì)及加工的有效手段之一。目前CAD/CAM系統(tǒng)運(yùn)行的硬、軟件環(huán)境主要有兩種：一是工作站，另一是微機(jī)。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，在圖形處理方面工作站與微

6、機(jī)之間的差異逐漸縮小。由于微機(jī)的硬件投資遠(yuǎn)運(yùn)低于工作站，且易于掌握，便于用戶進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)、移植和擴(kuò)充，微機(jī)與各種數(shù)控裝置的通訊技術(shù)成熟，因此微機(jī)逐漸成為各類CAD/CAM軟件的主要運(yùn)行平臺(tái)。</p><p>　　CAD/CAM系統(tǒng)的工作性能，既取決于硬件系統(tǒng)的好壞，又受到軟件性能的制約。一個(gè)良好的CAD/CAM軟件系統(tǒng)，將有助于更快地編程和處理更復(fù)雜的加工作業(yè)，有助于改善工作質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和利潤(rùn)。因此，選擇合

7、適的CAD/CAM軟件包是十分重要的事情。下面著重介紹市場(chǎng)上常見(jiàn)的基于微機(jī)的CAD/CAM軟件包的性能和特點(diǎn)，以及選擇原則與方法。</p><p>　　1.2 選擇CAD/CAM軟件的原則</p><p>　　首先應(yīng)廣泛了解和對(duì)比各種軟件性能及價(jià)格。每一種軟件都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足之處，最適用的軟件才是最好的軟件。選擇軟件時(shí)，應(yīng)以滿足需要為前提，除價(jià)格因素外，應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題?！　?lt

8、;/p><p>　　(1)操作使用的方便性　</p><p>　　首先應(yīng)注意軟件的安裝對(duì)操作系統(tǒng)及硬件的要求，能否直接運(yùn)行于普通配置的微機(jī)上，需要增加哪些專用配件。其次再檢查軟件的各個(gè)子系統(tǒng)，比如界面設(shè)計(jì)是否符合邏輯和便于閱讀，各級(jí)子菜單如何管理和顯示，用戶如何與系統(tǒng)交流等。一個(gè)好的軟件還應(yīng)便于初學(xué)者掌握，操作簡(jiǎn)便實(shí)用，一般應(yīng)包含供初學(xué)者使用的學(xué)習(xí)模塊和即時(shí)幫助系統(tǒng)?！　?<

9、/p><p>　　(2)軟件的集成化程度　</p><p>　　一個(gè)完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個(gè)功能模塊組成的，如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、數(shù)控加工、有限元分析、仿真模擬、動(dòng)態(tài)顯示等。這些模塊應(yīng)該以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)一管理。這樣既保持了底層數(shù)據(jù)的完整性和一致性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，又節(jié)約了系統(tǒng)資源和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。有些CAD/CAM軟件則以文件管理為基礎(chǔ)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余度大，占用存儲(chǔ)空間

10、大，缺乏數(shù)據(jù)安全保護(hù)措施，不利于工程數(shù)據(jù)管理。</p><p><b>　　(3)CAD功能　</b></p><p>　　應(yīng)能設(shè)計(jì)制作出既滿足設(shè)計(jì)使用要求又適合CAM加工的零件模型。優(yōu)秀的CAD系統(tǒng)是一個(gè)高效的設(shè)計(jì)工具，應(yīng)具有參數(shù)化設(shè)計(jì)功</p><p>　　能，三維實(shí)體模型與二維工程圖形應(yīng)能相互轉(zhuǎn)化并關(guān)聯(lián)。CAD可分為自動(dòng)設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)兩類

11、。自動(dòng)設(shè)計(jì)效率高，但靈活性差，只適用于標(biāo)準(zhǔn)化程度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)固定的產(chǎn)品；交互設(shè)計(jì)靈活性大，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性，但效率低，交互愈多愈復(fù)雜效率愈低。實(shí)際上，幾乎沒(méi)有純粹的自動(dòng)設(shè)計(jì)或純粹的交互設(shè)計(jì)軟件，好的軟件能根據(jù)產(chǎn)品對(duì)象恰當(dāng)?shù)靥幚碜詣?dòng)設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)的配合。另外，開(kāi)放型的結(jié)構(gòu)不僅便于用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)也使軟件系統(tǒng)本身能夠不斷地?cái)U(kuò)充與完善。當(dāng)然，還要考慮它與其它CAD/CAM軟件的兼容性，注意軟件所帶的圖形文件接口，看它能支持

12、哪幾種圖形文件轉(zhuǎn)換，是否能從其它系統(tǒng)讀取圖形文件，或?qū)⒈鞠到y(tǒng)的圖形文件傳送到其它系統(tǒng)。</p><p>　　(4)CAM功能　CAM功能應(yīng)能提供一種交互式編程并產(chǎn)生加工軌跡的方法，它包括加工規(guī)劃、刀具設(shè)定、工藝參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。CAM功能檢測(cè)應(yīng)注意以下幾方面：</p><p>　?、俳⒍S和三維刀具路徑的難易程度；</p><p>　?、诩庸し椒ǖ亩鄻有裕?lt;/

13、p><p>　?、鄣毒呗窂绞欠褚子诰庉嫼托薷?；</p><p>　?、苁欠裼械毒吆筒牧蠑?shù)據(jù)庫(kù)，使系統(tǒng)能自動(dòng)生成進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速；　　</p><p>　?、萦袩o(wú)內(nèi)置的防碰撞和防過(guò)切功能；</p><p>　?、弈芊袷謩?dòng)超調(diào)任何機(jī)加工缺省值(如進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速等)；</p><p>　?、吣芊駥?duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬和估算加工

14、時(shí)間。</p><p>　　(5)后處理程序及數(shù)控碼輸出　</p><p>　　一般的CAD/CAM系統(tǒng)使用后處理程序提供用戶化的數(shù)控碼輸</p><p>　　出，使用戶能夠靈活地使用不同的數(shù)控裝置。選擇軟件時(shí)，應(yīng)了解以下幾方面：</p><p>　?、偬峁┠男┖筇幚砗统绦?。是否包括車床、線切割、電火花機(jī)床或三維五軸數(shù)控編程的后處理程序；&l

15、t;/p><p>　　②后處理程序能否細(xì)調(diào)，以使數(shù)控輸出符合用戶的要求；</p><p>　　③能否將NC程序反向處理，顯示刀具路徑。</p><p>　　(6)升級(jí)方法和技術(shù)支援　</p><p>　　應(yīng)該了解該公司近幾年來(lái)更新版本的情況，確認(rèn)升級(jí)方法；公司在我國(guó)或當(dāng)?shù)赜袩o(wú)辦事處，可提供哪些技術(shù)支援；是否需要技術(shù)培訓(xùn)，采用什么方式等。</

16、p><p><b>　　3、結(jié)束語(yǔ)　　</b></p><p>　　選擇合適的基于微機(jī)的CAD/CAM軟件，將微機(jī)與CNC機(jī)床組成面向車間的系統(tǒng)，將大大提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性，提高整體生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和設(shè)計(jì)制造一體化。</p><p>　　第2章 CAM系統(tǒng)的概念和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>

17、　　2. 1什么是CAM系統(tǒng)？</p><p>　　CAM (computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)：利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過(guò)程。它輸入信息是零件的工藝路線和工序內(nèi)容，輸出信息是刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡（刀位文件）和數(shù)控程序。</p><p>　　2.2 CAM系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　2.2.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)

18、控系統(tǒng)發(fā)展概況 </p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。</p><p>

19、　　在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。</p><p>　　在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、

20、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。</p><p>　　2.2.2　數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)</p&g

21、t;<p><b>　　1.　性能發(fā)展方向</b></p><p>　　(1)高速高精高效化　</p><p>　　速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化

22、　</p><p>　　柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。</p><p>　　(3)工藝復(fù)合性和多軸化　</p><p>　　以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工

23、，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。</p><p><b>　　(4)實(shí)時(shí)智能化　</b></p><p>　　早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期

24、限內(nèi)完成?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜

25、合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。</p><p><b>　　2.　功能發(fā)展方向</b></p><p>　　(1)用戶界面圖形化　</p><p>　　用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，

26、因而開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)科學(xué)計(jì)算可視化　</p><p>　　科學(xué)計(jì)

27、算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。</p>&l

28、t;p>　　(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化　</p><p>　　多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償

29、等。</p><p>　　(4)內(nèi)裝高性能PLC　</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。</p><p>　　(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用　</p>&

30、lt;p>　　多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　3. 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展</p><p><b>　　(1)集成化　</b></p&g

31、t;<p>　　采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電

32、路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　(2)模塊化　</b></p><p>　　硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔

33、次的數(shù)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　(3)網(wǎng)絡(luò)化　</b></p><p>　　機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一機(jī)床的屏幕上。</p><p>　　(4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式　</p><p>　　采用通

34、用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智

35、能化、網(wǎng)絡(luò)化。</p><p>　　第3章 CAM關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用狀況</p><p>　　3.1 CAM的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　3.1.1 數(shù)控編程技術(shù) </p><p>　　數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動(dòng)化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)

36、揮著重要作用。在諸如航空工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。由于生產(chǎn)實(shí)際的強(qiáng)烈需求，國(guó)內(nèi)外都對(duì)數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了豐碩成果。</p><p>　　3.1.2 NC刀具軌跡生成方法</p><p>　　數(shù)控編程的核心工作是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點(diǎn)，經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。包括：（1） 基于點(diǎn)、線、面和體的NC刀軌生成方法 ；（2）

37、0;基于特征的NC刀軌生成方法。</p><p>　　3.2 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用狀況 </p><p>　　3.2.1 CAD/CAM的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　汽車工業(yè)代表著一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的水平，一直是CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的先鋒和大戶。下面就以汽車工業(yè)為例，說(shuō)明國(guó)內(nèi)外機(jī)械CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用狀況。 國(guó)際上，美國(guó)福特汽車公司在CAD/CA

38、M技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在80年代初，福特公司就著手CAD/CAM系統(tǒng)的規(guī)劃，建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；1985年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作使用圖形終端實(shí)現(xiàn)；1986年新開(kāi)發(fā)的TAURUS和SABLE轎車，大約70%的外板件采用CAD/CAM;90年代初全面實(shí)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的CAD/CAM,應(yīng)用率可達(dá)100%。福特公司1990年工作站已達(dá)2000臺(tái)，以FGS工作站（約占70%）和CV工作臺(tái)（約占18%）為主，其應(yīng)用軟件主要為自

39、行開(kāi)發(fā)的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽車公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并決定今后將采用I-DEAS軟件作為其主流核心軟件。 </p><p>　　日本三菱汽車公司1960年從沖模的NC數(shù)控加工著手，以CAD/CAE/CAM為動(dòng)力，對(duì)從設(shè)計(jì)到制作的各項(xiàng)工程踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行了改革，至今，已形成了從車型款式設(shè)計(jì)到車身組裝的新車型開(kāi)發(fā)的完整的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。</

40、p><p>　　法國(guó)雷諾汽車公司應(yīng)用Euclid軟件作為CAD/CAM的主導(dǎo)軟件，目前已有95%的設(shè)計(jì)工作量用該軟件完成，并開(kāi)發(fā)出很多適合汽車工業(yè)需求的模塊，如用于干涉檢查的Megavision,用于鈑金成形分析的OPTRIS等。 </p><p>　　德國(guó)各大汽車公司普遍采用CATIA作為其CAD/CAM系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。1994年，德國(guó)大眾集團(tuán)決定用CATIA和Pro/Engineer作為其

41、將來(lái)開(kāi)發(fā)新車型的主導(dǎo)CAD系統(tǒng)。</p><p>　　我國(guó)的CAD/CAM工作始于70年代，發(fā)展迅速，已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。少數(shù)大型企業(yè)，如一汽、二汽等，已建立起比較完整的CAD/CAM系統(tǒng)，其應(yīng)用水平也接近國(guó)際先進(jìn)水平。許多中小企業(yè)應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)率等方面也取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是總的說(shuō)來(lái)，國(guó)內(nèi)在CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的深度和廣度方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有很大差距。隨著社會(huì)主義

42、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)有企業(yè)需要對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備和管理模式進(jìn)行改造，以提高企業(yè)的活力和適應(yīng)市場(chǎng)的應(yīng)變能力，而采用CAD/CAM技術(shù)被認(rèn)為是唯一的出路。 </p><p>　　3.2.2 CAD/CAM技術(shù)集成 </p><p><b>　　集成化的意義 </b></p><p>　　集成化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為顯著的趨勢(shì)。它

43、是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC(生產(chǎn)計(jì)劃與控制)等各種功能不同的軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來(lái)組織各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)有效地運(yùn)行。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過(guò)CAM和PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來(lái)；反過(guò)來(lái)，CAM系統(tǒng)如果沒(méi)有CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進(jìn)的設(shè)備往往很難得到有效地利用；PPC

44、系統(tǒng)如果沒(méi)有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計(jì)劃的依據(jù)，訂出的計(jì)劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計(jì)劃和控制將得不到實(shí)際效益。因此，人們著手將CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系統(tǒng)有機(jī)地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除“自動(dòng)化孤島”，取得最佳的效益。 </p><p><b>　　產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) </b></p><p>　　建立統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)

45、交換標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM技術(shù)集成化的必要條件?！　?復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)需要不同企業(yè)、部門的分工協(xié)作完成。由于產(chǎn)品信息是在不同的地點(diǎn)、不同的計(jì)算機(jī)和不同的CAD/CAM系統(tǒng)中產(chǎn)品，造長(zhǎng)同一產(chǎn)品的信息表達(dá)差異。產(chǎn)品信息在各系統(tǒng)之間的集成現(xiàn)在主要采用標(biāo)準(zhǔn)格式交換法，如IGES標(biāo)準(zhǔn)、PDDI標(biāo)準(zhǔn)、PDES標(biāo)準(zhǔn)和STEP標(biāo)準(zhǔn)等。但是在朝著集成化目標(biāo)發(fā)展的過(guò)程中，尤其是在解決面向CAD/CAE/CAPP/CAM、CIM、CE等的集成（信息交換、

46、語(yǔ)義集成、功能集成）方面，遇到了很大的困難: </p><p>　　1)以IGES為代表的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，盡管在支持幾何數(shù)據(jù)的交換方面已達(dá)到實(shí)用程度，但它只支持物理層上的數(shù)據(jù)交換，難以滿足信息集成的需要；　　</p><p>　　2)發(fā)展中的STEP盡管克服了IGES的不足，從理論上解決了同時(shí)支持物理層和邏輯層的數(shù)據(jù)交換，即實(shí)現(xiàn)信息交換的方法，但由于其剛剛起步，在其資源的定義、程序?qū)崿F(xiàn)、

47、面向具體應(yīng)用領(lǐng)域的參照模型的建立、特征造型的實(shí)施以及對(duì)象庫(kù)的管理和使用等許多方面還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到實(shí)用程度； </p><p>　　3)難以進(jìn)行產(chǎn)品信息的統(tǒng)一管理、同步性維護(hù)、冗余控制和全局優(yōu)化創(chuàng)成； 　　</p><p>　　4)靠數(shù)據(jù)交換難以實(shí)現(xiàn)建立在滿足下游開(kāi)發(fā)活動(dòng)約束及特定外部過(guò)程約束的智能決策支持機(jī)制。盡管許多著名的計(jì)算機(jī)軟、硬件產(chǎn)品廠商都聲稱在產(chǎn)品中支持IGES、STEP等產(chǎn)品數(shù)據(jù)交

48、換標(biāo)準(zhǔn)，但結(jié)果并非如此。世界上各種CAD/CAM集成軟件，都只是某些方面具有特長(zhǎng)，故大型企業(yè)往往同時(shí)使用幾種CAD/CAM軟件系統(tǒng)才能滿足自己的需要，結(jié)果導(dǎo)致軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)丟失信息。我們?cè)跒樯虾４蟊娺M(jìn)行某項(xiàng)目的CAD軟件選型時(shí)證明了這一點(diǎn)。因此，一般大型企業(yè)都選擇一種CAD/CAM軟件作為主流軟件，再加上其它軟件作為補(bǔ)充，從而盡量減少不同軟件間的數(shù)據(jù)交換。產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的最終完善還需相當(dāng)一段時(shí)間。 </p>&l

49、t;p>　?。ㄈ?CAD/CAM系統(tǒng)選型原則 </p><p>　　CAD/CAM系統(tǒng)的選擇與配置對(duì)任何一個(gè)打算應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的企業(yè)都是至關(guān)重要的。在作出CAD/CAM系統(tǒng)選擇和配置的決策時(shí)，需要綜合考慮以下因素: 　　</p><p>　　1)系統(tǒng)的功能     選擇硬件時(shí)要考慮CPU的運(yùn)算處理能力、內(nèi)、外存儲(chǔ)器容量、圖形顯示與處理能力、輸入

50、/輸出作業(yè)能力、通信聯(lián)網(wǎng)能力等。選擇軟件時(shí)要考慮各種產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)CAD/CAM應(yīng)用軟件的功能要求，要注意軟件與硬件的匹配。 　 2)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性和可擴(kuò)展性新安裝的系統(tǒng)應(yīng)能與原安裝的計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行交互操作，即向下兼容能力；同時(shí)應(yīng)該具有升級(jí)擴(kuò)展能力；要注意軟件的二次開(kāi)發(fā)性、用戶界面等。 　 </p><p>　　3)性能價(jià)格比這是一個(gè)相對(duì)的綜合指標(biāo)。在購(gòu)買軟、硬件系統(tǒng)時(shí)，用戶按功能和價(jià)格同時(shí)比較考核，在滿足用戶

51、要求的情況下，取其最佳值作為選擇對(duì)象。 　　</p><p>　　4)供應(yīng)商的發(fā)展趨勢(shì)和資產(chǎn)可信度在選購(gòu)系統(tǒng)時(shí)，不僅要比較分析其技術(shù)性能指標(biāo)、價(jià)格，還要分析供應(yīng)商的發(fā)展變化趨勢(shì)和財(cái)務(wù)經(jīng)營(yíng)狀況。若用戶對(duì)供應(yīng)商的發(fā)展情況不了解，購(gòu)買了即將停產(chǎn)換代的產(chǎn)品，或是與即將易手的公司作生意，其后果是非常被動(dòng)的。</p><p>　　第4章 CAM系統(tǒng)中孔加工路徑的優(yōu)化處理</p><

52、p>　　CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)在CIMS中占有極其重要的地位。在某企業(yè)CIMS一期工程中，實(shí)現(xiàn)了基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management，PDM)的初步集成。該工程采用的CAD/CAM商用軟件為I-DEAS，CAM系統(tǒng)以I-DEAS GM模塊為平臺(tái)，一方面接受CAPP生成的工藝結(jié)果，另一方面接受CAD的幾何實(shí)體信息，生成各種加工信息，自動(dòng)規(guī)劃刀位軌跡，經(jīng)過(guò)后置處理模塊，生

53、成適用于不同數(shù)控系統(tǒng)的NC代碼。 　　</p><p>　　4.1 數(shù)學(xué)描述 　　</p><p>　　特征加工點(diǎn)位優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型是圖論中的旅行商問(wèn)題。這一問(wèn)題的原形，即有一個(gè)旅行售貨商要從他所在的村子出發(fā)，到周圍的幾個(gè)村子售貨，每個(gè)村子去一次，最后回到出發(fā)點(diǎn)，求他的一條最短路徑。如果抽象成數(shù)學(xué)語(yǔ)言，可以說(shuō)成: 給定一個(gè)正權(quán)完全圖，求其最短的哈密爾

54、頓道路。如圖1所示，這是由結(jié)點(diǎn)V1至V6組成的正權(quán)完全圖G，結(jié)點(diǎn)間的細(xì)線稱作邊，設(shè)線的度為邊權(quán);則粗線是旅行商問(wèn)題的解。</p><p>　　對(duì)這類問(wèn)題的精確求解法是分支與定界法，它是在搜索過(guò)程中不斷地構(gòu)造分支與確定界值;一旦確定了界值，則對(duì)大于等于界值的分支不再搜索，最后得到的界值就是問(wèn)題的最優(yōu)解。此方法比枚舉法優(yōu)越得多，但是在最壞情況下，其計(jì)算復(fù)雜度仍為(n!)次(枚舉法的平均計(jì)算復(fù)雜度為(1/2(n

55、-1)!))。因此，在實(shí)際問(wèn)題中，需要采用近似算法求得問(wèn)題的近似最優(yōu)解，以避免巨大的計(jì)算量。"便宜"算法是其中較好的一種近似算法。 　　</p><p>　　為了采用該算法，我們假定:①G是由n個(gè)結(jié)點(diǎn)組成的無(wú)向正權(quán)圖，即G的任意兩結(jié)點(diǎn)間有邊，且邊無(wú)向;②G的任意三結(jié)點(diǎn)符合三角不等式關(guān)系:兩邊之和大于第三邊。 　　</p><p>　　如果設(shè)G的邊

56、權(quán)代表結(jié)點(diǎn)間的距離，用結(jié)點(diǎn)vk的下標(biāo)K(K為結(jié)點(diǎn)序號(hào))建立兩個(gè)序列S和T，則算法描述如下: 　　</p><p>　　(1)置 S={2，3，¨¨，n}，T={1}; 　　</p><p>　　(2)對(duì)S中的各結(jié)點(diǎn)，求distmin=min(dist(j,k))，(j∈S,k∈T) 　　(其中假定dist(i,j

57、)為求結(jié)點(diǎn)i和j間距離的函數(shù)) 　　</p><p>　　(3)設(shè)distmin=dist(m,n), (m∈S,n∈T)　若dist(m,n-1)-dist(n,n-1)≤dist(m,n+1)-dist(n,n-1),則m插入到T的n-1、n之間，否則，m插入到T的n、n+1之間。在S中將m的位置置為零;若S=Ф，結(jié)束;否則轉(zhuǎn)第(2)步。T是一個(gè)不斷擴(kuò)充的初級(jí)道路，最初只有一個(gè)

58、結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)m插入的原則是尋找插入后對(duì)總路程貢獻(xiàn)小的位置。如果旅行商問(wèn)題的最優(yōu)解為Q，"便宜"算法的解是T，則可以證明T/Q<2。這一結(jié)果的近似程度并非理想，但在實(shí)際中它的解與最優(yōu)解十分接近，計(jì)算復(fù)雜度小，因而我們采用此種算法。 　</p><p>　　4.2  程序算法  　　</p><p>　　程序邏輯如圖

59、2和圖3所示。</p><p><b>　　　</b></p><p>　　先從后置處理模塊產(chǎn)生的初始數(shù)控代碼文件中讀出各特征位置，即加工中各個(gè)特征的坐標(biāo)值，按"便宜"算法求得最短路徑后，遵從模態(tài)原則回寫到原文件中。</p><p>　　4.3 實(shí)際驗(yàn)證 　　</p><p>　　上述算

60、法通過(guò)編碼實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用在企業(yè)CIMS的 CAM分系統(tǒng)中，取得了很好的效果。圖4是一個(gè)墻板類零件的孔加工示意圖。</p><p>　　在加工多個(gè)孔特征時(shí)，例如，鉆12個(gè)孔，走刀路徑由CAD特征造型次序決定，其值并非最優(yōu)，如圖5所示。經(jīng)過(guò)本文提出的算法優(yōu)化后，刀位路徑結(jié)果如圖5所示，圖中虛線為刀路途徑。</p><p>　　第5章 柔性制造系統(tǒng)(FMS)</p><

61、;p>　　柔性制造系統(tǒng)(FMS)系指具有自動(dòng)化程度高的制造系統(tǒng)。目前所談及的FMS通常是指在批量切削加工中以先進(jìn)的自動(dòng)化和高水平的柔性為目標(biāo)的制造系統(tǒng)。隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，F(xiàn)MS發(fā)展頗為迅速，并且由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械與控制設(shè)備的發(fā)展，也促使柔性制造技術(shù)日臻成熟，80年代后，制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)嶄新時(shí)代，即基于計(jì)算機(jī)的集成制造(CIMS)時(shí)代，F(xiàn)MS已成為各工業(yè)化國(guó)家機(jī)械

62、制造自動(dòng)化的研制發(fā)展重點(diǎn)。 　　 </p><p>　　5.1柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模  </p><p>　　柔性制造系統(tǒng)按規(guī)模大小FMS可分為如下4類： </p><p>　　1.柔性制造單元(FMC)  FMC的問(wèn)世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6~8年，它是由1~2臺(tái)加工中心、

63、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床及物料運(yùn)送存貯設(shè)備構(gòu)成，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC可視為一個(gè)規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價(jià)化及小型化方向發(fā)展和一種產(chǎn)物，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)單機(jī)柔性化及自動(dòng)化，迄今已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。</p><p>　　2.柔性制造系統(tǒng)(FMS) 　　通常包括4臺(tái)或更多臺(tái)全自動(dòng)數(shù)控機(jī)床(加工中心與車削中心等)，由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來(lái)，可在不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加

64、工及管理。　　</p><p>　　3.柔性制造線(FML) 　　它是處于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設(shè)備可以是通用的加工中心、CNC機(jī)床；亦可采用專用機(jī)床或NC專用機(jī)床，對(duì)物料搬運(yùn)系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的分散型控制系統(tǒng)(DCS)為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動(dòng)化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已

65、進(jìn)入實(shí)用化階段?！?lt;/p><p>　　4.柔性制造工廠(FMF) 　　FMF是將多條FMS連接起來(lái)，配以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實(shí)際，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運(yùn)進(jìn)程的全盤化。FMF是自動(dòng)化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先

66、進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。 　　</p><p>　　5.2 關(guān)鍵技術(shù) 　　</p><p>　　1.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)  未來(lái)CAD技術(shù)發(fā)展將會(huì)引入專家系統(tǒng)，使之具有智能化，可處理各種復(fù)雜的問(wèn)題。當(dāng)前設(shè)計(jì)技術(shù)最新的一個(gè)突破是光敏立體

67、成形技術(shù)，該項(xiàng)新技術(shù)是直接利用CAD數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的激光掃描系統(tǒng)，將三維數(shù)字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖形對(duì)池內(nèi)的光敏樹(shù)脂液面進(jìn)行光學(xué)掃描，被掃描到的液面則變成固化塑料，如此循環(huán)操作，逐層掃描成形，并自動(dòng)地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數(shù)據(jù)，數(shù)小時(shí)內(nèi)便可制出精確的原型。它有助于加快開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和研制新結(jié)構(gòu)的速度。 　　</p><p>　　2.模糊控制技術(shù)　　模糊數(shù)學(xué)的

68、實(shí)際應(yīng)用是模糊控制器。最近開(kāi)發(fā)出的高性能模糊控制器具有自學(xué)習(xí)功能，可在控制過(guò)程中不斷獲取新的信息并自動(dòng)地對(duì)控制量作調(diào)整，使系統(tǒng)性能大為改善，其中尤其以基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方法更引起人們極大的關(guān)注。　　</p><p>　　3.人工智能、 專家系統(tǒng)及智能傳感器技術(shù) 　　迄今，F(xiàn)MS中所采用的人工智能大多指基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)利用專家知識(shí)和推理規(guī)則進(jìn)行推理，求解各類問(wèn)題(如解釋、預(yù)測(cè)、診

69、斷、查找故障、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、監(jiān)視、修復(fù)、命令及控制等)。由于專家系統(tǒng)能簡(jiǎn)便地將各種事實(shí)及經(jīng)驗(yàn)證過(guò)的理論與通過(guò)經(jīng)驗(yàn)獲得的知識(shí)相結(jié)合，因而專家系統(tǒng)為FMS的諸方面工作增強(qiáng)了柔性。目前用于FMS中的各種技術(shù)，預(yù)計(jì)最有發(fā)展前途的仍是人工智能。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)初，人工智能在FMS中的應(yīng)用規(guī)模將要比目前大4倍。智能制造技術(shù)(IMT)旨在將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，借助模擬專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)。在制造過(guò)程，系統(tǒng)能自動(dòng)

70、監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界或內(nèi)部激勵(lì)時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其參數(shù)，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)，具備自組織能力。故IMT被稱為未來(lái)21世紀(jì)的制造技術(shù)。對(duì)未來(lái)智能化FMS具有重要意義的一個(gè)正在急速發(fā)展的領(lǐng)域是智能傳感器技術(shù)。</p><p>　　4.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 　　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)是模擬智能生物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息進(jìn)行并行處理的一種方法。故人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是一種人工智能工具。在自動(dòng)控制領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久將并列于專家系

71、統(tǒng)和模糊控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代自支化系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。 </p><p>　　5.3 發(fā)展趨勢(shì) 　　</p><p>　　1.FMC將成為發(fā)展和應(yīng)用的熱門技術(shù) 　　這是因?yàn)镕MC的投資比FMS少得多而經(jīng)濟(jì)效益相接近，更適用于財(cái)力有限的中小型企業(yè)。目前國(guó)外眾多廠家將FMC列為發(fā)展之重。 　　</p><p>　　2.發(fā)展效率更

72、高的FML 　　多品種大批量的生產(chǎn)企業(yè)如汽車及拖拉機(jī)等工廠對(duì)FML的需求引起了FMS制造廠的極大關(guān)注。采用價(jià)格低廉的專用數(shù)控機(jī)床替代通用的加工中心將是FML的發(fā)展趨勢(shì)。  </p><p>　　3.多功能方向發(fā)展 由單純加工型FMS進(jìn)一步開(kāi)發(fā)以焊接、裝配、檢驗(yàn)及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。 FMS是實(shí)現(xiàn)未來(lái)工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢(shì)，是決定制造

73、企業(yè)未來(lái)發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，90年代此種狀況仍將會(huì)持續(xù)下去，日本從1991年開(kāi)始實(shí)施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS)國(guó)際性開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，屬于第二代FMS；而真正完善的第二代FMS預(yù)計(jì)至21世紀(jì)才會(huì)實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)，智能化機(jī)械與人之間將相互融合、柔性地全面協(xié)調(diào)從接受訂單貨至生產(chǎn)、銷售這一企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全部活動(dòng)。80年代中期以來(lái)，F(xiàn)MS獲得迅猛發(fā)展，幾乎成了生產(chǎn)自動(dòng)化之熱點(diǎn)。一方面是由于單項(xiàng)技術(shù)如NC

74、加工中心、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CAM、資源管理及高度技術(shù)等的發(fā)展，提供了可供集成一個(gè)整體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)；另一方面，世界市場(chǎng)發(fā)生了重大變化，由過(guò)去傳統(tǒng)、相對(duì)穩(wěn)定的市場(chǎng)，發(fā)展為動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)，為了從市場(chǎng)中求生存、求發(fā)展，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求的應(yīng)變能力，人們開(kāi)始探索新的生產(chǎn)方法和經(jīng)營(yíng)模式。近年來(lái)，F(xiàn)MS作為一種現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)“哲理”和工廠自動(dòng)化的先進(jìn)模式已為國(guó)際上所公認(rèn)。</p><p><b>　　第6

75、章  結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　前面所做的工作均是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的，學(xué)生還很難將NC程序和實(shí)際的加工聯(lián)系起來(lái)，總的理解是停留在理論知識(shí)上，感性認(rèn)識(shí)不足，實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練環(huán)節(jié)很不夠。因此在條件允許的情況下，讓學(xué)生將零件的NC程序通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床，控制機(jī)床進(jìn)行加工。在這個(gè)過(guò)程中，NC程序、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口起了非常重要的作用。作為數(shù)控技術(shù)開(kāi)發(fā)人才，應(yīng)該熟練掌握數(shù)控編程、數(shù)據(jù)通訊

76、、接口技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并得到相應(yīng)的動(dòng)手能力的訓(xùn)練.將經(jīng)典的旅行商問(wèn)題數(shù)學(xué)模型成功地應(yīng)用于CAM分系統(tǒng)的后置處理模塊中，解決了生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，尤其是在打中心孔時(shí)，由于一把刀具要完成80余個(gè)孔的加工，經(jīng)過(guò)該方法優(yōu)化的刀具路徑和原始的未經(jīng)處理的路徑相比，大大縮短了加工時(shí)間。因此，本文的算法符合實(shí)際情況，解決了多孔加工時(shí)刀具路徑冗長(zhǎng)、加工效率較低的問(wèn)題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：&

77、lt;/b></p><p>　?。?］ 中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001巡禮［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：18-20.</p><p>　?。?］ 梁訓(xùn)王宣 ,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向［J］.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2001(3)：21-28.</p><p>　　［3］