计算机辅助制造

计算机辅助制造

computer aided manufacturing

在机械制造业中，利用电子数字计算机通过各种数值控

制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配 、检测和包

装等制造过程。简称cam。除cam的狭义定义外，国际计算机

辅助制造组织（ cam-i ）关于计算机辅助制造有一个广义的

定义：“通过直接的或间接的计算机与企业的物质资源或人

力资源的联接界面，把计算机技术有效地应用于企业的管理、

控制和加工操作。”按照这一定义，计算机辅助制造包括企

业生产信息管理、计算机辅助设计（cad ）和计算机辅助生

产、制造3部分。计算机辅助生产 、制造又包括连续生产过

程控制和离散零件自动制造两种计算机控制方式。这种广义

的计算机辅助制造系统又称为整体制造系统（ims）。

采用计算机辅助制造零件、部件，可改善对产品设计和

品种多变的适应能力，提高加工速度和生产自动化水平，缩

短加工准备时间，降低生产成本，提高产品质量和批量生产

的劳动生产率。

数控系统 由一台计算机控制一台数控设备的系统，称

为计算机数控系统或 cnc系统；一台中心计算机连接和控制

多台数控设备构成的联机系统，称为直接数控系统或 dnc 系

统。

数控机床有点到点控制（如在零件上钻孔）和轮廓线控

制（如铣曲面）两种工作方式。数控机床的控制数据的产生

过程是：程序员用自动数控程序（apt ）语言编写程序，经

过计算机的 apt处理程序生成刀具位置文件，再经过后处理

程序加工，生成对指定机床所需格式的刀具位置数据，由计

算机输出到穿孔带、磁带或卡片上，或由计算机直接控制联

机机床。

灵活生产系统 又称柔性生产系统（ fms） 。它能适应

品种多变和设计更改频繁的离散零件的批量自动化生产。中、

大型高度自动化的灵活生产系统由层次结构式的多计算机系

统组成。主计算机承担全厂的生产管理，它向本系统的中心

计算机（ 即fms计算机）发送生产所需信息：被加工零件的

品种和数量，每批产品生产限量，工具、模具、夹具的品种

和数量等。当主计算机为数控设备编制程序时，它还发送出

数值控制数据，接收中心计算机送来的生产结果和有关数据。

中心计算机以微计算机为接口联接每台数控机床，并向数控

机床送出操作方式、数值控制数据，以及经微计算机加工处

理过的数值控制和顺序控制命令。对于无人操作的系统，每

台机床附加一台微计算机代替操作员的智力功能。fms 还具

有工件自动传送、成套工具预调整 、工件装卸和工具传送等

功能，管理和控制这些功能的微计算机也联至本系统的中心

计算机。工件的装入和拆卸则由机器人完成。

fms 的缺点是数控编程系统准备加工控制数据耗时过多。

cad ／cam 系统是现代计算机辅助设计与计算机辅助制造结

合起来的形式 ，在这种系统中 ，数控加工数据通过计算机

中的设计阶段形成的产品模型 ，以自动或以交互方式产生

加工控制数据。把 cad／cam 系统与fms的运行构成一个整

体，则更为完善。

应用 cam 已广泛应用于飞机、汽车、机械制造业、家

用电器和电子产品制造业。cam的应用领域包括：① 机械产

品的零件加工（切削、冲压、铸造、焊接、测量等）、部件

组装、整机装配、验收 、包装入库 、自动仓库控制和管理。

在金属切削加工中，计算机内预先建立有基本切削条件方程，

根据测量系统测得的参数和机床工作状况，调整进给率、切

削力、切削速度、切削操作顺序和冷却液流量，在保证零件

表面光洁度和加工精度的条件下，使加工效率、刀具磨损和

能源消耗达到最优。②电子产品的元件器件老炼、测试、筛

选，元件器件自动插入印制电路板，波峰焊接，装置板、机

箱布线的自动绕接，部件、整件和整机的自动测试。③各种

机电产品的成品检验、质量控制，能完成人工方法不能完成

的复杂产品（如飞机发动机、超大规模集成电路、电子计算

机等）的大量测试工作。