柔性制造系统原理与实践PDF电子书下载

第1篇 柔性制造系统原理 1

第1章 CIMS概论 1

1.1 CIMS的产生与历史背景 1

1.1.1 计算机在产品制造业中的应用 2

1.1.2 计算机在产品设计中的应用 2

1.1.3 计算机在经营管理中的应用 2

1.1.4 计算机在各单元技术上的应用 3

1.2 CIM和CIMS的基本概念及组成 3

1.2.1 CIMS的由来 3

1.2.2 CIM和CIMS的含义 3

1.2.3 CIMS包含的四个要素 4

1.2.4 CIMS包含的两个特征 5

1.2.5 CIMS的核心在于集成 5

1.3 CIMS技术集成关系 6

1.4 CIMS的体系结构 8

1.4.1 CIMS体系功能构成 8

1.4.2 CIMS体系分系统 9

1.4.3 面向功能和控制的体系结构 15

1.4.4 面向生命周期的体系结构 16

1.4.5 面向集成平台的体系结构 17

1.5 CIMS的递阶控制体系 18

1.6 CIMS的发展现状 20

1.6.1 国外CIMS发展简况 20

1.6.2 我国CIMS发展情况 26

1.7 CIMS研究中的新思想及管理模式 31

1.7.1 并行工程(CE--Concurrent Engineering) 31

1.7.2 精良生产(LP--Lean Production) 33

1.7.3 敏捷制造(AM--Agile Manufacturing) 35

1.7.4 智能制造(IM--Intelligent Manufacturing) 36

1.7.5 虚拟制造(VM--Virtual Manufacturing) 37

1.7.6 全球制造(GM--Global Manufacturing) 39

1.7.7 制造网络化与绿色制造(Green Manufacturing) 42

思考题 43

第2章 CIMS环境下的FMS 45

2.1 FMS的起源 47

2.2 FMS的定义 48

2.3 FMS的形成与发展 49

2.3.1 计算机数控系统(CNCS--Computerized Numerical Control System) 50

2.3.2 柔性制造单元(FMC--Flexible Manufacturing Cell) 52

2.3.3 柔性制造生产线(FML--Flexible Manufacturing Line) 54

2.3.4 柔性制造系统(FMS--Flexible Manufacturing System) 55

2.4 FMS分类及特点 57

2.4.1 FMS分类 57

2.4.2 FMS的特点 57

2.5 FMS的组成、原理及作用 58

2.5.1 FMS的一般组成 58

2.5.2 FMS的工作原理 60

2.5.3 FMS单元控制系统 61

2.5.4 FMS的生产计划调度与控制系统框架 64

2.5.5 FMS中的监控与诊断系统 66

2.6 FMS的自动加工系统 69

2.6.1 FMS对加工设备的要求 69

2.6.2 各类自动化加工设备 71

2.6.3 自动化加工设备在FMS中的控制与集成 71

2.7 FMS的物料输送与贮存系统 72

2.7.1 物料的输送与控制系统 72

2.7.2 自动存贮与检索系统 87

2.7.3 刀具流支持系统 90

2.8 FMS的信息流系统 93

2.8.1 FMS的信息流模型 93

2.8.2 FMS的信息流要素、联系和特征 95

2.9 FMS中的计算机网络技术与通信 97

2.9.1 局部网络通信及协议 98

2.9.2 OSI体系结构及网络协议 99

2.9.3 MAS网络结构及通信特点 101

2.9.4 MAP/TOP网络通信协议 102

2.10 Petri网及其在FMS中的应用 105

2.10.1 Petri网的基本理论 105

2.10.2 Petri网在FMS建模中的应用 108

2.10.3 Petri网在FMS分析中的应用 109

2.10.4 Petri网在FMS调度和控制中的应用 109

2.10.5 Petri网与面向对象技术的结合趋势 110

思考题 110

第2篇 柔性制造系统实践 112

第3章 典型FMS的实例 112

3.1 种加工回转体零件的柔性制造系统 112

3.1.1 系统组成 112

3.1.2 信息流系统及其工作原理 112

3.1.3 加工系统及其工作原理 114

3.1.4 物流系统及其工作原理 114

3.2 系统运行及操作实践 115

3.2.1 开启文件服务器 115

3.2.2 开启中央计算机 116

3.2.3 设置加工系统CNC机床 119

3.2.4 运行物流系统 120

3.2.5 启动工作站1计算机 121

3.2.6 启动工作站2计算机 124

3.2.7 开启计算机视觉系统 126

3.2.8 系统正常关机 128

3.2.9 系统暂停和复位 129

3.3 系统及设备维护 130

3.3.1 加工类设备常见故障 130

3.3.2 CNC系统的维护和故障处理 131

思考题 134

第4章 FMS信息流系统 135

4.1 FMS中的信息流及网络通信结构 135

4.1.1 MAS网络系统的互联结构 135

4.1.2 网络通信方式的选择 138

4.1.3 事件控制块(ECB) 143

4.1.4 事件服务例程(ESR) 146

4.1.5 SPX通信协议的功能及连接过程 148

4.1.6 SPX的事件服务例程ESR的实现 149

4.2 FMS中的Novell NetWarc结构与技术特性 150

4.2.1 ET-FMS-I的NetWare网分层结构及通信协议 150

4.2.2 ET-FMS-I的NetWare IPX/SPX协议 151

4.2.3 ET-FMS-I的NetWare网络的应用访问接口 153

4.2.4 ET-FMS-I的网络通信接口 154

4.3 集成化FMS的建模与Petri网结构 157

4.3.1 建立ET-FMS-I的Petri网模型的方法 158

4.3.2 以传输带为MHS的Petri网模型 159

4.4 FMS实时调度与控制决策 161

4.4.1 FMS调度基本理论 161

4.4.2 FMS管理与控制系统结构 163

4.4.3 具有计算机视觉的FMS调度与控制决策 165

4.4.4 ET-FMS-I实时调度的具体实现 169

4.4.5 智能调度及仿真 174

4.5 FMS视觉系统 183

4.5.1 计算机视觉系统的基本工作原理 183

4.5.2 学习模式原理及应用 190

4.5.3 运行模式原理及应用 194

4.5.4 样品零件数据库管理系统 196

4.5.5 计算机视觉在FMS中的几个关键问题 200

4.6 系统准备与维护功能 205

4.6.1 各类数据文件格式 205

4.6.2 系统专用数据编辑器设计及实现 209

4.6.3 全屏幕文本编辑器设计及实现 217

思考题 221

第5章 FMS物流传输系统 223

5.1 物料传输系统(MHS) 223

5.1.1 传输线及其控制机理 223

5.1.2 可编程逻辑控制器(PLC) 226

5.1.3 ET-FMS-I系统PLC实时检测与控制 229

5.2 工业机器人控制系统及路径编程 232

5.2.1 机器人示教 232

5.2.2 机器人路径编程 234

思考题 237

第6章 FMS自动加工系统 238

6.1 CNC机床自动化加工的基本概念和方法 238

6.1.1 CNC机床概念、功能及特点 238

6.1.2 自动加工系统数控编程 239

6.1.3 加工系统数控编程结构与格式 242

6.1.4 机床坐标系和运动方向 245

6.1.5 编程工艺基础及加工工序设计 247

6.2 车削中心的程序编制 254

6.2.1 车削中心数控编程规则及特点 254

6.2.2 坐标系的确定 256

6.2.3 选择切削用量及刀具补偿 259

6.2.4 编写加工程序及典型加工编程实例 262

6.3 车削中心的操作 277

6.3.1 ET-FMS-I的LEADWELL LTC-10AP CNC控制面板 277

6.3.2 操作步骤 281

6.3.3 程序输入和执行方法 286

6.4 加工中心的程序编制 289

6.4.1 加工中心结构特点和编程特点 289

6.4.2 机床坐标系统 295

6.4.3 编写程序码表及指令 300

6.4.4 典型编程实例 318

6.5 加工中心的操作 326

6.5.1 ET-FMS-I的LEADWELL MCV-OP CNC控制面板 326

6.5.2 手动操作步骤 331

6.5.3 程序的输入和执行 335

6.6 DNC加工 338

6.6.1 DNC内涵、特点及接口 338

6.6.2 DNC功能的扩展及新型的DNC结构 341

6.6.3 DNC程序加工方法 342

思考题 352

参考文献 354