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1、-交流接触器的计算机辅助工艺规程设计毕业论文-第 30 页毕 业 论 文题 目： 交流接触器的计算机辅助工艺规程设计 院系： 电气信息学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 1104 学号： 01 学生姓名： 李宸 导师姓名： 陈小明 完成日期： 2015年6月 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期
2、： 2015 年 6月 14日毕业设计（论文）任务书题目： 交流接触器的计算机辅助工艺规程设计 姓名 李宸 系别 电气与信息工程系 专业 电气工程 班级 学号 01 指导老师 陈小明 职称 讲师 教研室主任 谢卫才 一、 基本任务及要求：1、 电器制造系统计算机自动化概论； 2、 零部件信息描述和分类编码； 3、 交流接触器CAPP。 二、 进度安排及完成时间：1、 第一周至第三周：明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义。2、 第三周：查阅相关资料，自学相关内容，确定课题总体方案，分配课题任务， 确定个人研究重点，做好选题报告。 3
3、、 第四周至第五周：根据自己研究的方向，确定自己的总体设计方案，根据对象特性进行各种CAPP系统的研究。4、 第六周至第七周：完成交流接触器的零部件编码设计。5、 第八周至第十周：确定并完成交流接触器的工艺规程设计。6、 第十一周至第十二周：确定交流接触器在CAPP中的零件分类方法7、 第十三周至第十四周：完成交流接触器的CAPP系统的基础模块设计8、 第十五周至第十六周：整理资料，完成毕业论文编写，进行毕业答辩。 目 录摘 要：IAbstract：II第1章 绪 论11.1 交流接触器的用途、工作原理及分类11.2 交流接触器的主要技术参数11.3 设计的主要技术指标31.4 交流接触器的设
4、计要求与典型结构41.4.1 设计要求41.4.2 典型结构41.4.3总体结构方案确定5第2章 电器制造系统计算机自动化概论72.1 概述72.2 大批量生产的自动化72.3 多品种小批量的自动化82.3.1 成组技术82.3.2 数字控制92.3.3 自适应控制92.3.4 柔性制造系统102.3.5 计算机辅助制造102.3.6 计算机集成制造系统11第3章 零部件信息描述和分类编码133.1 概述133.2 零件分类编码系统的结构133.2.1 树式结构143.2.2 链式结构153.2.3 混合式结构153.3 几个常见的分类编码系统163.3.1 OPITZ系统163.3.2 KK
5、-3系统173.3.3 JLBM-1系统193.3.4 冲压件的OPITZ系统203.3.5 CYBM冲压零件分类编码系统203.4 零件表面元素描述法203.5 从CAD系统提取零件输入信息21第4章 交流接触器CAPP224.1 概述224.2 CAPP的系统功能234.3 CAPP系统的分类234.3.1 检索式CAPP系统234.3.2 派生式CAPP系统244.3.3 创成式CAPP系统254.3.4 半创成式CAPP系统254.3.5 广义CAPP系统264.4 交流接触器的CAPP系统设计264.5 模块功能介绍274.5.1 工艺数据库系统274.5.2 方案代号编制规则284
6、.5.3 工艺文件检索编辑系统294.5.4 工艺文件输出系统-报表304.5.5 工艺文件维护系统304.5.6 资源数据库检索系统314.5.7 技术支持数据库检索系统314.5.8 用户管理系统324.5.9 主菜单系统324.6 交流接触器CAPP系统的基本模块及其系统的基础324.6.1 交流接触器CAPP系统的基本模块324.6.2 交流接触器CAPP系统的基础334.7 交流接触器的派生式CAPP系统344.8 交流接触器CAPP系统的设计步骤364.9 交流接触器的选择和接法384.9.1 交流接触器的选择384.9.2 交流接触器的接法39结 束 语40参 考 文 献41致
7、谢42交流接触器的计算机辅助工艺规程设计摘 要：交流接触器是低压电器的主要产品，对其结构的寿命与可靠性的提高，不仅可以影响企业生产的竞争能力，还可以对国家经济建设产生影响。CJ20型交流接触器主要用于交流50Hz（60Hz）、额定电压至660V（个别等级能至1140V）、电流至630A的电力线路中供远距离频繁接通和分断电路以及频繁起动和控制交流电动机，并适宜与热继电器或电子保护装置组成电磁起动器，以保护电路或交流电动机可能发生的过负荷及断相。CJ20交流接触器为直动式，双断点，立体布置，结构简单紧凑，外形安装腔尺寸较老产品大大缩小。CAPP是计算机辅助工艺规程设计（Computer Aided
8、 Process Planning）的简称，是利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术。本次工艺设计包括线圈结构分析，工艺设计，质量检验方法及设备；磁轭结构分析，工艺设计，质量检验方法及设备；桥形触头组件的结构分析，连接工艺质量检验方法及设备；成型参数的确定、触头支持工艺分析、弹簧持工艺设计、设计弹簧支持弯曲模。关键词：接触器、CAPP、电路、工艺Ac contactor computer aided process planningAbstract：As for the exchanges and contacts with
9、the main low-voltage electrical products, its structure and reliability of advanced life enhancing, not only affects the competitiveness of manufacturing enterprises and affect national economic construction. CJ20 of exchanges and contacts with key for the exchange of 50 Hz (60Hz), the rated voltage
10、 to 660 V (individual grades can to 1140 V), to 630 A current of electricity lines for frequent long-distance access and breaking circuit and the frequent exchange of starter motors and control And appropriate and thermal protection relay or an electronic device composed of electromagnetic starter,
11、to protect the electrical circuit or exchange may occur overload and break phase. CJ20 exchanges and contacts with the straight-and double-break point, three-dimensional layout, a simple compact structure, shape install cavity size much smaller than the old products. CAPP process is computer-aided d
12、esign (Computer Aided Process Planning) of the acronym, is using computer-aided design of parts from the rough to the finished product manufacturing methods, is the product design data into a product manufacturing data technologies. The design process including the coil structure, process design, qu
13、ality testing methods and equipment; magnetic yoke structural analysis, process design, quality testing methods and equipment; contact components of the bridge-shaped structure, connecting the quality of tests and equipment; Forming the parameters established, contact support process analysis, desig
14、n of a spring, spring to support the design bending die.Keywords：Contactor 、CAPP、Circuit、Technology 第1章 绪 论1.1 交流接触器的用途、工作原理及分类交流接触器是一种在自动控制系统和电力拖动中应用最普遍的低压控制电器。作为执行元件，交流接触器被用于接通、分断线路和频繁的控制电动机等设备运行。它由动、静主触头，动、静铁芯灭弧罩，灭弧罩，辅助触头和支架外壳等组成。电磁线圈在通电之后，使动铁芯在电磁力的作用下吸合，直接或通过杠杆的传动使动触头和静触头接触，接通电路。电磁线圈在断电后，动铁芯在复位弹
15、簧的作用下自动返回，俗称为释放，触头分开，电路分断。 交流接触器主要由四部分构成:(1) 电磁系统,由吸引线圈、动铁芯和静铁芯组成；(2)触头系统,包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头,它和动铁芯是互相联动的；(3)灭弧装置,一般的容量较大的交流接触器都装有灭弧装置,以便于迅速切断电弧,避免烧坏主触头；(4)绝缘外壳及其附件,各种弹簧、传动机构、短路环和接线柱等。交流接触器作为执行元件，可用于接通、分断线路、或用于频繁的控制电动机等设备运行。主要由动、静主触头，灭弧罩，动、静铁芯，辅助触头和支架的外壳等组成。电磁线圈通电后，使动铁芯在电磁力的作用下吸合，直接或通过杠杆的传动使动触头与静触
16、头相互接触，使电路接通。电磁线圈断电后，动铁芯在复位弹簧的作用下自动返回，称为释放，触头分开，电路分断。 交流接触器用途很广泛，品种繁多，按其结构和用途来分类的话，其包括：按主触头的极数分为单极、双极、三极和多极；按主触头的正常(即励磁线圈没有接通电时)位置分为常分式与常合式；按吸引线圈的种类分为交流励磁与直流励磁；按灭弧介质分为空气式与真空式；按有无灭弧室分为有灭弧室和无灭弧室。1.2 交流接触器的主要技术参数（1）额定绝缘电压、额定工作电压额定绝缘电压即为规定交流接触器的工作电压的最大值；交流接触器的主触头的额定工作电压有：380V、660V、1140V；辅助触头的额定工作电压有：交流38
17、0V。（2）额定工作制间断长期工作制(8h工作制)：此工作制是基本工作制，接触器的额定发热电流1th由这种工作制来确定。不间断工作制：在这种工作制下，接触器主触头保持闭合，并且承载一稳定电流超过8h(如几星期、几个月甚至几年)也不分断。断续周期工作制：断续周期工作制的操作频率和通电持续率由产品标准来规定。短时工作制：短时工作制的标准值触头通电时间分别为10、30、60与90min。（3）操作频率指每小时所允许的操作次数。交流接触器的操作频率一般是3001200次/时。操作频率是直接影响到接触器的电寿命及灭弧室的工作条件的，对于交流接触器是还影响线圈的温升，所以这是一个重要的技术指标。（4）使用
18、类别、接通和分断能力按接通分断的能力来区分使用的类别，接触器的接通和分断能力随着其用途和其控制对象的不同会有很大的差异，它是正确设计和选用接触器的主要依据，按IEC60947.4.1-1990、GB14048.4-1993接触器的标准规定：交流接触器可划分为AC-1、AC-2、AC-3、AC-4等四种使用的类别，不同使用类别的接通与分断能力的接通和分断的条件见表1.1.表1.1 不同使用类别的接通与分断能力的接通和分断条件使用类别接 通 和 分 断 条 件I/IeUr/UeCos 或L/R，ms通电时间s间隔时间s操作循环次数AC-11.51.050.80.056 50AC-24.01.050
19、.650.056 50AC-38.01.0510.05650AC-410.01.0510.05650接 通 与 分 断 条 件I/IeU/UeCos通电时间s间隔时间s操作循环次数AC-3101.0510.051050AC-4121.0510.051050注： Ie额定工作电流 U接通前电压Ue额定工作电压 Ur恢复电压I接通电流 Ic分断电流（5）机械寿命、电寿命交流接触器是一种频繁操作的电器，自动控制系统不但要求它有很高的操作的频率，而且要求它拥有与之相适应的较高的机械寿命和电寿命，以用来提高系统运行的可靠性。交流接触器的机械寿命普通为1000万次，小容量的交流接触器的机械寿命可高至300
20、0万次，交流接触器的电寿命会随使用类别不同而不同，IEC60947.4.1-1990和GB14048.4-1993规定各使用类别电寿命试验的接通和断开条件见表1.2。表1.2 不同使用类别下验证电寿命的接通和分断条件使用类别额定工作电流A接 通分 断I/IeU/UeCos或L/R,ms Ic /IeU/UeCos或L/R,msAC-1全部值110.9511 0.95AC-2全部值2.510.652.51 0.65AC-3Ie17610.6510.170.65Ie17610.3510.170.35AC-4Ie17610.65610.65Ie17610.35610.35注： Ie额定工作电流 U接
21、通前电压Ue额定工作电压 Ur恢复电压I接通电流 Ic分断电流1.3 设计的主要技术指标(1) 额定绝缘电压(最高额定工作电压)Ui:690V(2) 额定工作电压Ue:380V(3) 额定工作电流(使用类别AC-3)Ie:100A(4) 约定发热电流Ith:125A(5) 额定控制电源电压（即线圈电压）US:220V、50Hz(6) 使用类别:AC-3(7) 周围空气温度:-40oC+40 oC(8) 工作制:长期工作制(9) 寿命:机械寿命1000万次，电寿命300万次(10) 操作频率:AC-3 1200次/h(11) 辅助触头约定发热电流:10A(12) 辅助触头额定工作电压、电流:23
22、0V、10A1.4 交流接触器的设计要求与典型结构1.4.1 设计要求（1）灭弧的性能好，分断电流时的燃弧时间短，过电压较低，喷弧距离小。（2）触头材料具有良好的导电性能、导热性能、耐腐蚀和抗熔焊性能好，以用来降低触头的温升和提高电寿命，同时也要求触头材料的工艺性好，价格低廉。（3）结构的设计合理，机构的寿命高，并具有足够的承受短路时耐受电流的能力。1.4.2 典型结构交流接触器主要有四部分组成:(1)电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯;(2)触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的;(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都没有灭弧装置,以便迅
23、速切断电弧,免于烧坏主触头;(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。其工作原理是:当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。在确定交流接触器的结构之前，我们需要先了解交流接触器的几种主要典型结构型式:（1）杠杆传动单断点形式。它是一种条架式结构,基本元件组装在条架上，衔铁在闭合过程中通过连接的支架使转轴旋转，而动触头系统也组装在转轴上，因此带动动触头闭合。触头为单断点指形触头，设计为在闭合过程
24、中有滚动与滑动的运动方式，用以消除触头表面的氧化层。灭弧装置设计为串联磁吹线圈，并配合用多纵缝灭弧室，它有强烈的灭弧作用，电弧的游离气体易于扩散，热量易于散出，适用于高操作频率。（2）杠杆传动双断点形式。以转动式磁系统为例，衔铁在吸合过程中，通过支架是轴转动，轴带动杠杆使触头系统作直线运动，动、静触头闭合。线圈断电后，在反力弹簧的作用下，衔铁打开到停档限制的位置，同时主触头分断。辅助触头借助于杠杆的转动实现转换。灭弧装置为多纵缝灭弧室。（3）双断点直动式形式。磁系统通过支架直接带动触头作直线运动。线圈通电后，衔铁吸向铁心，衔铁带动支架使动、静触头闭合，支架同时带动置于两侧的辅助触头动作。线圈断
25、电后，在反作用弹簧的作用下，衔铁被释放，同时使触头之间分断。触头接通和分断时产生的电弧，用装有灭弧栅片的灭弧室熄灭。1.4.3 总体结构方案确定在给定的技术指标的基础下，初步确定40A三极交流接触器采用双断点桥式触头，直动式磁系统，各零件均安装在塑料外壳和铝合金底座上的整体式结构。辅助触头、主触头、电磁系统两层立体布置，结构紧凑，缩小安装面积。接触器的外壳由两段组成，上段为热固性塑料压制的躯壳和耐高温的绝缘材料制成的外壳，外壳内安装三个双向可控硅及控制电路。主触头设计成三腔可简化模具结构，并可满足控制三相四线制电路及派生中间继电器的需要。辅助触头组件采用卡装式结构，配备二常开和二常闭触头。下段
26、为冷冲压成形的铝合金底座，固定电磁系统和缓冲装置，底部有卡轨安装用的锁扣，可装于帽形标准安装轨上，安装拆卸十分方便。触头接线端子采用带瓦形垫圈的不落自升式组合螺钉，接线方便，使用安全。交流接触器结构原理图如图1.1所示：图1.1 交流接触器结构原理图第2章 电器制造系统计算机自动化概论2.1 概述 电器制造工业是机械制造工业的重要组成部分，它不仅提供人民生活所必须的产品，而且为国民经济各部门提供大量的电器技术装备。机械制造系统是实现对零件的机械加工、直接改变材料或毛坯的形状、尺寸和性能，成为零件、部件活产品。同时，要求达到一定的质量（精度、表面质量和物理性能）、生产率和成本的要求。机电制造企业
27、为了在激烈的市场竞争中具有强大的生命力，必须从多方面着收，提高产品质量降低产品成本，减轻工人劳动强度，提高劳动生产率，并不断开发新产品，加速老产品的更新换代。这样，促使企业一方面加强新产品的研制，另一方面必须对机电制造系统进行技术改造，使其尽快适应市场的需要。系统的革新的改造，主要从制造工艺、更新设备、装备自动化、系统控制以及组织管理现代化等方面着手进行，而采用自动化制造系统是最有效的方法之一。自动化是利用机器,设备或装置代替人或帮助人自动地完成某个任务或实现某个过程.无人指通过自动检测,信息处理,分析判断,操纵控制,使机器,设备等按照预定的规律自动运行 一群有相互关联的个体组成,相互运行相互
28、依赖,不可分割,具体特定功能的整体.它具有多元性,相关性,整体性。 机电制造系统自动化可分为大批量生产的自动化和多品种小批量生产的自动化两大类。由于品种和批量的不同，所采取的控制和自动化手段也不尽相同。2.2 大批量生产的自动化大批量生产又被称作重复生产，那种生产大批量标准化产品的生产类型。生产商可能需要负责整个产品系列的原料，并且在生产线上跟踪和记录原料的使用情况。此外，生产商还要在长时期内关注质量问题，以避免某一类型产品的质量逐步退化。虽然在连续的生产过程中，各种费用，如原料费用、机器费用，会发生重叠而很难明确分清，但为了管理需要，仍然要求划分清楚。大批量生产的自动化由于批量大，制造的工装
29、设备更换少，便于实现自动化声场，但它要求是定型产品，不可以任意改变。1、改装通用机床将通用机床改造成为带有自动工作循环的专用机床，实现单机自动化。如果在配以自动上了机构，则可实现全自动化，这样可以实现个别工序的自动化。2、采用自动机床和半自动机床半自动机床可实现单工序的自动循环，但不能自动装卸工件，即自动上下料；而自动机床可实现包括上下料的全部自动化循环。在电器制造中，常采用单轴或多轴的半自动或自动车床，进行轴类的标准件和通用件的加工。3、组合机床组合机床是用标准部件组合而成的专用机床，可以组合成为立式或卧式，单工位或多工位，圆形工作台或方形工作台等组合机床。4、自动生产线对某一零部件进行各工
30、序的全线自动化，各台机床之间有工作自动传输系统进行自动传送工件或毛坯。2.3 多品种小批量生产自动化小批量、多品种生产的基本特点是:产品生产规模小，批量小，品种多;产品不定期地轮番上场;专业化程度低，通用设备多且配套齐全;生产过程中的物流、信息流复杂，控制较为困难;生产计划和作业计划实现率低;生产技术准备工作容易仓促;均衡生产难以实现;在制品占用量大，大量的生产管理不是依赖计划来控制、督促、协调，而是依赖于少数管理人员的随机处理，这些都容易造成产品不能按期交货质量得不到保证经济效益也不高。在电器制造工业中，大部分工厂企业都是多品种小批量生产方式，尤其是高压电器生产企业，多品种小批量生产占有很大
31、的比重。实现多种小批量生产的自动化可以采取成组技术、数字控制、自适应控制、柔性制造系统、计算机辅助制造、计算机集成制造系统。2.3.1 成组技术成组技术于20世纪50年代起源于前苏联与欧洲等一些国家。20世纪五六十年代我国已有少数企业利用成组技术组织生产。20世纪70年代柔性制造系统（FMS）出现并成为解决中小批量生产新途径后，成组生产组织的思想被融到柔性生产系统中，有效提高了生产柔性，很好地解决了多品种小批生产的问题，有很好的应用价值。成组技术是成组工艺和成组夹具的综合，它是根据零件的几何尺寸、尺寸的几何特别和工艺特点进行分组分类、编制成组工艺，设计成组夹具，实现小批量生产自动化。近几年来，
32、成组技术与计算机技术和数控技术结合起来，已经突破了工艺的范畴，形成了一成组技术为基础的柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, 简称FMS），成为计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing,简称CAM）的重要技术之一。2.3.2 数字控制数字控制是一种借助数字、字符或者其他符号对某一工作过程进行编程控制的自动化方法。通常使用专门的计算机，操作指令以数字形式表示，机器设备按照预定的程序进行工作。简称数控。数字控制技术主要是用来控制机床的运动，保证刀具（模具）与工作的相对位置，加工出所要求的形状和尺寸的工件，由于它所控制的机床运动是以
33、脉冲数量来计算的，故称为数字控制，简称数控。数控机床是微电子技术和机械设备相结合的最典型的机电一体化产品，应用已日益广泛。根据控制方式和功能的区别，数控机床又可分为下列几种：（1）简易数控机床（2）经济型数控机床（3）专用数控机床（4）计算机数控（Computer Numerical Control）（5）计算机直接控制（Direct Numerical Control,简称DNC）机床（6）加工中心（Machining Center,简称MC）2.3.3 自适应控制在日常生活中，所谓自适应是指生物能改变自己的习性以适应新的环境的一种特征。因此，直观地说，自适应控制器应当是这样一种控制器，它能
34、修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。自适应是通过机床上的传感器，随时检测加工状态，将反馈信息送入自适应控制装置，并与预先存入的给定指标（参数）进行比较，及时修正加工条件，自动适应加工条件的变化，进行加工过程的优化，获得最优的加工效果。图2.1为自适应控制系统框图。机床数控装置数控机床自适应控制装置加工过程过程变量反馈校正参 数输入指令输出位置和速度反馈图2.1自适应控制系统框图2.3.4 柔性制造系统柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，英文缩写为FMS。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确
35、定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。一般来说，柔性制造系统是指可变的、自动化程度较高的制造系统。它是数控技术、计算机技术、工业机器人技术高度发展的产物、它由多台单机组成（数控机床、数控加工中心等），没有固定的加工顺序和节拍，能在不停机调整的情况
36、下更换加工工件及工夹具，在时间和空间上都有高度的可变性。2.3.5 计算机辅助制造计算机辅助制造是指在机械制造业中，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。计算机辅助制造往往是以一个部件或一种产品为对象，具有加工，检验、调整、储运、装配、性能测试等功能，比柔性制造系统的范围要大得多。计算机辅助工艺规程设计（Computer Aided Process Planning,简称CAPP）是计算机辅助制造的重要基础。计算机辅助制造系统是指通过采用一种监测和控制制造过程各阶段状况的计算机来分级管理多方面的制造工作。从单机控制到集成制造，利用计
37、算机分级结构将产品的设计信息自动地转换成制造信息，从直接控制生产制造过程，含加工、检验、装配、试验、包装等全过程到间接控制有关物质供应、生产准备、调度和管理等，都属于CAM的范畴。更简明地说，CAM就是通过计算机直接或间接地与企业中物力资源和人力资源的信息交换作用，实现计算机对生产的控制、操作运行和管理。CAM是在产品制造和管理方面的综合应用技术，它将产品在制造过程中所需要的各项技术、管理思想和方法，以及工程技术人员、管理人员的经验和智慧同计算机强大功能有机地结合起来。有了CAM技术，管理人员和工程技术人员就可以借助计算机实现产品制造及管理最佳的方案。2.3.6 计算机集成制造系统计算机集成制
38、造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称CIMS)是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的。它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。CIMS是一种先进制造技术，它包含下面四个方面的含义：（1）CIMS是一种组织、管理与运行企业生产的哲理，其宗旨是使企业的产品上市快、质量高、成本低和服务好，从而使企业赢的竞争。（2）企业生产的各个环节，即市场分析、经营决策与管理、新产品设计与开发看、工艺规划、加工制
39、造、销售及售后服务等，是一个不可分割的整体。特别是通过销售服务获取用户对产品进一步改进及对新产品的需求，由此形成一个封闭环。对上述环节应从系统的观点进行协调，以实现全局优化和标准化。（3）企业生产的要素包括人、技术、机械及经营管理。其中尤其要重视发挥人的主导作用。（4）CIMS技术十多年来综合发展了企业生产各环节的计算机辅助技术的集成，即计算机辅助决策、经营与管理技术，计算机辅助分析和设计技术，计算机柔性制造技术，计算机辅助质量管理与控制技术，计算机售后服务系统，计算机信息集成技术等等。可见它是将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理、机器设备及其信息流和物流有机的集成并优化运行的大系统。
40、CIMS的发展可以实现整个机电制造工厂的全盘自动化，成为自动化工厂（Factory Automation）,或称为无人化车间或工厂，即无人化制造系统（Unmanned Manufacturing System,简称UMS）.CIMS系统可以由若干个子系统组成。随着计算机技术的不断发展和经营管理水平的不断提高，CIMS将成为未来工厂的主流。第3章 零部件信息描述和分类编码3.1 概述产品的结构形状、尺寸、公差、表面粗糙度、热处理、表面处理及其他技术要求通常都应表示在工程图上。工艺规程设计的目的是制订一个零件的制造过程。一张工程图表示产品设计的一切信息，所以，工程图就是工艺规程设计工作的基本输入。
41、那么，产品零件的信息如何输入计算机呢？零件信息的输入方法住要有三类：零件分类编码法，表面元素法和直接从CAD系统读取法。3.2 零件分类编码系统的结构零件分类编码系统，就是用数字、字母或符号将机械零件图上的各种信息特征进行标识的一套特定的法则和规定。这些特征包括零件的几何形状、尺寸、精度、材料、热处理、表面处理等信息；也可包括描述零件的有关功能以及生产管理方面的信息，诸如零件名称、功能要素表、加工设备、工装、工时、生产批量等。因此，对机械零件进行编码的过程，实质上是根据其有关信息特征，按照约定的法则，逐一对零件进行分类的过程，即用相应的数字、字母或符号将其标识出来，通常把它称为特征码，所以标识
42、的特征码的组合，称为零件的代码。一组代码不仅表示具有某些特征的一种零件，同时也代表了具有相同特征的若干种与其相似的其他零件。零件分类编码系统的结构，就是根据所标识零件的每种特征数字、字母和符号，按照一定规则和顺序的组合。从编码系统的总体结构可以分为整体式结构和组合式结构，如图3.2所示。整体式结构，即整个系统是一个整体，各码位之间没有明显的分隔界线，这种结构码位少，一般为一张分类表，应用简便，易于记忆。组合式结构又可分为主辅码组合结构和相互独立的子系统组合结构，这种结构的整体由若干个可分开的局部组成。目前，应用较广泛的是主辅码组合式结构，其中主码用来标识零件的永久性特征，如零件的主要形状、形状
43、要素、加工精度等；辅码主要用来标识零件的非永久性特征，如加工工序，设备，工序等。编码系统各码位之间的结构形式，归纳起来可分三种：树式结构，链式结构和混合式结构，如图3.1所示。图3.1的结构形式 图3.2总体结构形式a.树式结构 b.链式结构 c.混合结构 a.整体式 b.主辅码组合式 c.子系统组合式（1）树式结构：码位之间是隶属关系，即除第一码位内的特征码外，其它各码位的确切含义都要根据前一码位来确定。如图4-1a所示。树形结构的分类编码系统所包含的特征信息量较多，能对零件特征进行较详细的描述，但结构复杂，编码和识别代码不太方便。（2）链式结构：也称为并列结构或矩阵结构，每个码位内的各特征
44、码具有独立的含义，与前后位无关，如图4-1b)所示。链式结构所包含的特征信息量比树式结构少，但结构简单，编码和识别也比较方便。OPITZ系统的辅助码就属于链式结构形式。（3）混合式结构：系统中同时存在以上所说的两种结构。大多数分类编码系统都有用混合式结构，例如OPITZ系统、KK系统等。3.2.1 树式结构树式结构，又称分级式结构，其特点是码位之间有隶属关系，即后面的码位隶属于前面的码位。它所构成的分类编码系统所含特征信息量大，能逐级详细地对零件特征进行描述，但结构较复杂，编码知识和代码都不太方便。树式结构的信息量为：(0.1)式中 -码位数量； -每个码位内的项数；-系统的信息量。如图3.2的结构容量则为3.2.2 链式结构链式结构，又称并列结构，其特点是各码位之间不是从属关系，而是相互并列的，各码位都是有固定而独立的含义。它所包含的信息量，在其他条件不变的情况下比树式结构少，但其结构简单，使用方便，应用较广。其信息量为：(0.2)式中 -码位的项数； -码位的数量；如图3-2的结构容量为3.2.3 混合式结构混合式结构的特点是在系统中同时存在有树式和链式两种结构形式。为了尽可能利用前述两种形式的优点，目前大多数分类编码系统都采用混合式结构，如著名的Opitz系统、日本的KK系统和我