三章成组技术.ppt
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1、1,计算机辅助工艺设计 CAPP系统设计,2,第三章 成组技术,3.1 成组技术概述 3.2 零件分类编码技术 3.3 零件分类成组方法 3.4 零件分类方法的新发展,3,3.1 成组技术概述,3.1.1 机械类产品中零件的统计规律 联邦德国亚琛大学于1960-1961年曾对机床、发动机、矿山机械、纺织机械和军工机械等26个不同性质的企业选取了4500种零件,进行分析研究。,4,3.1 成组技术概述,机械类产品零件的组成如下: 第一类(A类):复杂件或特殊件 零件量少,约占总数的5%-15%,但结构复杂,价值高,如机床床身、主轴箱、飞机和发动机中的大件 第二类(B类):相似件 数量大,品种多,
2、约占70%,相似度高,多为中等复杂程度,如轴、套筒、法兰、齿轮 第三类(C类):简单件或标准件 结构简单,再用性高,多为低值件,一般已组织大量生产,如螺钉、螺母、垫圈,5,法兰钻,6,齿轮加工,7,3.1 成组技术概述,结论: 每类产品中各类零件的比例大体上一定 占大多数的相似件之间存在大量的相似性,充分利用这些特征,采取适当的技术和组织措施,才有可能使多品种、小批量生产的水平大幅提高,8,3.1 成组技术概述,3.1.2 成组技术的概念和实质 成组技术的概念 成组技术(GT)是一门生产技术科学和管理科学,它研究如何识别和发展生产活动中有关事物的相似性,并充分利用它把各种问题按它们之间的相似性
3、归类成组,并寻求解决每一组问题相对统一的最优方案,以取得所期望的经济效益。,9,3.1 成组技术概述,10,3.1 成组技术概述,成组技术的实质 将相似的零件进行识别和分组,并在零件设计和制造中充分利用它们的相似性,将相似的零件归类成族,每个零件族具有相似的结构和工艺特点,通过将生产设备分成加工组和加工单元来提高生产效率。,在产品设计以及制造业的其它领域,同样可以通过零件分组提高效率,11,3.1 成组技术概述,3.1.3 成组技术的应用与发展 应用 产品设计方面 用成组技术指导设计,赋予各类零件以更大的相似性,为在制造管理方面实施成组技术奠定了基础; 新产品具有继承性,可以重复利用经过考验的
4、设计制造经验,有利于保证产品质量的稳定; 为实现计算机辅助设计(CAD)奠定基础,可以使设计信息最大程度的重复使用,加快设计速度,缩短设计周期,12,3.1 成组技术概述,制造工艺方面 成组技术在制造工艺方面最先应用,开始用于成组工序 成组工序允许采用同一设备和工艺装置及相同的机床调整方式来加工全组零件,按零件族安排生产调度计划,可以大大减少由于零件品种更换所需的机床调整时间; 由于零件族内零件的安装方式和尺寸相近,可以设计出应用于成组工序的可调整卡具成组卡具,只需少量调整或更换某些零件,就可适用与全组零件; 成组工艺过程是成组工序的集合,能保证按标准化的工艺路线采用同一组机床加工同一组零件,
5、,以成组技术指导的工艺设计合理化和标准化,不难实现计算机辅助工艺设计及计算机辅助卡具设计,13,3.1 成组技术概述,生产组织管理方面 成组生产系统要求按模块化原理组织生产,即采取成组生产单元的组织形式; 运用成组技术原理将大量信息分类成组,并使之规格化、标准化,有助于建立结构合理的生产系统数据库; 成组技术采用分类编码技术,也是计算机辅助管理系统顺利实施的基础,14,3.1 成组技术概述,成组技术的发展 20世纪50年代中期 前苏联提出较为完整的体系,1959年出版了成组工艺科学原理 20世纪50年代末60年代初 传入欧洲各国,德国H.Opitz教授研制了Opitz零件分类编码系统,并提出了
6、零件分类编码方法 20世纪60年代以后 日本开始重视成组技术的应用,先后开发了5个零件分类编码系统 20世纪80年代以来 自动化的成组生产单元发展成柔性制造系统的更高形式,解决了多品种、中小批量自动化生产的问题,15,3.1 成组技术概述,我国成组技术的发展 20世纪60年代 在纺织机械、飞机、机床及工程机械等领域推广应用成组技术,并初见成效 改革开放后 大力开展了成组技术的科学研究和推广应用,研制了JLBM-1系统,16,3.2 零件分类编码技术,3.2.1 概述 工程图能详细描述一个产品或零件的全部信息和数据,但CAPP系统只能识别部分信息,其它信息需要用计算机能识别和处理的方式进行描述。
7、 成组技术采用零件编码系统,对零件进行编码,在宏观上描述零件而不涉及零件的细节。,为什么采用编码系统描述零件信息,17,3.2 零件分类编码技术,零件分类编码系统的定义 概念:用数字、字母或符号对零件各有关特征进行描述和标识的一套特定的法则和规定。 按照分类编码系统的规则用数字或字符描述标识零件特征的代码就是零件分类编码,也叫GT代码。,18,3.2 零件分类编码技术,建立零件分类编码系统应考虑的因素 零件类型(回转体、棱形体、箱体、拉伸体及钣金件等) 代码所表示的详细程度、码位之间的结构(链式、分级结构或混合式等) 代码使用的数制(二进制、八进制、十进制、十六进制、字母数字制) 代码的构成方
8、式(代码一般由一组数字组成,也可以由数字和字母组成) 代码必须无二义性 代码应该简单明了,19,钣金加工,20,数控冲床,钣金加工,21,3.2 零件分类编码技术,零件分类编码的结构形式 从码位之间的结构关系分: 树式结构 码位之间是隶属关系,除第一码位外,其它码位的确切含义都要根据前一码位来确定;包含的信息量较多,能对零件特这进行较详细的描述,但结构复杂、编码和识别不太方便 链式结构 也称并列结构,每个码位的各特征码具有独立的含义,与前后位无关;包含的信息量比树式结构少,结构简单,编码和识别方便 混合式结构 系统中同时存在上述两种结构。大多数分类编码系统都使用混合式结构。,22,3.2 零件
9、分类编码技术,23,3.2 零件分类编码技术,从表达形式来分: 表格式分类系统 用表格形式表达,应用最广泛 决策树式分类系统 一种新颖的表达形式,逻辑性强,能有效避免分类标志“二义性”的问题,每个节点处的分类标志是确切的,经过各节点,只有“是”或“否”两种选择,24,3.2 零件分类编码技术,25,3.2 零件分类编码技术,3.2.2 零件分类编码系统实例简介 OPITZ分类编码系统 世界上最著名的分类编码系统之一,由联邦德国亚琛工业大学OPITZ教授负责开发。 总体结构 由9位数字组成,前5位用于描述零件的形状,后4位用于描述零件的尺寸、精度和材料;在这9位码之后,用户还可根据自己的需要设计
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