自动化制造系统_1概述

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类型
2、机械制造自动化系统的分类 1）.按制造过程分：毛坯制备、热处理、储运 、机加工、装配、辅助质量和系统控制自动化
2）.按设备分：局部动作、单机、刚性、刚性
综合、FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性
制造系统）
3）.按控制方式分：机械、机电液、数字、计
算机、智能控制自动化
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3、机械制造自动化设备的特点及适应范围
§1.3 机械制造自动化的类型
1、机械制造自动化系统的构成 1）.加工系统：包括工件的切削加工、排屑 、清洗和测量 2）.工件支撑系统：包括工件的输送、搬运 和存储 3）.刀具支撑系统：包括刀具的装配、输送 、交换、存储以及刀具的预调、管理 4）.控制与管理系统：包括整个制造过程的 监控、检测、协调与管理
量控制、装配过程等。
广义：还包括产品设计、工艺设计、生产
准备、市场调研、市场营销、服务、回收处 理等其它环节 机械制造自动化：在机械制造过程的所有 环节中采用自动化技术，以实现机械制造 全过程的自动化。
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制造自动化 的概念是一个动态发展过程。 过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目 标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定 的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观 点。
考核方法
期 末 考 试 成 绩
论文、作业、课堂练习
—— 75％
—— 25％
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无故旷课3次，取消考试资格
参考书：
1. 全燕鸣 .机械制造自动化 . 华南理工大学出版 社，2007. 2. 刘治华，李志农.机械制造自动化技术 . 机械 工业出版社，2009. 3. 吴天林、段正澄 .机械加工系统自动化 . 机械 工业出版社，1992
化的概念。
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§1.1机械制造自动化的基本概念
自动化—— 机器代替人完成基本劳动的同时，若人
对机器的操纵看管、对工件的装卸与检验等辅助体
力劳动也是由机器来完成时，并且有自动控制系统
或计算机代替部分脑力劳动，这个制造过程是“自
动化” 。
基本劳动机械化＋辅助劳动机械化＋自动控
制系统→ 自动化制造系统
在一个工序中，如果所有的基本动作都机械化了， 并且使若干个辅助动作也自动化起来，而工人所要 做的工作只是对这一工序作总的操纵和监督，就称 为工序自动化。 基本动作--机器完成--机械化 辅助动作--机器完成 工序自动化 工艺过程自动化 制造过程自动化 17
2）、 工艺过程自动化（自动化线）
一个工艺过程（如加工工艺过程）通常包括着若
性课程，计划学时为32学时。
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课程宗旨
通过本课程的学习，扩展和拓宽学生在自动化加
工系统方面的知识，使学生系统地掌握有关机械制
造自动化技术方面的基本原理，了解机械制造中各
主要单元和系统的自动化方法以及各种自动化装臵
的结构原理和特点，并提高其应用管理能力，为进 一步的课程学习和今后从事专业技术工作奠定良好 的基础。 5
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③ 提高产品质量—由于广泛采用各种高精度的加工 设备和自动检测设备，减少了工人情绪波动的
④ 提高经济效益—采用自动化技术后可减少占地面积， 减少直接生产工人的数量，减少废品率等；
⑤ 降低劳动强度—让机器去完成绝大部分笨重、艰 苦、烦人甚至对人体有害的工作，从而降低了工人的 劳动强度； ⑥ 有利于产品更新—采用现代制造技术使得变更制 造对象更容易，适应的范围也较宽，十分有利于产品 的更新； 26
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第一章 绪 论
机械制造自动化的基本概念
机械制造自动化的主要内容 和意义
机械制造自动化的类型
机械制造自动化的控制方式
机械制造自动化的发展与趋势
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§1.1机械制造自动化的基本概念
1、什么是机械化和自动化？ 人在生产过程中的劳动包括三部分： 基本体力劳动、辅助体力劳动、脑力劳动
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造，
“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或 生 产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单 一性。
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自动化制造系统的基本形式
刚性自动化 设备及系统 自动化 制造系统
刚性半自动化单机 刚性自动化单机 刚性自动线 刚性综合自动化系统
柔性自动化 设备及系统
一般数控机床 加工中心 混合成组制造单元 分布式数控系统 DNC 柔性制造单元 FMC 柔性制造系统 FMS 柔性制造线 FML 计算机集成制造系统 CIMS
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§1.1机械制造自动化的基本概念
自动化生产系统是在没有人的直接参与下，
利用各种技术手段，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，实现预期的目标，或使生产过程、管理过程、
设计过程等按照人的要求高效自动地完成。
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2、制造自动化的三个层次
1）、工序自动化
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学生应掌握的基本技能有：
具备根据具体加工条件及应用范围合理选择自动 化加工设备的能力。 具备根据具体加工条件确定物流供输系统结构的 能力。 具备正确制订自动装配工艺过程的能力。
通过本课程的学习，学生还应了解机械制造自动 化技术的最新成就和发展趋势。
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学习方式
课堂讲授 —— 75% 自 学 —— 课程内容25％自学 实践环节 —— 论文、作业、课堂练习
实现的也是单个工艺过程的全部加工循环。 辅助装置包括自动工件输送、上料，下料、自动夹 具、升降装臵和转位装臵等； 切屑处理一般由刮板器和螺旋传送装臵完成。 特点：投资少、见效快，但通用性差，是大量生产 最常见的加工装备。 用途：常用于品种变化很小，但生产批量特别大的 场合。
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教学目的及要求
通过本课程的学习，学生应该掌握的基本理论有：
了解机械制造自动化的基本概念、类型、控制方式及发展与 应用。 掌握加工设备自动化的特点及分类，以及两种典型的加工过 程自动化方法：单机工作自动化和加工自动线。 掌握物流供输系统的功能及组成；介绍类型的物流供输系统 的组成及特点。 掌握刀具自动化的特点以及各种排屑、换刀自动化装臵。 了解制造过程中运用的各种检测技术。 掌握自动装配系统的组成以及自动装配工艺过程的分析。 了解工业机器人的构成及相关控制技术。 了解集成制造系统的概念，柔性制造系统、计算机集成制造 系统以及其他一些先进制造技术的结构及特点。
基本体力劳动：直接改变生产对象的形态、性能和 位臵等方面的劳动。 辅助体力劳动：完成基本体力劳动所必须做的其他 辅助性工作。 脑力劳动：决定生产方法、选择生产工具、质量检 验及生产管理等工作。 如：工件的装卸、加工、检验，刀具更换，工件输送， 工艺规程设计等。 11
§1.1机械制造自动化的基本概念
优点：投资少、见效快， 缺点: 调整工作量大，加工质量较差，工人的劳动强 度也大。 适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系 统。
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单台组合机床
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多刀半自动车床
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多刀半自动车床
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多刀半自动车床
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转 塔 车 床
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2）、刚性自动化单机
它是在刚性半自动化单机的基础上增加自动上、下料等辅 助装置而形成的自动化机床。
自动化制造系统
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制造系统自动化技术
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机械设计制造及其自动化专业主干课程
Automation Technology of
Manufacturing Systerm
主讲: 康文利 办公地点：教八楼311
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教材： 《机械制造自动化技术 》
主编： 周骥平、林岗
ห้องสมุดไป่ตู้
出版社: 机械工业出版社
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课程性质
《自动化制造系统》是 “机械工程及自动化” 本科专业的一门重要的专业课, 是一门综合
什么是机械化？ 机械化——执行制造过程的基本体力劳动是 由机器（机械）代替人力劳动来完成时称之 为机械化。
如：自动走刀代替手动走刀—走刀机械化 输送机代替人工搬运工件—是工件输送机械化； 气动夹紧工件代替手动夹紧工件—工件夹紧机械化。 12
§1.1机械制造自动化的基本概念
什么是自动化？
最初“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder 于1936年提出的。当时他在通用汽车公司工作， 他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移 不用人去搬运就是"自动化"。这是早期制造自动
3）、刚性自动线
刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输送 系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺 序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加 工的复杂大系统。 在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节 拍，顺序通过各个工作位臵，自动完成零件预定的 全部加工过程和部分检测过程。
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特点：⑴结构复杂，任务完成的工序多，所以生产效 率也很高，可以有效缩短生产周期，取消半成品的 中间库存，缩短物料流程，减少生产面积，改善劳 动条件，便于管理等。 ⑵ 投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。 用途：少品种、大量生产必不可少的加工装备。
的储运的自动化技术。
3.装配自动化技术：包括零部件供应、装配过程等的
自动化技术。
4.质量控制自动化技术：包括零件检测、产品检测、 刀具检测等的自动化技术。 23
2、机械制造自动化的意义
① 提高生产率—采用自动化技术后可以大幅度缩短 产品制造过程中的辅助时间，从而使生产率得以提高；
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② 缩短生产周期—如图所示，采用自动化技术后可以 有效缩短零件98.5%的无效时间，从而有效缩短了生产 周期；
现在，随着电子和信息技术的发展，特别是随着计 算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用 机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代 替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。