計算機(jī)集成制造系統(tǒng)大綱

1、1計算機(jī)集成制造系統(tǒng)概論生產(chǎn)系統(tǒng)（production system）：是指組織實(shí)現(xiàn)公司的生產(chǎn)運(yùn)作所需的人、設(shè)備以及流程的集合。包括生產(chǎn)設(shè)施和制造執(zhí)行系統(tǒng)。生產(chǎn)設(shè)施（facilities）：是指工廠、工廠中的設(shè)備及設(shè)備的組織方式。制造支持系統(tǒng)（manufacturing support system）：是指用來管理生產(chǎn)，解決原材料采購、物料搬運(yùn)過程中遇到的技術(shù)和物流問題，確保產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一套流程。（產(chǎn)品設(shè)計、其它業(yè)務(wù)功能等）自動化制造系統(tǒng)是在較少的人為參與下，完成加工、裝配、檢驗(yàn)或物料搬運(yùn)等類似的操作。比如加工零件的自動化設(shè)備、自動化裝配系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)線、自動檢驗(yàn)系統(tǒng)、自動物料搬運(yùn)

2、系統(tǒng)等。（1）固定自動化，是指系統(tǒng)中加工錯的順序是由設(shè)備的結(jié)構(gòu)決定的。特征為：設(shè)備的初始投資比較高，具有很高的生產(chǎn)率，對產(chǎn)品種類表現(xiàn)出較差的柔性。用于大批量和高生產(chǎn)率的生產(chǎn)模式。（自動化生產(chǎn)線，自動化裝配線）（2）可編程自動化，是指生產(chǎn)設(shè)備的操作順序可以根據(jù)不同的的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來設(shè)計，由程序（一系列可以被系統(tǒng)讀取和解釋的編碼指令）來控制。特征為：在通用設(shè)備上高投資，比固定自動化的生產(chǎn)率低，具備處理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變更的柔性，更適合于成批生產(chǎn)。（數(shù)控機(jī)床）（3）柔性自動化，是可編程自動化的一種擴(kuò)展形式。體現(xiàn)在不同樣式操作之間變換所用的時間很少。特征為：較高的投資，不同混合比的連續(xù)生產(chǎn)，中等生產(chǎn)率，對于產(chǎn)品設(shè)

3、計的多樣性具有一定的柔性。用于小批量多種類的生產(chǎn)模式。（加工中心）2制造操作制造操作是指工廠將原材料加工成產(chǎn)品過程中的基本活動，主要包括：加工和裝配操作、物料搬運(yùn)、檢驗(yàn)和測試、協(xié)調(diào)和控制。（1）加工操作是通過能量改變工件的形狀、物理特性或外觀來增值的過程，能量包括機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等。成形操作是通過能量改變工件的幾何形狀和特征。比如凝固工藝、微粒工藝、變形工藝、材料去除工藝。改善特性的操作是用來提高工件的機(jī)械性能和物理性能。比如熱處理。表面處理操作主要包括表面清洗、表面處理、表面涂層和鍍膜。如微電子集成電路的表面處理。（2）裝配操作是指將兩個以上的獨(dú)立零部件整合成一個新的實(shí)體，組成部分

4、永久或暫時連接。永久連接：焊接、粘接、鉚接等暫時連接：螺紋連接、銷連接等（3）物料搬運(yùn)和存儲，工廠物流（4）檢驗(yàn)和測試，檢測生產(chǎn)地產(chǎn)品是否符合設(shè)計要求（5）協(xié)調(diào)和控制，對每個加工和裝配過程的調(diào)節(jié)以及對工廠層面運(yùn)作的管理和控制。3自動化概述（2）故障恢復(fù)是指運(yùn)用必要的措施校正故障，使得系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。故障恢復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計關(guān)鍵在于設(shè)計一定的策略和流程，是的加工過過程中任何可能發(fā)生的誤差都得以校正或補(bǔ)償。利用中斷系統(tǒng)進(jìn)行故障恢復(fù)。將中斷當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，插入一個故障恢復(fù)子程序。主要策略為策略1，在當(dāng)前工作循環(huán)結(jié)束時進(jìn)行調(diào)整。策略2，在工作循環(huán)中進(jìn)行校正策略3，停止加工進(jìn)行校正策略4，停止加工

5、尋求幫助。例3.3某自動化制造單元故障恢復(fù)故障1：刀具的溫度巨變導(dǎo)致工件尺寸變化校正措施：調(diào)整程序坐標(biāo)對其進(jìn)行補(bǔ)償（策略1）故障2：機(jī)械手夾取工件時滑落校正措施：夾取另一個工件（策略2）故障3：切削溫度過高校正措施：降低切削速度（策略2）故障4：刀具失效校正措施：更換刀具（策略3）故障5：碎屑影響機(jī)加工校正措施：提醒操作人員清理工作區(qū)域的碎屑（策略4）4工業(yè)控制系統(tǒng)（2）離散控制系統(tǒng)系統(tǒng)的參數(shù)和變量以離散形式隨時間變化。比如事件驅(qū)動的變化、事件驅(qū)動的變化。當(dāng)控制器對引起系統(tǒng)狀態(tài)變化的事件做出反應(yīng)時，發(fā)生事件驅(qū)動的變化。對其控制稱為組合邏輯控制比如機(jī)器人把工件放在夾具中，限位開關(guān)能夠探測到工件，

6、探測到工件的存在就是改變系統(tǒng)狀態(tài)的事件，事件驅(qū)動的變化就是現(xiàn)在可以開始自動加工循環(huán)。控制系統(tǒng)到達(dá)某個給定時間點(diǎn)或在一定時間之后，發(fā)生時間驅(qū)動變化。對其控制稱為順序控制。比如自動熱處理循環(huán)通過機(jī)器人把工件放入熔爐，熱處理達(dá)到規(guī)定時間后，取出工件。離散控制廣泛用于離散制造和過程工業(yè)中，比如控制傳送帶的操作、物料搬運(yùn)系統(tǒng)、自動存儲系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、自動生產(chǎn)線、自動化裝配系統(tǒng)等。過程工業(yè)的批量處理用到離散控制。（2）計算機(jī)控制能力。輪詢，指周期性地對過程狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。輪詢頻率、輪詢順序、輪詢格式互鎖，指用來協(xié)調(diào)兩個或多個設(shè)備的活動，防止設(shè)備之間相互干擾。輸入互鎖（外部設(shè)備產(chǎn)生的信號并傳送給控制器

7、，包括繼續(xù)執(zhí)行工作循環(huán)的程序和中斷工作循環(huán)程序）和輸出互鎖（由控制器傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備的信號）中斷系統(tǒng)，懸掛當(dāng)前程序去處理另一個級別更高的程序或子程序，以響應(yīng)輸入事件。根據(jù)收到的中斷信號，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到事先設(shè)定的子程序來處理特定的中斷信號，當(dāng)前程序的狀態(tài)被暫時存儲，以便中斷服務(wù)完成之后可以繼續(xù)執(zhí)行。內(nèi)部中斷（系統(tǒng)自身產(chǎn)生，比如計時器觸發(fā)的事件）和外部中斷（系統(tǒng)之外產(chǎn)生，比如初始過程的中斷、操作者的輸入）。一般要設(shè)置中斷系統(tǒng)的優(yōu)先級水平。例4.1異常處理，異常是超出了過程或控制系統(tǒng)正常操作或期望操作的事件。通過調(diào)用異常處理程序完成故障識別與恢復(fù)。比如生產(chǎn)質(zhì)量問題、過程變量超出正常范圍、維持工程必須的原材

8、料或供應(yīng)出現(xiàn)短缺、控制器故障、危險的條件等。5傳感器、執(zhí)行器及其他控制系統(tǒng)元件（1）連續(xù)模擬信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換傳感器和變換器、產(chǎn)生模擬信號的測量設(shè)備。信號調(diào)理（通過過濾去除隨機(jī)噪聲信號，一種信號形式轉(zhuǎn)換為另一種形式比如電流轉(zhuǎn)電壓）多路轉(zhuǎn)換器、是多個輸入通道的轉(zhuǎn)換開關(guān)。放大器、用于放大或者縮小信號，使之符合數(shù)模轉(zhuǎn)換器的處理范圍模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC（核心部件）轉(zhuǎn)換過程：采樣、量化、編碼。（采樣頻率（對連續(xù)模擬信號取樣的頻率）、轉(zhuǎn)換時間、分辨率、轉(zhuǎn)換方法）采樣、在周期性時間間隔內(nèi)，將連續(xù)的模擬信號變化為一系列離散的模擬信號（每個離散信號分配一個事先定義的信號幅值級水平，這些離散的信號幅值水平轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼，

9、表示一系列二進(jìn)制編碼的信號序列的幅值）。量化、分辨率是模擬信號被估計的精確程度，精確度用二進(jìn)制表示是由量化位數(shù)決定，量化水平Nq為2n ，n為比特數(shù),分辨率是工作范圍與量化水平減1的比值。 量化誤差（量化得到的數(shù)字值與模擬信號真實(shí)值不同）取分辨率的一半。編碼、連續(xù)逼近法（將一系列已知的試驗(yàn)電壓值與未知的輸入信號值相比較）。試驗(yàn)電壓數(shù)目與編碼信號位數(shù)對應(yīng)，第一個試驗(yàn)電壓值取工作范圍的0.5，每一個連續(xù)的試驗(yàn)電壓值是前一個電壓值的0.5，將輸入電壓的剩余部分與每個試驗(yàn)電壓值比較，輸入值超過試驗(yàn)電壓值取1，反之取0，得到連續(xù)比特值與相應(yīng)試驗(yàn)電壓值相乘。最終獲得輸入信號的編碼值。6數(shù)字控制技術(shù)2、計算

10、機(jī)數(shù)字控制特點(diǎn)：存儲多個零件程序、多種形式的程序輸入、在加工設(shè)備上直接編程、固定循環(huán)及子程序的編寫、插補(bǔ)、初始位置的定位特征、刀具長度和大小補(bǔ)償、加速和減速的計算、通信接口、診斷（控制啟動診斷、故障和失效分析、為個別的零件提供擴(kuò)展診斷、刀具壽命監(jiān)控、預(yù)防性維修提示、程序診斷）等。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)器控制單元。其子系統(tǒng)由一條系統(tǒng)總線相互連接起來。（1）中央處理器CPU，依靠存儲器的軟件管理系統(tǒng)組件，包括3部分：控制部分、算法邏輯單元、快速存取的存儲器。控制部分從內(nèi)存中找回數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生信號以激活系統(tǒng)的組件。算法邏輯單元由電路（具有運(yùn)算、計數(shù)、邏輯功能）組成?？焖俅嫒〉拇鎯ζ鳛镃PU正在處理的數(shù)據(jù)提

11、供了臨時的存儲空間。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線與主內(nèi)存相連接。（2）存儲器，主存儲器（只讀存儲器ROM,操作系統(tǒng)和機(jī)床接口、隨機(jī)存儲器RAM）、輔助存儲器（存儲大的程序和數(shù)據(jù)文件，需要時傳到主存儲器，用軟盤硬盤）輔助存儲器存儲零件程序、宏和其他軟件。（3）輸入輸出接口，為系統(tǒng)的各種組件與操作者之間提供信息交流，給外部設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)或信號、從外部設(shè)備接收數(shù)據(jù)或信號?；窘涌跒椴僮髅姘澹〝?shù)字、字母），用來輸入和編輯零件程序和各類功能命令指令，顯示器會顯示程序的當(dāng)前狀態(tài)以及故障警告。（4）機(jī)床軸的控制以及轉(zhuǎn)速的控制，機(jī)器控制單元產(chǎn)生的控制信號要轉(zhuǎn)化為特定形式或能量水平才能驅(qū)動機(jī)床軸的位置控制系統(tǒng)。軸可以帶動工件

12、轉(zhuǎn)動或帶動刀具旋轉(zhuǎn)，軸速是機(jī)床的編程參數(shù)，軸速控制部件由驅(qū)動控制電路和反饋傳感器接口組成。（5）其它機(jī)床的順序控制，輔助功能通過零件程序控制實(shí)現(xiàn)。比如，開關(guān)觸發(fā)、互鎖、離散數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?？删幊绦蚩刂破鲿f(xié)助控制。計時器（連續(xù)產(chǎn)生信號）、計數(shù)器（離散數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）、夾具（系統(tǒng)向執(zhí)行器輸出開關(guān)指令）、冷卻液控制（系統(tǒng)向泵輸出開關(guān)指令）。（6）個人計算機(jī)，計算機(jī)數(shù)字控制基本應(yīng)用：PC用作MCU的一個獨(dú)立前端接口、PC包括操縱機(jī)床的動作控制板和其他硬件。依靠軟件進(jìn)行操作，操作系統(tǒng)、機(jī)床接口軟件、應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)主要功能解釋零件程序并且產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號來驅(qū)動機(jī)床的軸，在ROM中制造者安裝，操作系統(tǒng)包括編輯器

13、、控制程序、執(zhí)行程序、診斷程序。機(jī)床接口軟件用來操作中央處理器和機(jī)床之間的通信連接，以實(shí)現(xiàn)輔助功能。7工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的操縱器是由一些列的關(guān)節(jié)和連接構(gòu)成。機(jī)器人結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)器人操縱器的關(guān)節(jié)和連接的類型與大小及其物理構(gòu)造因素。工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)（軸），提供身體兩個部分之間的相對動作。動作有自由度，一個關(guān)節(jié)只關(guān)聯(lián)一個自由度，關(guān)節(jié)為輸入端和輸出端之間提供受控的相對運(yùn)動。連接每個關(guān)節(jié)的是兩個連接，一個輸入一個輸出，連接是操縱器的剛性組件。機(jī)器人連接會編號，比如把基座與第1個關(guān)節(jié)的連接稱為連接0、關(guān)節(jié)1和關(guān)節(jié)2的連接稱為連接1、以此類推。五類關(guān)節(jié)，2種提供平移動作、3種提供旋轉(zhuǎn)動作。線性關(guān)節(jié)（L），輸

14、入與輸出連接之間是滑移平動、兩個連接的軸線平行；直角關(guān)節(jié)（O），輸入與輸出連接之間是滑移平動、兩個連接互相垂直；轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)（R），提供相對轉(zhuǎn)動運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)軸垂直于輸入輸出連線的軸線；扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（T），提供轉(zhuǎn)動運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)軸平行于輸入輸出連線的軸線；旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（V），提供轉(zhuǎn)動運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)軸平行于輸入連接軸線，垂直于輸出連線軸線。8 采用可編程邏輯控制器和個人計算機(jī)的離散控制可編程邏輯控制器通過存儲在內(nèi)存中的指令程序，利用數(shù)字或模擬輸入輸出模塊來執(zhí)行邏輯、順序、定時、計數(shù)和算術(shù)功能。1970提出，廣泛用于控制機(jī)器、自動生產(chǎn)線、物料搬運(yùn)設(shè)備等。PLC繼電器、計時器、計數(shù)器等元件之后出站PLC，優(yōu)勢明顯：程序編寫

15、容易、可以重復(fù)編程、空間占用少、可靠性高可維護(hù)保養(yǎng)、可以與計算機(jī)連接、具有更多控制功能。組成：9制造系統(tǒng)概述制造系統(tǒng)是用于原材料、工件進(jìn)行加工或裝配操作的所以設(shè)備和人力資源的集合。設(shè)備包括制造設(shè)備和工具、物料搬運(yùn)設(shè)備、工件定位設(shè)備、計算機(jī)系統(tǒng)。制造系統(tǒng)運(yùn)行所需的人力資源包括全職人員、定期參與人員。制造系統(tǒng)例子：一個工人管理的一臺半自動化機(jī)床單元；一個工人看管的一組半自動化設(shè)備的系統(tǒng)一個工人間歇性看管的完全自動化的裝配設(shè)備在自動化生產(chǎn)循環(huán)中制造出相似工件的一組自動化設(shè)備由一組工人看管的一條裝配生產(chǎn)線（1）裝載、定位、卸載工件裝載是將將工件從某個地方搬運(yùn)并安裝到加工設(shè)備或機(jī)器上的過程。比如，批量提

16、供生產(chǎn)，原材料存儲在鄰近工位的容器。工件定位是通過夾具對工件進(jìn)行準(zhǔn)確的定位、定方向和加緊，防止加工過程中由于外力導(dǎo)致工件松動。夾具主要有夾具、卡具、卡盤等。工件卸載是在完成加工操作時，工件從機(jī)器卸載下來，可以在生產(chǎn)設(shè)備上移動、可以放到工位內(nèi)的容器里、可以按照生產(chǎn)順序運(yùn)輸?shù)较乱粋€加工工位。對于手工操作或半自動化操作，裝載、定位、卸載是通過手工完成。對于自動化程度較高的工位，可以采用工業(yè)機(jī)器人、工件進(jìn)料器、自動化模具更換器等完成裝載、定位、卸載。2、多工位制造系統(tǒng)多工位制造系統(tǒng)具有可變路徑，用來組織實(shí)施某些特殊目的。比如用來生產(chǎn)具有中等自動化水平的產(chǎn)品或部件、具有相似加工操作的一組零部件生產(chǎn)、具有

17、相似裝配操作的一組產(chǎn)品裝配、生產(chǎn)用于下一步裝配所需的整套零部件等。具有一定程度多樣性的零部件生產(chǎn)，多樣性是指零部件加工操作的差異性或加工操作順序的不同。人工操作的機(jī)器為機(jī)器單元，可以進(jìn)行單元化制造，以成組技術(shù)支持。機(jī)器完全自動化，同時工位之間的物料搬運(yùn)也自動化，成為具有可變路徑的自動化多工位系統(tǒng)。自動化機(jī)器具有柔性，稱之為柔性生產(chǎn)系統(tǒng)或柔性生產(chǎn)單元。10單工位制造單元1、單工位人工單元單工位人工單元的標(biāo)準(zhǔn)模式是一個工人和一臺機(jī)器組成。單工位人工單元的優(yōu)勢：所需的實(shí)施時間最短、需要投入資金最少的生產(chǎn)方式、技術(shù)上是最容易安裝和操作的系統(tǒng)、對于小批量生產(chǎn)成本最低、最具有柔性的生產(chǎn)方式。一臺設(shè)備和一名

18、工人組成工作單元，機(jī)床是手工或半自動操作的。手工操作工位中操作工人控制機(jī)床并裝載和卸載工件。加工方法為一名工人操作一臺標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床。在工作期間工人要看管機(jī)床運(yùn)行（有時看管整個工作循環(huán)、有時只需看管部分工作循環(huán)），比如電子車間組裝印刷電路板，需要工人持續(xù)關(guān)注。手工工作單元工人要在同一個工位上執(zhí)行操作任務(wù)，可以是工人使用手動工具，也可以是工人使用便攜式電動工具。比如在機(jī)械安裝時使用螺絲刀和扳手為手動工具，而手鉆、烙鐵、電弧焊槍為電動工具。在半自動化工作站中，機(jī)床由某些形式的程序控制，工人只需負(fù)責(zé)啟動或停止機(jī)床，并定期更換工具。工人不需要持續(xù)關(guān)注整個工作流程，但是要出現(xiàn)在每個流程中。單工位工作單元也包括

19、多個工人全職操作機(jī)床或完成工作。比如鍛壓生產(chǎn)過程需要兩個工人去操作重型鍛壓機(jī)、在電弧焊接時設(shè)置一名焊工和一名操作工、在單個裝配工位上多個工種工人共同安裝一臺大型機(jī)械等。單工位工作單元也包括一臺主生產(chǎn)機(jī)器和若干輔助設(shè)備組成的工作單元。比如烘干機(jī)要在使用人工操作的注塑機(jī)之前用干燥設(shè)備使注塑的塑料粉末干燥、在注塑機(jī)上用磨頭磨去注塑件的燒冒口以回收材料、修邊剪與鍛錘結(jié)合用來清理鍛件正邊。等3、基于機(jī)器族的分析機(jī)器族為在相同的工作循環(huán)內(nèi)由同一個操作員看管的多臺生產(chǎn)零件或產(chǎn)品機(jī)器的集合，為單工位系統(tǒng)。機(jī)器單元為多臺機(jī)床組織起來生產(chǎn)零件族或產(chǎn)品族，為多工位系統(tǒng)。將設(shè)備組織成一個機(jī)器族的條件：相對需要工人看管

20、的時間，半自動化機(jī)器周期較長半自動化機(jī)器周期對所有機(jī)器都是相同工人操作的機(jī)器布局比較靠近，可以花少時間在機(jī)器間走動車間允許一個工人看管多臺機(jī)器。分配給一個工人的機(jī)器數(shù)量n11成組技術(shù)和單元化制造1、階序聚類法階序聚類發(fā)要確定如何將工廠中的機(jī)器組成機(jī)器單元，完成劃分零件族。階序聚類法由King提出，適用于生產(chǎn)流程分析，通過將零件機(jī)器關(guān)聯(lián)矩陣變換成對角線上的塊來表示零件族以及對應(yīng)的機(jī)床組。從初始的關(guān)聯(lián)矩陣開始，步驟如下：2、階序聚類法分析例題12柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)是高度自動化的成組機(jī)器單元，包含一系列工作站，與自動物料搬運(yùn)和存儲系統(tǒng)相連接，并由分布式計算機(jī)系統(tǒng)控制。FMS的柔性是可以同時在各

21、個工作站加工不同種類的零件、可以根據(jù)不同的設(shè)計需求改變零件的型號和數(shù)量。FMS適合于中等種類和規(guī)模的生產(chǎn)。FMS依賴于成組技術(shù)原理，僅有能力生產(chǎn)某一系列或有限范圍內(nèi)的零件族。3、柔性制造運(yùn)行柔性制造系統(tǒng)安裝好之后，還需要對現(xiàn)有的資源進(jìn)行優(yōu)化，來滿足生產(chǎn)要求，達(dá)到一些目標(biāo)，比如利潤、質(zhì)量、顧客滿意等。運(yùn)行中必須解決以下問題：（1）排產(chǎn)與分派（2）給機(jī)器裝載工件（3）工件路徑（4）工件的分組（5）刀具管理（6）托盤與夾具分析13手工裝配線3、線平衡問題裝配線必須按照規(guī)定的生產(chǎn)率運(yùn)轉(zhuǎn)，使生產(chǎn)周期達(dá)到理想狀態(tài)。給定條件下，線平衡這問題是考慮，如何將這些獨(dú)立的工作要素分配到各個不同的工位上，使得所有工人

22、的工作量相同。其中涉及的兩個核心概念是最小合理工作要素、前向次序約束。（1）最小合理工作要素，是有特定有限目標(biāo)的少量工作。比如連接兩個元件、在基件上添加一個元件等。它不能被繼續(xù)分割，比如在金屬薄板上鉆一個孔、用螺栓連接兩個機(jī)械零件等。工作要素的時間總和等于工作總量的時間。（2）前向次序約束。前向次序約束是工作順序上的技術(shù)性要求。比如一些工作要素必須先于另外一些要素完成?？梢杂们跋虼涡驁D表示，說明工作要素的操作順序。工作要素用節(jié)點(diǎn)符號表示，前向次序用箭頭連接節(jié)點(diǎn)，順序由左至右依次進(jìn)行。（3）線平衡效率的量度用來評價線平衡解法的優(yōu)劣，比如平衡效率，是總工作時間與可用總服務(wù)時間的比值14加工生產(chǎn)線和

23、類似自動化生產(chǎn)系統(tǒng)自動化生產(chǎn)線是由多個工位組成，通過物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接在一起的系統(tǒng)。物料搬運(yùn)系統(tǒng)能將零件從一個工作站傳輸?shù)搅硪粋€工作站。生產(chǎn)線包括質(zhì)量檢驗(yàn)工作站、手工工作站（執(zhí)行比較困難的加工任務(wù)）。每個工作站執(zhí)行一項不同的操作，所有的操作累加，能夠完成完整的一件產(chǎn)品。多個工件在生產(chǎn)線上同時進(jìn)行加工，每個工作站里都加工一個工件，任何時刻在生產(chǎn)線上的零件數(shù)目和工作站數(shù)目相等。1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為直線型生產(chǎn)系統(tǒng)、分段直線型生產(chǎn)系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)型生產(chǎn)系統(tǒng)。直線型結(jié)構(gòu)，由一系列按直線排列的工作站組成。用于加工較大工件，比如汽車發(fā)動機(jī)的氣缸、變速箱等。可以容納大量的工作站，也可以設(shè)計存儲緩沖區(qū)。

24、分段直線型結(jié)構(gòu)由兩段以上直線傳輸部分組成，分段之間彼此正交生產(chǎn)線控制中自動搬運(yùn)裝置運(yùn)行時，有三個基本功能：操作要求、安全要求、質(zhì)量控制，具體如下。（1）順序控制，可以調(diào)整搬運(yùn)系統(tǒng)和各個工作站之間的活動順序。比如工件從當(dāng)前工作站釋放出來，然后搬運(yùn)放下并在下一個工作站上卡緊；之后下一個周期又從頭開始；如此反復(fù)。（2）安全監(jiān)測，保證生產(chǎn)線不會在不安全的條件下運(yùn)行。安全是指工人在工作環(huán)境下的安全，或者設(shè)備自身的安全。使用的傳感器要超越順序控制的限制，集成到生產(chǎn)線中并形成反饋來避免發(fā)生危險。比如安裝互鎖裝置，來避免工人在維修或做其他事情時機(jī)器仍在運(yùn)行。比如機(jī)加工生產(chǎn)線，需要監(jiān)測刀具的狀況，以防刀具磨損，避免使用有缺陷的刀具。（3）質(zhì)量控制，監(jiān)測工件的某些質(zhì)量特性。目的是發(fā)現(xiàn)并拒絕生產(chǎn)線上的缺陷工件。可以把檢驗(yàn)控制任務(wù)集成到加工工位上進(jìn)行質(zhì)量控制，也可以用獨(dú)立的檢測站來檢查工件的某一項質(zhì)量參數(shù)。檢驗(yàn)到質(zhì)量不符合，處理措施為：使整條生產(chǎn)線立即停下以便排除不合格工件（缺點(diǎn)是損失生產(chǎn)時間）?；蛘呃^續(xù)生產(chǎn)，將不合格工件從生產(chǎn)線上取下進(jìn)行下一步加工（缺點(diǎn)是對控制設(shè)備要求高）兩種輔助控制功能：即時控制和記憶控制。（4）即時控制，發(fā)現(xiàn)缺陷或故障時，生產(chǎn)線立即停下來。