機(jī)械制造自動化

1、1 21. 全燕鳴全燕鳴 .機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化 . 華南理工大學(xué)出版華南理工大學(xué)出版社，社，2007. 2. 劉治華，李志農(nóng)劉治華，李志農(nóng).機(jī)械制造自動化技術(shù)機(jī)械制造自動化技術(shù) . 機(jī)械機(jī)械工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2009.3. 吳天林、段正澄吳天林、段正澄 .機(jī)械加工系統(tǒng)自動化機(jī)械加工系統(tǒng)自動化 . 機(jī)械機(jī)械工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，1992 l 參考書：參考書：34通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該： p了解機(jī)械制造自動化的基本概念、類型、控制方式及發(fā)展了解機(jī)械制造自動化的基本概念、類型、控制方式及發(fā)展與應(yīng)用。與應(yīng)用。p了解了解加工設(shè)備自動化加工設(shè)備自動化的特點(diǎn)

2、及分類，以及兩種典型的加工的特點(diǎn)及分類，以及兩種典型的加工過程自動化方法：過程自動化方法：單機(jī)工作自動化和加工自動線單機(jī)工作自動化和加工自動線。p了解了解物流供輸系統(tǒng)物流供輸系統(tǒng)的功能及組成；介紹類型的物流供輸系的功能及組成；介紹類型的物流供輸系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。p了解了解刀具自動化刀具自動化的特點(diǎn)以及各種排屑、換刀自動化裝置。的特點(diǎn)以及各種排屑、換刀自動化裝置。p了解制造過程中運(yùn)用的各種了解制造過程中運(yùn)用的各種檢測技術(shù)檢測技術(shù)。p了解了解自動裝配系統(tǒng)自動裝配系統(tǒng)的組成以及自動裝配工藝過程的分析。的組成以及自動裝配工藝過程的分析。p了解了解工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及相關(guān)控制技術(shù)

3、。的構(gòu)成及相關(guān)控制技術(shù)。p了解集成制造系統(tǒng)的概念，柔性制造系統(tǒng)、計算機(jī)集成制了解集成制造系統(tǒng)的概念，柔性制造系統(tǒng)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)以及其他一些先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。造系統(tǒng)以及其他一些先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。教學(xué)目的及要求教學(xué)目的及要求5 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的基本概念基本概念 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的主要內(nèi)容主要內(nèi)容 和意義和意義 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的類型類型 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的控制方式控制方式 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的發(fā)展與趨勢發(fā)展與趨勢 第一章第一章 緒緒 論論61.1機(jī)械制造自動化的基本概念機(jī)械制造自動化的基本概念 1、什么是機(jī)

4、械化和自動化？、什么是機(jī)械化和自動化？ 2、制造自動化的三個層次、制造自動化的三個層次3、制造自動化的定義及內(nèi)涵、制造自動化的定義及內(nèi)涵7人在生產(chǎn)過程中的人在生產(chǎn)過程中的勞動勞動包括三部分：包括三部分： 基本體力勞動、輔助體力勞動、腦力勞動基本體力勞動、輔助體力勞動、腦力勞動l 基本體力勞動：基本體力勞動：直接改變生產(chǎn)對象的形態(tài)、性能和直接改變生產(chǎn)對象的形態(tài)、性能和位置等方面的勞動。位置等方面的勞動。l 輔助體力勞動：輔助體力勞動：完成基本體力勞動所必須做的其他完成基本體力勞動所必須做的其他輔助性工作。輔助性工作。l 腦力勞動：腦力勞動：決定生產(chǎn)方法、選擇生產(chǎn)工具、質(zhì)量檢決定生產(chǎn)方法、選擇生產(chǎn)

5、工具、質(zhì)量檢驗(yàn)及生產(chǎn)管理等工作。驗(yàn)及生產(chǎn)管理等工作。如：工件的裝卸、如：工件的裝卸、加工加工、檢驗(yàn)，檢驗(yàn)，刀具更換，刀具更換，工件輸送工件輸送，工藝規(guī)程設(shè)計等工藝規(guī)程設(shè)計等。1.1機(jī)械制造自動化的基本概念機(jī)械制造自動化的基本概念 1、什么是機(jī)械化和自動化？、什么是機(jī)械化和自動化？8p機(jī)械化機(jī)械化執(zhí)行制造過程的執(zhí)行制造過程的基本體力勞動基本體力勞動是是由機(jī)器（機(jī)械）代替由機(jī)器（機(jī)械）代替人力勞動人力勞動來完成時稱之來完成時稱之為為機(jī)械化機(jī)械化。 如：自動走刀代替手動走刀如：自動走刀代替手動走刀走刀機(jī)械化走刀機(jī)械化 輸送機(jī)代替人工搬運(yùn)工件輸送機(jī)代替人工搬運(yùn)工件是工件輸送機(jī)械化；是工件輸送機(jī)械化；

6、氣動夾緊工件代替手動夾緊工件氣動夾緊工件代替手動夾緊工件工件夾緊機(jī)械化。工件夾緊機(jī)械化。 1.1機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的基本概念基本概念 什么是機(jī)械化？什么是機(jī)械化？9最初最初“自動化自動化(Automation)”是美國人是美國人D.S.Harder于于1936年提出的。當(dāng)時他在通用汽車公司工作，年提出的。當(dāng)時他在通用汽車公司工作，他認(rèn)為他認(rèn)為在一個生產(chǎn)過程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移在一個生產(chǎn)過程中，機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是不用人去搬運(yùn)就是 自動化自動化 。這是早期制造自動。這是早期制造自動化的概念。化的概念。1.1機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的基本概念基本概念 什么是自動化

7、？什么是自動化？101.1機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的基本概念基本概念p自動化自動化 機(jī)器代替人完成基本勞動的同時，機(jī)器代替人完成基本勞動的同時，若人若人對機(jī)器的操縱看管、對工件的裝卸與檢驗(yàn)等對機(jī)器的操縱看管、對工件的裝卸與檢驗(yàn)等輔助體輔助體力勞動力勞動也是由也是由機(jī)器來完成時機(jī)器來完成時，并且有，并且有自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)或計算機(jī)代替部分或計算機(jī)代替部分腦力勞動腦力勞動，這個制造過程是，這個制造過程是“自自動化動化” ” 。基本勞動基本勞動機(jī)械化機(jī)械化輔助勞動輔助勞動機(jī)械化機(jī)械化自動控自動控制系統(tǒng)制系統(tǒng) 自動化制造系統(tǒng)自動化制造系統(tǒng)11 自動化生產(chǎn)系統(tǒng)是在沒有人的直接參與下，自動化生

8、產(chǎn)系統(tǒng)是在沒有人的直接參與下，利用利用各種技術(shù)手段，通過自動檢測、信息處理、分析各種技術(shù)手段，通過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制判斷、操縱控制，使，使機(jī)器、設(shè)備等按照預(yù)定的規(guī)律自機(jī)器、設(shè)備等按照預(yù)定的規(guī)律自動運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)動運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，或使，或使生產(chǎn)過程、管理過程、生產(chǎn)過程、管理過程、設(shè)計過程等按照人的要求高效自動地完成設(shè)計過程等按照人的要求高效自動地完成。1.1機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的基本概念基本概念122、制造自動化的三個層次、制造自動化的三個層次1）工序自動化）工序自動化2）工藝過程自動化）工藝過程自動化(自動化線自動化線)3）制造過程的自動化（自動化制造

9、系統(tǒng)）制造過程的自動化（自動化制造系統(tǒng)）13l 工序：工序： 是指是指一個（或一組）工人，在一臺機(jī)床（一個（或一組）工人，在一臺機(jī)床（或一個工作地點(diǎn)）對同一工件（或同時對幾個工或一個工作地點(diǎn)）對同一工件（或同時對幾個工件）所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。件）所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序工序2、制造自動化的三個層次、制造自動化的三個層次1）工序自動化）工序自動化生產(chǎn)過程由什么組成？生產(chǎn)過程由什么組成？工序是組成加工過程的基本單元。工序是組成加工過程的基本單元。工序又包括以下兩部分：工序又包括以下兩部分：1. 基本動作：基本動作：包括傳動、上下料、換刀、切削以包括傳動、上下料、換刀、切削以及

10、檢驗(yàn)等。及檢驗(yàn)等。2. 輔助動作：輔助動作：即操縱傳動機(jī)構(gòu)的動作。即操縱傳動機(jī)構(gòu)的動作。14基本動作基本動作- -機(jī)器完成機(jī)器完成- -機(jī)械化機(jī)械化輔助動作輔助動作-機(jī)器完成機(jī)器完成工序自動化工序自動化工藝過程自動化工藝過程自動化制造過程自動化制造過程自動化p在一個工序中，如果所有的在一個工序中，如果所有的基本動作基本動作都機(jī)械化了，都機(jī)械化了，并且使若干個并且使若干個輔助動作輔助動作也自動化起來，而工人所要也自動化起來，而工人所要做的工作只是對這一工序作做的工作只是對這一工序作總的操縱和監(jiān)督總的操縱和監(jiān)督，就稱，就稱為為工序自動化工序自動化。15 一個工藝過程（如加工工藝過程）通常包括著若一

11、個工藝過程（如加工工藝過程）通常包括著若干個工序，干個工序，如果不僅如果不僅每一個工序都自動化了每一個工序都自動化了，并，并且把它們有機(jī)地聯(lián)系起來，且把它們有機(jī)地聯(lián)系起來，使得整個工藝過程使得整個工藝過程（包括加工、工序間的檢驗(yàn)和輸送）都自動進(jìn)行，（包括加工、工序間的檢驗(yàn)和輸送）都自動進(jìn)行，而工人僅只是對這一整個工藝過程作總的操縱和而工人僅只是對這一整個工藝過程作總的操縱和監(jiān)督，監(jiān)督，這時就形成了某一種加工工藝的自動生產(chǎn)這時就形成了某一種加工工藝的自動生產(chǎn)線，通常稱為線，通常稱為工藝過程自動化工藝過程自動化。2）工藝過程自動化）工藝過程自動化（自動化線）（自動化線）16 一個零部件（或產(chǎn)品）的

12、制造包括著若干個工藝一個零部件（或產(chǎn)品）的制造包括著若干個工藝過程，如果不僅每個工藝過程都自動化了，而且過程，如果不僅每個工藝過程都自動化了，而且它們之間是自動的有機(jī)聯(lián)系在一起，也就是說從它們之間是自動的有機(jī)聯(lián)系在一起，也就是說從原材料到最終成品的全過程都不需要人工干預(yù)，原材料到最終成品的全過程都不需要人工干預(yù)，這時就形成了這時就形成了制造過程的自動化制造過程的自動化。 機(jī)械制造自動化的高級階段就是自動化車間甚機(jī)械制造自動化的高級階段就是自動化車間甚至自動化工廠。至自動化工廠。3）制造過程的自動化）制造過程的自動化（自動化制造系統(tǒng)）（自動化制造系統(tǒng)）173、制造自動化的定義及內(nèi)涵、制造自動化的

13、定義及內(nèi)涵制造自動化制造自動化制造自動化制造自動化制造制造目前對制造有兩種理解：目前對制造有兩種理解：l 一個是指產(chǎn)品的一個是指產(chǎn)品的“制作過程制作過程”或稱為或稱為“小制造概小制造概念念”，如機(jī)械加工過程；，如機(jī)械加工過程；l 另一個是另一個是廣義制造廣義制造概念，包括產(chǎn)品整個生命周期概念，包括產(chǎn)品整個生命周期過程，又稱為過程，又稱為“大制造概念大制造概念”。 實(shí)際應(yīng)用中，兩者皆在使用，其概念范圍視具實(shí)際應(yīng)用中，兩者皆在使用，其概念范圍視具體情況而定。體情況而定。 18機(jī)械制造機(jī)械制造l狹義狹義：單純的產(chǎn)品的：單純的產(chǎn)品的加工及物料儲運(yùn)、質(zhì)加工及物料儲運(yùn)、質(zhì)量控制、裝配過程量控制、裝配過程等

14、。等。l廣義廣義：還包括：還包括產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、市場調(diào)研、市場營銷、服務(wù)、回收處準(zhǔn)備、市場調(diào)研、市場營銷、服務(wù)、回收處理理等其它環(huán)節(jié)等其它環(huán)節(jié) l 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化：在機(jī)械制造過程的所有在機(jī)械制造過程的所有環(huán)節(jié)中采用環(huán)節(jié)中采用自動化技術(shù)自動化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造全過程的自動化。全過程的自動化。 19制造自動化制造自動化 的概念是一個動態(tài)發(fā)展過程。的概念是一個動態(tài)發(fā)展過程。l 過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標(biāo)是以標(biāo)是以機(jī)械的動作代替人力操作，自動地完成特定機(jī)械的動作代替人力

15、操作，自動地完成特定的作業(yè)的作業(yè)。這實(shí)質(zhì)上是這實(shí)質(zhì)上是自動化自動化代替人的代替人的體力勞動體力勞動的觀的觀點(diǎn)。點(diǎn)。l 現(xiàn)在，隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計現(xiàn)在，隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，算機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，自動化自動化的概念已擴(kuò)展為的概念已擴(kuò)展為用用機(jī)器機(jī)器( (包括計算機(jī)包括計算機(jī)) )不僅代替人的不僅代替人的體力勞動體力勞動而且還代而且還代替或輔助替或輔助腦力勞動腦力勞動，以自動地完成特定的作業(yè)。，以自動地完成特定的作業(yè)。201.1機(jī)械制造自動化的基本概念機(jī)械制造自動化的基本概念 1、什么是機(jī)械化和自動化？、什么是機(jī)械化和自動化？ 2、制造自動化

16、的三個層次、制造自動化的三個層次3、制造自動化的定義及內(nèi)涵、制造自動化的定義及內(nèi)涵211、機(jī)械制造自動化技術(shù)的內(nèi)容、機(jī)械制造自動化技術(shù)的內(nèi)容1.機(jī)械加工自動化技術(shù)：機(jī)械加工自動化技術(shù)：包括上下料、裝夾、換刀、包括上下料、裝夾、換刀、加工、零件校驗(yàn)等環(huán)節(jié)的自動化技術(shù)。加工、零件校驗(yàn)等環(huán)節(jié)的自動化技術(shù)。2.物料儲運(yùn)自動化技術(shù)：物料儲運(yùn)自動化技術(shù)：包括工件、刀具、其它物料包括工件、刀具、其它物料的儲運(yùn)的自動化技術(shù)。的儲運(yùn)的自動化技術(shù)。3.裝配自動化技術(shù)：裝配自動化技術(shù)：包括零部件供應(yīng)、裝配過程等的包括零部件供應(yīng)、裝配過程等的自動化技術(shù)。自動化技術(shù)。4.質(zhì)量控制自動化技術(shù)：質(zhì)量控制自動化技術(shù)：包括零件

17、檢測、產(chǎn)品檢測、包括零件檢測、產(chǎn)品檢測、刀具檢測等的自動化技術(shù)。刀具檢測等的自動化技術(shù)。1.2 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的主要內(nèi)容主要內(nèi)容 和意義和意義222、機(jī)械制造自動化的意義、機(jī)械制造自動化的意義 提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率采用自動化技術(shù)后可以大幅度縮短采用自動化技術(shù)后可以大幅度縮短產(chǎn)品制造過程中的輔助時間，從而使生產(chǎn)率得以提高；產(chǎn)品制造過程中的輔助時間，從而使生產(chǎn)率得以提高；23 縮短生產(chǎn)周期縮短生產(chǎn)周期如圖所示，采用自動化技術(shù)后可以如圖所示，采用自動化技術(shù)后可以有效縮短零件有效縮短零件98.5%的無效時間，從而有效縮短了生產(chǎn)的無效時間，從而有效縮短了生產(chǎn)周期；周期；24 提高產(chǎn)品質(zhì)量

18、提高產(chǎn)品質(zhì)量由于廣泛采用各種高精度的加工由于廣泛采用各種高精度的加工設(shè)備和自動檢測設(shè)備，減少了工人情緒波動的設(shè)備和自動檢測設(shè)備，減少了工人情緒波動的 提高經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益采用自動化技術(shù)后可減少占地面積，采用自動化技術(shù)后可減少占地面積，減少直接生產(chǎn)工人的數(shù)量，減少廢品率等；減少直接生產(chǎn)工人的數(shù)量，減少廢品率等； 降低勞動強(qiáng)度降低勞動強(qiáng)度讓機(jī)器去完成絕大部分笨重、艱讓機(jī)器去完成絕大部分笨重、艱苦、煩人甚至對人體有害的工作，從而降低了工人的苦、煩人甚至對人體有害的工作，從而降低了工人的勞動強(qiáng)度；勞動強(qiáng)度； 有利于產(chǎn)品更新有利于產(chǎn)品更新采用現(xiàn)代制造技術(shù)使得變更制采用現(xiàn)代制造技術(shù)使得變更制造對象更容

19、易，適應(yīng)的范圍也較寬，十分有利于產(chǎn)品造對象更容易，適應(yīng)的范圍也較寬，十分有利于產(chǎn)品的更新；的更新；25 提高勞動者的素質(zhì)提高勞動者的素質(zhì)制造自動化技術(shù)要求操作者制造自動化技術(shù)要求操作者具有較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，無形中就提具有較高的業(yè)務(wù)素質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，無形中就提高了勞動者的素質(zhì)，特別是采用小組化工作方式對人高了勞動者的素質(zhì)，特別是采用小組化工作方式對人的素質(zhì)要求更高；的素質(zhì)要求更高； 帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展可以帶動自動檢測技術(shù)、可以帶動自動檢測技術(shù)、自動化控制技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計與制造技術(shù)，系統(tǒng)工程技自動化控制技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計與制造技術(shù)，系統(tǒng)工程技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展；術(shù)等相

20、關(guān)技術(shù)的發(fā)展； 體現(xiàn)一個國家的科技水平體現(xiàn)一個國家的科技水平如自如自1870年以來，制造年以來，制造自動化技術(shù)和設(shè)備基本上都首先出現(xiàn)在美國，這與美自動化技術(shù)和設(shè)備基本上都首先出現(xiàn)在美國，這與美國高度發(fā)達(dá)的科技水平密切相關(guān)。國高度發(fā)達(dá)的科技水平密切相關(guān)。261.3 機(jī)械制造自動化機(jī)械制造自動化的的類型類型1、機(jī)械制造自動化系統(tǒng)的構(gòu)成、機(jī)械制造自動化系統(tǒng)的構(gòu)成1）加工系統(tǒng)：）加工系統(tǒng)：包括工件的切削加工、排屑、包括工件的切削加工、排屑、清洗和測量清洗和測量2）工件支撐系統(tǒng)：）工件支撐系統(tǒng)：包括工件的輸送、搬運(yùn)和包括工件的輸送、搬運(yùn)和存儲存儲3）刀具支撐系統(tǒng)：）刀具支撐系統(tǒng)：包括刀具的裝配、輸送、包

21、括刀具的裝配、輸送、交換、存儲以及刀具的預(yù)調(diào)、管理交換、存儲以及刀具的預(yù)調(diào)、管理4）控制與管理系統(tǒng)：）控制與管理系統(tǒng)：包括整個制造過程的監(jiān)包括整個制造過程的監(jiān)控、檢測、協(xié)調(diào)與管理控、檢測、協(xié)調(diào)與管理 27類型類型 2、機(jī)械制造自動化系統(tǒng)的分類、機(jī)械制造自動化系統(tǒng)的分類1）按制造過程分：）按制造過程分：毛坯制備、熱處理、儲運(yùn)毛坯制備、熱處理、儲運(yùn)、機(jī)加工、裝配、輔助質(zhì)量和系統(tǒng)控制自動化、機(jī)加工、裝配、輔助質(zhì)量和系統(tǒng)控制自動化2）按設(shè)備分：）按設(shè)備分：局部動作、單機(jī)、剛性、剛性局部動作、單機(jī)、剛性、剛性綜合、綜合、FMC（柔性制造單元）、（柔性制造單元）、FMS（柔性制（柔性制造系統(tǒng)）造系統(tǒng)）3）

22、按控制方式分：）按控制方式分：機(jī)械、機(jī)電液、數(shù)字、計機(jī)械、機(jī)電液、數(shù)字、計算機(jī)、智能控制自動化算機(jī)、智能控制自動化 283、機(jī)械制造自動化設(shè)備的特點(diǎn)及適應(yīng)范圍、機(jī)械制造自動化設(shè)備的特點(diǎn)及適應(yīng)范圍 自動化制造系統(tǒng)包括自動化制造系統(tǒng)包括剛性制造剛性制造和和柔性制造柔性制造，“剛性剛性”的含義是指該的含義是指該生產(chǎn)線生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某種或只能生產(chǎn)某種或生生產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品，表現(xiàn)為生產(chǎn)產(chǎn)品的單，表現(xiàn)為生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性。一性。 29 自動化制造系統(tǒng)的基本形式自動化制造系統(tǒng)的基本形式剛性半自動化單機(jī)剛性半自動化單機(jī) 剛性自動化單機(jī)剛性自動化單機(jī) 剛性自動線剛性自動線 剛性綜合自動化系

23、統(tǒng)剛性綜合自動化系統(tǒng) 一般數(shù)控機(jī)床一般數(shù)控機(jī)床 加工中心加工中心 混合成組制造單元混合成組制造單元 分布式數(shù)控系統(tǒng)分布式數(shù)控系統(tǒng) DNC 柔性制造單元柔性制造單元 FMC 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) FMS 柔性制造線柔性制造線 FML 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)計算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS柔性自動化設(shè)備及系統(tǒng) 剛性自動化設(shè)備及系統(tǒng) 自動化制造系統(tǒng) 30 不同的自動化類型有著不同的性能特點(diǎn)和不同的自動化類型有著不同的性能特點(diǎn)和不同的應(yīng)用范圍，因此應(yīng)根據(jù)需要選擇不同不同的應(yīng)用范圍，因此應(yīng)根據(jù)需要選擇不同的自動化系統(tǒng)。的自動化系統(tǒng)。311）、剛性半自動化單機(jī)）、剛性半自動化單機(jī) 可以自動地完成單個工藝過程的

24、加工循環(huán)的機(jī)床可以自動地完成單個工藝過程的加工循環(huán)的機(jī)床(除上下料外除上下料外)，稱為，稱為剛性半自動化機(jī)床剛性半自動化機(jī)床。例如：仿形機(jī)床、通用多刀半自動車床，單臺組合機(jī)例如：仿形機(jī)床、通用多刀半自動車床，單臺組合機(jī)床，轉(zhuǎn)塔車床等。床，轉(zhuǎn)塔車床等。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 一般是一般是機(jī)械或電液復(fù)合控制式機(jī)械或電液復(fù)合控制式組合機(jī)床和專組合機(jī)床和專用機(jī)床，可以進(jìn)行多面、多軸、多刀同時加工，加用機(jī)床，可以進(jìn)行多面、多軸、多刀同時加工，加工設(shè)備按工件的加工工藝順序依次排列；工設(shè)備按工件的加工工藝順序依次排列； 切削刀具由人工安裝、調(diào)整，實(shí)行定時強(qiáng)制換刀，切削刀具由人工安裝、調(diào)整，實(shí)行定時強(qiáng)制換刀，如果出現(xiàn)刀

25、具破損、折斷，可進(jìn)行應(yīng)急換刀；如果出現(xiàn)刀具破損、折斷，可進(jìn)行應(yīng)急換刀； 從復(fù)雜程度講，剛性半自動化單機(jī)實(shí)現(xiàn)的是加工從復(fù)雜程度講，剛性半自動化單機(jī)實(shí)現(xiàn)的是加工自動化的最低層次。自動化的最低層次。32優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：投資少、見效快，投資少、見效快，缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，工人的勞動強(qiáng)調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，工人的勞動強(qiáng) 度也大。度也大。 適用于適用于產(chǎn)品品種變化范圍和生產(chǎn)批量都較大的制造系產(chǎn)品品種變化范圍和生產(chǎn)批量都較大的制造系 統(tǒng)。統(tǒng)。33單臺組合機(jī)床單臺組合機(jī)床343536多刀半自動車床多刀半自動車床37多刀半自動車床多刀半自動車床38多刀半自動車床多刀半自動車床39轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)塔

26、塔車車床床40轉(zhuǎn)塔刀架4142 它是在剛性半自動化單機(jī)的基礎(chǔ)上增加它是在剛性半自動化單機(jī)的基礎(chǔ)上增加自動上、下料自動上、下料等輔等輔助裝置而形成的助裝置而形成的自動化機(jī)床自動化機(jī)床。 實(shí)現(xiàn)的也是單個工藝過程的全部加工循環(huán)。實(shí)現(xiàn)的也是單個工藝過程的全部加工循環(huán)。 輔助裝置輔助裝置包括自動工件輸送、上料，下料、自動夾包括自動工件輸送、上料，下料、自動夾具、升降裝置和轉(zhuǎn)位裝置等；具、升降裝置和轉(zhuǎn)位裝置等； 切屑處理切屑處理一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。 特點(diǎn)特點(diǎn)：投資少、見效快，但通用性差，是大量生產(chǎn)：投資少、見效快，但通用性差，是大量生產(chǎn) 最常見的加工裝備。最常見

27、的加工裝備。 用途：用途：常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的 場合。場合。2）剛性自動化單機(jī)）剛性自動化單機(jī)flashflash43 剛性自動化生產(chǎn)線剛性自動化生產(chǎn)線是多工位生產(chǎn)過程，用是多工位生產(chǎn)過程，用工件輸送工件輸送系統(tǒng)系統(tǒng)將各種將各種自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備按一定的按一定的順順序序連接起來，在連接起來，在控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的作用下完成的作用下完成單個零件加單個零件加工的復(fù)雜大系統(tǒng)工的復(fù)雜大系統(tǒng)。 在剛性自動線上，被加工零件以在剛性自動線上，被加工零件以一定的生產(chǎn)節(jié)一定的生產(chǎn)節(jié)拍，順序通過各個工作位置拍，順序通過各個工作位置

28、，自動完成零件預(yù)定的，自動完成零件預(yù)定的全部加工過程和部分檢測過程。全部加工過程和部分檢測過程。3）剛性自動線）剛性自動線44特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任務(wù)完成的工序多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任務(wù)完成的工序多，所以生產(chǎn)效所以生產(chǎn)效率也很高，可以有效縮短生產(chǎn)周期率也很高，可以有效縮短生產(chǎn)周期，取消半成品的，取消半成品的中間庫存，中間庫存，縮短物料流程，減少生產(chǎn)面積，改善勞縮短物料流程，減少生產(chǎn)面積，改善勞動條件，便于管理等。動條件，便于管理等。 投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長，更換產(chǎn)品不方便。投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長，更換產(chǎn)品不方便。用途用途：少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工裝備。：少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工裝備。3）

29、剛性自動線）剛性自動線45 組合機(jī)床自動線組合機(jī)床自動線，可以大幅度縮短建線周期，更換，可以大幅度縮短建線周期，更換產(chǎn)品后產(chǎn)品后只需更換機(jī)床的某些部件即可只需更換機(jī)床的某些部件即可（例如可更換（例如可更換主軸箱），大大縮短了主軸箱），大大縮短了系統(tǒng)的調(diào)整時間系統(tǒng)的調(diào)整時間，降低了生，降低了生產(chǎn)成本，并能收到較好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效果。產(chǎn)成本，并能收到較好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效果。組合機(jī)床自動線主要用于組合機(jī)床自動線主要用于箱體類零件和其他類型非回箱體類零件和其他類型非回轉(zhuǎn)體的鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加轉(zhuǎn)體的鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。工。flash46 圖 汽車后橋齒輪箱加

30、工自動線剛性自動化20年代47flash48曲軸加工自動線 1斗式切削提升機(jī) 2鏈板式排屑裝置49曲軸加工自動線 3全線泵站 4工件傳送帶機(jī)工件裝卸臺 5工件提升機(jī) 6中央控制臺505152一般情況下，剛性自動線只能完成單個零件的所有相同一般情況下，剛性自動線只能完成單個零件的所有相同工序（如切削加工工序），對于其它自動化制造內(nèi)容工序（如切削加工工序），對于其它自動化制造內(nèi)容如熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗(yàn)、噴漆甚至包裝如熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗(yàn)、噴漆甚至包裝卻不可能全部包括在內(nèi)。卻不可能全部包括在內(nèi)。在剛性自動線地基礎(chǔ)上將其它自動化制造系統(tǒng)的內(nèi)容在剛性自動線地基礎(chǔ)上將其它自動化制造系統(tǒng)

31、的內(nèi)容（包括熱處理、鍛壓、焊接、裝配、校驗(yàn)等）涵蓋（包括熱處理、鍛壓、焊接、裝配、校驗(yàn)等）涵蓋的的復(fù)雜大系統(tǒng)稱為復(fù)雜大系統(tǒng)稱為剛性綜合自動化系統(tǒng)剛性綜合自動化系統(tǒng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 剛性綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資強(qiáng)度大，建剛性綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資強(qiáng)度大，建線周期長，更換產(chǎn)品困難，但生產(chǎn)效率極高，加工質(zhì)線周期長，更換產(chǎn)品困難，但生產(chǎn)效率極高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動強(qiáng)度低。量穩(wěn)定，工人勞動強(qiáng)度低。適用范圍：適用范圍：它常用于產(chǎn)品比較單一，但工序內(nèi)容多，加它常用于產(chǎn)品比較單一，但工序內(nèi)容多，加工批量特別大的零部件的自動化制造。工批量特別大的零部件的自動化制造。4）剛性綜合自動化系統(tǒng)）剛性綜合自

32、動化系統(tǒng)53 數(shù)控機(jī)床（數(shù)控機(jī)床（Numerical Control Machine Tools）用來完成零件一個工序的自動化循環(huán)加工。用來完成零件一個工序的自動化循環(huán)加工。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 它是用代碼化的數(shù)字量來控制機(jī)床，按照它是用代碼化的數(shù)字量來控制機(jī)床，按照事先編好的程序，自動控制機(jī)床各部分的運(yùn)動，事先編好的程序，自動控制機(jī)床各部分的運(yùn)動，而且還能控制選刀、換刀、測量、潤滑、冷卻等而且還能控制選刀、換刀、測量、潤滑、冷卻等工作。工作。 適用范圍：適用范圍：適用于加工精度較高，適用于加工精度較高，零件復(fù)雜程零件復(fù)雜程度、度、且且品種多變、批量中等的品種多變、批量中等的場合。場合。5）數(shù)控機(jī)床）

33、數(shù)控機(jī)床flash54 加工中心（加工中心（Machining Center -MC）是在）是在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上增加刀庫和自動換刀裝增加刀庫和自動換刀裝置置而形成的一類更復(fù)雜但用途更廣、效率更高而形成的一類更復(fù)雜但用途更廣、效率更高的數(shù)控機(jī)床。的數(shù)控機(jī)床。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：由于具有刀庫和自動換刀裝置，就可以在由于具有刀庫和自動換刀裝置，就可以在一臺機(jī)床上完成一臺機(jī)床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、螺紋、輪廓加工等多個工序的加工。輪廓加工等多個工序的加工。 適用范圍：適用范圍：適用于加工精度較高，適用于加工精度較高，零件較復(fù)雜、零件較復(fù)雜、且且品種較多

34、的品種較多的場合場合。6）加工中心）加工中心(MC)55 加工中心外觀圖加工中心外觀圖(a) 臥式加工中心；臥式加工中心； (b) 立式加工中心立式加工中心 flash56柔性制造單元柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell-FMC）是一種由是一種由13臺臺 數(shù)控機(jī)床或加工中心所組成數(shù)控機(jī)床或加工中心所組成.特點(diǎn)：特點(diǎn)：單元中配備有某種形式的單元中配備有某種形式的托盤交換裝置托盤交換裝置或或工工業(yè)機(jī)器人業(yè)機(jī)器人，由，由單元計算機(jī)單元計算機(jī)進(jìn)行程序編制及分配、負(fù)進(jìn)行程序編制及分配、負(fù)荷平衡和作業(yè)計劃控制的小型化柔性制造系統(tǒng)。荷平衡和作業(yè)計劃控制的小型化柔性制造系統(tǒng)。優(yōu)

35、點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ：占地面積較小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，成本較占地面積較小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，成本較低，投資較小，可靠性較高，使用及維護(hù)均較簡單。低，投資較小，可靠性較高，使用及維護(hù)均較簡單。 因此，柔性制造單元是柔性制造系統(tǒng)的主要發(fā)展因此，柔性制造單元是柔性制造系統(tǒng)的主要發(fā)展方向之一，深受各類企業(yè)的歡迎。方向之一，深受各類企業(yè)的歡迎。適用范圍：適用范圍： 常用于品種變化不是很大、生產(chǎn)批量中常用于品種變化不是很大、生產(chǎn)批量中等的生產(chǎn)規(guī)模中。等的生產(chǎn)規(guī)模中。7）柔性制造單元）柔性制造單元(FMC)57flash58柔性制造系統(tǒng)（柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System-FMS）

36、一般由四部分組成：一般由四部分組成：l三臺以上的三臺以上的數(shù)控加工設(shè)備數(shù)控加工設(shè)備,l一個自動化的一個自動化的物料及刀具儲運(yùn)系統(tǒng)物料及刀具儲運(yùn)系統(tǒng),l若干臺若干臺輔助設(shè)備輔助設(shè)備（如清洗機(jī)、測量機(jī)、排屑裝置、（如清洗機(jī)、測量機(jī)、排屑裝置、冷卻潤滑裝置等）冷卻潤滑裝置等）,l一個由多級計算機(jī)組成的一個由多級計算機(jī)組成的控制和管理系統(tǒng)?？刂坪凸芾硐到y(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)內(nèi)部包括兩類不同性質(zhì)的運(yùn)動：柔性制造系統(tǒng)內(nèi)部包括兩類不同性質(zhì)的運(yùn)動：一類是系統(tǒng)的一類是系統(tǒng)的信息流信息流，另一類是系統(tǒng)的，另一類是系統(tǒng)的物料流物料流，物料流受信息流的控制物料流受信息流的控制。 8）柔性制造系統(tǒng)）柔性制造系統(tǒng)(FMS)59

37、60 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)616263p 柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以減少機(jī)床操作人員?？梢詼p少機(jī)床操作人員。由于配有質(zhì)量檢測和反饋控制裝置，零件的由于配有質(zhì)量檢測和反饋控制裝置，零件的加工質(zhì)量很高。加工質(zhì)量很高。工序集中，可以有效減少生產(chǎn)面積。工序集中，可以有效減少生產(chǎn)面積。與立體倉庫相配合，可以實(shí)現(xiàn)與立體倉庫相配合，可以實(shí)現(xiàn)24h連續(xù)工作。連續(xù)工作。由于集中作業(yè)，可以減少加工時間。由于集中作業(yè)，可以減少加工時間。易于和管理信息系統(tǒng)（易于和管理信息系統(tǒng)（MIS）、工藝信息系）、工藝信息系統(tǒng)（統(tǒng)（TIS）及質(zhì)量信息系統(tǒng)（）及質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS）結(jié)合形成更）結(jié)合

38、形成更高級的制造自動化系統(tǒng)。高級的制造自動化系統(tǒng)。64p柔性制造系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：柔性制造系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是： 系統(tǒng)投資大，投資回收期長。系統(tǒng)投資大，投資回收期長。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對操作人員的要求很高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對操作人員的要求很高。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得系統(tǒng)的可靠性較差。結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得系統(tǒng)的可靠性較差。適用范圍：適用范圍：多品種、中小批量生產(chǎn)多品種、中小批量生產(chǎn)651.4 機(jī)機(jī)械制造自動化的控制方式械制造自動化的控制方式 任何任何機(jī)械制造設(shè)備的自動化機(jī)械制造設(shè)備的自動化其其實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)是在其是在其終端終端執(zhí)行元件執(zhí)行元件無需由人來直接或間接操作無需由人來直接或間接操作的自動控制的自動控制。 為了實(shí)現(xiàn)為了

39、實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造設(shè)備的自動化機(jī)械制造設(shè)備的自動化就需要對就需要對這些這些被控制對象進(jìn)行被控制對象進(jìn)行自動控制自動控制。l 實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵：實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動化的關(guān)鍵：自動控制與機(jī)械控自動控制與機(jī)械控制技術(shù)、流體控制技術(shù)、自動調(diào)節(jié)技術(shù)、電子技制技術(shù)、流體控制技術(shù)、自動調(diào)節(jié)技術(shù)、電子技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)等密切相關(guān)。術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)等密切相關(guān)。66自動控制系統(tǒng)應(yīng)能保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用性能、自動控制系統(tǒng)應(yīng)能保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用性能、加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及工作可靠性加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及工作可靠性。為此，對自動。為此，對自動控制系統(tǒng)提出如下基本要求：控制系統(tǒng)提出如下基本要求： 1 1）應(yīng)保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)

40、的動作或整個加工過程能夠）應(yīng)保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作或整個加工過程能夠自動進(jìn)行。自動進(jìn)行。2 2）為便于調(diào)試和維護(hù)為便于調(diào)試和維護(hù)，各各單機(jī)單機(jī)應(yīng)具有相對獨(dú)立的應(yīng)具有相對獨(dú)立的自動控制裝置，自動控制裝置，同時還應(yīng)便于和同時還應(yīng)便于和總控制系統(tǒng)相匹配總控制系統(tǒng)相匹配。1 1、自動控制系統(tǒng)的基本要求、自動控制系統(tǒng)的基本要求1.4.1、自動控制的基本要求與方式、自動控制的基本要求與方式67 3 3）柔性加工設(shè)備的自動控制系統(tǒng)要和加工品種的變）柔性加工設(shè)備的自動控制系統(tǒng)要和加工品種的變化相適應(yīng)。化相適應(yīng)。 4 4）自動控制系統(tǒng)應(yīng)力求簡單可靠。）自動控制系統(tǒng)應(yīng)力求簡單可靠。在元器件質(zhì)量不在元器件質(zhì)量不穩(wěn)定情

41、況下，對所用的元器件一定要經(jīng)過嚴(yán)格篩選，穩(wěn)定情況下，對所用的元器件一定要經(jīng)過嚴(yán)格篩選，特別是電氣及液壓元器件。特別是電氣及液壓元器件。 5 5）能夠適應(yīng)工作環(huán)境的變化，具有一定的抗干擾能）能夠適應(yīng)工作環(huán)境的變化，具有一定的抗干擾能力。力。 6 6）應(yīng)設(shè)置反映各執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)的）應(yīng)設(shè)置反映各執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)的信號及報警裝信號及報警裝置。置。68 7 7）安裝調(diào)試、維護(hù)修理方便。）安裝調(diào)試、維護(hù)修理方便。 8 8）控制裝置及管線布置要安全合理，整齊美觀。）控制裝置及管線布置要安全合理，整齊美觀。 9 9）自動控制方式要與工廠的技術(shù)水平、管理水平、）自動控制方式要與工廠的技術(shù)水平、管理水平、經(jīng)濟(jì)效

42、益及工廠近期生產(chǎn)發(fā)展趨勢相適應(yīng)。經(jīng)濟(jì)效益及工廠近期生產(chǎn)發(fā)展趨勢相適應(yīng)。 對于一個具體的控制系統(tǒng)，第一項(xiàng)要求必須保對于一個具體的控制系統(tǒng)，第一項(xiàng)要求必須保證，其它則根據(jù)具體情況而定。證，其它則根據(jù)具體情況而定。692、自動控制的構(gòu)成、自動控制的構(gòu)成 自動控制系統(tǒng)包括自動控制系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動控制功能的自動控制功能的裝置裝置及及其其被控制對象被控制對象，通常由，通常由: :（1）指令存儲裝置）指令存儲裝置（2）指令控制裝置）指令控制裝置（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（4）傳遞及轉(zhuǎn)換裝置）傳遞及轉(zhuǎn)換裝置等部分構(gòu)成。等部分構(gòu)成。70 1）、指令存儲裝置：）、指令存儲裝置：作用：作用：存儲存儲控制控制被控制

43、對象被控制對象的相關(guān)的相關(guān)指令信息。指令信息。 為了使為了使被控制對象被控制對象 能能自動運(yùn)行自動運(yùn)行，需要預(yù)先需要預(yù)先規(guī)定它的規(guī)定它的動作程序動作程序，并把，并把有關(guān)指令信息存入有關(guān)指令信息存入相應(yīng)的裝置相應(yīng)的裝置，在需要時重新發(fā)出。這種裝置，在需要時重新發(fā)出。這種裝置就稱為指令存儲裝置。就稱為指令存儲裝置。71指令存儲裝置分為：指令存儲裝置分為：l集中存儲：集中存儲：全部指令信息存在一個存儲裝置全部指令信息存在一個存儲裝置中，中，如裝有許多凸輪的分配軸、矩陣插銷板、如裝有許多凸輪的分配軸、矩陣插銷板、穿孔帶、磁帶、磁鼓、磁盤等穿孔帶、磁帶、磁鼓、磁盤等l分散存儲：分散存儲：指令信息分別在多

44、處存儲，指令信息分別在多處存儲，例如擋塊、限位開關(guān)、電位計、時間繼電器、例如擋塊、限位開關(guān)、電位計、時間繼電器、進(jìn)速度繼電器等。進(jìn)速度繼電器等。7273作用：作用：控制控制指令存儲裝置中的指令存儲裝置中的指令信息的發(fā)出指令信息的發(fā)出. .實(shí)現(xiàn)方法：實(shí)現(xiàn)方法：l 執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動到規(guī)定位置時執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動到規(guī)定位置時擋塊碰觸擋塊碰觸限位開關(guān)限位開關(guān) l 工件加工到規(guī)定尺寸時工件加工到規(guī)定尺寸時自動測量儀中的自動測量儀中的電觸點(diǎn)電觸點(diǎn)接通接通 l 液壓控制系統(tǒng)中的液壓控制系統(tǒng)中的壓力達(dá)到規(guī)定壓力時啟動壓力達(dá)到規(guī)定壓力時啟動壓力閥壓力閥 l 主軸轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值時速度主軸轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值時速度繼電器動作繼

45、電器動作等等。等等。 2）、指令控制裝置）、指令控制裝置 74 其中其中限位開關(guān)、電觸點(diǎn)、壓力閥、速度繼電器等限位開關(guān)、電觸點(diǎn)、壓力閥、速度繼電器等裝置裝置，能夠?qū)⒅噶畲鎯ρb置中的有關(guān)信息轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌驅(qū)⒅噶畲鎯ρb置中的有關(guān)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶钚盘柊l(fā)送出去，命令相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成某指令信號發(fā)送出去，命令相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成某種動作。種動作。3）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：最終完成控制作用的環(huán)節(jié)最終完成控制作用的環(huán)節(jié)。 例如拔又、電磁鐵、電動機(jī)、工作油缸等。例如拔又、電磁鐵、電動機(jī)、工作油缸等。754）、傳遞及轉(zhuǎn)換裝置：）、傳遞及轉(zhuǎn)換裝置：作用：作用：將將指令信息指令信息傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 信息在

46、傳遞過程中要信息在傳遞過程中要改變改變信號的量和質(zhì)信號的量和質(zhì)，轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為符符合執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的種類、形式、能量合執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的種類、形式、能量等等輸入信息輸入信息。 l 信息的傳遞介質(zhì)：信息的傳遞介質(zhì)：電、光、氣體、液體、機(jī)械電、光、氣體、液體、機(jī)械l 信息的傳遞形式：信息的傳遞形式：模擬、數(shù)字模擬、數(shù)字l 信息的傳遞能量：信息的傳遞能量：電壓、電流、壓力、位移、脈沖電壓、電流、壓力、位移、脈沖76機(jī)械制造設(shè)備中常用的控制方式：機(jī)械制造設(shè)備中常用的控制方式：（1 1）開環(huán)控制方式）開環(huán)控制方式（2 2）閉環(huán)控制方式）閉環(huán)控制方式（3 3）分散控制方式）分散控制方式（4 4）集中控制方式）

47、集中控制方式（5 5）程序控制方式）程序控制方式（6 6）數(shù)字控制方式）數(shù)字控制方式（7 7）計算機(jī)控制方式）計算機(jī)控制方式3.3.自動控制方式自動控制方式771. 開環(huán)控制開環(huán)控制-系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制無系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制無影響影響(無反饋無反饋) . 在開環(huán)系統(tǒng)中、指令的程序和特征是預(yù)先設(shè)在開環(huán)系統(tǒng)中、指令的程序和特征是預(yù)先設(shè)計好的，不因被控制對象實(shí)際執(zhí)行指令的情況而計好的，不因被控制對象實(shí)際執(zhí)行指令的情況而改變。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，開環(huán)控制系統(tǒng)改變。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，開環(huán)控制系統(tǒng)必須精確地予以校準(zhǔn)，并且在工作過程中保持這必須精確地予以校準(zhǔn)，并且在工作過程中保持這種校準(zhǔn)

48、值不發(fā)生變化。種校準(zhǔn)值不發(fā)生變化。 常見的機(jī)械凸輪控制的自動車床或沿時間坐標(biāo)常見的機(jī)械凸輪控制的自動車床或沿時間坐標(biāo)軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)，都是開環(huán)控制系統(tǒng)。軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)，都是開環(huán)控制系統(tǒng)。782. 閉環(huán)控制閉環(huán)控制-系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制具有直接影響制具有直接影響(有反饋有反饋)，例如一些，例如一些自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）以及適應(yīng)控制系統(tǒng)。）以及適應(yīng)控制系統(tǒng)。793.分散控制分散控制-行程或繼動控制。行程或繼動控制。指令存儲和控指令存儲和控制裝置按一定規(guī)律分散布置。制裝置按一定規(guī)律分散布置。l各控制對象的各控制對象的工作

49、順序工作順序及及相互配合相互配合按下述方式進(jìn)行按下述方式進(jìn)行： 當(dāng)前一機(jī)構(gòu)當(dāng)前一機(jī)構(gòu)完成預(yù)定動作后會發(fā)出完成信號以引發(fā)下完成預(yù)定動作后會發(fā)出完成信號以引發(fā)下一機(jī)構(gòu)的動作一機(jī)構(gòu)的動作，如此繼續(xù)直至完成預(yù)定的全部動作，如此繼續(xù)直至完成預(yù)定的全部動作。 例如根據(jù)例如根據(jù)運(yùn)動速度運(yùn)動速度、行程量、終點(diǎn)位置、加工尺行程量、終點(diǎn)位置、加工尺寸寸等，每一執(zhí)行部件在完成預(yù)定的動作后，可以采用等，每一執(zhí)行部件在完成預(yù)定的動作后，可以采用不同的方式發(fā)出控制指令。不同的方式發(fā)出控制指令。8081l 發(fā)令裝置發(fā)令裝置一般是有觸點(diǎn)式或無觸點(diǎn)式限位開關(guān)；一般是有觸點(diǎn)式或無觸點(diǎn)式限位開關(guān)；l 指令存儲和控制裝置一般指令存儲

50、和控制裝置一般由擋塊組成由擋塊組成 。p分散控制的主要優(yōu)點(diǎn)：分散控制的主要優(yōu)點(diǎn)：l 實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)酌方法簡單，電氣元件的通用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)酌方法簡單，電氣元件的通用性強(qiáng)，成本低。成本低。l 在自動循環(huán)過程中，當(dāng)前一動作沒有完成時，后一在自動循環(huán)過程中，當(dāng)前一動作沒有完成時，后一個動作便得不到起動信號，因而，個動作便得不到起動信號，因而，分散控制系統(tǒng)本分散控制系統(tǒng)本身具有一定的互鎖性。身具有一定的互鎖性。8283 加加 全全 工工 部部 結(jié)結(jié) 退退 束束 回回 動動 原原 力力 位位 頭頭原原 位位 信信 號號定定 夾夾 動動位位 緊緊 力力銷銷 機(jī)機(jī) 頭頭拔拔 構(gòu)構(gòu) 原原出出 松松 位位 開

51、開輸輸送送帶帶終終點(diǎn)點(diǎn)定定 進(jìn)進(jìn)位位 入入銷銷 定定全全 位位部部 孔孔夾夾 繼繼 開開 緊緊 電電 關(guān)關(guān)完完 器器 發(fā)發(fā)成成 或或 出出壓壓 行行 信信力力 程程 號號 S1 S2 S3 S4 S5 輸送帶向前輸送帶向前定定 位位夾夾 緊緊松松 開開 拔拔 銷銷動力頭向前動力頭向前輸送帶退回輸送帶退回自動線啟動自動線啟動重復(fù)自動循環(huán)信號重復(fù)自動循環(huán)信號84p分散控制的主要缺點(diǎn)：分散控制的主要缺點(diǎn)：l 當(dāng)順序動作較多時，自動循環(huán)時間會增加，這對提當(dāng)順序動作較多時，自動循環(huán)時間會增加，這對提高生產(chǎn)效率不利。高生產(chǎn)效率不利。l 當(dāng)下一動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多時，就有若干多條平行控當(dāng)下一動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多時，

52、就有若干多條平行控制線路、會使電氣控制線路變得復(fù)雜，電氣元件增制線路、會使電氣控制線路變得復(fù)雜，電氣元件增多。這對控制系統(tǒng)的調(diào)整和維修不利，特別是在使多。這對控制系統(tǒng)的調(diào)整和維修不利，特別是在使用有觸點(diǎn)式電器時，由于大量觸點(diǎn)頻繁換接，容易用有觸點(diǎn)式電器時，由于大量觸點(diǎn)頻繁換接，容易引起故障。引起故障。854. 集中控制集中控制-時間控制。時間控制。具有一個中央指令存儲和指具有一個中央指令存儲和指令控制裝置，按令控制裝置，按時間順序時間順序連續(xù)或間隔連續(xù)或間隔的發(fā)出各種控的發(fā)出各種控制指令。制指令。86轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)鼓1-5 限位開關(guān)限位開關(guān)87 集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是： 所有指令存

53、儲和控制裝置都集中在一起，控制鏈所有指令存儲和控制裝置都集中在一起，控制鏈又短又簡單，這樣，控制系統(tǒng)就比較簡的，調(diào)整又短又簡單，這樣，控制系統(tǒng)就比較簡的，調(diào)整以較方便。以較方便。缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是：l 各執(zhí)行部件動作之間無聯(lián)系，當(dāng)某一部件發(fā)生故各執(zhí)行部件動作之間無聯(lián)系，當(dāng)某一部件發(fā)生故障時，其它部件依然運(yùn)動，這就有可能發(fā)生碰撞障時，其它部件依然運(yùn)動，這就有可能發(fā)生碰撞或干涉等事故?；蚋缮娴仁鹿?。l 由于執(zhí)行部件的運(yùn)動速度不能控制，當(dāng)速度不穩(wěn)由于執(zhí)行部件的運(yùn)動速度不能控制，當(dāng)速度不穩(wěn)定時，系統(tǒng)實(shí)際的控制精度就較低。定時，系統(tǒng)實(shí)際的控制精度就較低。88 每個執(zhí)行部件的起動指令是由集中控制裝置發(fā)出，但停每

54、個執(zhí)行部件的起動指令是由集中控制裝置發(fā)出，但停止指令則由執(zhí)行部件移動到一定位置時，壓下限位開關(guān)而發(fā)止指令則由執(zhí)行部件移動到一定位置時，壓下限位開關(guān)而發(fā)出。因此，出。因此，其工作精度和可靠性比前者較高。其工作精度和可靠性比前者較高。由集中控制和分散控制所組成的混合控制系統(tǒng)。由集中控制和分散控制所組成的混合控制系統(tǒng)。89 利用利用分配軸上的凸輪分配軸上的凸輪來來驅(qū)動和控制的自動驅(qū)動和控制的自動機(jī)床或自動線上的各個執(zhí)行部件的順序動作機(jī)床或自動線上的各個執(zhí)行部件的順序動作是機(jī)械式集中控制控制系統(tǒng)，是機(jī)械式集中控制控制系統(tǒng)，是按是按時間順序時間順序進(jìn)行控制的，可以歸入這一類型。進(jìn)行控制的，可以歸入這一類

55、型。90915. 程序控制程序控制-按照按照預(yù)定的規(guī)律預(yù)定的規(guī)律來來控制控制各各執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)使之自動進(jìn)行工作循環(huán)使之自動進(jìn)行工作循環(huán) . 可分為可分為固定程固定程序控制序控制和和可變程序控制可變程序控制. 在機(jī)械加工中，經(jīng)常采用的是與行程有關(guān)在機(jī)械加工中，經(jīng)常采用的是與行程有關(guān)的自動控制。有關(guān)程序的指令，可以存儲的自動控制。有關(guān)程序的指令，可以存儲在凸輪、凸塊、樣板、模型、電氣元件、在凸輪、凸塊、樣板、模型、電氣元件、圖紙、磁帶等圖紙、磁帶等模擬式程序指令存儲器上模擬式程序指令存儲器上，上述這些都屬于行程程序控制上述這些都屬于行程程序控制92936. 數(shù)字控制數(shù)字控制-采用數(shù)控裝置以二進(jìn)制

56、數(shù)碼形采用數(shù)控裝置以二進(jìn)制數(shù)碼形式編制加工程序，控制各工作部件的動作式編制加工程序，控制各工作部件的動作順序、速度、位移量及各種輔助功能順序、速度、位移量及各種輔助功能7. 計算機(jī)控制計算機(jī)控制-用計算機(jī)作為控制裝置來實(shí)用計算機(jī)作為控制裝置來實(shí)現(xiàn)自動控制現(xiàn)自動控制 .94自動控制系統(tǒng)的類型：自動控制系統(tǒng)的類型：a. 按控制的能量形式分：按控制的能量形式分： 機(jī)械控制、液壓控制、機(jī)械控制、液壓控制、電氣控制、光電控制以及它們的組合控制。電氣控制、光電控制以及它們的組合控制。b. 按控制指令排列方式分：按控制指令排列方式分： 時間控制系統(tǒng)：時間控制系統(tǒng)：控制指令按預(yù)先確定的時間依次發(fā)出；控制指令按

57、預(yù)先確定的時間依次發(fā)出；繼動控制系統(tǒng)：繼動控制系統(tǒng)：控制指令按邏輯次序規(guī)定的先后順序控制指令按邏輯次序規(guī)定的先后順序依次發(fā)出；依次發(fā)出；1.4.2、自動化加工系統(tǒng)的控制、自動化加工系統(tǒng)的控制95c. 按工作原理分：按工作原理分：凸輪分配軸控制系統(tǒng)、液壓（液凸輪分配軸控制系統(tǒng)、液壓（液壓元件）、電氣或電氣液壓程序控制系統(tǒng)、隨動壓元件）、電氣或電氣液壓程序控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)或數(shù)字控制系統(tǒng)，也可幾種聯(lián)合使用?？刂葡到y(tǒng)或數(shù)字控制系統(tǒng)，也可幾種聯(lián)合使用?？刂茖ο罂刂茖ο?機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度、方向、行程距離、位置、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度、方向、行程距離、位置、動作先后順序和起止時間。動作先后順序和起止時間。961

58、.4.2、自動化加工系統(tǒng)的控制、自動化加工系統(tǒng)的控制機(jī)械傳動控制方式一般機(jī)械傳動控制方式一般傳遞的動力和信號傳遞的動力和信號都是都是機(jī)械連接的機(jī)械連接的，所以在高速時，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的傳所以在高速時，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的傳遞與信號處理，并且還可以重復(fù)兩個動作。遞與信號處理，并且還可以重復(fù)兩個動作。 在采用機(jī)械傳動控制方式的自動化裝備中，幾在采用機(jī)械傳動控制方式的自動化裝備中，幾乎所有運(yùn)動部件及機(jī)構(gòu)，通常都是由裝有許多凸乎所有運(yùn)動部件及機(jī)構(gòu)，通常都是由裝有許多凸輪的輪的分配軸分配軸來進(jìn)行驅(qū)動和控制的。這種控制系統(tǒng)來進(jìn)行驅(qū)動和控制的。這種控制系統(tǒng)的另外一個特點(diǎn)是的另外一個特點(diǎn)是控制元件同時又是驅(qū)動元件控制

59、元件同時又是驅(qū)動元件。1 1、機(jī)械傳動控制、機(jī)械傳動控制97l 程序指令的存儲和控制程序指令的存儲和控制都是利用都是利用機(jī)械式元件機(jī)械式元件來完成來完成（例如凸輪、檔塊、連桿、撥叉等）（例如凸輪、檔塊、連桿、撥叉等）. .l 控制元件控制元件同時又是同時又是驅(qū)動元件驅(qū)動元件l 幾乎所有的運(yùn)動部件及機(jī)構(gòu)都是由幾乎所有的運(yùn)動部件及機(jī)構(gòu)都是由凸輪分配凸輪分配軸軸進(jìn)行進(jìn)行驅(qū)動和控制驅(qū)動和控制l 專用性較強(qiáng)，僅適用于加工品種基本不變的專用性較強(qiáng)，僅適用于加工品種基本不變的大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn) 機(jī)械傳動控制機(jī)械傳動控制9899p小型自動線的機(jī)械集中控制系統(tǒng)簡介小型自動線的機(jī)械集中控制系統(tǒng)簡介 自動線是用來

60、加工自動線是用來加工三種變速撥又的孔和端面三種變速撥又的孔和端面，共，共有有8個工位個工位，除液壓站和電氣柜外，其它部件都安，除液壓站和電氣柜外，其它部件都安裝在裝在整體機(jī)座上整體機(jī)座上。隨行夾具載著工件從中間通過，。隨行夾具載著工件從中間通過，并呈直線排列，彼此互相緊靠，從垂直下方返回。并呈直線排列，彼此互相緊靠，從垂直下方返回。 全線全線除工件傳送裝置除工件傳送裝置的運(yùn)行外，其余的運(yùn)行外，其余動作均由動作均由主分配軸集中驅(qū)動與控制主分配軸集中驅(qū)動與控制。100機(jī)械傳動集中控制系統(tǒng)機(jī)械傳動集中控制系統(tǒng)1-1-齒條活塞桿齒條活塞桿 2-2-齒輪齒輪 3-3-主分配軸主分配軸 4 4圓柱凸輪圓柱