自動化制造系統(tǒng)-緒論

自動化制造系統(tǒng)

概述第一章緒論

要求：1)了解生產(chǎn)過程自動化所研究的對象;2)了解自動化制造系統(tǒng)和自動化生產(chǎn)線的定義，清楚自動化制造系統(tǒng)的組成，各種自動化制造系統(tǒng)的基本形式、特點,自動化制造系統(tǒng)的評價指標。3)了解自動化制造的發(fā)展趨勢;一概述

1、掌握幾個基本概念

1)、系統(tǒng)

2)、制造

3)、自動化制造系統(tǒng)

4)、自動化制造內(nèi)涵2、生產(chǎn)過程概述

信息流物流1)、廣義的生產(chǎn)過程2)、狹義的生產(chǎn)過程外部信息人機功能合理分配的信息流控制系統(tǒng)自動儲存自動搬送自動冷加工自動檢驗輔助過程自動化自動熱處理能量流控制系統(tǒng)自動裝配反饋信息成品和文檔資料廢料環(huán)境污染能源配套件資金原材料二自動化制造系統(tǒng)的定義、組成及類型自動化制造系統(tǒng)是由一定范圍的被加工對象、一定柔性和自動化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)的人組成的一個有機整體，它接受外部信息、能源、資金、配套件和原材料等，在人和計算機控制系統(tǒng)的共同作用下，實現(xiàn)一定程度的柔性自動化制造，最后輸出產(chǎn)品、文檔資料、廢料和對環(huán)境的污染。1、定義

1)、具有一定技術(shù)水平和決策能力的人；2)、一定范圍的被加工對象；3)、信息流及其控制系統(tǒng)；4)、能量流及其控制系統(tǒng)；5)、物料流及物料處理系統(tǒng)。2、自動化制造系統(tǒng)的組成：3、自動化制造系統(tǒng)的功能組成自動化制造系統(tǒng)機械加工自動化子系統(tǒng)儲運自動化子系統(tǒng)輔助過程自動化子系統(tǒng)熱處理過程自動化子系統(tǒng)質(zhì)量控制自動化子系統(tǒng)系統(tǒng)控制自動化子系統(tǒng)毛坯制備自動化子系統(tǒng)裝配過程自動化子系統(tǒng)高素質(zhì)的人良好的組織管理三機械制造自動化的意義1)、提高生產(chǎn)率；2)、縮短生產(chǎn)周期；3)、提高產(chǎn)品質(zhì)量；4)、提高經(jīng)濟效益；5)、降低勞動強度；6)、有利于產(chǎn)品更新；7)、提高勞動者的素質(zhì)；8)、帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展；9)、體現(xiàn)一個國家的科技水平。

1知識面的要求四自動化專業(yè)人才具備知識體系自動化技術(shù)系統(tǒng)工程技術(shù)制造科學與技術(shù)自動化系統(tǒng)工程學工業(yè)工程技術(shù)經(jīng)濟學規(guī)劃論電氣工程運籌學自動控制理論環(huán)境保護學計算機科學生產(chǎn)管理質(zhì)量控制工程設(shè)計與制造學信息科學材料科學人機工程學先進制造理論

1)、能熟練擬定工藝過程，考慮到工序特殊性要求；密切關(guān)注國際上自動化的發(fā)展動向，及時了解自動化最新的結(jié)構(gòu)和配置方案，關(guān)注新工藝、新材料、新技術(shù)(制造、控制、管理)的發(fā)展動向.2、技能方面的要求：

2)、分析和評價工藝過程方案，并最終選出最佳工藝過程方案；

3)、選擇待設(shè)計設(shè)備的最佳自動化程度；

4)、選擇和計算自動機床和自動線的原理方案；

5)、擬訂特殊的、用于控制和檢測的機構(gòu)和裝置的結(jié)構(gòu)；

剛性半自動化單機剛性自動化單機剛性自動線剛性綜合自動化系統(tǒng)一般數(shù)控機床加工中心混合成組制造單元分布式數(shù)控系統(tǒng)DNC柔性制造單元FMC柔性制造系統(tǒng)FMS柔性制造線FML計算機集成制造系統(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)1、自動化制造系統(tǒng)的基本形式五自動化制造系統(tǒng)的特點、適用范圍及實現(xiàn)原則(1)剛性半自動化單機

除上下料外，機床可以自動的完成單個工藝過程的加工循環(huán)，這樣的機床稱為剛性半自動化單機。剛性半自動化單機實現(xiàn)的是加工自動化的最低層次，但是投資少、見效快，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統(tǒng)。缺點：調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，工人勞動強度大。(2)剛性自動化單機

在剛性半自動化單機的基礎(chǔ)上增加自動上下料裝置而形成的自動化機床稱剛性自動化單機。剛性自動化單機常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的場合。特點：投資少、見效快，但通用性差，是大量生產(chǎn)最常見的加工設(shè)備。（3）剛性自動線

把機床按工藝順序依次排列，用自動輸送裝置和其它輔助裝置將它們聯(lián)系起來，使之成為一個整體，并用液壓或氣動系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)將各個部分的動作聯(lián)系起來，使其按照規(guī)定的程序自動地進行工作,使原料、毛坯或半成品（在裝配時是零部件）根據(jù)控制系統(tǒng)要求，以一定節(jié)拍，按工藝順序自動地經(jīng)過各工位，完成預(yù)定的工藝過程，最后成為合乎設(shè)計要求的制品。這種自動工作的機床系統(tǒng)就稱為剛性自動線。

特點：具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和嚴格的生產(chǎn)節(jié)拍，與自動化單機相比，結(jié)構(gòu)復雜，完成的加工工序多，生產(chǎn)率很高。是少品種、大量生產(chǎn)必不可少的加工設(shè)備。優(yōu)點：生產(chǎn)周期短，中間庫存少，物料流程短，占地面積少，改善勞動條件，便于管理。缺點：投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長，更換產(chǎn)品不方便。（4）剛性綜合自動化系統(tǒng)

剛性綜合自動化系統(tǒng)：包括零件制造、熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗、噴漆、甚至包裝在內(nèi)的自動化系統(tǒng)。優(yōu)點：生產(chǎn)率極高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動強度低。缺點：結(jié)構(gòu)復雜，投資強度大，建線周期長，更換產(chǎn)品困難。(5)一般數(shù)控機床

數(shù)控機床分硬件數(shù)控與計算機數(shù)控兩種。用于完成零件一個工序的自動化循環(huán)加工，常用于零件復雜程度不高，品種多變、批量中等的生產(chǎn)場合。

(6)加工中心

在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上增加刀庫和自動換刀裝置而形成的一類更復雜、但用途更廣，效率更高的數(shù)控機床。加工中心分銑削加工中心與車削加工中心。優(yōu)點：工序集中、可以有效縮短調(diào)整時間和搬運時間，減少在制品庫存，加工質(zhì)量高。適用于零件復雜、工序多、生產(chǎn)批量中等的場合。

（7）混合成組制造單元

成組制造單元是采用成組技術(shù)原理布置加工設(shè)備，包括成組單機、成組單元和成組流水線。在成組制造單元中，數(shù)控設(shè)備與普通加工設(shè)備并存，各自發(fā)揮其最大的作用。（8）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

由四部分組成：兩臺以上的數(shù)控加工設(shè)備、一個自動化的物料及刀具儲運系統(tǒng)、若干臺輔助設(shè)備（如清洗機、測量機、排屑裝置、冷卻潤滑裝置等）和一個由多級計算機組成的控制和管理系統(tǒng)。FMS內(nèi)有兩類不同性質(zhì)的運動，一類是系統(tǒng)的信息流；一類是系統(tǒng)的物料流，物料流受信息流的控制。優(yōu)點：1、系統(tǒng)自動化程度高，可以減少機床操作人員。2、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。3、工序集中，可以有效減少生產(chǎn)面積。4、與立體倉庫相配合，可以實現(xiàn)24小時連續(xù)工作。5、由于集中作業(yè)，可以減少加工時間。6、易于和計算機管理信息系統(tǒng)、技術(shù)信息系統(tǒng)和質(zhì)量信息系統(tǒng)結(jié)合形成更高級的自動化制造系統(tǒng)。缺點：1、系統(tǒng)投資大，投資回收期長。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，對操作人員的要求很高。3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜使得系統(tǒng)的可靠性較差。適用于品種變化不大，批量在200～2,500件的中等批量生產(chǎn)。2自動化制造系統(tǒng)的實現(xiàn)原則(1)產(chǎn)品設(shè)計方面：1)通用化、系列化、標準化和模塊化；2)采用“面向制造設(shè)計”和“面向裝配設(shè)計”技術(shù)；3)盡可能采用多種先進的毛坯制備方法，如精密鑄造、精密鍛造、冷擠壓、精密軋制等。(2)工藝技術(shù)方面：1)、采用成組技術(shù)；2)、采用柔性可重組的、高可靠性的和高質(zhì)量的生產(chǎn)設(shè)備和工藝方法；3)、少品種、大批量時采用剛性自動化制造系統(tǒng)；(3)制造系統(tǒng)方面：1)、根據(jù)加工產(chǎn)品的數(shù)量、品種數(shù)、結(jié)構(gòu)確定制造系統(tǒng)的類型；2)、人機功能合理分工；3)、多采用自動檢測裝置，在系統(tǒng)中增設(shè)反饋控制功能；4)、信息流處理和物料流的自動化是自動化制造系統(tǒng)的兩個主要內(nèi)容，在系統(tǒng)分析和設(shè)計時應(yīng)予以高度重視；5)、重視人的作用。

生產(chǎn)率經(jīng)濟性可靠性制造柔性可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量六自動化制造系統(tǒng)的評價指標1、提高生產(chǎn)率途徑

1)最大限度縮短輔助時間；2)采用工藝過程最佳化技術(shù)；3)選用高效率加工和檢測設(shè)備。

2、保證高質(zhì)量產(chǎn)品的手段

1)采用高精度機床，多工位自動加工；2)自動檢驗，反饋補償控制；3）自適應(yīng)控制，自動裝配；4)“零缺陷”生產(chǎn)。

3提高壽命周期經(jīng)濟性途徑

1)采用高效率的設(shè)備減少產(chǎn)品在車間的總時間；2)通過系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和運行節(jié)約能源和資源；3)采用自動化制造系統(tǒng)減少勞動工人的數(shù)量；4)通過自動檢驗和質(zhì)量控制以