先進制造技術(shù)探究

先進制造技術(shù)探究第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五教學(xué)目的與要求:1.了解先進制造工藝技術(shù)。2.了解自動化制造系統(tǒng)。3.了解工業(yè)機器人。4.了解先進制造模式。5.了解先進制造系統(tǒng)投資項目評價。教學(xué)內(nèi)容：1.先進制造工藝技術(shù)。2.自動化制造系統(tǒng)。3.工業(yè)機器人。4.先進制造模式。5.先進制造系統(tǒng)投資項目評價。第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1.先進制造技術(shù)不是一項具體的技術(shù)，而是一項綜合系統(tǒng)的技術(shù)。先進制造技術(shù)的主要特征2.先進制造技術(shù)的先進性是建立在不斷地汲取其他相關(guān)領(lǐng)域新技術(shù)的基礎(chǔ)上的，是動態(tài)的、相對的。3.創(chuàng)新是先進制造技術(shù)的靈魂，并貫穿于制造全過程（產(chǎn)品創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝過程創(chuàng)新、生產(chǎn)手段創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、組織創(chuàng)新及市場創(chuàng)新）。4.技術(shù)與管理的結(jié)合是先進制造技術(shù)的一個突破，對市場變化做出更敏捷的反應(yīng)及對最佳技術(shù)經(jīng)濟效益的追求，使先進制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過程組織管理體制的合理化和最佳化。第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五5.市場和工業(yè)界的需求是先進制造技術(shù)的出發(fā)點與歸宿，是先進制造技術(shù)的動力和目標(biāo)。先進制造技術(shù)成果的成敗取決于生產(chǎn)檢驗，企業(yè)是先進制造技術(shù)的創(chuàng)新主體。先進制造技術(shù)的核心是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活等基礎(chǔ)制造技術(shù)，其最終的目標(biāo)是要提高對動態(tài)多變的產(chǎn)品市場的適應(yīng)能力和競爭能力。發(fā)展先進制造技術(shù)是當(dāng)前世界各國發(fā)展國民經(jīng)濟的主攻方向和戰(zhàn)略決策，同時又是一個國家獨立自主、繁榮富強、經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、科技保持先進領(lǐng)先的長遠(yuǎn)大計。第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1.現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)先進制造技術(shù)的研究領(lǐng)域：2.先進制造工藝技術(shù)3.自動化技術(shù)4.系統(tǒng)管理技術(shù)第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五一、超精密加工1.金剛石精密切削精密與超精密加工是一個十分廣泛的領(lǐng)域，它包括了所有能使零件的形狀、位置和尺寸精度達(dá)到微米和亞微米范圍的機械加工方法。第一節(jié)先進制造工藝技術(shù)

金剛石具有無與倫比的硬度，是最佳的切削刀具材料。用金剛石刀具進行精密切削，主要用來加工無氧銅、鋁合金、黃銅、非電解鎳等有色金屬和某些非金屬材料。金剛石精密切削用于加工陀螺儀、天文望遠(yuǎn)鏡的反射鏡、激光切割機床中的反射鏡等；也可以加工計算機磁盤、激光打印機的多面鏡、錄像機的磁頭、復(fù)印機的硒鼓。第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五當(dāng)磨削后的工件表面反射光的能力達(dá)到一定程度時，該磨削過程被稱為鏡面磨削。鏡面磨削的工件材料有脆性材料、金屬材料。2.鏡面磨削

日本東京大學(xué)理化研究所發(fā)明了電解在線修整磨削法ELID(ElectrolyticIn-ProcessDressing)。ELID磨削方法最適合于加工平面，磨削后的工件表面粗糙度可達(dá)1nm的水平，即使在可見光范圍內(nèi)，這樣的表面確實可以作為鏡面來使用。ELID磨削的生產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)的拋光加工，故在許多應(yīng)用場合取代了拋光工序。ELID也可用于加工其他幾何形狀如球面、柱面和環(huán)面等。第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五二、超高速加工通常把切削速度比常規(guī)高5～10倍以上的切削叫做超高速切削。如車削700~7000m/min；銑削300~6000m/min；鉆削200~1100m/min；磨削150~360m/s。

在高速銑削時，進給速度隨切削速度的提高相應(yīng)提高5～10倍，單位時間材料切削率可增加6倍。

超高速切削目前主要用于飛機、汽車及模具工業(yè)。飛機制造工業(yè)中的輕合金零件特別適合采用超高速切削。第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五三、微型機械加工

在機械裝置的小型化過程中出現(xiàn)兩類機械，小型機械和微型機械?？梢赃@樣劃分：10～1mm為小型機械，用精密加工的方法可以制造出來；1mm～1μm為微型機械，需要細(xì)微加工技術(shù)方法才能制造出來；1μm～1nm為納米機械，是分子級的零件，需要采用生物工程技術(shù)制造。

微型機械是指集微型機構(gòu)、微型傳動器以及信號處理和控制電路，甚至外圍接口電路、通訊電路和電源等于一體的微型機電系統(tǒng)（MicroElectro-MechanicalSystems，即MEMS）。第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五微型機械技術(shù)涉及電子、電氣、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學(xué)、光學(xué)、醫(yī)學(xué)以及生物技術(shù)等多種工程技術(shù)和科學(xué)并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的許多尖端成果。微型機器可應(yīng)用醫(yī)療、汽車運輸、航空航天、環(huán)境、制造、軍事等，尤其以其在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境、交通和國防領(lǐng)域的應(yīng)用令人矚目。如日本名古屋大學(xué)研制出不需要電纜的管內(nèi)移動微型機器人，可用于生物醫(yī)學(xué)（如清理人體血管壁）、小直徑管道檢測等。

目前微型機械的制造主要采用基于半導(dǎo)體工藝的硅微細(xì)加工技術(shù)，以及德國研制的LIGA工藝（LIGA是德文Lithographie，Galvanoformung和Abformung三個詞，即光刻、電鑄和注塑的縮寫）。第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五四、快速原型制造技術(shù)快速原型/零件制造（RPM—RapidPrototyping/PartsManufacturing）技術(shù)是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機械工程、電子技術(shù)及激光加工技術(shù)的技術(shù)集成以實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。

RPM技術(shù)是直接根據(jù)產(chǎn)品CAD的三維實體模型數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理后，將三維實體數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為許多平面模型的疊加，然后直接通過計算機進行控制以制造一系列的平面模型，然后加以聯(lián)結(jié)，即可形成復(fù)雜的三維實體。。第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1.RPM原理

(1)零件的設(shè)計及分層切片(2)零件的成形激光快速成形過程2.RPM方法目前已開發(fā)出許多RPM方法，通常按制造工藝原理進行分類，主要有：立體印刷成型（SLA）；層合實體制造（LOM）；選域激光燒結(jié)（SLS）；熔融沉積制模（FDM）；三維噴涂粘接（3DPG）；焊接成型（WF）；數(shù)碼累積造型（DBL）等。第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五五、特種加工特種加工是指切削加工以外的一切新的去除加工方法，它與切削加工有著明顯的區(qū)別。⒈切削加工是靠機械能來切除多余材料，而特種加工是以電能、化學(xué)能、光能、聲能、熱能等來實現(xiàn)對零件材料加工的。⒉特種加工用的工具材料硬度可以低于被加工工件材料的硬度，甚至可以不用加工工具。⒊特種加工過程中工具與工件之間不存在明顯的機械切削力。特種加工可以加工任何硬度、強度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專長于加工復(fù)雜、微細(xì)表面和低剛度零件，同時，有些方法還可以進行超精加工、鏡面光整加工和納米級加工。第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（一）電火花加工電火花加工（ElectricalDischargeMachining簡稱EDM）是利用工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性電火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來除去工件上的多余金屬以實現(xiàn)加工目的。電火花加工原理1—直流脈總電源2一工件3一工作液

4一工具電極5一自動進給調(diào)節(jié)裝置

⒈電火花加工的基本原理電火花放電時火花通道中瞬時產(chǎn)生大量的熱，達(dá)到很高的溫度，使電極表面的金屬局部融化甚至氣化蒸發(fā)而被蝕除，形成放電凹坑。

第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五實現(xiàn)電火花加工必須具備的條件：

⑴工具和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的間隙通常為幾微米至幾百微米）。⑵火花放電必須是脈沖性放電(脈寬0.1～1000μs，脈間不小于10μs),這樣才能使放電所產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴散到其余部分，而僅僅使放電區(qū)域產(chǎn)生瞬時高溫。⑶火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)進行，如去離子水、煤油、皂化液等。解決上述問題的辦法是：

使用脈沖電源和放電間隙自動進給控制系統(tǒng)，在具有一定絕緣強度和一定粘度的電介質(zhì)中進行放電加工。第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五⒉電火花加工特點⑴可加工任何導(dǎo)電材料，不受材料硬度、脆性、韌性、熔點的限制。⑵適用于加工特殊及復(fù)雜形狀的零件。⑶脈沖參數(shù)可調(diào)，加工范圍大，在一臺機床上可連續(xù)進行粗、精加工。電火花加工在特種加工中是發(fā)展比較成熟的工藝方法，主要有電火花穿孔成型加工、電火花線切割加工；電火花內(nèi)孔、外圓和成型磨削；電火花表面強化、刻字等。廣泛應(yīng)用于機械（特別是模具制造）、航天、航空、電子、電機電器、精密機械、儀器儀表、汽車拖拉機、輕工等行業(yè)。3.電火花加工應(yīng)用第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（二）電化學(xué)加工電化學(xué)加工（Electro-chemicalMachining，簡稱ECM）是當(dāng)前迅速發(fā)展的一種特制加工方式，按加工原理可以分為三大類：利用陽極金屬的溶解作用去除材料（如電解加工、電解拋光、電解研磨等）、利用陰極金屬的沉積作用進行鍍覆加工（如電鑄、電鍍、涂鍍等）、電化學(xué)加工與其他加工方法結(jié)合完成的電化學(xué)復(fù)合加工（如電解電火花復(fù)合加工、電化學(xué)陽極機械加工等）。電解加工示意圖

1一直流電源2一進給機構(gòu)

3一工具4一工件

5一電解液泵6一電解液

第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五電解加工的特點及應(yīng)用

⑴不受材料的硬度、強度和韌性的限制，可加工硬質(zhì)合金、淬火鋼、不銹鋼、高溫合金等。⑵能以簡單進給運動一次加工出復(fù)雜的型面或型腔（如鍛模、葉片），生產(chǎn)率比電火花加工高5~10倍以上。⑶加工過程中無切削力或切削熱影響，沒有飛邊和毛刺，可以加工薄壁、深孔零件。⑷工具電極（陰極）基本不損耗。⑸電解加工附屬設(shè)備多，占地面積較大，初期投資較大。⑹電解液的處理和回收有一定的難度，而且對設(shè)備有一定的腐蝕作用，加工過程中對環(huán)境有一定的污染。第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（三）激光加工

1.激光加工原理激光與其它光源相比具有相干性好、單色性好、方向性好和能量密度高等特性，通過光學(xué)系統(tǒng)可以使它聚焦為一個極小的光斑（直徑僅幾微米到幾十微米），從而獲得極高的能量密度（可達(dá)10～10W/cm），溫度可達(dá)10000℃以上。當(dāng)能量密度極高的激光束照射在被加工表面上時，光能被加工表面吸收，并轉(zhuǎn)換成熱能，使照射斑點的局部區(qū)域的材料在千分之一秒，甚至在更短的時間內(nèi)，迅速被融化以至氣化，從而達(dá)到材料蝕除的目的。

激光加工機示意圖

1—激光器2—光圈3—反射鏡4—聚集鏡5—工件6—工作臺7—電源第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2.激光加工的特點

激光是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項重大科技成果，它的出現(xiàn)深化了人們對光的認(rèn)識，擴展了光在人類服務(wù)的領(lǐng)域。目前，激光加工已較為廣泛地應(yīng)用于切割、打孔、焊接、表面處理、切削加工、快速成形、電阻微調(diào)、半導(dǎo)體處理等領(lǐng)域中。⑴激光加工的能量密度高，幾乎可以加工任何材料。高硬、耐熱合金，陶瓷、石英、金剛石等材料都能加工。⑵激光加工不需要工具，不存在工具損耗、更換和調(diào)整等問題，適應(yīng)于自動化連續(xù)操作。⑶激光束可聚焦到微米級，輸出功率可以調(diào)節(jié)，且加工中沒有機械力的作用，故適合精密微細(xì)加工。⑷激光可以透過透明的物質(zhì)（如空氣、玻璃等），故激光加工可以在任何透明的環(huán)境中進行，包括空氣、惰性氣體、真空甚至某些液體。第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（四）超聲加工聲波是人耳能感受的一種縱波，它的頻率在16～16000Hz范圍內(nèi)。當(dāng)頻率超過16000Hz就稱為超聲波。超聲波具有波長短、能量大，傳播過程中反射、折射、共振、損耗等現(xiàn)象顯著的特點。

1.超聲加工利用工具端面作16～

25kHz的超聲頻振動，使工作液中的懸浮磨粒對工件表面撞擊拋磨來實現(xiàn)加工，稱為超聲加工。超聲波加工原理

1—超聲波發(fā)生器2—換能器3—振幅擴大棒4—工作液5一工件6一工具

第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五⒉超聲波加工的特點

⑴適應(yīng)于加工硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料，如玻璃、陶瓷、石英、硅、鍺、瑪瑙、寶石、金剛石等。⑵加工精度高，表面質(zhì)量好。工件在加工過程中受力較小，可以加工薄壁、窄縫等低剛度工件。⑶加工出工件的形狀與工具形狀一致，只要將工具做成不同的形狀和尺寸，就可以加工出各種復(fù)雜形狀的型孔、型腔、成形表面，不需要使工具和工件做較復(fù)雜的運動。因此，超聲波加工機床結(jié)構(gòu)比較簡單，操作維修方便。超聲加工是基于局部撞擊作用，越是脆硬材料，受撞擊作用遭受的破壞愈大，愈易超聲加工。相反，脆性和硬度不大的韌性材料，由于它的緩沖作用而難以加工。

第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（五）水噴射加工水噴射加工（WaterJetMachining）又稱水射流加工或水刀加工。它是利用超高壓水射流及混合與其中的磨料對各種材料進行切割、穿孔和表層材料去除等加工。加工機理是綜合了由超高速液流沖擊產(chǎn)生的穿透割裂和由懸浮于液流中的磨料的游離磨削作用。水噴射加工使用廉價的水作為工作介質(zhì)，是一種冷態(tài)切割新工藝，屬于綠色加工范疇。它可以切割金屬材料，還能加工特別硬脆、柔軟或屑塵飛揚的非金屬材料加工。

如：塑料、皮革、紙張、布匹、化纖、木材、膠合板、石棉、水泥制品、玻璃、花崗巖、大理石、陶瓷和復(fù)合材料等。水噴射加工具有切口平整、無毛刺和飛邊，無火花、無熱變形、無塵、無毒等特點，特別適用于惡劣的工作環(huán)境和有防爆要求的危險環(huán)境下加工。第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五一．柔性制造系統(tǒng)(FMS—FlexibleManufacturingSystem)（一）柔性制造單元(FMC—FlexibleManufacturingCell)1．增加柔性、降低庫存2．可以實現(xiàn)24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，降低生產(chǎn)成本3．便于實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)第二節(jié)自動化制造系統(tǒng)

第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（二）柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1．加工系統(tǒng)按加工工件類別劃分，加工系統(tǒng)的主要類型包括：

(1)以加工箱體類零件為主的FMS，這類FMS配備有數(shù)控加工中心；

(2)以加工回轉(zhuǎn)類零件為主的FMS，這類FMS配備有CNC車削中心、CNC車床、CNC磨床；適應(yīng)于混合零件加工的FMS，即能加工箱體類零件和回轉(zhuǎn)體類零件的FMS，它既配備有CNC加工中心，又配備有CNC車削中心或CNC車床；

(3)用于專門零件加工的FMS，如加工齒輪類零件FMS，它除配備CNC車床還需配備CNC齒輪加工機床。第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2．物料運儲系統(tǒng)

FMS物料系統(tǒng)主要完成兩種不同的工作，即工件的輸送和工件的存儲。工件輸送包括兩部分：一是系統(tǒng)與外界的工件交換，如從外界獲取零件毛坯、原材料、工具和配套間等，以及將加工好的成品和換下的工具從系統(tǒng)中移出；二是零件、工具和配套件等在系統(tǒng)內(nèi)部的搬運。工件的存儲包括:

物品在倉庫中的保管和生產(chǎn)過程中在制品的臨時性停放。要求FMS的物料系統(tǒng)中設(shè)置適當(dāng)?shù)闹醒肓蠋旌屯习鍘煲约案鞣N形式的緩沖儲區(qū)，以保證系統(tǒng)的柔性。在FMS中，中央料庫和拖板庫往往采用自動化立體倉庫。第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五

計算機控制系統(tǒng)通過主控制計算機或分布計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)系統(tǒng)的主要控制功能?？刂葡到y(tǒng)通常采用三級分布式體系結(jié)構(gòu)。3．計算機控制系統(tǒng)第一層為設(shè)備層，主要是對機床和工件裝卸機器人的控制，包括對各種加工作業(yè)的控制和檢測；第二級工件層，它包括對整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的管理、零件流動的控制、零件程序的分配以及對第一級生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集；第三級為單元層，主要編制日程進度計劃，把生產(chǎn)所需的信息如加工零件信息、刀夾具信息等送到第二級系統(tǒng)管理計算機。第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（三）FMS的優(yōu)點1．在計算機直接控制下實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化制造，大大提高了加工精度和生產(chǎn)過程的可靠性。2．生產(chǎn)過程的控制和流程連續(xù)，并且達(dá)到最佳化，有效地提高了生產(chǎn)效率。3．在系統(tǒng)內(nèi)材料、刀具、機床、貯存、夾具以及測量檢查站的理想配置，具有良好的柔性。4．直接調(diào)整物流（即工件流、工具流）和制造中的各項工序，制造不同品種的產(chǎn)品，大大提高了設(shè)備的利用率。第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五二、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS–ComputerIntegratedManufacturingSystem)（一）CIMS的組成及其功能1．管理信息系統(tǒng)（MIS—ManagementInformationSystem）2．工程設(shè)計集成系統(tǒng)(EDIS—EngineeringDesignIntegratedSystem)3．制造自動化系統(tǒng)(MAS—ManufacturingAutomationSystem)4．質(zhì)量保證系統(tǒng)(CAQ—ComputerAidedQuality)5．CIMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)6．CIMS計算機通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（二）CIMS面向功能構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五

由于CIMS對廣大制造業(yè)企業(yè)生存和發(fā)展所具有戰(zhàn)略意義，而制造業(yè)對一個國家的國民經(jīng)濟發(fā)展有舉足輕重的作用，因而工業(yè)發(fā)達(dá)國家先后都對CIMS的發(fā)展給予了很大關(guān)注，制定了長期發(fā)展規(guī)劃，并采取切實有效的措施推進其在眾多企業(yè)中的應(yīng)用。（三）CIMS的應(yīng)用

如美國的通用汽車公司、波音飛機公司等都耗巨資應(yīng)用CIMS技術(shù)，使工廠生產(chǎn)效率提高40%～70%，工程費用減少15%～30%，產(chǎn)品研制周期縮短30%～60%，設(shè)備利用率提高2～3倍。日本不僅將CIMS應(yīng)用于離散型制造業(yè)，也應(yīng)用于流程型制造業(yè)。如食品、造紙、化學(xué)、橡膠、采煤、鋼鐵、電器等行業(yè)。第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五富士達(dá)公司專業(yè)提供自動化立體倉庫系統(tǒng)，包括立體倉庫成套設(shè)備和計算機監(jiān)控和管理系統(tǒng)。1．高層托盤型自動化雙立柱立體倉庫適用于更高的場合：典型自動化制造系統(tǒng)：

專為二十米以上的立體倉庫設(shè)計的雙立柱堆垛機，在大規(guī)模自動化立體倉庫中發(fā)揮著快速、高效的作用。在倉庫建筑和立體倉庫貨架聯(lián)成一體、庫架一體式立體倉庫得到應(yīng)用。最大承重可達(dá)5噸，特別適合單元貨物較重的立體倉庫系統(tǒng)。對應(yīng)于單一、大容量的庫存和出入庫要求，雙叉雙深系統(tǒng)可有效提高效率。第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五2．堆垛機根據(jù)不同的立體倉庫使用要求，堆垛機有多種形式。蘇州富士達(dá)引進德國技術(shù)生產(chǎn)的堆垛機已發(fā)展成系列化、模塊化，該。并具有以下特點：（1）多重安全保護：為確保萬無一失，堆垛機采用的安全裝置有16道之多。（2）模塊化設(shè)計：使生產(chǎn)、維護更加快。（3）人機界面友好：操作簡單、方便，操作面板一目了然，即使是第一次操作，也能得心應(yīng)手。第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（4）運用特殊型材：使得堆垛機本身重量較輕，堆垛機運行更加平穩(wěn)，噪聲低。項目/型號DB20DB24DB28DB32DB36貨架高度（米）Max.20Max.24Max.28Max.30Max.36貨物尺寸Max.2000（W）×2000（D）×2000（H）額定載重量Max.5000公斤運行速度Max.180米/分鐘升降速度Max.60米/分鐘叉取速度Max.50米/分鐘備注具體參數(shù)可根據(jù)用戶實際設(shè)定第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五一．工業(yè)機器人的定義第三節(jié)工業(yè)機器人關(guān)于機器人的定義有多種，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的定義是“機器人是一種自動的、位置可控的、具有可編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五二、工業(yè)機器人的組成（二）控制系統(tǒng)（一）執(zhí)行機構(gòu)（三）驅(qū)動系統(tǒng)1—驅(qū)動系統(tǒng)2—控制系統(tǒng)3—執(zhí)行機構(gòu)第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五三、工業(yè)機器人的分類（一）按信息輸入方式分1.人操作機械手3.固定程序機器人3.可編程序機器人4.程序控制機器人5.示教機器人6.智能機器人第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五（二）按驅(qū)動方式分1.電力驅(qū)動2.液壓驅(qū)動3.氣動驅(qū)動（三）按坐標(biāo)形式分1.直角坐標(biāo)機器人(a)2.柱面坐標(biāo)機器人(b)3.球面坐標(biāo)機器人(c)4.關(guān)節(jié)式機器人

(d)第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五弧焊機器人的應(yīng)用典型機器人：

弧焊機器人

弧焊機器人其主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)，在通用機械、金屬結(jié)構(gòu)等許多行業(yè)中也都有應(yīng)用。這是因為弧焊工藝早已在諸多行業(yè)中得到普及的緣故。第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五焊接是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝流程和加工手段，廣泛應(yīng)用在汽車、摩托車以及其他工程機械的整機裝配和零部件加工過程中。目前，隨著汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，對許多構(gòu)件的焊接精度和速度等指標(biāo)提出越來越高的要求，一般工人已難以勝任這一工作；此外，焊接時的火花及煙霧等對人體也將造成危害。因此，焊接過程的完全自動化和智能化已成為重要的研究課題，其中，最為重要的就是要應(yīng)用焊接機器人。日本MOTOMAN弧焊機器人不僅能夠連續(xù)且穩(wěn)定的進行復(fù)雜的焊接，而且還具備自動原點定位、焊縫自動跟蹤、多層焊接補償、自動搖擺及波動動作和外部軸協(xié)調(diào)聯(lián)動控制等輔助功能，能夠充分滿足制造業(yè)用戶對焊接工藝的各種要求?？梢钥闯龈咝Х€(wěn)定的機器人焊接設(shè)備將極大的提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五從20世紀(jì)90年代，國內(nèi)的汽車車身制造廠就開始引進、應(yīng)用焊接機器人，年產(chǎn)量達(dá)10萬輛以上的車身制造廠幾乎都采用了機器人焊裝線（根據(jù)已報道的資料統(tǒng)計，國內(nèi)車身焊裝線的焊接機器人約600臺套）。這不僅提高了車身整車及零部件生產(chǎn)的自動化水平及生產(chǎn)效率，更由于機器人焊裝生產(chǎn)線具有柔性，使汽車車身，特別是轎車車身的改型生產(chǎn)，在技術(shù)上得到基本解決，同時車身的焊接質(zhì)量也得到了保證。如一汽二轎廠使用6臺點焊機器人焊接全新“紅旗”轎車前、后風(fēng)窗洞，左、右側(cè)圍門洞，三角窗洞的焊接，提高了國產(chǎn)轎車焊裝技術(shù)水平及焊接質(zhì)量。第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五“一汽”紅旗轎車機器人焊接線

后橋焊縫熔核成型好，解決了久攻不破的后橋滲漏質(zhì)量難題，產(chǎn)品實現(xiàn)免檢，而且勞動效率、生產(chǎn)能力都取得了大幅度的提高。第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五1．裝配機器人系統(tǒng)

裝配在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。有關(guān)資料統(tǒng)計表明，裝配占產(chǎn)品生產(chǎn)勞動量的50％～60％，而在電子廠的芯片裝配、電路板的生產(chǎn)中，裝配工作占勞動量高達(dá)70％～80％。隨著裝配生產(chǎn)線的應(yīng)用，手工裝配已無法滿足裝配效率和裝配質(zhì)量的要求，而機器人可不知疲倦的常時間工作，并且具有較高的重復(fù)定位精度，可提高產(chǎn)品的裝配精度減少廢品率，降低成本。因此，采用機器人來實現(xiàn)自動化裝配作業(yè)是十分重要的。第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期五機器人正式進入裝配作業(yè)領(lǐng)域是在“機器人普及元年”的1980年?，F(xiàn)在日本許多廠家都在生產(chǎn)電伺服裝配機器人(Assemblyrobot)，它較之前述的液壓機器人制造簡單、價格低廉，因此更利于普及。迄今為止，裝配機器人的應(yīng)用水平限于簡單重復(fù)操作，