機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)-概論-課件

概論機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)1PPT課件2PPT課件機(jī)械制造系統(tǒng)三個(gè)特性——三個(gè)角度的定義。在結(jié)構(gòu)方面：制造過程所涉及的硬件（包括人員、設(shè)備、物料流、各種輔助裝置等）及相關(guān)軟件（包括制造理論、制造技術(shù)和制造信息等）組成一個(gè)統(tǒng)一整體。

——在功能方面：將制造資源（原材料、能源、勞動(dòng)力等）轉(zhuǎn)變?yōu)槌善坊虬氤善返妮斎胼敵鱿到y(tǒng)。

——在過程方面：涵蓋制造生產(chǎn)的運(yùn)行過程，包括市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝編制、制造實(shí)施、檢驗(yàn)出廠、產(chǎn)品銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)的制造全過程。一、基本概念機(jī)械制造系統(tǒng)的具體形象是什么？3PPT課件機(jī)械制造系統(tǒng)的組成圖一臺(tái)正在制造產(chǎn)品的機(jī)床、生產(chǎn)線、車間、整個(gè)工廠都可看成不同層次的制造系統(tǒng)，從系統(tǒng)的含義它們并沒有多少差別，都是由加工過程（物料流）、加工與管理等信息（信息流）和能量的消耗及其流程（能量流）組成的綜合系統(tǒng)。

4PPT課件自動(dòng)化，它是指設(shè)計(jì)一種控制設(shè)備來取代人力操作機(jī)械的動(dòng)作，以達(dá)到各種機(jī)械自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行的目的。機(jī)械化與自動(dòng)化的區(qū)別？機(jī)械化——執(zhí)行制造過程的基本動(dòng)作由機(jī)械完成。機(jī)械由人操作控制。自動(dòng)化——操作控制機(jī)械的動(dòng)作也是由機(jī)器完成。工序中所有基本動(dòng)作都機(jī)械化了，輔助動(dòng)作都自動(dòng)化了，工人對(duì)這一工序作總操縱和監(jiān)督工序都自動(dòng)化并有機(jī)相連；工人只對(duì)整個(gè)工藝過程作總操縱和監(jiān)督工藝過程自動(dòng)化并自動(dòng)有機(jī)聯(lián)系在一起，從原材料到最終成品都不需要人工干涉。5PPT課件機(jī)械制造自動(dòng)化的主要內(nèi)容

機(jī)械制造過程中的自動(dòng)化技術(shù)包括：

1）機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù)包含上下料自動(dòng)化技術(shù)、裝卡自動(dòng)化技術(shù)、換刀自動(dòng)化技術(shù)、加工自動(dòng)化技術(shù)和零件檢驗(yàn)自動(dòng)化技術(shù)等。2）

物料儲(chǔ)運(yùn)過程自動(dòng)化技術(shù)包含工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)、刀具儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)和其他物料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)等。3）裝配自動(dòng)化技術(shù)包含零部件供應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)和裝配過程自動(dòng)化技術(shù)等。4）質(zhì)量控制自動(dòng)化技術(shù)包含零件檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)品檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)和刀具檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)等。機(jī)械制造自動(dòng)化就是在機(jī)械制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造全過程的自動(dòng)進(jìn)行。毛坯制備、熱處理、物料運(yùn)輸、機(jī)械加工、裝配、輔助過程、質(zhì)量控制、系統(tǒng)控制等6PPT課件機(jī)械制造自動(dòng)化的作用1.縮短生產(chǎn)周期2.提高生產(chǎn)率3．提高產(chǎn)品質(zhì)量4．提高經(jīng)濟(jì)效益5．降低勞動(dòng)強(qiáng)度6．提高勞動(dòng)者素質(zhì)7．有利于產(chǎn)品更新8．帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展生產(chǎn)方面人方面技術(shù)方面7PPT課件二、制造自動(dòng)化的類型1.加工系統(tǒng)即能完成工件的切削加工、排屑、清洗和測(cè)量的自動(dòng)化設(shè)備與裝置；2.工件支撐系統(tǒng)即能完成工件輸送、搬運(yùn)以及存儲(chǔ)功能的工件供給裝置；3.刀具支撐系統(tǒng)即包括刀具的裝配、輸送、交換和存儲(chǔ)裝置以及刀具的預(yù)調(diào)和管理系統(tǒng)；4.控制與管理系統(tǒng)即對(duì)制造過程的監(jiān)控、檢測(cè)、協(xié)調(diào)與管理。機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成信息流8PPT課件1.按制造過程分類毛坯制備過程自動(dòng)化、熱處理過程自動(dòng)化、儲(chǔ)運(yùn)過程自動(dòng)化、機(jī)械加工過程自動(dòng)化、裝配過程自動(dòng)化、輔助過程自動(dòng)化、質(zhì)量檢測(cè)過程自動(dòng)化和系統(tǒng)控制過程自動(dòng)化。2.按設(shè)備分類

局部動(dòng)作自動(dòng)化、單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化、剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)。3.按控制方式分類

機(jī)械控制自動(dòng)化、機(jī)電液控制自動(dòng)化、數(shù)字控制自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化、智能控制自動(dòng)化。機(jī)械制造自動(dòng)化的分類對(duì)機(jī)械制造自動(dòng)化的分類目前并沒有統(tǒng)一的方式；不同的自動(dòng)化類型有著不同的性能特點(diǎn)和不同的應(yīng)用范圍。9PPT課件機(jī)械制造自動(dòng)化的特點(diǎn)與適用范圍不同的自動(dòng)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)需要選擇不同的自動(dòng)化系統(tǒng)。1.剛性半自動(dòng)化單機(jī)特點(diǎn)：剛性半自動(dòng)化單機(jī)是一種除上下料外可以自動(dòng)地完成單個(gè)工藝過程加工循環(huán)的機(jī)床。從復(fù)雜程度講，剛性半自動(dòng)化單機(jī)實(shí)現(xiàn)的是加工自動(dòng)化的最低層次。適用范圍：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(diǎn)是調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，對(duì)人的依賴性較強(qiáng)，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也大。10PPT課件2.剛性自動(dòng)化單機(jī)-特點(diǎn)：它是在剛性半自動(dòng)化單機(jī)的基礎(chǔ)上增加自動(dòng)上下料裝置而形成的自動(dòng)化機(jī)床。因此這種機(jī)床實(shí)現(xiàn)的也是單個(gè)工藝過程的全部加工循環(huán)。-適用范圍：這種機(jī)床往往需要定制或改裝，常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的場(chǎng)合。如組合機(jī)床、專用機(jī)床等。主要特點(diǎn)是投資少、見效快，但通用性差，是大量生產(chǎn)中最常見的加工設(shè)備。11PPT課件3.剛性自動(dòng)線-特點(diǎn)：剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線（簡(jiǎn)稱剛性自動(dòng)線）是用工件輸送系統(tǒng)將各種剛性自動(dòng)化加工設(shè)備和輔助設(shè)備按一定的順序連接起來，在控制系統(tǒng)的作用下完成單個(gè)零件加工的復(fù)雜大系統(tǒng)。適用范圍：

在剛性自動(dòng)線上，被加工零件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，順序通過各個(gè)工作位置，自動(dòng)完成零件預(yù)定的全部加工過程和部分檢測(cè)過程。因此，剛性自動(dòng)線具有很高的自動(dòng)化程度，具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和嚴(yán)格的生產(chǎn)節(jié)奏。適用于少品種、大批量的生產(chǎn)中。主要缺點(diǎn)：投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品不方便。12PPT課件4.剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)-特點(diǎn)：一般情況下，剛性自動(dòng)線只能完成單個(gè)零件的所有相同工序（如切削加工工序），對(duì)于其他自動(dòng)化制造內(nèi)容如熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗(yàn)、噴漆甚至包裝卻不可能全部包括在內(nèi)。包括上述內(nèi)容的復(fù)雜大系統(tǒng)稱為剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。-適用范圍：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(dòng)化制造。剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資強(qiáng)度大，建線周期長(zhǎng)，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(dòng)強(qiáng)度低。13PPT課件沿著箭頭方向分析：自動(dòng)化程度，結(jié)構(gòu)，投資，更換產(chǎn)品困難度，調(diào)整周期，生產(chǎn)率，工人勞動(dòng)強(qiáng)度的變化14PPT課件5.數(shù)控機(jī)床-特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）用來完成零件一個(gè)工序的自動(dòng)化循環(huán)加工。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(dòng)控制機(jī)床各部分的運(yùn)動(dòng)，而且還能控制選刀、換刀、測(cè)量、潤(rùn)滑、冷卻等工作。-適用范圍：適用于復(fù)雜程度不高，加工精度較高，品種多變，且重復(fù)性好的場(chǎng)合。15PPT課件6.加工中心-特點(diǎn)：加工中心（MachiningCenter-MC）是在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上增加刀庫和自動(dòng)換刀裝置而形成的一類更復(fù)雜但用途更廣、效率更高的數(shù)控機(jī)床。由于具有刀庫和自動(dòng)換刀裝置，就可以在一臺(tái)機(jī)床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個(gè)工序的加工，有利于工序集中。-適用范圍：零件較復(fù)雜，需要多工序加工的中等批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。16PPT課件7.柔性制造單元（FMC）所謂柔性，是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。FMC實(shí)際上是數(shù)控加工中心的擴(kuò)展，一般是由加工中心和工業(yè)機(jī)器人各一臺(tái)組成，并由后臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一作可編程控制-適用范圍：柔性制造單元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。17PPT課件18PPT課件8.柔性制造系統(tǒng)（FMS）一般由數(shù)臺(tái)加工中心、工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)制導(dǎo)車輛（AGV）組成，由后臺(tái)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制。從功能上有四部分組成：兩臺(tái)以上的數(shù)控加工設(shè)備、一個(gè)自動(dòng)化的物料及刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、若干臺(tái)輔助設(shè)備（如清洗機(jī)、測(cè)量機(jī)、排屑裝置、冷卻潤(rùn)滑裝置等）和一個(gè)由多級(jí)計(jì)算機(jī)組成的控制和管理系統(tǒng)。到目前為止，柔性制造系統(tǒng)是最復(fù)雜、自動(dòng)化程度最高的單一性質(zhì)的制造系統(tǒng)。特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作、易與信息管理系統(tǒng)結(jié)合形成更高級(jí)的系統(tǒng)，投資大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得對(duì)操作人員的要求較高。適用于品種變化不大的中等批量生產(chǎn)。19PPT課件20PPT課件三、機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展歷程及趨勢(shì)發(fā)展階段時(shí)間跨度主要標(biāo)志第一階段從1870年到1950年左右電液控制剛性自動(dòng)化單機(jī)和系統(tǒng)第二階段從1952年到1965年數(shù)控技術(shù)，特別是單機(jī)數(shù)控技術(shù)第三階段從1967年到20世紀(jì)80年代中期數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造自動(dòng)化系統(tǒng)第四階段從20世紀(jì)80年代至今計(jì)算機(jī)集成制造和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)機(jī)械制造自動(dòng)化發(fā)展歷程21PPT課件22PPT課件信息化帶動(dòng)機(jī)械制造自動(dòng)化制造技術(shù)的信息化帶動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展，改變了傳統(tǒng)制造自動(dòng)化的概念，使得產(chǎn)品生命周期明顯縮短、產(chǎn)品品種日益增多、產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、產(chǎn)品交貨期不斷縮短。如何帶動(dòng)？首先對(duì)制造系統(tǒng)中的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理——建立信息系統(tǒng)，然后將信息技術(shù)運(yùn)用于制造系統(tǒng)產(chǎn)品生命周期全過程和企業(yè)運(yùn)行管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中，將制造系統(tǒng)的信息以及信息傳輸方式規(guī)范化、數(shù)字化、集成化，提高信息的綜合利用價(jià)值，從而全面提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。建立，運(yùn)用哪些信息？23PPT課件▲機(jī)械制造過程可看成是一個(gè)信息產(chǎn)生、處理和加工的過程?！圃煜到y(tǒng)中的信息流動(dòng)。制造系統(tǒng)中的信息流主線一：產(chǎn)品信息主線二：生產(chǎn)計(jì)劃和管理兩條主線存在密切的信息交換24PPT課件為實(shí)現(xiàn)制造信息描述的規(guī)范化、數(shù)字化和集成化，需對(duì)制造信息進(jìn)行合理的分類按照制造系統(tǒng)的功能活動(dòng)分類按照信息的生成方式人工輸入信息；自動(dòng)生成信息；半自動(dòng)生成信息。按照信息的適用范圍全局信息——在各個(gè)分系統(tǒng)之間共享，如物料清單、生產(chǎn)計(jì)劃等信息。局部信息——只在分系統(tǒng)內(nèi)部傳送、處理與使用，如設(shè)計(jì)規(guī)范。25PPT課件ABB公司物聯(lián)網(wǎng)26PPT課件制造業(yè)信息化的發(fā)展使得出現(xiàn)許多先進(jìn)制造模式，這些制造模式促使了機(jī)械制造業(yè)方式的轉(zhuǎn)變。1、精良生產(chǎn)——起源于日本豐田汽車制造經(jīng)驗(yàn)期望以最小的投入來獲得成本低、質(zhì)量好、投放市場(chǎng)快、用戶滿意度高的產(chǎn)品。精：消除一切不增值的因素：減少人員、場(chǎng)地面積、設(shè)備投資、現(xiàn)場(chǎng)存貨量等；簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程、簡(jiǎn)化與協(xié)作廠的關(guān)系、簡(jiǎn)化產(chǎn)品檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)一體化的質(zhì)量保證；強(qiáng)調(diào)人的作用。良：不斷改進(jìn)、盡善盡美27PPT課件2、并行工程（CE）▲并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程的系統(tǒng)方法，設(shè)計(jì)過程中在需對(duì)產(chǎn)品及其下游過程進(jìn)行并行設(shè)計(jì)?！攸c(diǎn)是在設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求?！⑿泄こ痰哪繕?biāo)、組織、方法和工具

——CE的目標(biāo)是縮短產(chǎn)品的提前期，包括新產(chǎn)品的開發(fā)和用戶定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

——CE特別強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)群體的協(xié)同工作（TeamWork），注重協(xié)同的組織形式、協(xié)同的設(shè)計(jì)思想以及所產(chǎn)生的協(xié)同效益。

——并行設(shè)計(jì)的方法和工具，除了一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法和軟件工具外，著重在數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)。

28PPT課件3、敏捷制造

敏捷制造可快速地利用知識(shí)和技術(shù)提供的可能性及時(shí)抓住市場(chǎng)對(duì)新產(chǎn)品需求的機(jī)遇，快速地開發(fā)新產(chǎn)品，快速重組資源，組織生產(chǎn)，提供用戶滿意的顧客化產(chǎn)品。敏捷制造的優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)更快，勞動(dòng)生產(chǎn)率更高，機(jī)器生產(chǎn)率加快，質(zhì)量提高，提高生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性，減少庫存。缺點(diǎn)：實(shí)施起來費(fèi)用高。29PPT課件4、智能制造系統(tǒng)▲智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)。其目的在于通過人與智能機(jī)器的合作共事，去擴(kuò)大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動(dòng)。它將成為21世紀(jì)新一代的制造系統(tǒng)模式。30PPT課件機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，先進(jìn)的生產(chǎn)模式對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)及技術(shù)提出了多種不同的要求，這些要求也同時(shí)代表了機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)將向可編程、適度集成、信息化、智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)。1．高度智能集成性2．人機(jī)結(jié)合的適度自動(dòng)化3．強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的柔性和敏捷性