机械制造自动化ppt课件
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机械制造自动化资料精选课件PPT
2021/3/2
2、主样件设计 能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件
称为主样件。它可以是真实零件也可是综合的假想零件。
3、拟订零件组工艺过程 （1）复合零件法
按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法称为复 合零件法，或样件法。所谓复合零件是拥有同组零件的全部 待加工表面要素的一个零件。 仅适用于回转体零件。
1.零件编码： 用数字表示零件的形状特征和工艺特征。在实施成组
技术的过程中，必须首先建立相应的零件分类编码系统，然 后应用这个编码系统使零件的有关信息代码化，据此对零件 进行分类分组，以便进一步以成组的方式组织生产。
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零件分类之前与分类之后
图 2-3
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2.分类编码系统：
2.2.1 成组技术的基本概念
1、GT定义
➢成组技术的概念：充分利用事物间的相似性，将许 多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同 的方法去解决相似组中的生产技术问题，以达到规模 生产的效果，这种技术统称为成组技术。
➢ GT 被认为是一种“制造哲理”—（Manufacturing Philosophy），是现代制造技术的一个重要理论基础。
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2、GT工作原理
2021/3/2
➢ 将多种零件按其相似性分类成组，人为扩大生产批量
产品
A
B
C
部件 A1 A2 A3
B1
B2
C1 C2 C3 C4
零件
零件组
图2-2 成组技术基本原理
➢ 重复使用原则：◆ 资源重复使用，降低生产成本； 10 ◆ 作业熟练程度增加，提高生产率。
2021/3/2
2.2.2 零件的分类编码
机械制造自动化PPT课件-1概论
第 1章 1.1
概
论
基本概念和主要内容
信息系统（订单、图纸、工艺文件、调度计划）
原料或毛坯
存储
运输
制造
检验
产品 机械制造自动化 就是在机械制造 过程的所有环节 采用自动化技术， 实现机械制造全 过程的自动化。
能量系统
机械制造系统组成图
物料流
能源
能量流 信息流
1.1
机械化 自动化
基本概念和主要内容
生产过程中的基本动作是由机器（机械）代替
制造过程自动化 产品制造中若每个工艺过程都自动化了，
并把它们有机联系起来，从原材料到成品的全过程不需要人
工干预，形成了制造过程的自动化。机械制造自动化的高级 阶段就是自动化车间甚至自动化工厂。
机械制造自动化的主要内容
工艺规程、数控程序、适用控制模型等
工艺信息
上 工 序
原料或毛坯 存 储
信息系统
下 工 序
1.2
机械制造自动化的类型
三、机械制造自动化的特点和适用范围
3. 刚性自动线
用工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设
备按一定顺序连接起来，在控制系统作用下完成单个 零件加工的复杂系统。 特点: 完成的加工工序多，自动化程度高，生产率高， 但结构复杂，变化困难。 适用范围：品种单一大批量生产。
检 验 工 件
机床 刀具 夹具
机械 加工 工艺 过程
能 量 系 统
机械加工工艺系统
物流 能 源 能量流 信息流
机械制造自动化的主要内容
1) 机械加工自动化技术，包含上下料自动化技术、装卡自 动化技术、换刀自动化技术、加工自动化技术和零件检验 自动化技术等。 2) 物料储运过程自动化技术，包含工件储运自动化技术、 刀具储运自动化技术和其它物料储运自动化技术等。 3) 装配自动化技术，包含零部件供应自动化技术和装配过
概
论
基本概念和主要内容
信息系统（订单、图纸、工艺文件、调度计划）
原料或毛坯
存储
运输
制造
检验
产品 机械制造自动化 就是在机械制造 过程的所有环节 采用自动化技术， 实现机械制造全 过程的自动化。
能量系统
机械制造系统组成图
物料流
能源
能量流 信息流
1.1
机械化 自动化
基本概念和主要内容
生产过程中的基本动作是由机器（机械）代替
制造过程自动化 产品制造中若每个工艺过程都自动化了，
并把它们有机联系起来，从原材料到成品的全过程不需要人
工干预，形成了制造过程的自动化。机械制造自动化的高级 阶段就是自动化车间甚至自动化工厂。
机械制造自动化的主要内容
工艺规程、数控程序、适用控制模型等
工艺信息
上 工 序
原料或毛坯 存 储
信息系统
下 工 序
1.2
机械制造自动化的类型
三、机械制造自动化的特点和适用范围
3. 刚性自动线
用工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设
备按一定顺序连接起来，在控制系统作用下完成单个 零件加工的复杂系统。 特点: 完成的加工工序多，自动化程度高，生产率高， 但结构复杂，变化困难。 适用范围：品种单一大批量生产。
检 验 工 件
机床 刀具 夹具
机械 加工 工艺 过程
能 量 系 统
机械加工工艺系统
物流 能 源 能量流 信息流
机械制造自动化的主要内容
1) 机械加工自动化技术，包含上下料自动化技术、装卡自 动化技术、换刀自动化技术、加工自动化技术和零件检验 自动化技术等。 2) 物料储运过程自动化技术，包含工件储运自动化技术、 刀具储运自动化技术和其它物料储运自动化技术等。 3) 装配自动化技术，包含零部件供应自动化技术和装配过
机械制造自动化 ppt课件
机械电子工程学院
自动化的级别：
• 工步自动化：自动完成切削、夹紧、传动等单一工步的动
作（螺纹、凸轮加工）
• 工序自动化：工步自动化＋各工步间连接动作的自动完成
（自动机）
• 工艺过程自动化：全部工序及其连接动作的自动化（自动
生产线）
• 制造过程自动化：一个产品的多个工艺及其连接动作的
自动化（自动化车间、工厂）
（8）控制装置及管线布置要安全合理，整齐美观。
（9）自动控制方式要与工厂的技术水平、管理水 平、经济 效益及工厂近期生产发展趋势相适应。
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3.自动控制方式 1 开环控制 2 闭环控制
3 分散控制：动作顺序进行 4 集中控制（图1）
5 程序控制：固定、可变程序
6 数字控制：NC系统，逻辑、位移、速 度
自动化一词的含义十分广泛，它是指采用一切能够自
动开停、自动运行、自动检测、自动调节等手段来代替人 力直接操作各种机器，自动完成制造全过程的系统。
•
机械制造自动化是指机械制造过程中所有环节采用自
动控制技术，提高制造全过程的自动化水平，达到高效、
优质、低耗、及时和净洁生产机械产品的目标。
• 涉及到机械制造系统的体系结构、生产设备的自动控制 技术、物料供输自动化技术、刀具转换自动化技术、产品 质量自动检测技术和自动装配技术等。是一种动态发展的 交叉学科。
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提高生产率
缩短生产周期
85%单件小批 95%时间待加工
带动相关技术 的发展
提高劳动 者素质
机械制造自动 化的作用
提高产品质量
提高经济效 益
有利于产品更新
降低劳动强度
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第二节 机械制造自动化的类型
机械制造系统自动化培训课件(ppt 135页)
31
组合机床的特点及应用范围
1. 组合机床的特点
组合机床与通用机床或一般专用机床相比，主要有如下优点： 1) 设计和制造的周期短。 2) 对产品变化或更新有较强的适应性。 3) 具有较高的工作可靠性。 4) 工序集中，生产效率高。 5) 机床的维护和修理都比较方便。
32
组合机床的缺点：
1）在机床改装时，少量专用部件和零件不能重复利用，因此有一定 的损失。 2）在组成各种类型的组合机床时，所选用的通用部件不一定完全适用。
2. 组合机床的应用范围
组合机床最适于箱体类零件（如各种变速箱的箱体、气缸体、电机座、 仪器仪表壳体等 ）的加工。近年来，轴类、盘套类、叉类等零件也越 来越多地采用组合机床加工。
33
组合机床未来的发展：
采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍； 采用数字控制系统和 可换主轴箱 或转塔式主轴箱 、夹具自动更换系统，
组合机床既保留专用机床的结构简单、生产效率高等优 点，又像通用机床那样具有部件通用化、可调整改装以适应 不同结构尺寸的工件加工等特点。
26
组合机床的组成
组合机床的通用部件按其所起作用的不同一般分为下面五类： （1）动力部件 是用于传递动力 实现工作运动、为刀具提供主运动和进给
运动 。如各种类型的切削头、滑台和动力箱等。 （2）支承部件 如底座、立柱等。 （3）输送部件 如多工位的工作台、回转工作台和回转鼓轮等。 （4）控制部件 如液压元件、控制挡铁、行程开关、操纵台等。 （5）辅助部件 如冷却润滑装置、排屑装置、机械板手等。
SQ － 快进
SW － 工进
SR － 快退
36
2. 滑台的典型工作循环
c) 超越工作进给循环
d) 双向工作进给循环
组合机床的特点及应用范围
1. 组合机床的特点
组合机床与通用机床或一般专用机床相比，主要有如下优点： 1) 设计和制造的周期短。 2) 对产品变化或更新有较强的适应性。 3) 具有较高的工作可靠性。 4) 工序集中，生产效率高。 5) 机床的维护和修理都比较方便。
32
组合机床的缺点：
1）在机床改装时，少量专用部件和零件不能重复利用，因此有一定 的损失。 2）在组成各种类型的组合机床时，所选用的通用部件不一定完全适用。
2. 组合机床的应用范围
组合机床最适于箱体类零件（如各种变速箱的箱体、气缸体、电机座、 仪器仪表壳体等 ）的加工。近年来，轴类、盘套类、叉类等零件也越 来越多地采用组合机床加工。
33
组合机床未来的发展：
采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍； 采用数字控制系统和 可换主轴箱 或转塔式主轴箱 、夹具自动更换系统，
组合机床既保留专用机床的结构简单、生产效率高等优 点，又像通用机床那样具有部件通用化、可调整改装以适应 不同结构尺寸的工件加工等特点。
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组合机床的组成
组合机床的通用部件按其所起作用的不同一般分为下面五类： （1）动力部件 是用于传递动力 实现工作运动、为刀具提供主运动和进给
运动 。如各种类型的切削头、滑台和动力箱等。 （2）支承部件 如底座、立柱等。 （3）输送部件 如多工位的工作台、回转工作台和回转鼓轮等。 （4）控制部件 如液压元件、控制挡铁、行程开关、操纵台等。 （5）辅助部件 如冷却润滑装置、排屑装置、机械板手等。
SQ － 快进
SW － 工进
SR － 快退
36
2. 滑台的典型工作循环
c) 超越工作进给循环
d) 双向工作进给循环
机械制造自动化技术概论ppt
——在过程方面：涵盖制造生产的运行过程，包括市场分析、 产品设计、工艺编制、制造实施、检验出厂、产品销售等多个 环节的制造全过程。
机械制造系统的具体形象是什么？
一台正在制造产品的机床、生产线、车间、整个工厂都可看成不同层次的制 造系统，从系统的含义它们并没有多少差别，都是由加工过程（物料流）、 加工与管理等信息（信息流）和能量的消耗及其流程（能量流）组成的综合 系统。
机械制造自动化的作用 生产方面 人方面 技术方面
1 . 缩短生产周期 2 . 提高生产率 3．提高产品质量 4．提高经济效益 5．降低劳动强度 6．提高劳动者素质 7．有利于产品更新 8．带动相关技术的发展
二、制造自动化的类型
机械制造自动化系统的构成
1. 加工系统 即能完成工件的切削加工、排屑、清洗和测量的 自动化设备与装置； 2. 工件支撑系统 即能完成工件输送、搬运以及存储功能的工 件供给装置； 3. 刀具支撑系统 即包括刀具的装配、输送、交换和存储装置 以及刀具的预调和管理系统； 4. 控制与管理系统 即对制造过程的监控、检测、协调与管理。
工序都自动化 并有机相连； 工人只对整个 工艺过程作总 操纵和监督
工艺过程自动 化并自动有机 联系在一起， 从原材料到最 终成品都不需 要人工干涉。
机械制造自动化的主要内容
机械制造自动化就是在机械制造过程的所有环节采用自动化技 术，实现机械制造全过程的自动进行。
毛坯制备、热处理、物料运输、机械加工、 装配、辅助过程、质量控制、系统控制等
沿着箭头方向分 析：自动化程度 ，结构，投资， 更换产品困难度 ，调整周期，生 产率，工人劳动 强度的变化
5. 数控机床 - 特点：数控机床（Numerical Control Machine Tools） 用来完成零件一个工序的自动化循环加工。它是用代码化的 数字量来控制机床，按照事先编好的程序，自动控制机床各 部分的运动，而且还能控制选刀、换刀、测量、润滑、冷却 等工作。 - 适用范围：适用于复杂程度不高，加工精度较高，品种多 变，且重复性好的场合。
机械制造系统的具体形象是什么？
一台正在制造产品的机床、生产线、车间、整个工厂都可看成不同层次的制 造系统，从系统的含义它们并没有多少差别，都是由加工过程（物料流）、 加工与管理等信息（信息流）和能量的消耗及其流程（能量流）组成的综合 系统。
机械制造自动化的作用 生产方面 人方面 技术方面
1 . 缩短生产周期 2 . 提高生产率 3．提高产品质量 4．提高经济效益 5．降低劳动强度 6．提高劳动者素质 7．有利于产品更新 8．带动相关技术的发展
二、制造自动化的类型
机械制造自动化系统的构成
1. 加工系统 即能完成工件的切削加工、排屑、清洗和测量的 自动化设备与装置； 2. 工件支撑系统 即能完成工件输送、搬运以及存储功能的工 件供给装置； 3. 刀具支撑系统 即包括刀具的装配、输送、交换和存储装置 以及刀具的预调和管理系统； 4. 控制与管理系统 即对制造过程的监控、检测、协调与管理。
工序都自动化 并有机相连； 工人只对整个 工艺过程作总 操纵和监督
工艺过程自动 化并自动有机 联系在一起， 从原材料到最 终成品都不需 要人工干涉。
机械制造自动化的主要内容
机械制造自动化就是在机械制造过程的所有环节采用自动化技 术，实现机械制造全过程的自动进行。
毛坯制备、热处理、物料运输、机械加工、 装配、辅助过程、质量控制、系统控制等
沿着箭头方向分 析：自动化程度 ，结构，投资， 更换产品困难度 ，调整周期，生 产率，工人劳动 强度的变化
5. 数控机床 - 特点：数控机床（Numerical Control Machine Tools） 用来完成零件一个工序的自动化循环加工。它是用代码化的 数字量来控制机床，按照事先编好的程序，自动控制机床各 部分的运动，而且还能控制选刀、换刀、测量、润滑、冷却 等工作。 - 适用范围：适用于复杂程度不高，加工精度较高，品种多 变，且重复性好的场合。
机械设计制造及其自动化 ppt课件
20
10
A2
420× 594
25
A3
A4
297× 420 210× 297
10
5
PPT课件
2
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689 ―1993）
基本幅面尺寸间的关系如下：
594
A1
A0
420 841
A3
A2
A4
297 1189
PPT课件
3
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689 ―1993）
§1-1 制图的基本规定
一、图纸幅面和图框格式 二、比例 三、字体 四、图线 五、尺寸注法
PPT课件
1
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689―1993）
1.基本幅面
图纸的基本幅面有5种: A0、A1、A2、A3、A4。
幅面代号
幅面尺寸B XL
周
e
边
c
尺 寸
a
A0
A1
841×1189 594× 841
优先比例
1×10 n :1 1: 2×10 n
2×10 n :1 1:5×10 n
5×10 n :1 1:10 n
注：①n 为正整数； ②有允许比例。
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11
二、比例 4.图例
（GB/T 14690―1993）
1:1
φ 20 φ 12
φ 20
2:1
5
25
1:2
φ 12
φ 20
φ 12
5
25
5 25
2.加长幅面 由基本幅面的短边成整数倍增加。 如将A3 幅面加长2 倍；将A4 幅面加长2 倍。
A1
A0
机械制造及其自动化PPT课件
机械电子工程学院
第三章 物料供输自动化
1、物流与物流系统的概念：工件流、工具流和配套流的存储、输送、装卸和管理 2、物流系统的分类：单机自动供料装置、自动线输送系统、FMS物流系统 3、典型单机自动供料装置的工作原理：料斗、料仓、料槽、定向机构、隔料机构 4、典型自动线输送系统原理及作用：带、链、辊子、悬挂、导向小车（RGV） 5、 通用悬挂输送与积放式悬挂输送系统的特点。 5、柔性物流系统的基本要求、布局方式、特点… 6、柔性物流系统中典型结构、作用、工作原理：托盘、自动导向小车（AGV）、
自动化仓库… 7、AGV的特点、分类、寻址方式、自动导向原理 8、自动化立体仓库的布局方式、设计货架的注意事项、堆垛机的特点……
3-1 3-2
什物么流是系物统流的？组物成流及的机其组基械成本电及要功子求用是工是什程什么么学? ？院
3-3 料斗与料仓有何区别? 为什么要计算料斗的平均供料率?
3-4 在料仓中为什么一般要设置拱形消除机构？
刀方式和机械手、主轴准停装置、在机测量系统 5、冲压设备的自动化装置：自动冲模、自动送料、自动出件 6、切削加工自动线的构成：工艺设备、工件输送系统、监控系统、检测系统、辅助
系统（排屑、清洗、防护、切削液处理…） 7、对纳入自动线的机床有什么特殊要求：稳定可靠、排屑好、耐用… 8、通用机床自动线与组合机床自动线的异同：组合机床加工箱体类零件、规模大…
复习思考题
2-1 实现加工设备机自械动化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的子意工义是程什学么院？
2-2 为什么说单台加工设备的自动化是实现零件自动化加工的基础？ 2-3 加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些？ 2-4 试分析一下生产率与加工设备自动化的关系？ 2-5 自动化加工设备主要有哪几类？ 2-6 切削加工自动化的根本目的是什么？ 2-7 数控车床的主要特点是什么？ 2-8 车削中心与数控车床的主要区别是什么？ 2-9 什么是机床主轴的C轴功能？它有什么作用？ 2-10 钻削加工中心是如何自动换刀的？ 2-11 组合机床的自动化水平主要是通过何种手段来实现的？ 2-12 加工中心与数控机床的主要区别是什么？ 2-13 加工中心的特点与适用范围是什么？ 2-14 加工中心的刀具存取方式及特点是什么？ 2-15 实现冲压自动化的原则与考虑的因素是什么？ 2-16 冲压加工设备有哪些自动化装置？ 2-17 加工自动线的连线过程中应考虑哪几方面的问题？ 2-18 切削加工自动线的组成、类型是什么？ 2-19 组合机床自动线与通用机床自动线的主要不同点有哪些？ 2-20 柔性自动线的工艺基础及其基本组成是什么？
机械制造自动化技术-物料供输自动化 ppt课件
水平 库存量最低（零库存）：JIT认为，库存是生产系统
设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证
明 准备时间最短（零准备时间）：准备时间长短与批
量选择相联系，如果准备时间趋于零，准备成本也
趋于零，就有可能采用极小批量 生产提前期最短：短的生产提前期与小批量相结合
的系统，应变能力强、柔性好
1）应实现可靠、无损伤和快速地物料流动； 2）应具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性； 3）实现“零库存”生产目标； 4）采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少建设 投资； 5）物流系统应具有可扩展性、智能化。
PPT课件
10
• 零库存的含义：以仓库储存形式的某种或某些种物 品的储存数量很低的一个概念，甚至可以为“零”, 即不保持库存。
PPT课件
5
物料供输系统的组成与分类 ▲ 物流供输系统的组成
PPT课件
6
连续输送装置
运输设备固定在输送线路上，其运输距离与运输机长度相 同，设备一经开动就连续运行，将物料不断从装载地点运输到 卸载地点，适用于运输量大，运输线路不变或少变的场合，主 要用于各种自动化生产线。
PPT课件
7
间歇输送装置
重锤水平压送式
19
自重式
螺旋式
特点：占地面积大、
PPT课件
12
零库存也就是追求一种无库存，或库存达到最小的 生产系统。具体而言，在这种管理方式下，由最后 一道工序开始，依次向上一道工序传递信息、领取 零部件，而每一道工序只生产补充下道工序所领取 的相同数量的零部件。 每道工序不能出现废品
零库存生产方式以准时生产为出发点，首先暴露 出生产过量和其他方面的浪费，然后对设备、人 员等进行淘汰、调整，达到降低成本、简化计划 和提高控制的目的。
设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证
明 准备时间最短（零准备时间）：准备时间长短与批
量选择相联系，如果准备时间趋于零，准备成本也
趋于零，就有可能采用极小批量 生产提前期最短：短的生产提前期与小批量相结合
的系统，应变能力强、柔性好
1）应实现可靠、无损伤和快速地物料流动； 2）应具有一定的柔性，即灵活性、可变性和可重组性； 3）实现“零库存”生产目标； 4）采用有效的计算机管理，提高物流系统的效率，减少建设 投资； 5）物流系统应具有可扩展性、智能化。
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• 零库存的含义：以仓库储存形式的某种或某些种物 品的储存数量很低的一个概念，甚至可以为“零”, 即不保持库存。
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5
物料供输系统的组成与分类 ▲ 物流供输系统的组成
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6
连续输送装置
运输设备固定在输送线路上，其运输距离与运输机长度相 同，设备一经开动就连续运行，将物料不断从装载地点运输到 卸载地点，适用于运输量大，运输线路不变或少变的场合，主 要用于各种自动化生产线。
PPT课件
7
间歇输送装置
重锤水平压送式
19
自重式
螺旋式
特点：占地面积大、
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12
零库存也就是追求一种无库存，或库存达到最小的 生产系统。具体而言，在这种管理方式下，由最后 一道工序开始，依次向上一道工序传递信息、领取 零部件，而每一道工序只生产补充下道工序所领取 的相同数量的零部件。 每道工序不能出现废品
零库存生产方式以准时生产为出发点，首先暴露 出生产过量和其他方面的浪费，然后对设备、人 员等进行淘汰、调整，达到降低成本、简化计划 和提高控制的目的。
机械制造自动化PPT
器……
• 指令控制装置：挡块碰限位开关、达到压力启动泄压阀
• 执行机构：电磁铁、控制电机、液压缸……
• 传递与转换装置：多数情况下传递的信息需要变换。
非电信号 —— 电信号
如：
12
模拟信号 —— 数字信号
机械电子工程学院
2.基本要求 （1）保证各执行机构的动作或整个加工过程 能够自动进行。
（2）各单机应具有相对独立的自动控制装置， 同时还应便于和总控制系统相匹配。
生产线）
• 制造过程自动化：一个产品的多个工艺及其连接动作的
自动化（自动化车间、工厂）
6
机械电子工程学院
二、机械制造自动化的主要内容
广义的机械制造涉及毛坯制备、物料储运、加工、热处理、检验、装配… 本课程主要指机加工、装配及其与此紧密相关的过程，主要有：
11) 机械加工自动化技术：上下料、装夹、加工、换刀… 22) 物料储运过程自动化技术：毛坯、在制品、刀具、夹具 33) 装配自动化技术：零件供应＋装配过程 44) 质量控制自动化技术:零件、产品、刀具的检测
控制技术、物料供输自动化技术、刀具转换自动化技术、
产品质量自动检测技术和自动装配技术等。是一种动态发
展的交叉学科。
4
机械电子工程学院
•
对提高产品质量和劳动生产率、降低制造成本、
减轻劳动强度、提高制造系统的适应性具有十分重要的意
义。
•
机械制造业要实现自动化，比其它制造业要困难的多
主要原因：制造对象复杂且变化较大、精度要求高、受力
从系统的观点来看，一般的机械制造自动化 系统主要由以下四个部分构成：
1.加工系统：切削、排屑、清洗、测量 2.工件支撑系统：工件的运输、储存 3.刀具支撑系统：刀具的装配、刃磨、预调、交换、储存 4.控制与管理系统：对制造过程的监控、协调、管理
• 指令控制装置：挡块碰限位开关、达到压力启动泄压阀
• 执行机构：电磁铁、控制电机、液压缸……
• 传递与转换装置：多数情况下传递的信息需要变换。
非电信号 —— 电信号
如：
12
模拟信号 —— 数字信号
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2.基本要求 （1）保证各执行机构的动作或整个加工过程 能够自动进行。
（2）各单机应具有相对独立的自动控制装置， 同时还应便于和总控制系统相匹配。
生产线）
• 制造过程自动化：一个产品的多个工艺及其连接动作的
自动化（自动化车间、工厂）
6
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二、机械制造自动化的主要内容
广义的机械制造涉及毛坯制备、物料储运、加工、热处理、检验、装配… 本课程主要指机加工、装配及其与此紧密相关的过程，主要有：
11) 机械加工自动化技术：上下料、装夹、加工、换刀… 22) 物料储运过程自动化技术：毛坯、在制品、刀具、夹具 33) 装配自动化技术：零件供应＋装配过程 44) 质量控制自动化技术:零件、产品、刀具的检测
控制技术、物料供输自动化技术、刀具转换自动化技术、
产品质量自动检测技术和自动装配技术等。是一种动态发
展的交叉学科。
4
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•
对提高产品质量和劳动生产率、降低制造成本、
减轻劳动强度、提高制造系统的适应性具有十分重要的意
义。
•
机械制造业要实现自动化，比其它制造业要困难的多
主要原因：制造对象复杂且变化较大、精度要求高、受力
从系统的观点来看，一般的机械制造自动化 系统主要由以下四个部分构成：
1.加工系统：切削、排屑、清洗、测量 2.工件支撑系统：工件的运输、储存 3.刀具支撑系统：刀具的装配、刃磨、预调、交换、储存 4.控制与管理系统：对制造过程的监控、协调、管理
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提高经济效 益
有利于产品更新
降低劳动强度
可编辑课件
8
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第二节 机械制造自动化的类型
一、机械制造自动化系统的构成（录像）
人 + 产品 + 信息 + 能量 + 物流
从系统的观点来看，一般的机械制造自动化系 统主要由以下四个部分构成：
1. 加工系统：切削、排屑、清洗、测量
2. 工件支撑系统：工件的运输、储存
（9）自动控制方式要与工厂的技术水平、管理水
平、经济 效益及工厂近期生产发展趋势相适应。
可编辑课件
14
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3.自动控制方式 1 开环控制 2 闭环控制
3 分散控制：动作顺序进行 4 集中控制（图1） 5 程序控制：固定、可变程序
6 数字控制：NC系统，逻辑、位移、速
度
7 计算机控制：对信息加工、逻辑判断
第三节 机械制造自动化的控制方式 一、自动控制的基本构成与要求
1.自动控制的构成
自动控制系统构成部分
指令存储 装置
指令控制 装置
执行机构
可编辑课件
传递及转换 装置
11
机械电子工程学院
• 指令存储装置：
1、集中存储：凸轮轴、穿孔带、磁盘…… 2、分散存储：限位开关、压力传感器、继电器……
• 指令控制装置：挡块碰限位开关、达到压力启动泄压阀
3. 刀具支撑系统：刀具的装配、刃磨、预调、交换、储存
4. 控制与管理系统：对制造过程的监控、协调、管理
可编辑课件
9
机械电子工程学院
二、自动化的分类
1.按制造过程分（录像1） 2.按设备分： （录像2） 3.按控制方式分： A
机械控制
有利于产品更新
降低劳动强度
可编辑课件
8
机械电子工程学院
第二节 机械制造自动化的类型
一、机械制造自动化系统的构成（录像）
人 + 产品 + 信息 + 能量 + 物流
从系统的观点来看，一般的机械制造自动化系 统主要由以下四个部分构成：
1. 加工系统：切削、排屑、清洗、测量
2. 工件支撑系统：工件的运输、储存
（9）自动控制方式要与工厂的技术水平、管理水
平、经济 效益及工厂近期生产发展趋势相适应。
可编辑课件
14
机械电子工程学院
3.自动控制方式 1 开环控制 2 闭环控制
3 分散控制：动作顺序进行 4 集中控制（图1） 5 程序控制：固定、可变程序
6 数字控制：NC系统，逻辑、位移、速
度
7 计算机控制：对信息加工、逻辑判断
第三节 机械制造自动化的控制方式 一、自动控制的基本构成与要求
1.自动控制的构成
自动控制系统构成部分
指令存储 装置
指令控制 装置
执行机构
可编辑课件
传递及转换 装置
11
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• 指令存储装置：
1、集中存储：凸轮轴、穿孔带、磁盘…… 2、分散存储：限位开关、压力传感器、继电器……
• 指令控制装置：挡块碰限位开关、达到压力启动泄压阀
3. 刀具支撑系统：刀具的装配、刃磨、预调、交换、储存
4. 控制与管理系统：对制造过程的监控、协调、管理
可编辑课件
9
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二、自动化的分类
1.按制造过程分（录像1） 2.按设备分： （录像2） 3.按控制方式分： A
机械控制
机械制造系统自动化培训课件(ppt 30页)
② 坯料内侧受压缩，外 侧受拉伸
凹模
2) 弯曲的质量问题及防止
① 弯裂 板料外侧因拉应力过
大而产生裂纹
r
防止办法：
◆ 限制弯曲件的弯曲半径，
使 r > rmin
rmin ------最小弯曲半径; 对应着材料的极限变形程度。
第 14 页 pressing
◆ 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 1
2
纤维方向 弯曲线
3.复合模 (compound die)
在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同 时完成数道工序的冲模
复合模动画演示
第 26 页 pressing
三、冲压件结构设计
1.冲裁件的结构工艺性
（1） 形状应尽量简单，最好由直 线与圆弧组成。应避免过长的悬臂 和窄槽，它们的宽度b应大于料厚s 的两倍。
（2） 内、外转角处应用圆弧连接， 圆角半径应大于料厚的一半。
r1
r2
r1
r3
S
第 30 页 pressing
当不能一次成形时，可采用多次拉深。
第 21 页 pressing
d1
第二次拉深系数 m2 = d2 / d1 ;
第三次拉深系数 m3 = d3 / d2 ;
d2
第 n 次拉深系数 mn= dn/dn-1 ;
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。
第 22 页 pressing
（3）翻边 (flanging)
D
Ø 40
Ø35
Ø 50
50 70 80
第 20 页 pressing
拉深系数用 m 表示
D
m= d
D
拉深件直径 坯料直径
m 越小, 变形程度越大。
毛坯
凹模
2) 弯曲的质量问题及防止
① 弯裂 板料外侧因拉应力过
大而产生裂纹
r
防止办法：
◆ 限制弯曲件的弯曲半径，
使 r > rmin
rmin ------最小弯曲半径; 对应着材料的极限变形程度。
第 14 页 pressing
◆ 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 1
2
纤维方向 弯曲线
3.复合模 (compound die)
在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同 时完成数道工序的冲模
复合模动画演示
第 26 页 pressing
三、冲压件结构设计
1.冲裁件的结构工艺性
（1） 形状应尽量简单，最好由直 线与圆弧组成。应避免过长的悬臂 和窄槽，它们的宽度b应大于料厚s 的两倍。
（2） 内、外转角处应用圆弧连接， 圆角半径应大于料厚的一半。
r1
r2
r1
r3
S
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当不能一次成形时，可采用多次拉深。
第 21 页 pressing
d1
第二次拉深系数 m2 = d2 / d1 ;
第三次拉深系数 m3 = d3 / d2 ;
d2
第 n 次拉深系数 mn= dn/dn-1 ;
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。
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（3）翻边 (flanging)
D
Ø 40
Ø35
Ø 50
50 70 80
第 20 页 pressing
拉深系数用 m 表示
D
m= d
D
拉深件直径 坯料直径
m 越小, 变形程度越大。
毛坯
机械制造系统自动化PPT课件
（a）棱体类制造单元由两台立式加工中心、一台卧式加工中 心和一台三座标测量机组成。
物流系统包括：由工件识别装置、工件装卸站、清洗机、有轨 运输车、托盘交换器、托盘缓冲站等组成的工件流子系统；由刀 具预调仪、条码阅读器、刀具进出站、换刀机器人、中央刀库等 组成的刀具流子系统。
单元控制器通过三个工作站分别控制上述设备，并具有电网检 测、安全监视等组成的检测监控子系统。
层则是根据本车间的资源、实际生产作业完成情况、毛坯准备 情况等为落实公司层生产计划而进行规划，可以用ERP系统的 核心子系统MRPⅡ的处理逻辑来简单表达，如图4-13所示。
32
图4-13 MRPⅡ的处理逻辑
33
(2) FMS单元层的生产作业计划与调度(静态调度)
① FMS生产作业计划制订时，常根据不同的要求选 择优化目标。常见的优化目标有：
图4-4 具有柔性装配功能的FMS
12
(2) 案例介绍(以BQ-FMS柔性制造系统为例)
本案例是我国第一条自行研发的完整意义上的 FMS，由原国防科工委组织，南京理工大学、长春 55研究所、绵阳58研究所联合承研。
① 系统组成及布局
图4-5所示为BQ-FMS的组成及平面布局图。
整个系统可划分为运行控制、加工、物流与运储、 检测监控四个子系统。
A. 在一定的时间周期内系统的产出最高； B. 尽量满足任务的优先级或交货期； C. 关键(瓶颈) 设备的利用率最高； D. 生产所花费的成本最少； E. 系统内的在制品最少； F. 系统内设备的平均利用率最高； G. 加工一组工件时系统的通过时间最短； H. 加工单个零件时通过系统的时间最短；
图4-14所示为班次计划制订过程的示例。
9
(1) 组成
① 自动化加工设备 有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是FMC。
物流系统包括：由工件识别装置、工件装卸站、清洗机、有轨 运输车、托盘交换器、托盘缓冲站等组成的工件流子系统；由刀 具预调仪、条码阅读器、刀具进出站、换刀机器人、中央刀库等 组成的刀具流子系统。
单元控制器通过三个工作站分别控制上述设备，并具有电网检 测、安全监视等组成的检测监控子系统。
层则是根据本车间的资源、实际生产作业完成情况、毛坯准备 情况等为落实公司层生产计划而进行规划，可以用ERP系统的 核心子系统MRPⅡ的处理逻辑来简单表达，如图4-13所示。
32
图4-13 MRPⅡ的处理逻辑
33
(2) FMS单元层的生产作业计划与调度(静态调度)
① FMS生产作业计划制订时，常根据不同的要求选 择优化目标。常见的优化目标有：
图4-4 具有柔性装配功能的FMS
12
(2) 案例介绍(以BQ-FMS柔性制造系统为例)
本案例是我国第一条自行研发的完整意义上的 FMS，由原国防科工委组织，南京理工大学、长春 55研究所、绵阳58研究所联合承研。
① 系统组成及布局
图4-5所示为BQ-FMS的组成及平面布局图。
整个系统可划分为运行控制、加工、物流与运储、 检测监控四个子系统。
A. 在一定的时间周期内系统的产出最高； B. 尽量满足任务的优先级或交货期； C. 关键(瓶颈) 设备的利用率最高； D. 生产所花费的成本最少； E. 系统内的在制品最少； F. 系统内设备的平均利用率最高； G. 加工一组工件时系统的通过时间最短； H. 加工单个零件时通过系统的时间最短；
图4-14所示为班次计划制订过程的示例。
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(1) 组成
① 自动化加工设备 有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是FMC。
机械制造自动化的基本概念、内容与意义PPT(32张)
（1）指令存储装置 （2）指令控制装置 （3）执行机构 （4）传递及转换装置
3.自动控制方式
（1）开环控制方式 （2）闭环控制方式 （3）分散控制方式 （4）集中控制方式
1.4.2、自动化加工系统的控制
1、机械传动控制 2、液压、气动与电气控制
P28： 1-1、1-2、 1-3 、1-7、1-9、1-10、1-11、 1-12、1-15
2. 托盘交换器—APC
FMS中 最常见的自动上、下料装置是托盘交换 器（Automatic Pal1et Changer—APC）。 功能：
是加工系统与物流系统间的工件输送接口， 作为工件的暂时储存，当系统阻塞时起到物流 系统工件缓冲站的作用。
课堂练习
1、在单机自动供料装置中，常见的储料器有哪两种？哪种储 料器需要计算平均供料率，为什么？
§ 2.2.3 采用组合机床 实现单机自动化
组合机床的组成
组合机床加工方式 组合机床的几种通用部件 （一）动力滑台 2. 滑台的典型工作循环 液压滑台
2.3 数控机床及加工中心
2.3 .1 数控机床主运动系统 数控机床主运动系统功用： 数控机床主运动系统组成： § 2.3.1.1 主传动系统的配置方式 § 2.3.1.2 主轴典型控制功能 1. 主轴准停装置
2、按导向方式的不同可将自动导向小车（AGV）分为 __________________、__________________和 __________________三种。
3、在带式输送系统中，为防止物料重力和带的自重造成带下 垂，须在输送带下安置______。为防止输送带跑偏在输送 带中安置______ 。
2. 4. 3 柔性自动线（FTL）
柔性自动线定义 工艺基础、特点、构成
3.自动控制方式
（1）开环控制方式 （2）闭环控制方式 （3）分散控制方式 （4）集中控制方式
1.4.2、自动化加工系统的控制
1、机械传动控制 2、液压、气动与电气控制
P28： 1-1、1-2、 1-3 、1-7、1-9、1-10、1-11、 1-12、1-15
2. 托盘交换器—APC
FMS中 最常见的自动上、下料装置是托盘交换 器（Automatic Pal1et Changer—APC）。 功能：
是加工系统与物流系统间的工件输送接口， 作为工件的暂时储存，当系统阻塞时起到物流 系统工件缓冲站的作用。
课堂练习
1、在单机自动供料装置中，常见的储料器有哪两种？哪种储 料器需要计算平均供料率，为什么？
§ 2.2.3 采用组合机床 实现单机自动化
组合机床的组成
组合机床加工方式 组合机床的几种通用部件 （一）动力滑台 2. 滑台的典型工作循环 液压滑台
2.3 数控机床及加工中心
2.3 .1 数控机床主运动系统 数控机床主运动系统功用： 数控机床主运动系统组成： § 2.3.1.1 主传动系统的配置方式 § 2.3.1.2 主轴典型控制功能 1. 主轴准停装置
2、按导向方式的不同可将自动导向小车（AGV）分为 __________________、__________________和 __________________三种。
3、在带式输送系统中，为防止物料重力和带的自重造成带下 垂，须在输送带下安置______。为防止输送带跑偏在输送 带中安置______ 。
2. 4. 3 柔性自动线（FTL）
柔性自动线定义 工艺基础、特点、构成
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技术、物料供输自动化技术、刀具转换自动化技术、产品
质量自动检测技术和自动装配技术等。是一种动态发展的
交叉学科。
4
机械电子工程学院
•
对提高产品质量和劳动生产率、降低制造成本、减轻
劳动强度、提高制造系统的适应性具有十分重要的意义。
• 机械制造业要实现自动化，比其它制造业要困难的多主 要原因：制造对象复杂且变化较大、精度要求高、受力大、 转运难……
6 数字控制：NC系统，逻辑、位移、速
度
7 计算机控制：对信息加工、逻辑判断
设备、生产线、车间
15
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复习思考题
1、机械化、自动化、智能化的区别？ 2、机械制造中的自动化级别分几类？它们的区别与联系。 3、机械制造自动化的主要内容有哪些？ 4、机械制造自动化的基本构成与要求？ 5、自动控制方式有哪些？各有什么特点？
生产线）
• 制造过程自动化：一个产品的多个工艺及其连接动作的
自动化（自动化车间、工厂）
6
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二、机械制造自动化的主要内容
广义的机械制造涉及毛坯制备、物料储运、加工、热处理、检验、装配… 本课程主要指机加工、装配及其与此紧密相关的过程，主要有：
11 ) 机械加工自动化技术：上下料、装夹、加工、换刀… 22 ) 物料储运过程自动化技术：毛坯、在制品、刀具、夹具 33) 装配自动化技术：零件供应＋装配过程 44) 质量控制自动化技术:零件、产品、刀具的检测
机械控制
B
机电液控制
E
数字控制
D
计算机
智能控制
10
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第三节 机械制造自动化的控制方式 一、自动控制的基本构成与要求
1.自动控制的构成
自动控制系统构成部分
指令存储 装置
指令控制 装置
执行机构
传递及转换 装置
11
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• 指令存储装置：
1、集中存储：凸轮轴、穿孔带、磁盘…… 2、分散存储：限位开关、压力传感器、继电器……
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机械制造自动化技术
岳彦芳 2010年9月29日
1
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主要参考书
《机械制造自动化技术》第2版 周骥平，林岗主编
机械工业出版社，2007年11月
2
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第一章 概 论
机械化 手工生产
自动化
自动化
智能化
无人化
3
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第一节 基本概念和主要内容
一、基本概念
• 需要各种各样的上料、卸料、定向、定位、夹紧握持、 运送、识别、测量等自动化机构
5
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自动化的级别： • 工步自动化：自动完成切削、夹紧、传动等单一工步的动
作（螺纹、凸轮加工）
• 工序自动化：工步自动化＋各工步间连接动作的自动完成
（自动机）
• 工艺过程自动化：全部工序及其连接动作的自动化（自动
（2）各单机应具有相对独立的自动控制装置， 同时还应便于和总控制系统相匹配。
（3）柔性加工设备的自动控制系统要和加工 品种的变化相适应。
（4）自动控制系统应力求简单可靠。
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（5）能够适应工作环境的变化，具有较强的抗干 扰能力。
（6）应设置反映各执行机构工作状态的信号及报 警装置。
自动化一词的含义十分广泛，它是指采用一切能够自
动开停、自动运行、自动检测、自动调节等手段来代替人 力直接操作各种机器，自动完成制造全过程的系统。
•
机械制造自动化是指机械制造过程中所有环节采用自
动控制技术，提高制造全过程的自动化水平，达到高效、
优质、低耗、及时和净洁生产机械产品的目标。
• 涉及到机械制造系统的体系结构、生产设备的自动控制
• 指令控制装置：挡块碰限位开关、达到压力启动泄压阀
• 执行机构：电磁铁、控制电机、液压缸……
• 传递与转换装置：多数情况下传递的信息需要变换。
如：非电信号 —— 电信号 模拟信号 —— 数字信号 弱信号 —— 强信号
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2.基本要求 （1）保证各执行机构的动作或整个加工过程 能够自动进行。
（7）安装调试、维修方便。
（8）控制装置及管线布置要安全合理，整齐美观。
（9）自动控制方式要与工厂的技术水平、管理水 平、经济 效益及工厂近期生产发展趋势相适应。
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3.自动控制方式 1 开环控制 2 闭环控制
3 分散控制：动作顺序进行 4 集中控制（图1）
5 程序控制：固定、可变程序
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提高生产率
缩短生产周期
85%单件小批 95%时间待加工
带动相关技术 的发展
提高劳动 者素质
机械制造自动 化的作用
提高产品质量
提高经济效 益
有利于产品更新
降低劳动强度
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第二节 机械制造自动化的类型
一、机械制造自动化系统的构成（录像）
人 + 产品 + 信息 + 能量 + 物流
从系统的观点来看，一般的机械制造自动化系 统主要由以下四个部分构成： 1. 加工系统：切削、排屑、清洗、测量 2. 工件支撑系统：工件的运输、储存 3. 刀具支撑系统：刀具的装配、刃磨、预调、交换、储存 4. 控制与管理系统：对制造过程的监控、协调、管理
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二、自动化的分类
1.按制造过程分（录像1） 2.按设备分： （录像2） 3.按控制方式分： A
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