部分《制造自动化技术》.ppt
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机械设计制造及其自动化-专业概述ppt课件
识产权的成果。
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中国科学院院士 杨叔子
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中国科学院院士，著名机械工程专 家、教育家，中国科学院技术科学 部副主任，国务院学位委员会学科 评议组成员，国家博士后流动站评 议组成员，国家科技奖励评议组成 员，教育部高等学校文化素质教育 指导委员会主任，中国高等教育学 会副会长，中国机械工业教育协会 副会长，教育部高等学校机械学科 教学指导委员会主任。
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2.先进制造技术及其主要发展趋势
先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信 息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应 用于制造的全过程，以实现优质、高效、低消耗、敏 捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。
.
当今制造技术的主要发展趋势
制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展； 制造技术向高精度方向发展； 综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持 续发展的
副主任、同济大学教授。 长期从事工程项目的设计、咨询及
产业发展战略研究。曾担任世界银行 上海机床项目及世行沈阳工业改革项 目总设计师，通过企业制度的改革、 生产合理化的改组及生产现代化的改 造，实现了企业整体改革、改组及改 造。1989年获中国工程设计大师称号。
1995年当选为中国工程院院士
.
中国工程院院士 徐滨士
郑州铁路局新乡航空工业集团有限公司贵州能发电力燃料开发有限公司金龙精密铜管集团股份有限公司合肥海尔电器有限公司风神轮胎股份有限公司昌河飞机工业集团有限责任公司河南第二火电建设公司常德卷烟厂零陵卷烟分厂湖北三环汽车方向机有限公司中航光电科技股份有限公司中国华电集团公司四川公司河南安阳彩色显像管玻壳有限公司等81三专业教学计划必修120000010思想道德修养与法律基础11必修120000020中国近现代史纲要21必修120000030马克思主义基本原理22必修120000040思想理论和三个代表重要思想概论31必修120000060形势与政策112第17学期各16学时必修520000010军事理论11必修150000010体育与健康1153611必修150000020体育与健康2153612必修150000030体育与健康3153621必修150000040体育与健康4153622外语必修140000010大学英语111必修140000020大学英语212必修140000030大学英语321必修140000040大学英语4必修500000010计算机文化基础2411必修500000030c语言程序设计2812必修110000010高等数学111必修110000020高等数学212必修110000060线性代数12必修110000070概率论与数理统计21必修110000090复变函数与积分变换必修130000010大学物理上12必修130000011物理实验上12必修130000020大学物理下21必修130000021物理实验下21其它必修510000010大学生就业创业指导41合计77136212565452822
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中国科学院院士 杨叔子
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中国科学院院士，著名机械工程专 家、教育家，中国科学院技术科学 部副主任，国务院学位委员会学科 评议组成员，国家博士后流动站评 议组成员，国家科技奖励评议组成 员，教育部高等学校文化素质教育 指导委员会主任，中国高等教育学 会副会长，中国机械工业教育协会 副会长，教育部高等学校机械学科 教学指导委员会主任。
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2.先进制造技术及其主要发展趋势
先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信 息、材料及现代管理等方面的最新成果，将其综合应 用于制造的全过程，以实现优质、高效、低消耗、敏 捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。
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当今制造技术的主要发展趋势
制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展； 制造技术向高精度方向发展； 综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持 续发展的
副主任、同济大学教授。 长期从事工程项目的设计、咨询及
产业发展战略研究。曾担任世界银行 上海机床项目及世行沈阳工业改革项 目总设计师，通过企业制度的改革、 生产合理化的改组及生产现代化的改 造，实现了企业整体改革、改组及改 造。1989年获中国工程设计大师称号。
1995年当选为中国工程院院士
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中国工程院院士 徐滨士
郑州铁路局新乡航空工业集团有限公司贵州能发电力燃料开发有限公司金龙精密铜管集团股份有限公司合肥海尔电器有限公司风神轮胎股份有限公司昌河飞机工业集团有限责任公司河南第二火电建设公司常德卷烟厂零陵卷烟分厂湖北三环汽车方向机有限公司中航光电科技股份有限公司中国华电集团公司四川公司河南安阳彩色显像管玻壳有限公司等81三专业教学计划必修120000010思想道德修养与法律基础11必修120000020中国近现代史纲要21必修120000030马克思主义基本原理22必修120000040思想理论和三个代表重要思想概论31必修120000060形势与政策112第17学期各16学时必修520000010军事理论11必修150000010体育与健康1153611必修150000020体育与健康2153612必修150000030体育与健康3153621必修150000040体育与健康4153622外语必修140000010大学英语111必修140000020大学英语212必修140000030大学英语321必修140000040大学英语4必修500000010计算机文化基础2411必修500000030c语言程序设计2812必修110000010高等数学111必修110000020高等数学212必修110000060线性代数12必修110000070概率论与数理统计21必修110000090复变函数与积分变换必修130000010大学物理上12必修130000011物理实验上12必修130000020大学物理下21必修130000021物理实验下21其它必修510000010大学生就业创业指导41合计77136212565452822
先进制造技术与自动化(PPT 35页)
2020/6/19
指导老师：邢志刚
61253233 张旭超
2
先进制造技术与自动化
2020/6/19
61253233 张旭超
3
主要内容
先进制造技术概述 数控机床和数控加工中心 工业机器人 先进制造系统的综合自动化技术
2020/6/19
61253233 张旭超
4
一、先进制造技术概述
制造业的主要任务是制造人类社会所需的一 切产品，工业化国家约70％～80％的物质财 富来自制造业。
结构更简单，一条通信线缆上可挂接多个现场设 备，大量节省连接电缆和A/D、D/A等I/O组件；
具有良好的互操作性、互用性和开放性；
功能模块较DCS更为分散化，可靠性更高；
便于实现现场设备的智能化，数字化的现场仪表
可以对各种数据和参数进行滤波、变换、补偿、
运算等智能化处理，并可实现自学习、自诊断、
第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、 敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿 色制造等。
2020/6/19
61253233 张旭超
9
二、数控机床和数控加工中心
是微电子、计算机、自动控制、精密测量等技 术与传统机械技术相结合的产物。它根据机械加 工的工艺要求，使用计算机对整个加工过程进行 信息处理与控制、较好地解决了复杂、精密、多 品种、小批量机械零件加工问题，属于灵活、通 用、高效的自动化装置也是实现生产过程自动化、 柔性化的核心设备。
2020/6/19
61253233 张旭超
22
现场总线控制系统的构成例
2020/6/19
61253233 张旭超
23
现 场 总 线 控 制 系 统 的 构 成 例
2020/6/19
指导老师：邢志刚
61253233 张旭超
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先进制造技术与自动化
2020/6/19
61253233 张旭超
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主要内容
先进制造技术概述 数控机床和数控加工中心 工业机器人 先进制造系统的综合自动化技术
2020/6/19
61253233 张旭超
4
一、先进制造技术概述
制造业的主要任务是制造人类社会所需的一 切产品，工业化国家约70％～80％的物质财 富来自制造业。
结构更简单，一条通信线缆上可挂接多个现场设 备，大量节省连接电缆和A/D、D/A等I/O组件；
具有良好的互操作性、互用性和开放性；
功能模块较DCS更为分散化，可靠性更高；
便于实现现场设备的智能化，数字化的现场仪表
可以对各种数据和参数进行滤波、变换、补偿、
运算等智能化处理，并可实现自学习、自诊断、
第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、 敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿 色制造等。
2020/6/19
61253233 张旭超
9
二、数控机床和数控加工中心
是微电子、计算机、自动控制、精密测量等技 术与传统机械技术相结合的产物。它根据机械加 工的工艺要求，使用计算机对整个加工过程进行 信息处理与控制、较好地解决了复杂、精密、多 品种、小批量机械零件加工问题，属于灵活、通 用、高效的自动化装置也是实现生产过程自动化、 柔性化的核心设备。
2020/6/19
61253233 张旭超
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现场总线控制系统的构成例
2020/6/19
61253233 张旭超
23
现 场 总 线 控 制 系 统 的 构 成 例
2020/6/19
机械设计制造及其自动化PPT课件
信息技术、自动控制技术的交叉 学科，主要任务是运用先进设计 制造技术的理论与方法，解决现 代工程领域中的复杂技术问题， 以实现产品智能化的设计与制造。
2020/2/25
3
与管理企业所需的知识结构及潜能，也具有适应科研、 教育、经贸及行政管理等部门工作或继续深造的素质 和能力，能在机械工程及其自动化领域内从事设计制 造、科技开发、 应用研究、运行管理和经营销售等方 面工作的高级工程技术人才。 部分高校按以下专业方向培养： 机械制造及自动化 制 造自动化与测控技术 微电子制造装备及自动化 机电 模 具 数控 机电控制 机械电子 机械制造 汽车工程 设计制 造数控技术职教师资 机电一体化机械自动化机械电子 工程机械工艺技术先进制造技术 机电传动与控制机械 设计与制造流体传动及控制模具设计与制造数字化设 计制造
压与气动技术、机电传动控
制、机械工程综合实验、微
机原理与结构技术、
CAD/CAM、单片机原理及应
用。
2020/2/25
6
专业课
机械制造工艺学、 机械系统设计、 机电控制系统分析与设计、 机械制 造装备设计、 数控技术及应用。
专业选修课
机械动力学、 软件工程、 网络技术、 多媒体技术及应用、数据库原理及 应用、 机械创新设计、工业机器人 基础、机械故障诊断学、文献检索、 专业外语、有限元方法、机械优化 设计、工艺过程自动化、先进制造 技术、特种加工、成组技术与CAPP、 智能机械概论、微小机械概论、虚 拟样机技术、市场营销学、在线检 测与控制、实用控制系统设计、数 控机床与编程。
2020/2/25
7
Topic 3 开设高校
2020/2/25
8
本专业进去双 一流工程建设 的有:
清华大学，哈 尔滨工业大学， 上海交通大学， 浙江大学，华 中科技大学， 西安交通大学， 西北工业大学
2020/2/25
3
与管理企业所需的知识结构及潜能，也具有适应科研、 教育、经贸及行政管理等部门工作或继续深造的素质 和能力，能在机械工程及其自动化领域内从事设计制 造、科技开发、 应用研究、运行管理和经营销售等方 面工作的高级工程技术人才。 部分高校按以下专业方向培养： 机械制造及自动化 制 造自动化与测控技术 微电子制造装备及自动化 机电 模 具 数控 机电控制 机械电子 机械制造 汽车工程 设计制 造数控技术职教师资 机电一体化机械自动化机械电子 工程机械工艺技术先进制造技术 机电传动与控制机械 设计与制造流体传动及控制模具设计与制造数字化设 计制造
压与气动技术、机电传动控
制、机械工程综合实验、微
机原理与结构技术、
CAD/CAM、单片机原理及应
用。
2020/2/25
6
专业课
机械制造工艺学、 机械系统设计、 机电控制系统分析与设计、 机械制 造装备设计、 数控技术及应用。
专业选修课
机械动力学、 软件工程、 网络技术、 多媒体技术及应用、数据库原理及 应用、 机械创新设计、工业机器人 基础、机械故障诊断学、文献检索、 专业外语、有限元方法、机械优化 设计、工艺过程自动化、先进制造 技术、特种加工、成组技术与CAPP、 智能机械概论、微小机械概论、虚 拟样机技术、市场营销学、在线检 测与控制、实用控制系统设计、数 控机床与编程。
2020/2/25
7
Topic 3 开设高校
2020/2/25
8
本专业进去双 一流工程建设 的有:
清华大学，哈 尔滨工业大学， 上海交通大学， 浙江大学，华 中科技大学， 西安交通大学， 西北工业大学
制造自动化技术
制造自动化技术自动化技术的快速发展已经对制造业产生了深远的影响。
在企业追求高效生产和降低成本的背景下，制造自动化技术成为了当今的热门话题。
本文将探讨制造自动化技术的定义、发展历程、应用领域以及在未来的前景。
一、定义和背景制造自动化技术，简单来说就是将人工操作过程转变为机器和计算机的控制过程，以提高生产效率和质量。
它是现代制造业的重要组成部分，通过自动化设备和系统来完成生产过程中的各种工作，从而提高生产效率、降低劳动力成本、减少错误和提高一致性。
随着科技的进步和人类对于高效生产和生活品质要求的提高，制造自动化技术的发展越来越迅速。
传统的制造模式已经无法满足现代企业的需求，拥有智能化、柔性化和高度自动化的生产线已成为制造业的发展趋势。
二、发展历程制造自动化技术的发展历程可以追溯到十九世纪的工业革命。
工业化的兴起使得机械化生产变得可能，人们开始使用机械装置替代手工操作。
但当时的自动化程度相对较低，主要是通过物理传动来实现。
随着电力的广泛应用，电气自动化技术开始兴起。
电动机的发明使得生产设备能够更加灵活地进行操作和控制，电气控制系统逐渐取代了机械传动。
20世纪70年代开始出现了计算机技术的广泛应用，这对制造业产生了深远的影响。
计算机数控技术的出现使得制造过程变得更加精确和高效，大大提高了生产效率。
随着计算机技术的不断发展，制造自动化技术也进入了一个全新的阶段。
三、应用领域制造自动化技术的应用领域非常广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是几个常见的应用领域：1. 汽车制造：制造自动化技术在汽车制造行业的应用非常广泛。
从汽车的零部件制造到整车组装，都离不开自动化设备和系统。
2. 电子制造：电子产品的制造需要高度精确和高效的生产线。
自动化技术在电子制造业中扮演着重要的角色，大大提高了产品的一致性和质量。
3. 食品加工：食品加工行业对于生产效率和卫生要求较高。
自动化技术可以帮助企业实现更高效的生产和更好的产品质量控制。
制造自动化技术nPPT课件
▪ 按加工路线和所用数控机床控制机规定的指令代 码以及程序格式编制出程序单
▪ 手工编程和自动编程 ▪ 从零件图纸到获得数控加工程序的全过程
.
18
2.3数控编程
NC编程步骤
.
19
2.3数控编程
▪ 首先对零件图纸进行工艺分析，在工艺分析的基 础上作出各种处理，如确定对刀点、加工路线、 选择刀具和切削用量等
▪ 然后进行必要的计算，确定的工艺过程、工艺参 数、刀具位移量与方向以及其它辅助操作
制造自动化是在制造过程的所有环节中采用自动 化技术，实现制造过程的自动化。其任务是研究 对制造过程的规划，管理，组织，控制与协调优 化等的自动化，以使制造过程实现高效，优质， 低耗，及时和洁净的目标。
.
4
1.1 制造自动化技术内涵
制造自动化的内涵包括如下方面：
1）在形式方面 包括替代人的体力劳动，替代和 辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机器及系 统的协调、管理、控制和优化
2）在功能方面 制造自动化的功能目标是多方面 的，可以用TQCSE描述
3）在范围方面 制造自动化不仅涉及到具体生产 制造过程，而且涉及到产品生命周期的所有过 程。
.
5
1.2 制造自动化的发展及现状
制造自动化技术的发展过程
▪ 第一阶段：刚性自动化，包括刚性自动线和自动单机
在20世纪40－50年代已相当成熟，应用传统的机械设 计和制造工艺方法，采用专用机床和组合机床，自动单 机和自动化生产线进行大批量生产。其特征是高生产效 率和刚性结构，很难实现产品的改变。
5）智能制造将是未来制造自动化发展的重要发 展方向
Agent技术
.
10
2 数控加工技术
2.1 数控技术 2.2 数控加工技术基础 2.3 数控编程 2.4 计算机数字控制技术 2.5 应用与发展
▪ 手工编程和自动编程 ▪ 从零件图纸到获得数控加工程序的全过程
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2.3数控编程
NC编程步骤
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19
2.3数控编程
▪ 首先对零件图纸进行工艺分析，在工艺分析的基 础上作出各种处理，如确定对刀点、加工路线、 选择刀具和切削用量等
▪ 然后进行必要的计算，确定的工艺过程、工艺参 数、刀具位移量与方向以及其它辅助操作
制造自动化是在制造过程的所有环节中采用自动 化技术，实现制造过程的自动化。其任务是研究 对制造过程的规划，管理，组织，控制与协调优 化等的自动化，以使制造过程实现高效，优质， 低耗，及时和洁净的目标。
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4
1.1 制造自动化技术内涵
制造自动化的内涵包括如下方面：
1）在形式方面 包括替代人的体力劳动，替代和 辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机器及系 统的协调、管理、控制和优化
2）在功能方面 制造自动化的功能目标是多方面 的，可以用TQCSE描述
3）在范围方面 制造自动化不仅涉及到具体生产 制造过程，而且涉及到产品生命周期的所有过 程。
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5
1.2 制造自动化的发展及现状
制造自动化技术的发展过程
▪ 第一阶段：刚性自动化，包括刚性自动线和自动单机
在20世纪40－50年代已相当成熟，应用传统的机械设 计和制造工艺方法，采用专用机床和组合机床，自动单 机和自动化生产线进行大批量生产。其特征是高生产效 率和刚性结构，很难实现产品的改变。
5）智能制造将是未来制造自动化发展的重要发 展方向
Agent技术
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2 数控加工技术
2.1 数控技术 2.2 数控加工技术基础 2.3 数控编程 2.4 计算机数字控制技术 2.5 应用与发展
机械制造自动化技术-物料供输自动化 ppt课件
各种自动上下料实例
PPT课件
41
机床自动供料典型装置实例
机械手冲床自动送料
PPT课件
将在料斗中未能完成定向的工件（例如一些外形复 杂的工件）在料斗外的输料槽中实现二次定向 。
钩 子
工件
适用于重心偏置的工件，只有当 工件较重端朝下才能落入输料槽
适用于一端开口的套类工件，只 有开口向左的工件才能被钩子改 变方向落入输料槽，开口向右的 工件推开钩子自行落入输料槽
PPT课件
32
二次定向机构
结构比较简单，工作可靠性较强， 需要拱形消除机构：仓壁振动器或搅拌机；防止料
斗中的工件形成拱形面而阻塞
PPT课件
18 18
料仓的结构形式
由于工件的重量和形状尺寸变化较大，因此料仓结构设 计没有固定模式。一般我们把料仓分成自重式和外力作用式 两种结构。
自重式
螺旋式
料斗式
外力式
重锤垂直压送式
PPT课件
d回转运动连续式供料与隔离机构 用于短轴、环、小球类工件。
PPT课件
36
机床自动供料典型装置实例
案例一 螺纹机床的自动供料
上料机械手顺时针摆动触发到挡 块2时，机械手上的夹持器9张开 ，机械手继续顺时针摆动一定角 度，机械手上的摆杆1压下碰杆4 ，隔料器5转动，工件滚入机械手 夹持器中。 与此同时，下料机械手转至机床 加工位置，夹持已完成的工件。
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。
智能制造技术与工业自动化培训ppt
智能制造技术能够快速响应市 场需求，实现个性化定制生产
，满足消费者多样化需求。
生产过程优化
智能制造技术能够对生产过程 进行实时监控、分析和优化， 提高生产效率和产品质量。
供应链管理
智能制造技术能够实现供应链 的智能化管理，提高供应链的 协同性和响应速度。
设备维护与故障预测
智能制造技术能够对设备进行 实时监测和故障预测，提高设
备的使用寿命和可靠性。
02
工业自动化技术基础
工业自动化系统的构成
01
02
03
04
控制系统
用于控制和协调自动化设备的 传感器
检测各种物理量（如温度、压 力、位移等）并将其转换为电 信号，以供控制系统处理。
执行器
根据控制系统的指令，驱动自 动化设备执行相应的动作。
特点
智能制造技术具有自感知、自决策、自执行和自适应的能力，能够优化生产过 程，提高生产效率和产品质量，降低能耗和资源消耗，满足个性化定制需求。
智能制造技术的发展历程
01 02
起始阶段
20世纪80年代，随着计算机技术和自动化技术的快速发展，制造业开 始引入计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）等技术， 实现了制造过程的初步自动化。
智能仓储物流
利用自动化仓储系统、AGV 小车、无人叉车等实现物料 、半成品、成品的自动化存 储和运输。
工业物联网
通过传感器、RFID等技术实 现设备与设备之间的信息交 互，提高生产过程的透明度 和可监控性。
工业大数据
利用大数据技术对生产过程 中产生的海量数据进行处理 和分析，为生产决策提供数 据支持。
03
智能制造与工业自动化的融合
智能制造与工业自动化的关系
，满足消费者多样化需求。
生产过程优化
智能制造技术能够对生产过程 进行实时监控、分析和优化， 提高生产效率和产品质量。
供应链管理
智能制造技术能够实现供应链 的智能化管理，提高供应链的 协同性和响应速度。
设备维护与故障预测
智能制造技术能够对设备进行 实时监测和故障预测，提高设
备的使用寿命和可靠性。
02
工业自动化技术基础
工业自动化系统的构成
01
02
03
04
控制系统
用于控制和协调自动化设备的 传感器
检测各种物理量（如温度、压 力、位移等）并将其转换为电 信号，以供控制系统处理。
执行器
根据控制系统的指令，驱动自 动化设备执行相应的动作。
特点
智能制造技术具有自感知、自决策、自执行和自适应的能力，能够优化生产过 程，提高生产效率和产品质量，降低能耗和资源消耗，满足个性化定制需求。
智能制造技术的发展历程
01 02
起始阶段
20世纪80年代，随着计算机技术和自动化技术的快速发展，制造业开 始引入计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）等技术， 实现了制造过程的初步自动化。
智能仓储物流
利用自动化仓储系统、AGV 小车、无人叉车等实现物料 、半成品、成品的自动化存 储和运输。
工业物联网
通过传感器、RFID等技术实 现设备与设备之间的信息交 互，提高生产过程的透明度 和可监控性。
工业大数据
利用大数据技术对生产过程 中产生的海量数据进行处理 和分析，为生产决策提供数 据支持。
03
智能制造与工业自动化的融合
智能制造与工业自动化的关系
机械制造自动化的基本概念、内容与意义(ppt 32页)
2. 4. 3 柔性自动线（FTL）
柔性自动线定义 工艺基础、特点、构成
P65： 2-3、2-8、2-9、2-11、2-12、2-19、2-20
§3-1 概述
物流系统：物流的移动与储存。
一、物流系统的功能：
存储功能：存储和缓存处于等待（不处在加工和处 理）状态的工件。
输送功能：完成物料在各工位之间的传输以满足工 件加工工艺过程和处理顺序的要求。
第二章加工设备自动化
§2-2 单机工作自动化 实现单机自动化的方法
采用通用自动化或半自动化机床实现单机自动化
采用组合机床实现单机自动化
采用通用机床进行自动化改装实现单机自动化
§ 2.2.2 采用通用自动化或半自动化机床实现单机自 动化 普通机床 、自动化机床、半自动化机床 自动化单机的控制方式及适用范围
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______ 。
具管理、质量控制及FMS的数据管理和网络通讯。
1. 托盘
在FMS中，工件一般安装在组合夹具上，而组合夹具又被 安装在托盘上，因而托盘是工件和夹具的承载体。 当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台并支撑工件； 运输时, 托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。
托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。 在同一个FMS之间的所有机床，不管各自的形式如何， 都必须采用这种统一的接口，使各台机床连接成为一个整体 系统，这就要求系统中的所有托盘采用同一种结构形式。
柔性自动线定义 工艺基础、特点、构成
P65： 2-3、2-8、2-9、2-11、2-12、2-19、2-20
§3-1 概述
物流系统：物流的移动与储存。
一、物流系统的功能：
存储功能：存储和缓存处于等待（不处在加工和处 理）状态的工件。
输送功能：完成物料在各工位之间的传输以满足工 件加工工艺过程和处理顺序的要求。
第二章加工设备自动化
§2-2 单机工作自动化 实现单机自动化的方法
采用通用自动化或半自动化机床实现单机自动化
采用组合机床实现单机自动化
采用通用机床进行自动化改装实现单机自动化
§ 2.2.2 采用通用自动化或半自动化机床实现单机自 动化 普通机床 、自动化机床、半自动化机床 自动化单机的控制方式及适用范围
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______ 。
具管理、质量控制及FMS的数据管理和网络通讯。
1. 托盘
在FMS中，工件一般安装在组合夹具上，而组合夹具又被 安装在托盘上，因而托盘是工件和夹具的承载体。 当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台并支撑工件； 运输时, 托盘又承载着工件和夹具在机床之间进行传送。
托盘是一种工件和机床之间的硬件接口。 在同一个FMS之间的所有机床，不管各自的形式如何， 都必须采用这种统一的接口，使各台机床连接成为一个整体 系统，这就要求系统中的所有托盘采用同一种结构形式。
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国家863计划先进制造与自动化技术领域
863 AM&AT 20
2.1 当前制造业存在的主要问题
(5) 结构不尽合理 轻工纺织制造业、资源加工工业和机械电子制造业
的工业增加值占制造业工业增加值的比重分别为30.52 ％、34.29％和33.63％，其中机械电子制造业所占比 重明显低于工业发达国家(1997年美国为44.1％、日本 为 46.6％ 、 德 国 为 46.6％ 、 法国 为 39.8％ 、 英 国为 38.8％)。我国制造业的结构偏轻，装备制造业薄弱。
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863 AM&AT 5
1.2 制造业历史的回顾
在这样的背景下，传统制造技术与以计算机为核心的 信息技术和现代管理技术相结合，形成了先进制造技术 (AMT——Advanced Manufacturing Technology) 。
两百多年的历史充分揭示了市场牵引与技术推动两 种力量对制造技术发展所起的作用。
劳动生产率 4258 97300 104730 76550 45330 59520 55720 3350 (美元/人年) 工业增加值 26.32 49.31 38.01 48.44 43.57 38.49 42.98 22.68
率(%)
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863 AM&AT 17
2.1 当前制造业存在的主要问题
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863 AM&AT 3
1.2 制造业历史的回顾
制造业和制造技术的形成，只有两百年的历史。 18世纪后期，以蒸汽机和工具机发明为特征的产业革 命，开始了以机器为主导地位的制造业新纪元，促成了 制造企业雏形 —— 工场式生产的出现。19世纪末、 20世纪初，内燃机的发明引发了制造业的革命；由福 特、斯隆开创了流水式、大批量生产模式，泰勒创立了 科学管理理论，导致了制造技术的过细分工和制造系统 的功能分解。
机械制造自动化技术-绪论
视频
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
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 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。
1924年 机械加工自动线（英国） 1935年 汽车发动机气缸套加工自动线（苏联） 1946年 底特律机械加工自动线（美国）； 成组生产工艺思想(苏联) 1950年 汽车活塞自动化工厂（苏联） 1951年 数控铣床（美国） 1958年 加工中心（美国）
机械制造自动化发展历史
1959年 1960年 1965年 1967年 1968年 适应性控制铣床（英国） 计算机辅助设计(CAD)（美国） 计算机数控(CNC)机床（美国） 可变制造系统（英国） 群控系统(DNC)（美,英，日）； 成组生产工艺思想(苏联) 1969年 工业机器人操作的焊接自动线（美国） 1974年 计算机集成制造系统（美国） 1980年 无人化机械制造厂（日本）
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：适用于加工精度较高，且重复性好的场
第二阶段：从1952年到1965年；
第三阶段：从1967年到20世纪80年代中期； 第四阶段：从20世纪80年代至今。
第十一章 自动化制造系统及先进制造技术简介.ppt
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第二节 计算机辅助工艺过程设计(CAPP)
一、概述 二、CAPP系统的功能 三、CAPP系统的分类 四、派生法CAPP系统 五、创成法CAPP系统
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一、概述
CAPP(Computer Aided Process Planning)向上 连接CAD，向下连接CAM，它起到一个连接 CAD与CAM的桥梁作用。来自CAD的几何和 技术要求的数据在CAPP完成加工处理，成为 指导生产加工的制造数据。因此，CAD的结 果能否有效、充分地在生产中予以应用与实 现，数控机床与加工中心能否充分发挥其最 大作用，CAD与CAM能否真正实现集成， CAPP技术是关键，并且受到愈来愈广泛的重 视。
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6.数控机床的发展趋势
1)实现长时间地、连续地自动加工。 2)向高速度、高精度与高质量发展。 3)提高数控机床生产效率，提高数控机床的可靠性，具 有良好的操作性能。 4)能自动编程，具有人机对话的、功能强大的内装式机 床可编程序控制器。 5)具有更高的通信功能，能实现网络化加工。
17452-11a2)金属成形类数控机床。 3)数控特种加工机床。
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(2)按照控制系统的特点分类
1)点位控制数控机床。 2)直线控制数控机床。 3)轮廓控制数控机床。
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(3) 按伺服控制方式分类
1)开环控制系统数控机床，即没有任何被控量实际值反 馈的数控系统。 2)闭环控制系统和半闭环控制系统数控机床。
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二、CAPP系统的功能
一个CAPP系统应具有以下功能：①检索标准 工艺文件；②选择加工方法；③工序安排； ④选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等； ⑤选择装夹方式、装夹表面和定位基准；⑥ 优化选择切削用量；⑦计算加工时间和加工 费用；⑧确定工序尺寸和公差；⑨选择毛坯； ⑩绘制工序图及编写工序卡。有的CAPP系统 还具有计算刀具轨迹、自动进行NC编程和进 行加工过程模拟的功能。
第二节 计算机辅助工艺过程设计(CAPP)
一、概述 二、CAPP系统的功能 三、CAPP系统的分类 四、派生法CAPP系统 五、创成法CAPP系统
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一、概述
CAPP(Computer Aided Process Planning)向上 连接CAD，向下连接CAM，它起到一个连接 CAD与CAM的桥梁作用。来自CAD的几何和 技术要求的数据在CAPP完成加工处理，成为 指导生产加工的制造数据。因此，CAD的结 果能否有效、充分地在生产中予以应用与实 现，数控机床与加工中心能否充分发挥其最 大作用，CAD与CAM能否真正实现集成， CAPP技术是关键，并且受到愈来愈广泛的重 视。
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6.数控机床的发展趋势
1)实现长时间地、连续地自动加工。 2)向高速度、高精度与高质量发展。 3)提高数控机床生产效率，提高数控机床的可靠性，具 有良好的操作性能。 4)能自动编程，具有人机对话的、功能强大的内装式机 床可编程序控制器。 5)具有更高的通信功能，能实现网络化加工。
17452-11a2)金属成形类数控机床。 3)数控特种加工机床。
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(2)按照控制系统的特点分类
1)点位控制数控机床。 2)直线控制数控机床。 3)轮廓控制数控机床。
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(3) 按伺服控制方式分类
1)开环控制系统数控机床，即没有任何被控量实际值反 馈的数控系统。 2)闭环控制系统和半闭环控制系统数控机床。
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二、CAPP系统的功能
一个CAPP系统应具有以下功能：①检索标准 工艺文件；②选择加工方法；③工序安排； ④选择机床、刀具、量具、夹具、辅具等； ⑤选择装夹方式、装夹表面和定位基准；⑥ 优化选择切削用量；⑦计算加工时间和加工 费用；⑧确定工序尺寸和公差；⑨选择毛坯； ⑩绘制工序图及编写工序卡。有的CAPP系统 还具有计算刀具轨迹、自动进行NC编程和进 行加工过程模拟的功能。
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按其他的分类方式，机器人还可分为点位控制机器人和连 续控制机器人；按负载大小可分为重型、中型、小型、微型机 器人；按机座形式分为固定式和移动式机器人；按操作机运动 链的形式可分为开链式、闭链式、局部闭链式机器人；按应用 机能又可分为顺序控制机器人、示教再现机器人、数值控制机 器人、智能机器人等。
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(3) 焊接机器人。这是目前使用最多的一类机器人，它又 可分为点焊和弧焊两类。点焊机器人负荷大、动作快，工作 点的位姿要求较严，一般要有6个自由度。弧焊机器人负载小、 速度低，通常有5个自由度即能进行焊接作业。为了更好地满 足焊接质量对焊枪姿势的要求，伴随机器人的通用化和系列 化，现在大多使用6自由度机器人。弧焊对机器人的运动轨迹 要求较严，必须实现连续路径控制，即在运动轨迹的每一点 都必须实现预定的位置和姿态要求。
4
二、工业机器人的组成
1、执行系统 (1) 手部：又称手爪或抓取机构。其作用是直接抓取和放 置物件(或工具)。 (2) 腕部：又称手腕，是连接手部和臂部的部件。其作用 是调整或改变手部的方位(姿态)。 (3) 臂部：又称手臂，是支承腕部的部件。其作用是承受 物件或工具的荷重，并把它传送到预定的工作位置。有时也将 手臂和手腕统称为臂部。
5
(4) 立柱：是支承手臂的部件。其作用是带动臂部运动， 扩大臂部的活动范围，如臂部的回转、升降和俯仰运动都与立 柱有密切联系。
(5) 行走机构：目前大多数工业机器人没有行走机构，一 般由机座支承整机。行走机构是为了扩大机器人使用空间，实 现整机运动而设置的。其有两种形态：模仿动物步行形态的足； 模仿车子行走形态的滚轮。
故障时发出报警信号。控制系统还对生产系统(加工机械和其他
辅助设备)的状况作出反应，产生相应的动作。控制系统是反映
一台工业机器人的功能和水平的核心部分。
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4、检测机构 该系统通过各种检测器、传感器，检测执行机构的运动情 况，根据需要反馈给控制系统，在与设定值进行比较后，对执 行机构进行调整，以保证其动作符合设计要求，主要是对位置、 速度和力等各种外部和内部信息进行检测。
(4) 混合驱动。液—气或电—液混合驱动。
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2、按用途分类 (1) 搬运机器人。这种机器人用途很广，一般只需点位 控制，即被搬运零件无严格的运动轨迹要求，只要求始点和 终点位置准确。如机床上用的上、下料机器人，工件堆垛机 器人以及彩管搬运机器人等。 (2) 喷涂机器人。这种机器人多用于喷漆生产线上，重 复位姿精度要求不高。但由于喷雾易燃，因此一般采用液压 驱动或交流伺服电机驱动。
一、工业机器人的定义
对工业机器人可以理解为：拟人手臂、手腕和手功能的 机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位(置)姿(态)的 时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求，如 夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行点焊或弧焊；搬 运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装 配机械零、部件等。
6
2、驱动系统
该系统是驱动执行机构运动的传动装置，常用的是液压传 动、气压传动和电传动等。
3、控制系统
该系统通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要
求进行工作。对示教再现型工业机器人来说，是指包括示教、
存储、再现、操作等各环节的控制系统。按控制信号对执行机
构发出指令，必要时对机器人的动作进行监视，当发生错误或
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(2) 气动式。其驱动系统通常由汽缸、气阀、气罐和空压 机组成。其特点是气源方便，动作迅速，结构简单，造价较低， 维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力 较低。
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(3) 电动式。电力驱动是目前机器人使用的最多的一种 驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大(关节型 的持重已达400 kg)，信号检测、传递、处理方便，并可以采 用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机、直流 伺服电机以及交流伺服电机(其中交流伺服电机为目前主要的 驱动形式)。由于电机速度高，通常须采用减速机构(如谐波 传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。 目前，有些机器人已开始采用无减速机构的大转矩、低转速 电机进行直接驱动，这既可以使机构简化，又可提高控制精 度。
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三、工业机器人的分类
1、按驱动方式分类 (1) 液动式。液压驱动机器人通常由液压机(各种油缸、油 马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机器人的 执行机构进行工作。通常它具有很大的抓举能力(高达几百公斤 以上)，其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐振动，防爆 性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏 油将污染环境。
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3.1 工业机器人表3-1 工业机器人和 Nhomakorabea械手的区别
特点
独立性 灵活性 自由度 复杂性 适用的生产方式 涉及技术领域
机械手
附属在主机上，为主机服务 程序固定不变，定位点不能灵活改变 较少 动作简单重复，单一功能 大批量单一(或少)品种 主要是机械结构
工业机器人
独立的机构和控制系统 程序和定位点容易改变 较多 动作较复杂，多功能 多品种中、小批量生产 机械、液压、气动、电气、自动控制、 计算机、人工智能等
《先进制造技术》课件
Advanced Manufacturing Technology
第三部分 制造自动化技术
主要内容
3.1 工业机器人（IR） 3.2 柔性制造技术（FMS） 3.3 计算机集成制造系统（FMS） 3.4 智能制造系统（IMS）
2
3.1 工业机器人(Industrial Robot)
13
(4) 装配机器人。这类机器人要有较高的位姿精度，手 腕具有较大的柔性。目前大多用于机电产品的装配作业。
(5) 专门用途的机器人。例如医用护理机器人、航天用机 器人、探海用机器人以及探险作业机器人等。
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3、按操作机的位置机构形式和自由度数量分类 机器人操作机的位置机构形式是机器人重要的外形特征， 故常用作分类的依据。按这一分类标准，机器人可分为直角 坐标型、圆柱坐标型、球(极)坐标型、关节型机器人(或拟人 机器人)。 操作机本身的轴数(自由度数)最能反应机器人的工作能 力，也是分类的重要依据。按这一分类机器人可分为4轴(自 由度)、5轴(自由度)、6轴(自由度)和7轴(自由度)等机器人。
按其他的分类方式，机器人还可分为点位控制机器人和连 续控制机器人；按负载大小可分为重型、中型、小型、微型机 器人；按机座形式分为固定式和移动式机器人；按操作机运动 链的形式可分为开链式、闭链式、局部闭链式机器人；按应用 机能又可分为顺序控制机器人、示教再现机器人、数值控制机 器人、智能机器人等。
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(3) 焊接机器人。这是目前使用最多的一类机器人，它又 可分为点焊和弧焊两类。点焊机器人负荷大、动作快，工作 点的位姿要求较严，一般要有6个自由度。弧焊机器人负载小、 速度低，通常有5个自由度即能进行焊接作业。为了更好地满 足焊接质量对焊枪姿势的要求，伴随机器人的通用化和系列 化，现在大多使用6自由度机器人。弧焊对机器人的运动轨迹 要求较严，必须实现连续路径控制，即在运动轨迹的每一点 都必须实现预定的位置和姿态要求。
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二、工业机器人的组成
1、执行系统 (1) 手部：又称手爪或抓取机构。其作用是直接抓取和放 置物件(或工具)。 (2) 腕部：又称手腕，是连接手部和臂部的部件。其作用 是调整或改变手部的方位(姿态)。 (3) 臂部：又称手臂，是支承腕部的部件。其作用是承受 物件或工具的荷重，并把它传送到预定的工作位置。有时也将 手臂和手腕统称为臂部。
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(4) 立柱：是支承手臂的部件。其作用是带动臂部运动， 扩大臂部的活动范围，如臂部的回转、升降和俯仰运动都与立 柱有密切联系。
(5) 行走机构：目前大多数工业机器人没有行走机构，一 般由机座支承整机。行走机构是为了扩大机器人使用空间，实 现整机运动而设置的。其有两种形态：模仿动物步行形态的足； 模仿车子行走形态的滚轮。
故障时发出报警信号。控制系统还对生产系统(加工机械和其他
辅助设备)的状况作出反应，产生相应的动作。控制系统是反映
一台工业机器人的功能和水平的核心部分。
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4、检测机构 该系统通过各种检测器、传感器，检测执行机构的运动情 况，根据需要反馈给控制系统，在与设定值进行比较后，对执 行机构进行调整，以保证其动作符合设计要求，主要是对位置、 速度和力等各种外部和内部信息进行检测。
(4) 混合驱动。液—气或电—液混合驱动。
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2、按用途分类 (1) 搬运机器人。这种机器人用途很广，一般只需点位 控制，即被搬运零件无严格的运动轨迹要求，只要求始点和 终点位置准确。如机床上用的上、下料机器人，工件堆垛机 器人以及彩管搬运机器人等。 (2) 喷涂机器人。这种机器人多用于喷漆生产线上，重 复位姿精度要求不高。但由于喷雾易燃，因此一般采用液压 驱动或交流伺服电机驱动。
一、工业机器人的定义
对工业机器人可以理解为：拟人手臂、手腕和手功能的 机械电子装置；它可把任一物件或工具按空间位(置)姿(态)的 时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求，如 夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行点焊或弧焊；搬 运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割；喷涂；装 配机械零、部件等。
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2、驱动系统
该系统是驱动执行机构运动的传动装置，常用的是液压传 动、气压传动和电传动等。
3、控制系统
该系统通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要
求进行工作。对示教再现型工业机器人来说，是指包括示教、
存储、再现、操作等各环节的控制系统。按控制信号对执行机
构发出指令，必要时对机器人的动作进行监视，当发生错误或
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(2) 气动式。其驱动系统通常由汽缸、气阀、气罐和空压 机组成。其特点是气源方便，动作迅速，结构简单，造价较低， 维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力 较低。
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(3) 电动式。电力驱动是目前机器人使用的最多的一种 驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大(关节型 的持重已达400 kg)，信号检测、传递、处理方便，并可以采 用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机、直流 伺服电机以及交流伺服电机(其中交流伺服电机为目前主要的 驱动形式)。由于电机速度高，通常须采用减速机构(如谐波 传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。 目前，有些机器人已开始采用无减速机构的大转矩、低转速 电机进行直接驱动，这既可以使机构简化，又可提高控制精 度。
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三、工业机器人的分类
1、按驱动方式分类 (1) 液动式。液压驱动机器人通常由液压机(各种油缸、油 马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机器人的 执行机构进行工作。通常它具有很大的抓举能力(高达几百公斤 以上)，其特点是结构紧凑，动作平稳，耐冲击，耐振动，防爆 性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏 油将污染环境。
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3.1 工业机器人表3-1 工业机器人和 Nhomakorabea械手的区别
特点
独立性 灵活性 自由度 复杂性 适用的生产方式 涉及技术领域
机械手
附属在主机上，为主机服务 程序固定不变，定位点不能灵活改变 较少 动作简单重复，单一功能 大批量单一(或少)品种 主要是机械结构
工业机器人
独立的机构和控制系统 程序和定位点容易改变 较多 动作较复杂，多功能 多品种中、小批量生产 机械、液压、气动、电气、自动控制、 计算机、人工智能等
《先进制造技术》课件
Advanced Manufacturing Technology
第三部分 制造自动化技术
主要内容
3.1 工业机器人（IR） 3.2 柔性制造技术（FMS） 3.3 计算机集成制造系统（FMS） 3.4 智能制造系统（IMS）
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3.1 工业机器人(Industrial Robot)
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(4) 装配机器人。这类机器人要有较高的位姿精度，手 腕具有较大的柔性。目前大多用于机电产品的装配作业。
(5) 专门用途的机器人。例如医用护理机器人、航天用机 器人、探海用机器人以及探险作业机器人等。
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3、按操作机的位置机构形式和自由度数量分类 机器人操作机的位置机构形式是机器人重要的外形特征， 故常用作分类的依据。按这一分类标准，机器人可分为直角 坐标型、圆柱坐标型、球(极)坐标型、关节型机器人(或拟人 机器人)。 操作机本身的轴数(自由度数)最能反应机器人的工作能 力，也是分类的重要依据。按这一分类机器人可分为4轴(自 由度)、5轴(自由度)、6轴(自由度)和7轴(自由度)等机器人。