自动化制造系统
自动化制造系统
第一章1制造：人类按照市场的需求，运用主观掌握的知识和技能，借助于手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终产品并投放市场的全过程。
2系统的性质：①目的性②整体性③集成性④层次性⑤相关性⑥环境适应性3自动化制造系统定义：由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。
4自动化制造系统的五个典型组成部分：①具有一定技术水平和决策能力的人②一定范围的被加工对象③信息流及其控制系统④能量流及其控制系统⑤物料流及物料处理系统5自动化制造系统的功能组成：（毛坯制备，储运过程，机械加工，装配过程，辅助过程，质量控制，系统控制，热处理）自动化子系统6自动化制造系统的分类：刚性自动化系统及设备（刚性半自动化单机，刚性自动化单机，刚性自动线，刚性综合自动化系统），柔性自动化系统及设备（数控机床NC，加工中心MC，混合成组制造单元，分布式数控系统DNC，柔性制造单元FMC，柔性制造线FML，柔性制造系统FMS，计算机集成制造系统CIMS）7自动化制造系统的评价指标：①生产率②产品质量③经济性④寿命周期可靠性⑤柔性制造⑥可持续发展性第二章1 人机一体化的定义：就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完整系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器共同决策、共同作业，从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局，形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。
2人机一体化的总体结构在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统应该在三个层面上实现一体化，即感知和信息交互层面、控制层面和执行层面，这三个层面的有机结合，就构成了人机一体化制造系统的总体结构3 人机一体化设计的主要步骤：①定义系统目标和作业要求②系统定义③系统设计④人机界面设计⑤作业辅助设计⑥系统检验和评估4人机功能分配：定义：人机功能分配确定了某些功能由人或机器还是由他们相互协作完成的，确定了人机界面的具体位置及人与机器各自的功能职责和配合协作要求。
自动化制造系统简介
5.柔性装配线 柔性装配线（flexible assembly line，简称为FAL）通常由装配站、物料
多层计算 机控制 系统
组成FMS的自 动化加工设备 有数控机床、 加工中心、车 削中心等，也 可能是柔性制 造单元。
FMS的工件储 运系统由工件 库、工件运输 设备和工件更 换装置等组成。
FMS的刀具储运 系统由刀具库、 刀具输送装置和 刀具交换装置等 组成。
FMS的多层计算 机控制系统采用 多层计算机控制 单元层、工作站 层和设备层。
15—AGV(自动导引小车)； 16—控制区
可进行第三班无人干预生产。
柔性高，适应多品种中、小批量生产。
多层计算机控制， 可以和上层计算机 联网。
柔性制造系 统的主要特点
柔性制造系统内的机床 在工艺能力上是相互补 充和相互替代的。
系统局部调整或维修不中断整 个系统的运作。
可混流加工不同的零件。
3.柔性制造单元 柔性制造单元FMC 由1～3台数控机床或加工中心，工件自
用可编程控制器。
2.柔性制造系统 柔性是指生产组织形式和自动化制造设备对加工任务(工件)
的适应性。柔性制造系统FMS是在加工自动化的基础上实现物料 流和信息流的自动化。其基本组成部分有自动化加工设备、工件 储运系统、刀具储运系统、多层计算机控制系统等。
自动化加 工设备
工件储运 系统
刀具储运 系统
加工多面体零件的柔性制造单元 1—刀具库； 2—换刀机械手； 3—托盘库； 4—装卸
工位； 5—托盘交换机构
4.柔性制造线 柔性线制造FML由自动化加工设备、工件输送系统和刀具等组成。
自动化加工设备
组成FML的自动化加工 设备包括数控机床、可 换主轴箱机床。可换主 轴箱机床是介于加工中 心和组合机床之间的一 种中间机型。其周围有 主轴箱库，可根据加工 工件的需要来更换主轴 箱。
自动化制造系统概述
1-2 基本概念
制造系统：为达到制造目的而构成的物理或组织系统
制 造 系 统
人员
设备
组织机构 管理方式
硬件
软件
技术系统
1-2 基本概念
按照自动化程度对制造系统分类 制 造 系 统 类 别 手动制造系统
普通车床为 主，设计和 制造主要靠 手工
数控车床，加 工中心，设计 制造人不再处 于中心地位
进行划分
AMS的组成
成组技术 (GT)的产生原因
市场竞争日趋激烈，产品更新换代越来越快，产品品种 增多，而每种产品的生产数量却并不很多。世界上75％~80％ 的机械产品是以中小批生产方式制造的。 与大量生产企业相比，中小批生产企业的劳动生产率低， 生产周期长，产品成本高，市场竞争能力差。 能否把大批量生产的先进工艺和高效设备以及生产方式 用于组织中小批量产品的生产，一直是国际生产工程界广为 关注的重大研究课题。 成组技术就是针对生产中的这种需求发展起来的一种生 产和管理相结合的科学。
AMS的组成
成组技术的概念
充分利用事物之间的相似性，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来解 决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发 挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产 成本的目的，这种技术统称为成组技术（Group Technology 简称GT）。
AMS的组成
1-2 基本概念 系 统 1.系统的定义
系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分 结合的具有特定功能的有机整体。
2.系统的基本特征
第一 系统是由若干元素组成的； 第二 这些元素相互作用、相互依赖； 第三 由于元素间的相互作用，使系统作为一个 整体具有特定的功能。
自动化制造系统
第一章一．制造的定义？制造是人类按照市场需求，运用主观掌握的知识和技能，借用手工或可以利用的客观物质和工具，采用有效地方法，将原材料转化为最终物质产品并投向市场的全过程。
二．系统的性质？1.目的性2.整体性3集成性4.层次性5.相关性6环境适应性三．自动化制造系统的定义？自动化制造系统(AMS)是由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。
四．自动化制造系统的组成部分？1、具有一定技术水平和决策能力的人2、一定范围的被加工对象3、信息流及其控制系统4、能量流及其控制系统5物料流级物料处理系统五．自动化制造系统的功能组成（P6）六．自动化制造系统的分类？刚性自动化设备及系统：1刚性半自动化单机2刚性自动化单机3刚性自动线4刚性综合自动化系统柔性自动化设备及系统：5一般数控机床6加工中心7混合成组制造单元8分布式数控系统9柔性制造单元10柔性制造系统11柔性制造线12计算机集成制造系统七．加工中心（填空）加工中心是在一般数控机床的基础上增加刀库、自动换刀装置甚至零件更换装置而形成的一类更复杂、但用途更广、效率更高的数控机床。
由于具有刀库和自动换刀装置，就可以在一台机床上完成车、铣、镗、钻、铰、攻螺纹、轮廓加工等多个工序的加工。
因此，加工中心具有工序集中、可以有效缩短调整时间和搬运时间，减少在制品库存，加工质量高等优点。
加工中心常用于零件比较复杂，需要多工序加工，且生产批量中等的场合。
根据所处理的对象不同，加工中心又可分为铣削加工中心和车削加工中心。
八．柔性制造系统的组成部分（填空）两台以上的数控加工设备、一个自动化的物流及刀具储运系统、若干台辅助设备和一个由多级计算机组成的控制和管理系统九．自动化制造系统的评价指标？1生产率2产品质量3经济性4寿命周期可靠性5柔性制造6可持续发展性第二章一．人机一体化制造系统的定义？所谓人机一体化制造系统，就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成一个完整系统，各自执行自己最擅长的工作，人与机器共同决策共同作业，从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局，形成新一代人机有机组合的自动化制造系统。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种基于计算机技术和自动控制技术的生产方式，它通过将生产过程中的各个环节自动化，实现生产过程的高效、精确和可控。
自动化制造系统能够提高生产效率、降低生产成本，并且能够适应不同规模和复杂度的生产需求。
一、自动化制造系统的概述自动化制造系统是由一系列自动化设备、计算机控制系统和信息管理系统组成的集成化生产系统。
它通过自动化设备对生产过程进行控制和监控，实现生产过程的自动化和智能化。
自动化制造系统可以分为离散型和连续型两种类型，离散型适用于生产离散产品，连续型适用于生产连续流程产品。
二、自动化制造系统的关键技术1. 传感器技术：传感器是自动化制造系统获取生产过程中各种信息的重要手段，它能够将物理量转化为电信号，并将信号传输给计算机控制系统。
传感器技术的发展使得自动化制造系统能够实时获取生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。
2. 控制系统技术：控制系统是自动化制造系统的核心部分，它通过对生产过程中各个环节进行控制，实现生产过程的自动化。
控制系统技术包括硬件和软件两个方面，硬件包括控制器、执行器等设备，软件包括控制算法、逻辑程序等。
3. 机器视觉技术：机器视觉技术是自动化制造系统中的重要应用技术，它通过摄像机和图像处理系统对产品进行检测和识别。
机器视觉技术能够实现对产品质量的自动检测和分类，提高生产过程的可靠性和稳定性。
4. 网络通信技术：网络通信技术是自动化制造系统中实现设备之间互联互通的重要手段，它能够实现设备之间的数据共享和信息传递。
网络通信技术的应用使得自动化制造系统能够实现分布式控制和远程监控。
三、自动化制造系统的优势和应用1. 提高生产效率：自动化制造系统能够实现生产过程的高速、高精度和高效率，大大提高了生产效率。
通过自动化设备的运行和计算机控制系统的优化，生产过程中的各个环节能够实现无人值守和连续运行，从而提高了生产效率。
2. 降低生产成本：自动化制造系统能够减少人工操作和能源消耗，降低生产成本。
自动化制造系统综合实践
摘要：随着科技的不断发展，自动化制造系统在制造业中的应用越来越广泛。
本文通过对自动化制造系统的概述，分析了其在我国制造业中的应用现状，并探讨了自动化制造系统的综合实践方法，旨在为我国制造业的转型升级提供参考。
一、引言自动化制造系统是利用计算机、通信、控制等技术，实现生产过程自动化的一种新型制造系统。
随着我国经济的快速发展，制造业在国民经济中的地位日益重要。
然而，传统制造业面临着生产效率低下、资源浪费、环境污染等问题。
为了解决这些问题，我国政府提出了“中国制造2025”战略，旨在通过自动化、智能化、绿色化等手段推动制造业转型升级。
本文将对自动化制造系统的综合实践进行探讨。
二、自动化制造系统概述1. 定义自动化制造系统是指利用计算机、通信、控制等技术，对生产过程进行自动化管理、监控和控制的系统。
它主要包括以下几部分：（1）自动化设备：如数控机床、机器人、自动化物流设备等。
（2）自动化控制系统：如PLC、DCS、SCADA等。
（3）计算机集成制造系统（CIMS）：实现生产过程的集成管理。
2. 类型根据自动化程度的不同，自动化制造系统可分为以下几种类型：（1）单机自动化：指单个设备实现自动化。
（2）生产线自动化：指多条生产线实现自动化。
（3）企业自动化：指整个企业实现自动化。
三、自动化制造系统在我国制造业中的应用现状1. 应用领域不断拓展目前，自动化制造系统在我国制造业中的应用领域已从传统的机械、汽车、电子等行业扩展到航空航天、生物医药、新材料等高技术领域。
2. 应用水平不断提高随着我国自动化技术的不断发展，自动化制造系统的应用水平不断提高。
例如，机器人、数控机床等设备的精度和效率显著提高，CIMS系统的应用范围不断扩大。
3. 应用效果显著自动化制造系统的应用为我国制造业带来了显著的经济效益。
据统计，自动化制造系统可以使生产效率提高30%以上，资源利用率提高20%以上。
四、自动化制造系统的综合实践方法1. 制定合理的自动化规划（1）明确企业发展战略：根据企业发展战略，确定自动化制造系统的应用目标。
自动化制造系统实训报告
一、前言随着科技的飞速发展，自动化制造系统在工业生产中的应用越来越广泛。
为了更好地了解自动化制造系统的原理和应用，我们参加了为期两周的实训课程。
通过这次实训，我们深入了解了自动化制造系统的基本原理、组成及运行过程，提高了动手能力和实际操作技能。
二、实训目的1. 理解自动化制造系统的基本概念、组成和运行原理；2. 掌握自动化制造系统的基本操作和调试方法；3. 培养团队协作能力和实际操作技能；4. 提高对自动化制造系统的认识和兴趣。
三、实训内容1. 自动化制造系统概述实训课程首先介绍了自动化制造系统的基本概念、发展历程和在我国的应用现状。
自动化制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化。
2. 自动化制造系统组成自动化制造系统主要由以下几部分组成：（1）加工系统：包括数控机床、加工中心等，完成工件的切削加工、排屑、清洗和测量等。
（2）工件支撑系统：包括工件输送、搬运以及存储功能的工件供给装置。
（3）刀具支撑系统：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：对制造过程的监控、检测、协调与管理。
3. 自动化制造系统运行原理自动化制造系统通过计算机编程实现对加工过程的控制。
在加工过程中，计算机根据设定的程序自动控制机床的运动，完成工件的加工。
同时，通过传感器实时监测加工过程，确保加工精度。
4. 自动化制造系统实训操作实训过程中，我们学习了自动化制造系统的基本操作和调试方法。
具体内容包括：（1）数控机床的基本操作：包括机床的启动、停止、工件装夹、刀具更换等。
（2）加工中心的操作：包括工件的装夹、刀具更换、加工参数设置等。
（3）自动化生产线调试：包括生产线各环节的协调、传感器安装与调试、PLC编程等。
四、实训成果1. 掌握了自动化制造系统的基本原理和组成；2. 熟练掌握了数控机床、加工中心等设备的操作方法；3. 熟悉了自动化生产线的调试过程和PLC编程；4. 提高了团队协作能力和实际操作技能。
自动化制造系统实验报告
自动化制造系统实验报告引言概述：自动化制造系统是一种通过使用计算机控制和传感器技术，实现生产过程自动化的系统。
该实验报告旨在探讨自动化制造系统的原理、优势、应用以及面临的挑战。
本报告将分为五个部分进行详细阐述。
一、自动化制造系统的原理1.1 传感器技术：自动化制造系统依赖传感器技术实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。
传感器将这些参数转化为电信号，并传输给计算机进行分析和控制。
1.2 控制系统：自动化制造系统采用计算机控制系统，通过对传感器获取的数据进行处理，实时调整生产设备的运行状态，以达到最佳生产效率和质量。
1.3 通信技术：自动化制造系统中的各个设备通过通信技术实现信息的传递和共享，从而实现设备之间的协同工作。
二、自动化制造系统的优势2.1 提高生产效率：自动化制造系统可以实现生产过程的高度自动化，减少人工干预，提高生产效率。
2.2 提高产品质量：自动化制造系统通过精确的控制和监测，能够减少生产过程中的误差，提高产品的一致性和质量。
2.3 降低成本：自动化制造系统能够减少人力成本、能源消耗和废品产生，从而降低生产成本。
三、自动化制造系统的应用3.1 汽车制造：自动化制造系统在汽车制造过程中广泛应用，能够实现自动焊接、喷涂、装配等工艺，提高生产效率和产品质量。
3.2 电子产品制造：自动化制造系统在电子产品制造中起到关键作用，能够实现自动化的印刷电路板组装、焊接、测试等工艺。
3.3 制药工业：自动化制造系统在制药工业中能够实现药品的自动配料、混合、包装等工艺，提高生产效率和质量。
四、自动化制造系统面临的挑战4.1 技术挑战：自动化制造系统需要依赖先进的技术，如人工智能、大数据分析等，因此面临技术更新换代的挑战。
4.2 人才挑战：自动化制造系统需要专业的技术人才进行维护和管理，因此面临人才短缺的挑战。
4.3 安全挑战：自动化制造系统中的设备和数据需要得到有效的保护，以防止恶意攻击和数据泄露，因此面临安全挑战。
自动化制造系统
磁悬浮列车的优势
磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮 轨列车只有20—25年。 磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只 有60年。 磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度， 目前的最高时速是552公里。
二、刚性自动生产线的特点
1、生产效率高，是少品种，大量生产必不可少的加工 设备。 2、有效缩短生产周期，取消半成品的中间库存，缩短 物料流程，减少生产面积，改善劳动条件，便于管 理。 3、投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。
三、柔性制造系统
柔 性 制 造 系 统 （ Flexible Manufacturing System）由两台或两台以上加工中心或数控机 床组成，并在加工自动化的基础上实现了物料 流和信息流的自动化。其基本组成部分有： 自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系 统和多层计算机控制系统等。
各种用于非制造业的机器人系统有了长足的进展：
农业机器人在土地耕作、作物移栽、喷洒农药、作物收获、 果蔬采摘方面取得突破性进展； 水下机器人； 空间和太空机器人； 服务机器人成功地用于清洁、保安、医疗、家用、娱乐等方 面；
三、工业机器人的应用
目前，工业机器人主要应用于汽车制造、 机械制造、电子器件、集成电路、塑料加工等 较大规模生产企业。下面介绍几种机器人的典 型应用。 1.汽车制造领域
并首次出现了“机器人学Robotics”的概念
机器人的四大特征
仿生特征：模仿人的肢体动作 柔性特征：对作业具有广泛适应性 智能特征：具有对外界的感知能力 自动特征：自动完成作业任务
二、机器人的组成
机械手或移动车
机器人的主体部分，由连杆、活动关节和其他构件构成。 机器人的主体部分，由连杆、活动关节和其他构件构成。
列车行驶时，车头的磁铁（N极）被轨道上靠前一点的电 磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体 （N极）所排斥———结果是前面“拉”，后面“推”， 使列车前进。然后，在线圈里流动的电流流向就反转过来 了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了， 反之亦然。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种应用于工业生产过程中的高效、智能化的生产系统。
它通过集成各种自动化设备和控制系统，实现生产过程的自动化和智能化管理，从而提高生产效率、降低生产成本，并提升产品质量和一致性。
一、系统概述自动化制造系统由多个子系统组成，包括生产设备、传感器、执行器、控制系统、监控系统和信息管理系统等。
其中，生产设备负责实际的生产操作，传感器和执行器用于感知和执行物理过程，控制系统用于控制和协调各个设备的工作，监控系统用于监测生产过程中的各项指标，信息管理系统用于收集、处理和分析生产数据，并提供决策支持。
二、系统功能1. 生产计划管理：自动化制造系统能够根据市场需求和生产能力，制定合理的生产计划，并实时调整计划以适应市场变化。
2. 设备控制：通过控制系统对生产设备进行精确的控制，确保设备按照预定的参数和工艺要求进行生产操作。
3. 过程监控：监控系统能够实时监测生产过程中的各项指标，如温度、压力、速度等，并及时报警和采取措施，以确保生产过程的稳定性和安全性。
4. 质量控制：自动化制造系统能够通过传感器和执行器对产品质量进行实时监测和控制，以确保产品符合质量要求。
5. 故障诊断与维修：系统能够通过监测设备状态和数据分析，及时发现设备故障，并提供故障诊断和维修建议，以减少生产停机时间。
6. 数据管理与分析：信息管理系统能够收集、存储和分析生产过程中的各项数据，为决策提供依据，并优化生产过程和资源利用。
三、系统优势1. 提高生产效率：自动化制造系统能够减少人工操作，提高生产效率，降低生产成本。
2. 提升产品质量：系统能够实时监测和控制生产过程，确保产品质量的稳定性和一致性。
3. 降低生产成本：自动化制造系统能够减少人工和物料浪费，优化生产过程和资源利用，从而降低生产成本。
4. 增强生产灵活性：系统能够根据市场需求和生产能力，灵活调整生产计划和生产过程，以适应市场变化。
5. 提升安全性：系统能够通过监控和报警功能，及时发现并处理生产过程中的安全隐患，保障员工和设备的安全。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种集成了各种先进技术和设备的生产系统，旨在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵活性。
该系统利用计算机、机器人、传感器和控制器等技术，实现生产过程的自动化和智能化。
一、系统结构和组成自动化制造系统通常由以下几个主要组成部分构成：1. 控制系统：控制系统是自动化制造系统的核心，包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，控制系统通常由PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）和SCADA（监控与数据采集系统）等组成。
软件方面，控制系统通常由编程和监控软件构成，用于编写和执行生产过程中的控制程序。
2. 传感器和执行器：传感器和执行器用于感知和执行生产过程中的各种物理量和动作。
例如，温度传感器、压力传感器、光电传感器等用于感知环境条件；马达、气缸、电磁阀等用于执行机械动作。
3. 机器人和自动化设备：机器人和自动化设备是自动化制造系统中的关键设备，用于代替人工完成繁重、危险或重复性高的工作。
例如，工业机器人用于装配、焊接、搬运等任务；自动化设备用于加工、包装、检测等任务。
4. 数据管理系统：数据管理系统用于收集、存储和分析生产过程中的数据。
通过对数据的分析和挖掘，可以帮助企业优化生产过程、提高产品质量和降低成本。
二、自动化制造系统的优势自动化制造系统具有以下几个显著的优势：1. 提高生产效率：自动化制造系统可以实现生产过程的连续化和高速化，大大提高生产效率。
机器人和自动化设备的使用可以减少人工操作时间，提高生产线的产能。
2. 降低成本：自动化制造系统可以减少人工成本和能源消耗。
机器人和自动化设备的使用可以减少人工操作，降低人工成本；自动化控制系统可以实现对能源的精确控制，降低能源消耗。
3. 提高产品质量：自动化制造系统可以减少人为因素对产品质量的影响，提高产品的一致性和精度。
机器人和自动化设备的使用可以减少人为误差，提高产品的加工精度；自动化控制系统可以实时监测和调整生产过程，确保产品质量符合要求。
自动化制造系统实验报告
自动化制造系统实验报告一、引言自动化制造系统是现代制造业中的重要组成部分，它通过集成各种自动化设备和控制系统，实现对生产过程的自动化控制和管理。
本实验旨在通过搭建一个简单的自动化制造系统，并进行相关实验，以深入理解自动化制造系统的原理和应用。
二、实验目的1. 掌握自动化制造系统的基本原理和组成；2. 熟悉自动化设备的操作和调试方法；3. 了解自动化制造系统在实际生产中的应用。
三、实验器材和材料1. 自动化控制器：使用PLC（可编程逻辑控制器）作为自动化控制器；2. 传感器：使用温度传感器、压力传感器和光电传感器等；3. 执行器：使用电动马达、气缸等；4. 电源和电缆：提供电力和信号传输；5. 工件：用于模拟实际生产过程。
四、实验步骤1. 搭建自动化制造系统的物理结构：根据实验要求，将PLC、传感器、执行器等组装在一个工作台上，并连接好电源和电缆。
2. 编写PLC程序：根据实验要求，使用PLC编程软件编写相应的控制程序，包括输入和输出的逻辑关系、传感器信号的采集和处理、执行器的控制等。
3. 调试和测试：将工件放置在自动化制造系统中，通过操作PLC程序，观察传感器信号的变化和执行器的动作情况，检查系统是否正常工作。
4. 数据采集和分析：记录实验过程中的相关数据，如温度、压力、运行时间等，并进行数据分析，以评估自动化制造系统的性能和稳定性。
5. 实验总结：根据实验结果，总结自动化制造系统的优缺点，提出改进和优化的建议，并对实验过程中的问题和困难进行分析和解决。
五、实验结果与分析在实验过程中，我们成功搭建了一个简单的自动化制造系统，并进行了相关实验。
通过数据采集和分析，我们得到了以下结果和结论：1. 自动化制造系统能够实现生产过程的自动化控制和管理，提高生产效率和产品质量；2. 通过合理设计和调试，可以实现对传感器信号的准确采集和处理，以及对执行器的精确控制；3. 自动化制造系统在实际生产中具有广泛的应用前景，可以应用于各种工业领域。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是现代制造业中的重要组成部分，它借助计算机控制和各种先进技术，实现了生产过程的自动化和智能化。
本文将对自动化制造系统进行详细的介绍和分析。
一、自动化制造系统的定义和特点自动化制造系统是指利用计算机技术和现代自动化技术，使制造过程实现自动化和智能化，从而提高生产效率和产品质量的一种系统。
它的主要特点包括以下几个方面：1. 高度自动化：自动化制造系统通过引入自动化设备和机器人等，实现了生产过程的自动化和无人化操作。
2. 灵活性和可调性：自动化制造系统可以根据产品的不同需求，灵活地进行生产计划和生产流程的调整，提高生产的灵活性和适应性。
3. 数据化和信息化：自动化制造系统通过各种传感器、仪器和计算机控制系统，实现了对生产过程中数据的采集、处理和分析，提供准确的生产数据和决策支持。
4. 高效率和低成本：自动化制造系统能够实现生产过程的高效率和低成本，减少人力资源的浪费和劳动强度，提高生产效率和降低生产成本。
二、自动化制造系统的框架和组成自动化制造系统由多个子系统和组件构成，主要包括以下几方面：1.生产设备子系统：包括各种自动化设备、机器人、传感器等，用于实现生产过程中的各种操作和功能。
2. 控制系统子系统：包括计算机控制系统、PLC控制系统等，用于对生产设备进行控制和监控。
3. 信息系统子系统：包括生产数据采集系统、MES系统等，用于数据的采集、处理和分析，提供准确的生产数据和决策支持。
4. 运输系统子系统：包括各种自动化运输设备、输送带等，用于产品的运输和物料的配送。
5. 环境支持子系统：包括环境监测设备、各种工艺和环境保护设备等，用于保证生产过程中的环境和安全。
三、自动化制造系统的应用领域和优势自动化制造系统在各个领域都有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 制造业：自动化制造系统在汽车制造、电子制造、机械制造等领域中得到了广泛应用，提高了产品质量和生产效率。
2. 物流业：自动化制造系统在仓储管理、物流配送等环节中的应用，可以提高物流效率和减少成本。
自动化制造系统实验报告
自动化制造系统实验报告引言概述：自动化制造系统是一种通过使用计算机控制和传感器技术，实现生产过程的自动化和优化的系统。
本实验报告旨在详细介绍自动化制造系统的原理和应用，并通过实验结果验证其效果和可行性。
一、自动化制造系统的概念和原理1.1 自动化制造系统的定义自动化制造系统是指利用计算机技术和控制技术，通过传感器、执行器和控制器等设备，实现对生产过程的自动化控制和优化。
它能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵活性。
1.2 自动化制造系统的组成自动化制造系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括传感器、执行器、控制器和机械设备等，软件包括控制算法、监控系统和生产计划等。
1.3 自动化制造系统的原理自动化制造系统通过传感器感知生产过程中的各种参数，并将这些参数输入到控制器中进行处理和决策。
控制器根据预设的控制算法，控制执行器对生产过程进行调整和控制，以达到预期的生产目标。
二、自动化制造系统的应用领域2.1 汽车制造自动化制造系统在汽车制造中的应用广泛。
它可以实现汽车生产线的自动化组装、焊接、喷涂等工艺，提高生产效率和产品质量。
2.2 电子产品制造自动化制造系统在电子产品制造中起到关键作用。
它可以实现电子产品的自动化组装、测试和包装，提高生产效率和产品一致性。
2.3 医药制造自动化制造系统在医药制造领域的应用也越来越广泛。
它可以实现药品的自动化生产和包装，提高生产效率和药品质量的稳定性。
三、自动化制造系统的优势和挑战3.1 优势自动化制造系统能够提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。
它还可以实现生产过程的灵活性和可追溯性，方便生产管理和质量控制。
3.2 挑战自动化制造系统的建设和维护成本较高，需要投入大量的资金和技术支持。
此外，自动化制造系统的设计和调试也需要专业的知识和技能，对技术人员的要求较高。
3.3 发展趋势随着科技的不断进步，自动化制造系统将更加智能化和柔性化。
未来的自动化制造系统将更加注重人机协作，实现人机一体化的生产方式。
自动化制造系统
自动化创造系统引言概述：自动化创造系统是一种通过使用计算机和机器人技术来实现生产过程的自动化的系统。
它可以提高生产效率、降低成本，并且可以在生产过程中减少人为错误的发生。
本文将详细介绍自动化创造系统的五个主要部份，包括生产计划、物料管理、生产执行、质量控制和设备维护。
一、生产计划1.1 生产需求分析：通过对市场需求的调研和产品销售数据的分析，确定生产计划所需的产品类型和数量。
1.2 计划排程：根据生产需求和设备的可用性，制定合理的生产计划排程，确保生产过程的高效运行。
1.3 资源分配：根据生产计划排程，合理分配人力、设备和原材料等资源，确保生产过程的顺利进行。
二、物料管理2.1 供应链管理：与供应商建立密切的合作关系，确保原材料的及时供应，避免生产中断。
2.2 库存管理：通过使用先进的库存管理系统，准确掌握原材料和成品的库存情况，避免库存过剩或者不足的问题。
2.3 物料追踪：使用条码和RFID等技术，对原材料进行追踪管理，确保产品的质量和安全。
三、生产执行3.1 生产调度：根据生产计划排程，合理安排生产任务和工序，确保生产过程的顺利进行。
3.2 自动化生产线：采用自动化设备和机器人技术，实现生产过程的自动化操作，提高生产效率和产品质量。
3.3 过程监控：通过使用传感器和监控系统，对生产过程进行实时监控，及时发现和解决潜在问题，确保生产过程的稳定性和一致性。
四、质量控制4.1 检测设备：使用先进的检测设备和技术，对产品进行全面的质量检测，确保产品符合质量标准。
4.2 数据分析：对生产过程中产生的数据进行分析，找出潜在的质量问题，并采取相应的措施进行改进。
4.3 持续改进：建立质量管理体系，通过持续改进的方法来提高产品质量，降低不良率。
五、设备维护5.1 预防性维护：制定设备维护计划，定期对设备进行检查和维护，预防设备故障和停机时间的发生。
5.2 故障诊断：通过使用故障诊断系统，对设备故障进行快速定位和修复，减少生产中断的时间。
自动化制造系统的总体设计
特点
高度集成化、智能化、柔性化、 高效率、高质量、低成本等。
发展历程及现状
发展历程
经历了机械化、电气化、自动化等阶 段，目前正向数字化、网络化、智能 化方向发展。
现状
自动化制造系统已广泛应用于汽车、 电子、航空航天等制造业领域，成为 提高生产效率和产品质量的重要手段 。
03
总体设计原则与策略
设计原则
模块化设计
将系统划分为独立的功能模块，便于开发、 调试、维护和升级。
可扩展性
设计时应考虑未来技术升级和产能扩展的需 求，降低系统更新的成本。
开放性
采用开放的标准和接口，确保系统能与其他 设备和软件无缝集成。
高可靠性
确保系统能在恶劣环境下长时间稳定运行， 减少故障停机时间。
监控层
对整个系统的运行状态进行实时 监控，提供故障预警、故障诊断
、远程维护等功能。
模块化设计思路
功能模块化
01
将系统划分为若干个功能模块，每个模块实现特定的功能，模
块之间通过标准接口进行通信和协作。
结构模块化
02
采用标准化的硬件结构和软件框架，方便模块的添加、替换和
升级。
参数模块化
03
对系统中的关键参数进行模块化设计，实现参数的灵活配置和
关键技术选择
先进制造技术
如3D打印、激光切割等，提高制造精度和效率。
工业机器人技术
采用高精度、高速度的工业机器人，实现生产线的自动化和柔性化。
物联网技术
通过物联网技术实现设备间的互联互通，实现生产过程的可视化、可 控制和可优化。
自动化制造系统组成
3. FMS的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和 交换机构等组成。
四、柔性制造系统
４．多层计算机控制系统 通常采用三层控制：单元层、工作站层和设备
层 ５. 辅助设备
FMS可以根据生产需要配置辅助设备。辅助设备 一般包括：①自动清洗工作站；②自动去毛刺设 备； ③自动测量设备； ④集中切屑运输系统；⑤ 集中冷却润滑系统等。
一、刚性自动线
• 工件输送装置
– 生产节拍 – 工件装卸工位、自动上下料工位、中间贮料装置、输
送装置、随行卡具返回装置、升降装置和转位装置 – 传送带：步伐式、链条式、辊道式
• 切屑输送装置
– 集中排屑方式（重力、离心力/大流量切削液冲洗/压缩 空气吹屑/真空吸屑）
– 刮板式、螺旋式等
• 控制系统
12—单元控制器 13、14—运输小车
三、柔性制造单元
1－刀具库 2－换刀机械手 3－托盘库 4－装卸工位 5－托盘交换机构
三、柔性制造单元
三、柔性制造单元
四、柔性制造系统
柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）
由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自 动化的基础上实现了物料流和信息流的自动化。其基本组 成部分有：
七、CIMS
CIMS是企业生产活动全过程中各子系统的完美集成， 即从市场预测、经营决策、计划控制、工程设计、生产制 造、质量控制到产品销售等支持功能部门，合理地通过计 算机网络联结成一个整体，以保证企业内部信息的一致性、 共享性、可靠性、精确性和及时性，综合运用现代管理、 信息、制造、自动化和系统工程等领域的技术，实现生产 的自动化，达到高效率、高质量、低成本和灵活生产的目 的。
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1 概述 2 数控机床 3 工件储运设备 4 工业机器人 5 检测与监控系统 6 辅助设备 思考题
1 概述
1.1 刚性自动化生产 1.刚性半自动化单机 除上、下料外，机床可以自动完成单个工艺过程的加 工循环，这样的机床称为刚性半自动化机床。 2.刚性自动化单机 它是在刚性半自动化单机的基础上增加了自动上、 下料等辅助装置而形成的自动化机床。
AGV
图4 FMS控制系统实例
5.多层计算机控制系统 FMS的控制系统采用三级控制，分别是单元控制级、 工作站控制级、设备控制级。图4就是一个FMS 控制系统 实例，系统包括自动导向小车（AGV）、TH6350卧式加 工中心、XH714A立式加工中心和仓储设备等。 （1）设备控制级。 （2）工作站控制级。 （3）单元控制级。 图 5 是一种较典型的 FMS ，四台加工中心直线布置， 工件储运系统由托盘站2、托盘输送车4、工件装卸工位3 和布置在加工中心前面的托盘交换装置12等组成。
图2 柔性制造单元
图3所示是加工棱体零件的柔性制造单元。单元主 机是一台卧式加工中心，刀库容量为 70把，采用双机 械手换刀，配有8工位自动交换托盘库。托盘库为环形 转盘，托盘库台面支承在圆柱环形导轨上，由内侧的 环链拖动而回转，链轮由电机驱动。
图3 带托盘库的柔性制造单元
1.3柔性制造系统(FMS) 柔 性 制 造 系 统 （ FlexibleManufacturingSystem ） 由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加 工自动化的基础上实现了物料流和信息流的自动化。 其基本组成部分有： 自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统 和多层计算机控制系统等。 1.自动化加工设备 组成 FMS 的自动化加工设备有数控机床、加工中 心、车削中心等，也可能是柔性制造单元。
11 3 1 13 1 4 5 2 12 10 1
1 —控制柜；2 —手工工位；3 —紧固机器人； 4 —装配机器人；5 —双臂机器人；6 —清洗站； 7 —仓库；8 —车削加工中心；9 —多坐标测量仪； 1 0—镗铣加工中心；1 1—刀具预调站； 1 2—装载机器人；1 3—装夹具机器人；1 4—装夹站； 1 5—AGV(自动导向小车)；1 6—控制区
图 7 为一加工箱体零件的柔性自动线示意图，它由 两台对面布置的数控铣床，四台两两对面布置的转塔式 换箱机床和一台循环式换箱机床组成。采用辊子传送带 输送工件。这条自动线看起来和刚性自动线没有什么区 别，但它具有一定的柔性。FML同时具有刚性自动线和 FMS的某些特征，在柔性上接近FMS，在生产率上接近 刚性自动线。
4. 辅助设备 FMS 可以根据生产需要配置辅助设备。辅助设备 一般包括自动清洗工作站,自动去毛刺设备,自动测量设 备,集中切屑运输系统和集中冷却润滑系统等。
单元控制器 RS-2 32 C 加工工作站 WSC1 RS-2 32 C 物流工作站 WSC2 I/O
RS-2 32 C RS-2 32 C RS-2 32 C RS-2 32 C DNC DNC DNC CNC CNC CNC AGV控制器 6M 6M 6M PC-B PC-B PC-B XH71 4 A TH6 35 0 TH6 35 0
3.刚性自动化生产线 刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输 送系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺 序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工 的复杂大系统。 图1所示为加工曲拐零件的刚性自动线总体布局图。 该自动线年生产曲拐零件 17000 件，毛坯是球墨铸铁 件。由于工件形状不规则，没有合适的输送基面，因 而采用了随行夹具安装定位，便于工件的输送。
1. FMC控制系统 FMC控制系统一般分为两级，分别是单元控制级和 设备控制级。 （1）设备控制级。 （2）单元控制级。
2. FMC的基本控制功能
FMC的基本控制功能包括： （1）单元中各加工设备的任务管理与调度。 （2）单元内物流设备的管理与调度。 （3）刀具系统的管理。图2所示为一以加工回转体 零件为主的柔性制造单元。
2.工件储运系统 FMS 工件储运系统由工件库、工件运输设备和更 换装置等组成。工件库包括自动化立体仓库和托盘 （工件）缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运 输小车、机器人或机械手等;工件更换装置包括各种机 器人或机械手、托盘交换装置等。 3.刀具储运系统 FMS 的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和 交换机构等组成。
LAN
9 8 7 4
12 10 11
6
5 2
14 13 1 3
1 —数控车床； 2 —加工中心； 3 —装卸工位； 4 —龙门式机械手； 5 —机器人； 6 —加工中心控制器； 7 —车床数控装置 ； 8 —龙门式机械手控制器； 9 —小车控制器； 1 0—加工中心控制器； 1 1—机器人控制器；1 2—单元控制器； 1 3 、1 4—运输小车
图1 (a)正视图；(b)俯视图
该曲拐加工自动线由七台组合机床和一个装卸工 位组成。全线定位夹紧机构由一个泵站集中供油。工 件的输送采用步伐式输送带，输送带用钢丝绳牵引式 传动装置驱动。 1.2 柔性制造单元(FMC) 柔性制造单元（ FlexibleManufacturingCell ）由 单台数控机床、加工中心、工件自动输送及更换系统 等组成。
1 9 8
7
1 16 15 6 14
图6 具有装配功能的柔性制造系统
柔性制造线的主要优点是：具有刚性自动线的绝 大部分优点；当批量不很大时，生产成本比刚性自动 线低得多；当品种改变时，系统所需的调整时间又比 刚性自动线少得多，但建立系统的总费用却比刚性自 动线高得多。 1. 自动化加工设备; 2. 工件输送系统; 3. 刀具;
图5 柔性制造系统的组成
图6所示是一个具有装配功能的柔性制造系统。柔 性制造系统的主要特点有：柔性高，适应多品种中、 小批量生产；系统内的机床工艺能力上是相互补充和 相互替代的；可混流加工不同的零件；系统局部调整 或维修不中断整个系统的运作；多层计算机控制，可 以和上层计算机联网；可进行三班无人干预生产。 1.4柔性制造线(FML) 柔性制造线（FlexibleManufacturingLine ）由自 动化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。