自动化生产线和机器人技术应用
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智能化制造
自动化生产线与机器人技术应用
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智能化制造
智能化制造系统由于其加工工艺范围很广，涉及到很多 设备。本课程主要介绍常用自动化生产线和工业机器人 的类型及布局、各种自动化加工设备、工件的储运系统、 刀具准备及储运系统、控制与监控系统、各种辅助设备 以及自动化制造系统的控制系统。
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智能化制造
1 概述 2 自动化加工设备 3 工件储运设备 4 刀具准备与储运系统 5工业机器人 6 质量控制和运行监控系统 7 辅助设备 8 控制系统 思考题
常用机械加工方法
电火花加工
激光加工
电解加工
超声加工
精密及特种加工方法
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智能化制造
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智能化制造
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智能化制造
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智能化制造
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智能化制造
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智能化制造
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智wk.baidu.com化制造
1.3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：
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智能化制造 4. 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。
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智能化制造 5. 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1-4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。
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。
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智能化制造
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. 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。
（1）设备控制级。 （2）工作站控制级。 （3）单元控制级。
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智能化制造
图1-4 FMS控制系统实例
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智能化制造
图1-5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。
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智能化制造
图1-5 柔性制造系统的组成
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智能化制造
1 概述
1.1 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。
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智能化制造
3. 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1-1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。
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智能化制造
柔性制造系统的主要特点有：
①柔性高，适应多品种中小批量生产； ②系统内的机床在工艺能力上是相互补充和相互替代的； ③可混流加工不同的零件； ④系统局部调整或维修不中断整个系统的运作； ⑤多层计算机控制，可以和上层计算机联网； ⑥可进行三班无人干预生产。
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智能化制造
图1-6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)
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智能化制造
图1-2 柔性制造单元
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智能化制造 图1-3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。
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1-1 (a)正视图；(b)俯视图
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智能化制造
刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工件的变化时， 需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行 调整或更换，如更换主铀箱，通常调整工作量大，停产 时间较长。
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智能化制造 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)
图1-3 带托盘库的柔性制造单元
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智能化制造
预备知识 常用的机械加工方法和设备
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智能化制造
金属切削加工是在机床上，利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层(加工 余量），以获得具有一定的表面精度(形状、尺寸和位置精度)和表面质量 的机械零件的机械加工力法。
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智能化制造 车削 刨削 磨削
铣削 镗削 钻削
柔性制造线（Flexible Manufacturing Line）由自动 化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。
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图1-6 具有装配功能的柔性制造系统
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智能化制造
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。
柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell）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。
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1. FMC 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 FMC （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1-2所示为一以加工回转 体零件为主的柔性制造单元。
自动化生产线与机器人技术应用
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智能化制造
智能化制造系统由于其加工工艺范围很广，涉及到很多 设备。本课程主要介绍常用自动化生产线和工业机器人 的类型及布局、各种自动化加工设备、工件的储运系统、 刀具准备及储运系统、控制与监控系统、各种辅助设备 以及自动化制造系统的控制系统。
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1 概述 2 自动化加工设备 3 工件储运设备 4 刀具准备与储运系统 5工业机器人 6 质量控制和运行监控系统 7 辅助设备 8 控制系统 思考题
常用机械加工方法
电火花加工
激光加工
电解加工
超声加工
精密及特种加工方法
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1.3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：
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智能化制造 4. 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。
25
智能化制造 5. 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1-4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。
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。
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智能化制造
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. 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。
（1）设备控制级。 （2）工作站控制级。 （3）单元控制级。
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图1-4 FMS控制系统实例
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智能化制造
图1-5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。
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智能化制造
图1-5 柔性制造系统的组成
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智能化制造
1 概述
1.1 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。
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智能化制造
3. 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1-1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。
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智能化制造
柔性制造系统的主要特点有：
①柔性高，适应多品种中小批量生产； ②系统内的机床在工艺能力上是相互补充和相互替代的； ③可混流加工不同的零件； ④系统局部调整或维修不中断整个系统的运作； ⑤多层计算机控制，可以和上层计算机联网； ⑥可进行三班无人干预生产。
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智能化制造
图1-6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)
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智能化制造
图1-2 柔性制造单元
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智能化制造 图1-3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。
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智能化制造
1-1 (a)正视图；(b)俯视图
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刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工件的变化时， 需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行 调整或更换，如更换主铀箱，通常调整工作量大，停产 时间较长。
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智能化制造 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)
图1-3 带托盘库的柔性制造单元
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智能化制造
预备知识 常用的机械加工方法和设备
14
智能化制造
金属切削加工是在机床上，利用刀具切去工件毛坯上多余的金属层(加工 余量），以获得具有一定的表面精度(形状、尺寸和位置精度)和表面质量 的机械零件的机械加工力法。
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智能化制造 车削 刨削 磨削
铣削 镗削 钻削
柔性制造线（Flexible Manufacturing Line）由自动 化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。
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智能化制造
图1-6 具有装配功能的柔性制造系统
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智能化制造
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。
柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell）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。
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智能化制造
1. FMC 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 FMC （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1-2所示为一以加工回转 体零件为主的柔性制造单元。