第4章自动化制造系统
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
自动化制造系统自动化制造系统是一种利用计算机技术和自动控制技术，实现生产过程的自动化和智能化的系统。
该系统通过自动化设备、传感器、执行器等组成的硬件设备，以及计算机软件和信息技术的支持，实现对生产过程的全面控制和管理。
一、系统架构自动化制造系统的架构包括硬件层、控制层和信息层三个部分。
1. 硬件层：包括自动化设备、传感器、执行器等。
自动化设备包括机械手臂、传送带、机床等，用于完成生产过程中的各项操作。
传感器用于感知生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。
执行器用于控制自动化设备的运动。
2. 控制层：包括控制器、PLC（可编程逻辑控制器）等。
控制器是系统的核心部分，负责对自动化设备进行控制和调度。
PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机，可实现逻辑控制、数据处理和通信等功能。
3. 信息层：包括计算机软件和网络。
计算机软件用于实现对自动化制造系统的监控和管理，包括生产计划、生产调度、质量管理等功能。
网络用于实现系统内部各个部分之间的通信和数据传输。
二、系统功能自动化制造系统具有以下主要功能：1. 生产计划和调度：根据市场需求和产品特性，制定生产计划，并实时调整生产进度，以实现生产效率的最大化。
2. 自动化操作：通过自动化设备和传感器，实现生产过程中的自动化操作，如装配、加工、包装等。
3. 质量控制：通过传感器和控制器，对生产过程中的质量参数进行监测和控制，确保产品质量符合要求。
4. 故障诊断和维护：通过传感器和控制器，对自动化设备进行故障诊断，并提供相应的维护建议。
5. 数据分析和优化：通过对生产过程中的数据进行分析，找出生产过程中的瓶颈和问题，并提出优化方案，以提高生产效率和降低成本。
三、系统优势自动化制造系统相比传统的手工操作和半自动化生产线具有以下优势：1. 提高生产效率：自动化设备和控制系统能够实现高速、高精度的操作，大大提高了生产效率。
2. 降低生产成本：自动化设备和控制系统能够减少人力投入，降低生产成本。
工业自动化智能制造系统实施方案
工业自动化智能制造系统实施方案第1章项目背景与目标 (4)1.1 背景分析 (4)1.2 目标确定 (4)1.3 实施原则 (5)第2章工业自动化现状分析 (5)2.1 行业现状 (5)2.2 企业现状 (6)2.3 现有技术与设备分析 (6)第3章智能制造系统需求分析 (7)3.1 生产线需求 (7)3.1.1 生产效率需求 (7)3.1.2 灵活性与可扩展性需求 (7)3.1.3 安全性需求 (7)3.2 自动化设备需求 (7)3.2.1 设备功能需求 (7)3.2.2 设备兼容性需求 (7)3.2.3 设备易用性需求 (7)3.3 智能化软件需求 (7)3.3.1 数据采集与分析需求 (7)3.3.2 生产调度与优化需求 (7)3.3.3 设备监控与维护需求 (7)3.3.4 质量管理需求 (8)3.3.5 信息集成与共享需求 (8)第4章智能制造系统设计 (8)4.1 总体设计 (8)4.1.1 系统架构设计 (8)4.1.2 系统功能设计 (8)4.1.3 系统集成设计 (8)4.2 硬件系统设计 (8)4.2.1 设备选型 (8)4.2.2 传感器及执行器布局 (9)4.2.3 网络设计 (9)4.3 软件系统设计 (9)4.3.1 控制系统软件设计 (9)4.3.2 管理软件设计 (9)4.3.3 决策支持软件设计 (9)第5章关键技术与解决方案 (9)5.1 工业应用 (9)5.1.1 物料搬运：利用工业实现物料的自动搬运，提高生产效率，降低人工成本。
(9)5.1.2 装配作业：采用工业完成产品的组装、装配等工序，提高产品质量，减少人为失误。
(9)5.1.3 加工制造：利用工业进行高精度、高危险系数的加工制造任务，提升生产安全性。
(10)5.1.4 检测与维护：运用工业进行设备状态监测、故障诊断及预防性维护，保证生产线的稳定运行。
(10)5.2 传感器与数据采集 (10)5.2.1 温度传感器：实时监测设备运行温度，预防过热现象，保证设备安全。
自动化制造系统
自动化创造系统标题：自动化创造系统引言概述：自动化创造系统是利用先进的技术和设备，实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量的系统。
本文将从五个方面详细介绍自动化创造系统的相关内容。
一、自动化创造系统的概念1.1 自动化创造系统是指利用计算机、传感器、执行器等先进技术，实现生产过程的自动化控制和监控。
1.2 自动化创造系统可以实现生产过程中的自动化加工、装配、运输等功能，提高生产效率和降低生产成本。
1.3 自动化创造系统可以根据产品的不同需求进行灵便调整和定制，提高生产的灵便性和适应性。
二、自动化创造系统的组成2.1 传感器和执行器：传感器可以实时监测生产过程中的各种参数，执行器可以根据控制信号实现自动化操作。
2.2 控制系统：控制系统可以根据传感器的信号实时调整生产过程的参数，实现自动化控制。
2.3 人机界面：人机界面可以实现人员对自动化创造系统的监控和操作，提高生产过程的可视化和智能化。
三、自动化创造系统的优势3.1 提高生产效率：自动化创造系统可以实现生产过程的连续化和高效化，提高生产效率。
3.2 降低生产成本：自动化创造系统可以减少人力成本和能源消耗，降低生产成本。
3.3 提高产品质量：自动化创造系统可以减少人为因素对产品质量的影响，提高产品质量和一致性。
四、自动化创造系统的应用领域4.1 汽车创造：汽车创造是自动化创造系统的重要应用领域，可以实现汽车的自动化装配和生产。
4.2 电子创造：电子创造是自动化创造系统的另一个重要应用领域，可以实现电子产品的自动化生产和测试。
4.3 机械创造：机械创造是自动化创造系统的广泛应用领域，可以实现机械产品的自动化加工和组装。
五、自动化创造系统的发展趋势5.1 智能化：自动化创造系统将越来越智能化，可以实现自主学习和优化生产过程。
5.2 灵便化：自动化创造系统将越来越灵便化，可以实现快速调整和定制生产。
5.3 网络化：自动化创造系统将越来越网络化，可以实现远程监控和管理生产过程。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种将机械设备、电子技术和计算机技术相结合的先进制造技术，旨在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵活性。
它通过自动化设备和计算机控制系统来执行生产任务，实现生产过程的自动化和智能化。
一、系统概述自动化制造系统由以下几个主要组成部分构成：1. 设备部分：包括各种机械设备、传感器、执行器等，用于完成生产任务。
2. 控制系统：通过计算机控制设备的运行，实现生产过程的自动化控制。
3. 信息管理系统：负责收集、传输和处理生产过程中产生的各种数据和信息。
4. 人机界面：提供人机交互界面，使操作人员能够监控和控制系统的运行。
二、功能要求1. 自动化控制：系统能够根据生产计划和工艺要求自动调节设备的运行参数，实现生产任务的自动化执行。
2. 优化调度：系统能够根据生产计划和设备状态，对生产任务进行合理的调度和优化，提高生产效率。
3. 质量控制：系统能够对生产过程中的关键参数进行实时监测和控制，确保产品质量符合要求。
4. 故障诊断与维修：系统能够对设备故障进行自动诊断，并提供相应的维修方案和指导。
5. 数据管理与分析：系统能够对生产过程中产生的数据进行收集、存储和分析，为生产决策提供依据。
三、性能指标1. 生产效率：系统能够实现生产过程的高效率运行，提高生产速度和产量。
2. 设备利用率：系统能够最大限度地利用设备资源，减少设备闲置时间。
3. 产品质量：系统能够确保产品质量符合标准要求，降低次品率。
4. 故障率：系统能够降低设备故障率，提高设备的可靠性和稳定性。
5. 响应时间：系统能够实时响应生产任务的变化，快速调整设备运行参数。
四、安全要求1. 设备安全：系统能够确保设备在运行过程中的安全性，防止事故和人身伤害的发生。
2. 数据安全：系统能够对生产过程中的数据进行保护，防止数据泄露和篡改。
3. 环境安全：系统能够符合环境保护要求，减少对环境的污染和破坏。
五、系统架构自动化制造系统采用分布式控制架构，包括以下几个层次：1. 传感器与执行器层：负责采集生产过程中的各种数据和信号，并控制设备的运行。
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。
生产计划与控制04第四章制造系统的建模方法
4.4.1 Petri网的概述
离散事件系统建模方法之三——
Petri网（Petri net）
1962年，德国人Carl Adam Petri首次使用网状模型模拟通信 系统，后发展成为Petri网理论。
Petri网能够描述系统的结构特征，并能对系统的动态性能进 行分析。与其它建模方法相比，Petri网建模具有下述优点：
▪ Petri 网描述系统的最基本概念是库所和变迁。
▪ 库所表示系统的状态，变迁表示资源的消耗、使用及使系统 状态产生的变化。
▪ 变迁的发生受到系统状态的控制，即变迁发生的前置条件必 须满足；变迁发生后，某些前置条件不再满足，而某些后置 条件则得到满足。
生产计划与控制04第四章制造系统的 建模方法
4.4.2 Petri的基本概念
ACD法的缺点： ✓ 当系统庞大、复杂时，活动循环图将十分复杂； ✓ ACD法只描述系统的稳态，而不研究系统的瞬态（如动作的
开始、结束等）； ✓ ACD法缺乏定量的分析工具。
生产计划与控制04第四章制造系统的 建模方法
活动循环图法（Activity Cycle Diagram，ACD）
ACD法中的术语： ✓ 实体 ✓ 活动 ✓ 队列 ✓ 实体行为模式 ✓ 直联活动和虚拟队列 ✓ 合作活动
绘制实体活动周期图必须遵循以下两个原则： ①交替原则 ②闭合原则
生产计划与控制04第四章制造系统的 建模方法
活动循环图法（ACD）--举例
（3）系统活动周期图
生产计划与控制04第四章制造系统的 建模方法
活动循环图法（ACD）--举例
（4）增加必要的虚拟实体
（5）确定模型的参变量和 属性描述变量
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
自动化创造系统自动化创造系统是一种利用先进的技术和设备，实现生产过程自动化的系统。
它通过整合机械、电气、电子、计算机等多个领域的技术，实现生产线的自动化控制和管理。
自动化创造系统的目标是提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵便性。
一、系统概述自动化创造系统由以下几个主要部份组成：1. 生产设备：包括机械设备、电气设备、传感器等。
2. 控制系统：包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等。
3. 信息系统：包括MES（创造执行系统）、ERP（企业资源计划）等。
4. 通信网络：用于设备之间的数据交换和系统之间的信息传递。
二、系统功能1. 生产计划管理：通过MES系统对生产计划进行编制、下达和执行跟踪，实现生产线的高效运行。
2. 设备控制：通过PLC等控制器对生产设备进行自动化控制，实现生产过程的稳定和可靠性。
3. 数据采集与分析：通过传感器对生产设备和产品进行数据采集，通过数据分析提供生产过程的指标和报告。
4. 故障诊断与维护：通过监测设备状态，及时发现故障并进行诊断，提高设备可用性和维护效率。
5. 质量管理：通过在线检测和数据分析，实现产品质量的自动化控制和提升。
6. 库存管理：通过ERP系统对原材料和成品库存进行管理，实现库存的精确控制和优化。
三、系统优势1. 提高生产效率：自动化创造系统可以实现生产过程的高度自动化，减少人工操作，提高生产效率和产能。
2. 降低成本：自动化创造系统可以减少人力成本、能源消耗和废品产生，降低生产成本。
3. 提高产品质量：自动化创造系统可以实现生产过程的精确控制和监测，提高产品质量的稳定性和一致性。
4. 增强生产灵便性：自动化创造系统可以快速调整生产线的布局和生产计划，适应市场需求的变化。
5. 实现信息化管理：自动化创造系统可以实现生产过程的信息化管理，提供实时的生产数据和报告，支持决策和优化。
四、案例分析以某汽车创造厂为例，他们引入了自动化创造系统，取得了显著的效果。
(完整word版)自动化制造系统
自动化制造系统第一次作业一、论述题；1。
论述人机一体化自动化制造系统的主要特征。
自动化制造系统是由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性和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。
它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等，在人和计算机控制系统的共同作用下,实现一定程度的柔性自功化制造,最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染.自动化制造系统具有五个典型的组成部分：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.物料流及物料处理系统。
2.应该从哪些方面评价自动化制造系统？任何一个人造系统都是为某一特定目的而设计建造的。
为了对设计方案进行优化选择，评价是否达到预定目标，就需要对系统进行评价.我们从六个方面进行评价,这六个方面称为制造系统的六要素。
1）生产率生产率是自动化制造系统的主要衡量指标之一.提高生产率也是建造自动化制造系统的主要目的之一。
2）产品质量制造系统的输出应是高质量的产品，否则系统就失去其存在价值。
自动化制造系统在产品质量方面追求的最高目标是实现”零缺陷”生产。
3)经济性提高制造系统的经济性可以提高企业的经济效益；可以降低产品的销售价格；减轻用户的负担。
4)寿命周期可靠性自动化制造系统在其寿命周期内应能够可靠地工作，经常出故障的系统会给企业带来很大的损失。
5）制造柔性未来自动化制造系统面对的是多品种、小批量生产。
这种生产模式要求系统具有很大的柔性，才能适应外部环境快速改变的需求.6）可持续发展特性在制造系统规划和运行过程中实施”清洁化生产"战略,追求的对环境的”零污染”和对资源的"零浪费”，实现资源的优化利用。
制造系统的可持续发展特性已成为自动化制造系统的主要评价指标。
二、名词解释题：1。
制造：是人类按照市场需求,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物质产品并投放市场的全过程。
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机械、电气、电子和计算机技术的先进生产系统，它能够实现生产过程的自动化和智能化。
本文将详细介绍自动化制造系统的标准格式文本。
一、引言自动化制造系统是现代制造业发展的重要方向之一，它通过引入先进的技术和设备，实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，提升企业竞争力。
二、系统架构自动化制造系统一般包括以下几个主要组成部分：1. 生产设备：包括各种机械设备、传感器、执行器等，用于实现生产过程中的物理操作。
2. 控制系统：包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）、SCADA（监控与数据采集系统）等，用于控制和监控生产设备的运行。
3. 信息系统：包括ERP（企业资源计划）、MES（制造执行系统）、WMS（仓储管理系统）等，用于管理和优化生产过程中的信息流。
4. 通信网络：包括局域网、广域网等，用于实现各个系统之间的数据传输和通信。
三、功能特点自动化制造系统具有以下几个主要功能特点：1. 自动化生产：通过自动化设备和控制系统，实现生产过程的自动化操作，减少人工干预，提高生产效率和稳定性。
2. 智能化控制：通过先进的控制算法和人工智能技术，实现对生产过程的智能化控制和优化，提高产品质量和生产效率。
3. 灵活生产：通过模块化设计和柔性制造技术，实现对生产过程的灵活调度和快速转换，适应不同产品和订单的生产需求。
4. 数据分析：通过信息系统和数据采集技术，实现对生产过程中的数据进行采集、存储和分析，为生产决策提供科学依据。
四、应用领域自动化制造系统广泛应用于各个制造行业，包括汽车制造、电子制造、机械制造等。
以汽车制造为例，自动化制造系统可以实现汽车生产线的自动化组装、焊接、涂装等工序，提高生产效率和产品质量。
五、优势与挑战自动化制造系统具有以下优势：1. 提高生产效率：自动化设备和智能化控制系统可以实现高速、高精度的生产操作，大大提高生产效率。
自动化制造系统实验报告
自动化创造系统实验报告引言概述：自动化创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创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、自动化创造系统的概念和原理1.1 自动化创造系统的定义自动化创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、提高产品质量和灵便性。
1.2 自动化创造系统的组成自动化创造系统由硬件和软件两部份组成。
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 自动化创造系统的原理自动化创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、自动化创造系统的应用领域2.1 汽车创造自动化创造系统在汽车创造中的应用广泛。
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 电子产品创造自动化创造系统在电子产品创造中起到关键作用。
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 医药创造自动化创造系统在医药创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、自动化创造系统的优势和挑战3.1 优势自动化创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便性和可追溯性，方便生产管理和质量控制。
3.2 挑战自动化创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，自动化创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，自动化创造系统将更加智能化和柔性化。
未来的自动化创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指利用计算机、控制技术和机电一体化技术，对生产过程中的各种物料、信息和能量进行自动控制和管理的系统。
本实验旨在通过搭建一个简单的自动化制造系统，探索其工作原理和应用。
二、实验目的1. 了解自动化制造系统的基本原理和组成部分；2. 熟悉自动化制造系统的工作流程和操作方法；3. 掌握自动化制造系统的调试和故障排除技巧；4. 分析自动化制造系统在实际生产中的应用。
三、实验设备和材料1. PLC（可编程逻辑控制器）：用于控制自动化制造系统的各个部分；2. 传感器：用于感知生产过程中的各种物理量，如温度、压力等；3. 执行器：用于执行生产过程中的各种动作，如电机、气缸等；4. 人机界面：用于与自动化制造系统进行交互和监控；5. 实验台架：用于搭建自动化制造系统的实验平台；6. 实验样品：用于模拟实际生产中的工件。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：按照实验要求，将PLC、传感器、执行器和人机界面等设备连接到实验台架上，确保各个设备之间的正常通信和工作。
2. 编写控制程序：根据实验要求，使用PLC编程软件编写控制程序，实现自动化制造系统的各个功能和工作流程。
3. 调试和测试：将实验样品放置到实验平台上，通过人机界面设置参数和启动自动化制造系统，观察和记录系统的运行情况，并进行必要的调试和测试。
4. 故障排除：在实验过程中，如果发现系统出现故障或异常情况，需要及时进行故障排除，找出问题所在并解决。
5. 数据分析：根据实验结果和数据，对自动化制造系统的性能和效果进行分析和评估，总结实验经验和教训。
五、实验结果与讨论通过本次实验，成功搭建了一个简单的自动化制造系统，并完成了实验要求的各项功能。
经过调试和测试，系统运行稳定，各个部分之间的协调配合良好。
实验数据显示，自动化制造系统能够高效地完成生产任务，并具有较高的准确性和可靠性。
六、实验应用和展望自动化制造系统在工业生产中具有广泛的应用前景。
自动化制造系统(2017年机械工业出版社出版的图书)
张根保博士(后)，教授，博士生导师。重庆大学机械学院机械制造系主任，先进制造技术研究所所长，瑞士 Leabharlann 邦洛桑高等工业大学机械系客座教授。
担任全国高校制造技术及机床研究会常务副理事长、全国高校互换性及测量技术研究会副理事长、重庆市信 息化协会信息技术专家技术委员会副主任，以及国内外6个杂志的编委会副主任及编委等职。
自动化制造系统一、刚性自动化生产
1、刚性半自动化单机
除上下料外，机床可以自动地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。这种机床 一般是机械或电液复合控制式组合机床和专用机床，可以进行多面、多轴、多刀同时加工，加工设备按工件的加 工工艺顺序依次排列；切削刀具由人工安装、调整，实行定时强制换刀，如果出现刀具破损、折断，可进行应急 换刀；例如：单台组合机床，通用多刀半自动车床，转塔车床等。从复杂程度讲，刚性半自动化单机实现的是加 工自动化的最低层次，但是投资少、见效快，适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系统。缺点是调 整工作量大，加工质量较差，工人的劳动强度也大。
自动化制造系统（2017年机 械工业出版社出版的图书）
2017年机械工业出版社出版的图书
01
03 基本信息2
目录
02 词条
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。管理过程包括产品的优化设计；程序的编制及工艺的生成；设备的组织及 协调；材料的计划与分配；环境的监控等。工艺过程包括工件的装卸、储存和输送；刀具的装配、调整、输送和 更换；工件的切削加工、排屑、清洗和测量；切屑的输送、切削液的净化处理等。
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兼任长安公司、建设集团和长风公司的总经理助理，以及十余家企业的高级顾问。
自动化制造系统
自动化制造系统自动化制造系统是一种通过使用计算机和机器人等自动化设备来实现生产过程的自动化的系统。
它可以大大提高生产效率、降低生产成本，并提高产品质量和一致性。
自动化制造系统在各个行业中广泛应用，包括汽车制造、电子制造、食品加工等。
自动化制造系统的标准格式文本应包括以下内容：1. 简介：对自动化制造系统进行简要介绍，包括其定义、目的和优势。
自动化制造系统是一种利用计算机和机器人等自动化设备来实现生产过程的自动化的系统。
它的目的是通过提高生产效率、降低生产成本，并提高产品质量和一致性，实现生产过程的自动化。
自动化制造系统在各个行业中广泛应用，包括汽车制造、电子制造、食品加工等。
2. 组件：介绍自动化制造系统的组成部分，包括硬件和软件。
自动化制造系统由多个组件组成，包括硬件和软件。
硬件部分包括机器人、传感器、控制器、执行器等。
机器人是自动化制造系统的核心，它可以执行各种任务，如装配、搬运和焊接等。
传感器用于感知环境和检测产品质量。
控制器用于控制机器人和其他设备的运动和操作。
执行器用于执行机器人的指令。
软件部分包括控制程序和监控系统。
控制程序是用于控制机器人和其他设备的运动和操作的软件。
监控系统用于监控整个自动化制造系统的运行状态和生产过程。
3. 工作流程：详细描述自动化制造系统的工作流程，包括输入、处理和输出。
自动化制造系统的工作流程包括输入、处理和输出三个阶段。
输入阶段包括原材料的投入和生产任务的下达。
原材料可以是各种零部件和材料，生产任务可以是产品的装配和加工等。
处理阶段是自动化制造系统的核心阶段，包括机器人的操作和控制。
机器人根据控制程序执行各种任务，如装配、搬运和焊接等。
机器人可以根据传感器的反馈信息进行自适应控制，以保证产品质量和生产效率。
输出阶段包括成品的产出和质量检测。
成品可以是各种产品，如汽车、电子产品和食品等。
质量检测可以通过传感器和视觉系统进行，以确保产品质量符合标准。
4. 优势：详细介绍自动化制造系统相比传统制造方法的优势。
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4.2.1 概述
2. CIMS的发展策略
1）美国 1976年，美国空军制订了集成计算机捕助制造计划 ICAM（Integrarated Computer Aided Manufacturing）， 该计划提出了著名的结构化分析设计方法IDEF（ICAM Defination Method），并于1990年在道格拉斯飞机公司建 立了CIMS工程。1986年，美国国家标准技术研究院实施的 自动化制造技术研究基地（AMRF）计划，提出了CIMS的 五层递阶控制结构，至今仍然是CIMS的参考控制结构，获 得广泛应用。
（2）步伐式工件输送系统 步伐式工件输送系统主要有：①弹性棘爪步伐式输送带； ②摆杆步伐式输送带；③抬起步伐式输送带；④托盘步伐式输 送装置；⑤非同步输送带；⑥自动辊道输送装置。 2）物料存储与检索系统 是FMS的一个重要组成部分。工件从毛坯到成品的整个生 产过程中，只有相当小的一部分时间在机床上进行切削加工， 大部分时间消耗于物料的储运过程。对大多数工件来说，可将 自动化储存与检索系统视为库房工具，用以跟踪记录材料和工 件的输入，储存的工件、刀具和夹具，必要时能够随时对它们 进行检索。存储与检索系统主要包括以下装置。
1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人 组成的柔性制造单元（简称FMC），为发展FMS提供了重要 的设备形式。 70年代末期，柔性制造系统在技术和数量上都有较大发展； 80年代初期已进入实用阶段。其中以由3～5台设备组成的柔 性制造系统为最多，也有规模更庞大的系统投入使用。
1982年，日本发那科公司建成的自动化电机加工车间，由 60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库 组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一 个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。
第4章自动化制造系统
4.2.1 概述
3.CIMS的定义
计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing， CIM）的概念是1973年由美国学者Joseph Harrington率先 提出的，它包含两个基本观点：
（1）系统的观点 ； （2）信息的观点 。
1998年，我国制定的CIMS的定义为：将信息技术、现 代管理技术和制造技术相结合，并应用于企业产品全生命 周期（从市场需求分析到最终报废处理）的各个阶段；通 过信息集成、过程优化及资源优化，实现物流、信息流、 价值流的集成和优化运行，达到人（组织、管理），经营 和技术三要素的集成，以加强企业新产品开发的时间（T）、 质量（Q）、成本（C）、服务（S）、环境（E），从而提 高企业的市场应变能力和竟争能力。这实质上已将计算机 集成制造发展到了现代集成制造。
4.1.4 FMS的发展
FMS发展方向集中在以下几个方面： 1）小型化、单元化 20世纪90年代开始, FMS由大型复杂系统，向经济、 可靠、易管理、灵活性好的小型化、单元化——FMC方向 发展。 2）模块化、集成化 以模块化结构（比如将FMC, FMM作为FMS的基本模 块）集成FMS、再以FMS作为制造自动化基本模块集成 CIMS是一种基本趋势。 3）开放式 开放式FMS系统强调5个方面的性能特征：①即插即用； ②可移植性；③可扩展性；④可缩放性；⑤互操作性。
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4.1.2 FMS的组成
链式输送带
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
（1）工件装卸站； （2）托盘缓冲站 ； （3）自动化仓库
如图4－7所示。
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4.1.2 FMS的组成
自动化立体仓库
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
3. 控制与管理系统
第4章自动化制造系统
4.2 计算机集成制造系统
4.2.1 概述
1. CIMS的产生 随着自动化技术、计算机技术和机械制造业的飞速发展，出 现了 “自动化弧岛”。如由加工中心、机器人、物料储运系统 组成的FMS，CAD和CAM通过CAPP集成的CAD/CAM系统 ，以MRP II为核心发展起来的企业信息管理系统等。它们相对 独立、易于控制、具有完整的功能模块、具有便于相互连接的 接口。随着现代制造技术与信息技术的结合，人们提出了 CIMS的现代制造企业模式。CIMS在这些“自动化弧岛”技术 的基础上，从市场分析、产品设计、生产规划、制造、质量保 证、经营管理到产品售后服务等，通过数据驱动形成一个有机 整体，以获得一个高效益、高柔性、智能化的大系统。
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4.1.2 FMS的组成
1. 加工系统
加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自 动地更换工件和工具。
对以加工箱体类零件为主的FMS，配备有数控加工中心（ 有时也有CNC铣床）；对以加工旋转零件为主的FMS，多数 配备有CNC车削中心和CNC车床（有时也有CNC磨床）；对 于加工专用零件的FMS，如齿轮加工FMS，则除了配备CNC 车床外，还配备了CNC齿轮加工机床。在现有的FMS中，加 工箱体类零件的FMS占的比重较大，原因就在于箱体、框架 类零件采用FMS加工时经济效益特别显著。
从生产产品看，现在的FMS已不再局限于汽车、机床、 飞机、坦克、火炮、舰船、拖拉机等产品的制造，还可用 于计算机、半导体、木制产品、服装、食品/饮料以及医药 和化工等产品的生产。
据统计，1994年初，世界各国已投入运行的FMS约有 3000多个。其中日本拥有2100多个，占世界首位。
第4章自动化制造系统
第4章自动化制造系统
2020/11/26
第4章自动化制造系统
第四章 自动化制造系统
4.1 柔性制造系统 4.2 计算机集成制造系统
第4章自动化制造系统
4.1 柔性制造系统
4.1.1 概述
1. 柔性制造系统的概念
柔性制造系统（图4-1）是由统一的信息控制系统、物流 储存系统和一组数字控制加工设备组成、能适应加工对象变 换的自动化机械制造系统，即Flexible Manufacturing System，英文缩写为FMS。
FMS的控制与管理系统是实现FMS加工过程和物料流 动过程的控制、协调、调度、监测和管理的信息流系统， 是FMS的神经中枢和命脉，也是各子系统之间的联系纽带。 其主要任务是：组织和指挥制造流程，并对制造流程进行 控制和监视，向FMS的加工系统、物流系统（储存系统、 输送系统及操作系统）提供全部控制信息并进行过程监视， 反馈各种在线监测数据，以便修正控制信息，保证系统安 全、可靠地运行。
箱体类零件较多采用环形或直线式轨迹传送系统或自动 输送小车系统（图4-6），而回转体类零件则较多采用机器 人或（加）自动输送小车系统。
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
日 本 神 钢 自 动 导 向 小 车
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
第4章自动化制造系统
4.1.1 概述
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4.1.1 概述
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4.1.1 概述
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4.1.1 概述
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4.1.1 概述
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4.1.1 概述
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4.1.1 概述
2. 柔性制造系统的发展历程
1967年，英国莫休斯公司首次根据威廉森提出的FMS 概念，研制出了“系统24”。
第4章自动化制造系统
4.2.1 概述
2）欧盟 1984年，发起了欧洲信息技术研究发展战略计划 （ESPRIT），在CIMS发展方面制订了专门计划。提出的 CIMS开放体系结构（CIM-OSA），为CIMS建模提供了统 一描述框架和集成基础结构，已被国际标准草案所采纳， 得到广泛应用。
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4.2.1 概述
3）日本 从1980年起，实施包括订货、设计、加工、装配等功能 在内的工厂自动化（FA）计划，建立了多个自动化程度较 高的无人生产车间。日本政府于1988年提出了智能制造计 划（IMS），该计划的目的在于融合日、美、欧各先进工 业国家的技术优势和研究开发方法，致力于面向2l世纪的生 产系统研究，克服影响制造业生存的各种共性问题，使生 产基础技术真正成为人类共同财富和国际公认标准，以推 动世界制造业的发展。
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
2. 物流系统
包含物料输送和物料储存检索两个子系统。 1）物料输送系统
主要有传送带式输送系统等。它由传动装置带动工件 （或随行夹具）向前，在将要到达要求位置时，减速慢行 使工件准确定位。工件（或随行夹具）定位、夹紧完毕后， 传动装置使输送带快速复位。 （1）工件的输送方式 目前，工件送入系统和在夹具上装 夹工件仍需人工操作，系统中设置装卸工位。较重的工件 可用各种起重设备或机器人搬运。 工件输送方式：①直线式输送；②环形输送。
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
一个柔性制造系统（FMS）可概括为由下列三部分组成： 多工位数控加工系统、自动化的物料储运系统和控制与管理 系统（如图4-2所示）。
第4章自动化制造系统
4.1.2 FMS的组成
三个子系统构成了制造系统的能量流（通过制造工艺改变 工件的形状和尺寸）、物料流（主要指工件流和刀具流）和 信息流（制造过程的信息和数据处理），如图4-3所示。
第4章自动化制造系统
4.1.3 FMS的分类与应用Байду номын сангаас
1. FMS的分类
按规模大小，FMS可分为如下三类。 1）柔性制造单元（FMC）
FMC（图4-8）由单台带多托盘系统的加工中心或3台 以下的CNC机床组成，具有适应加工多品种产品的灵活性。
第4章自动化制造系统
4.1.3 FMS的分类与应用
2）柔性制造系统（FMS） 通常包括3台以上的CNC机床（或加工中心），通过 集中的控制系统及物料系统连接起来，可在在不停机情况 下实现多品种、中小批量的加工管理。 是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。 值得一提的是由于装配自动化技术远远落后于加工自动化 技术，产品最后的装配工序一直是现代化生产的一个瓶颈 问题。研制开发适用于中小批量、多品种生产的高柔性装 配自动化系统，特别是柔性装配单元（FAC）及相关设备 已越来越广泛地引起重视。