第8章自动化制造系统总体设计剖析
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。
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。
它通过自动化设备和控制系统的协同工作，实现了生产过程的高度自动化和智能化。
自动化制造系统在现代工业生产中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、降低成本、保证产品质量，并且能够适应不同的生产需求和变化。
自动化制造系统的核心是自动化设备和控制系统。
自动化设备包括机械设备、传感器、执行器等，它们能够完成各种生产操作，如加工、装配、搬运等。
控制系统则负责对自动化设备进行监控和控制，确保其按照预定的程序和参数进行工作。
自动化制造系统的设计和实施需要考虑以下几个方面：1. 系统可靠性和稳定性：自动化制造系统需要具备高可靠性和稳定性，以保证长时间的稳定运行。
系统设计应考虑到设备的寿命、故障率等因素，并采取相应的措施来提高系统的可靠性。
2. 系统的灵活性和可扩展性：自动化制造系统应具备一定的灵活性，能够适应不同的生产需求和变化。
系统设计应考虑到生产规模的变化、产品类型的变化等因素，并提供相应的扩展和调整能力。
3. 系统的智能化和自适应性：自动化制造系统应具备一定的智能化和自适应性，能够根据生产需求和环境变化做出相应的调整和优化。
系统设计应考虑到数据采集、分析和决策等方面，并提供相应的算法和策略。
4. 系统的安全性和可靠性：自动化制造系统需要具备一定的安全性和可靠性，以保证生产过程的安全和可靠。
系统设计应考虑到设备的安全保护、数据的安全传输等因素，并采取相应的措施来提高系统的安全性。
5. 系统的集成和互联：自动化制造系统需要实现设备之间的集成和互联，以实现信息的共享和协同工作。
系统设计应考虑到设备之间的通信和数据交换等方面，并提供相应的接口和协议。
自动化制造系统的应用范围非常广泛，包括汽车制造、电子制造、机械制造等各个领域。
通过引入自动化制造系统，企业能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并且能够适应市场的需求和变化。
总之，自动化制造系统是现代工业生产中的重要组成部分，它能够实现生产过程的高度自动化和智能化，并带来诸多好处。
第8章 自动化制造系统的总体设计 ppt课件
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（2）控制方便
柔性制造系统所采用机床的控制系统不 仅要能够实现自动加工循环，还要能够适应 加工对象的改变，易于重新调整，也就是说 要具有“柔性”。
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8.1 总体设计的步骤及内容
（2）选择加工零件类型和范围，并进行工 艺分析，制定工艺方案，确定设备选型。
（3）按功能划分设计模块，初步制定技术 指标和各自的接口，同时进行概要设计和初步 设计。
（4）总体方案初步设计，这一阶段包括总 体布局和各分系统的概要设计。
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8.1 总体设计的步骤及内容
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成组技术
成组技术（GT-Group Technology）揭示和 利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成 组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以 便提高效益的技术，称为成组技术。
日本、美国、前苏联和德国等许多国家把 成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来 发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生
另外，柔性制造系统中的所有装备受到本身数 控系统和柔性制造系统中央计算机控制系统的调度 和指挥，要能实现动态调度、资源共享、提高效率 ，就必须在各机床之间建立必要的接口和标准，以 便准确及时地实现数据通信与交换，使各个生产装 备、储运系统、控制系统等协调地工作。
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2）选择机床的原则
对于箱体类工件，通常选择立式和卧式加 工中心，以及有一定柔性的专用机床，如可换 主轴箱的组合机床，带有转位主轴箱的专用机 床等。
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
自动化制造系统标题：自动化制造系统引言概述：自动化制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制造系统的相关内容。
一、自动化制造系统的概念1.1 自动化制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 自动化制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 自动化制造系统可以根据产品的不同需求进行灵活调整和定制，提高生产的灵活性和适应性。
二、自动化制造系统的组成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制造系统的监控和操作，提高生产过程的可视化和智能化。
三、自动化制造系统的优势3.1 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效化，提高生产效率。
3.2 降低生产成本：自动化制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：自动化制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、自动化制造系统的应用领域4.1 汽车制造：汽车制造是自动化制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 电子制造：电子制造是自动化制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 机械制造：机械制造是自动化制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、自动化制造系统的发展趋势5.1 智能化：自动化制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 灵活化：自动化制造系统将越来越灵活化，可以实现快速调整和定制生产。
5.3 网络化：自动化制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
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。
自动化制造系统 自动化制造系统(概述)PPT课件
直立和劳动创造了人类，而劳动是从制造工具
开始的。
——恩格斯 《自然辩证法 》
人猿相揖别，只几个石头磨过，小儿时节。 ——毛泽东 《贺新郎·读史 》
7
制造
物质财富是人类社会生存和发展的基础，制造是人 类创造物质财富最基本、最重要的手段
制造业对国民经济的贡献
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发展简史（2）
材料的发展、金属工具的出现（续）
体力
干扰
需求 人脑
机构 机器
加工 对象
产品
人的 感官
❖ 材料 ❖ 能量 ❖ 信息
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发展简史（3）
动力机械、加工设备的发展
❖ 公元前100年：罗马，水车；中国，水轮机雏形 ❖ 公元1世纪： 亚力山大，希罗，反动式汽轮机雏形 ❖ 公元25-221年：中国，杜诗，冶铸鼓风用水排 ❖ 公元265-420年：中国，杜预，水轮驱动的水转连磨 ❖ 公元700年： 波斯，风车 ❖ 1127年：中国，水转纺车 ❖ 1131年：中国，燃汽机雏形 ❖ 1629年：意大利，冲动式汽轮机雏形 ❖ 1698年：意大利，萨弗里，首次将蒸汽用于工业动力 ❖ 1705年：英国，纽科门，活塞式蒸汽机 ❖ 1769年：英国，瓦特，实用蒸汽机专利 ❖ 1838年：俄国，雅可比，直流电动机 ❖ 1897年：美国，西屋公司，两相交流感应电动机
自动化制造系统
2011年2月
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
前言
一、课程性质及其设置目的与要求 （一）课程性质和特点 《自动化制造系统》课程是机械工程及自动化专业的一门重要的专业课程。
自动化制造系统1
➢ 期末考试 70％ ➢ 作业、上机练习 30％
第1章 自动化制造系统概述
➢ 自动化制造系统的基本概念 ➢ 自动化制造系统的基本内容
自动化制造系统的定义 自动化制造系统的组成 自动化制造系统的分类及特点
§1.1 自动化制造系统的基本概念 1、什么是系统？
系统是指由相互联系、相互作用的若干元素构成 的具有特定功能的有机整体。
狭义上制造系统是指产品加工和装配相关的机械 制造系统。
制造系统的概念模型 由资源输入、输出、转换、控制和约束五大因素。 核心功能既是资源转换，为社会创造财富。
制造系统的基本模型
用户、市 场 与 外 部 环 境
制造系统结构
经营管理 财务
市场与销售 研究与开发
工程设计
采购
质量控制 资源管理
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
第三阶段：1967~80年代中期 FMS（数控机床+工业机器人）
1967年----FMS（英国的Molins公司 ） 70年代初----FMC（柔性制造单元） 1980年----无人化工厂（富士工厂）
通过本课程的学习，学生应该掌握的基本理论有： 了解机械制造自动化的基本概念、类型、控制方
式及发展与应用。 掌握加工设备自动化的特点及分类，以及两种典
型的加工过程自动化方法：单机工作自动化和加 工自动线。 掌握物流供输系统的功能及组成；介绍不同类型 的物流供输系统的组成及特点。 掌握刀具自动化的特点以及各种排屑、换刀自动 化装置。
自动化制造系统1
2021年7月20日星期二
课程内容介绍 一、基本情况 教 材：辛宗生主编 《自动化制造系统》 北京 大学出版社 参考教材： 张根宝.自动化制造系统. 机械工业出版社 全燕鸣.机械制造自动化. 华南理工大学出版社
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》课件
自动化制造系统的分类
按自动化程度
可分为完全自动化制造系统和半自动化制造系 统。
按规模
可分为大型自动化制造系统和中小型自动化制 造系统。
按应用领域
可分为汽车制造、电子制造、机械制造等领域的自动化制造系统。
CHAPTER 02
自动化制造系统的组成
自动化生产设备
数控机床
数控机床是自动化制造系统的核 心设备之一，能够高效地加工各 种复杂零件。
提高产品质量
自动化制造系统通过精确控制生产参数和工艺流程，减少了 人为误差和不良品率，提高了产品质量。
自动化设备可以进行高精度和高重复性的加工，确保产品的 一致性和稳定性。
应对劳动力短缺问题
随着人口老龄化和劳动力流动性的增加，劳动力短缺问题日益严重，而自动化制 造系统可以弥补人力不足。
自动化制造系统可以在任何时间进行连续生产，不受工作时间限制，提高了生产 灵活性。
详细描述
自动化制造系统在电子制造业中主要用于表面贴装、集成电路封装和电子元件焊 接等环节，通过高精度和高速度的自动化设备实现高效、高精度和高可靠性的生 产，提高生产效率和产品质量。
机械制造业
总结词
自动化制造系统在机械制造业中应用广泛，能够提高生产效 率、降低成本和实现精细化生产。
详细描述
自动化制造系统在机械制造业中主要用于切削、装配、焊接 和检测等环节，通过自动化设备和控制系统实现高效、高精 度和高质量的生产，提高生产效率、降低成本和实现精细化 生产。
绿色制造
总结词
绿色制造是实现制造过程的环保和可持续发 展，降低对环境的负面影响。
详细描述
绿色制造强调资源节约、减少废弃物排放和 能源消耗，促进企业与环境的和谐发展。
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
自动化制造系统自动化制造系统是一种集成了多种先进技术和设备的生产系统，旨在提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和可靠性。
它通过自动化设备和控制系统的应用，实现了生产过程的自动化、智能化和高效化。
一、系统概述自动化制造系统是一种集成了机械、电子、控制、计算机和信息技术的综合性系统。
它包括生产设备、自动化控制系统、信息管理系统和人机交互界面等组成部分。
该系统能够自动完成生产过程中的各种操作，如物料搬运、装配、加工等，从而实现生产过程的高度自动化。
二、系统组成1. 生产设备：自动化制造系统中的生产设备包括机器人、传感器、执行器、传动装置等。
这些设备能够根据预设的程序和指令，自动完成各种生产操作，如装配、加工、检测等。
2. 自动化控制系统：自动化控制系统是自动化制造系统的核心部分。
它由控制器、传感器、执行器和通信设备等组成。
控制器通过接收传感器的信号，对生产设备进行控制和调度，从而实现生产过程的自动化和智能化。
3. 信息管理系统：信息管理系统主要负责对生产过程中的各种数据进行采集、处理和分析。
它能够实时监测生产过程中的各项指标，如生产效率、质量指标等，并提供相应的报表和分析结果，以供管理人员进行决策。
4. 人机交互界面：人机交互界面是自动化制造系统与操作人员之间的桥梁。
它通过图形化界面和人机交互设备，向操作人员提供生产过程的实时信息和操作界面。
操作人员可以通过界面进行设备的监控、调整和故障处理等操作。
三、系统特点1. 高度自动化：自动化制造系统能够自动完成生产过程中的各种操作，减少了人工干预，提高了生产效率和稳定性。
2. 灵活性和可扩展性：自动化制造系统具有较高的灵活性和可扩展性。
它可以根据生产需求进行灵活调整和扩展，以适应不同的生产任务和产品变化。
3. 高质量和可靠性：自动化制造系统通过自动化设备和控制系统的应用，能够保证产品的质量和可靠性。
它能够减少人为因素对产品质量的影响，提高产品的一致性和稳定性。
自动化制造系统
3)刚性自动线。以刚性半自动化单机和刚性自动化单机为基础 可以组成复杂刚性自动化线。在刚性自动线上．被加工零件以 一定的生产节拍，顺序通过各个工作位置（不能打乱次序）， 自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过程。刚性自动 线具有很高的自动化程度，具有统一的控制系统和严格的生产 节奏。是少品种、大量生产必不可少的加工装备。 优点：生产效率高，可以缩短生产周期，便于管理。
基础
纽带
核心
学科基础
图1-4 自动化制造系统学科体系
第三节
自动化制造系统的意义及发展历史
一、自动化制造系统的意义： 提高劳动生产率； 缩短生产周期；针对单件、小批量，多品种的产品制造极为 有利，能够快速相应市场的需求。 提高产品质量；在自动化制造系统中，由于广泛采用各种高 精度的加工设备和自动检测设备，减少工人情绪波动的影响， 因而可以有效提高产品的质量。 提高经济效益； 降低劳动强度； 有利于产品更新；现代柔性自动化制造技术使得变更制造对 象更容易，适应的范围也较宽，十分有利于产品的更新，因而 特别适合于多品种、小批量生产。 提高劳动者素质； 带动相关技术发展； 体现一个国家的科技发展水平；
二、自动化制造系统的发展历史
计算机技术的智能化发展
计算机技术的高度发展
计算机技术的进一步发展
计算机出现并获得应用
图1-5 自动化制造系统的发展
第四节 自动化制造系统的分类、适用范围及实施原则
一、自动化制造系统的分类 (制造系统的分类)？ 根据系统的自动化水平和规模，可以将自动化制造系统划分为如下两 大类共计12种类型。
第七章 自动化制造系统的技术经济分析
第八章 先进生产模式与自动化制造系统的发展趋势
第一章
自动化制造系统概论
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自动化设备和技术的生产系统，旨在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵活性。
该系统利用计算机控制和传感器技术，自动执行生产过程中的各种任务，包括物料处理、加工、装配、检测和包装等。
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部分，它负责监测和控制整个生产过程。
控制系统通常由计算机和各种传感器、执行器和控制器等组成。
计算机根据预先设定的程序和算法，对生产过程进行实时监测和控制，以确保生产过程的正常运行。
2. 传输系统：传输系统负责将物料从一个工作站传输到另一个工作站。
传输系统可以采用各种方式，如传送带、机械臂、输送线等。
传输系统通常与控制系统紧密配合，以实现物料的准确传送和定位。
3. 加工设备：加工设备用于对物料进行加工和处理。
加工设备可以是各种机械设备，如机床、焊接机器人、喷涂机器人等。
加工设备通常与控制系统相连，以实现自动化的加工过程。
4. 检测设备：检测设备用于检测产品的质量和性能。
检测设备可以是各种传感器和测量仪器，如温度传感器、压力传感器、光学传感器等。
检测设备通常与控制系统相连，以实现实时的产品质量检测和控制。
5. 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。
数据管理系统可以帮助企业实时监测生产过程，及时发现和解决问题，并提供决策支持。
数据管理系统通常与控制系统和企业资源计划（ERP）系统集成，以实现全面的生产管理和优化。
自动化制造系统的优势包括：1. 提高生产效率：自动化制造系统可以实现连续、高速和精确的生产过程，大大提高生产效率。
它可以减少人工操作和生产停机时间，提高生产线的利用率和产量。
2. 降低成本：自动化制造系统可以减少人力成本和能源消耗，降低生产成本。
它可以减少人工操作和生产错误，提高产品质量和一致性，减少废品和返工。
3. 提高产品质量：自动化制造系统可以实现高精度和一致性的生产过程，提高产品的质量和一致性。
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先进的技术和设备，通过自动化控制和管理生产过程的系统。
它能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并减少人力资源的使用。
一、系统概述自动化制造系统是由多个子系统组成的，包括生产计划管理、物料管理、设备控制、质量管理等。
这些子系统通过信息共享和协调工作，实现整个生产过程的自动化控制和管理。
二、生产计划管理生产计划管理子系统是自动化制造系统的核心。
它根据市场需求和生产能力，制定合理的生产计划，并将其分解为具体的生产任务。
该子系统可以根据实际情况进行动态调整，并及时反馈生产进度和资源利用情况。
三、物料管理物料管理子系统负责对生产所需的原材料和零部件进行统一管理。
它可以实时监控库存情况，并根据生产计划自动发出物料采购订单。
同时，该子系统还能够对物料进行追踪和溯源，确保生产过程的可追溯性。
四、设备控制设备控制子系统是自动化制造系统的关键组成部分。
它通过与生产设备的连接，实现对设备的自动控制和监控。
该子系统可以根据生产任务自动调整设备的工作模式，并及时反馈设备的运行状态和故障信息，以便及时进行维修和保养。
五、质量管理质量管理子系统负责对产品质量进行监控和控制。
它可以通过传感器和检测设备对产品进行实时监测，并根据设定的质量标准进行判定和分类。
同时，该子系统还能够对生产过程中的异常情况进行预警和处理，以确保产品质量的稳定性和一致性。
六、数据分析与优化自动化制造系统还具备数据分析和优化的功能。
它可以对生产过程中产生的大量数据进行采集、存储和分析，以提取有价值的信息和知识。
通过对这些数据的分析，可以发现生产过程中存在的问题和改进的空间，并提出相应的优化方案。
七、优势和应用自动化制造系统具有以下优势：1. 提高生产效率：自动化控制和管理能够减少人为因素对生产过程的干扰，提高生产效率和产能。
2. 降低成本：自动化制造系统可以减少人力资源的使用，节约生产成本，并减少人为错误带来的损失。
自动化制造系统分析
“小脑”，从计算机获取数据，控制驱动器的 动作，并与传感器反馈信息一起协调机器人的 运动。
软件
•操作系统：用来操作计算机 •机器人软件：根据机器人的运动方程计算每个 关节的 必要动作，然后将这些信息传给控制器 •例行程序集合和应用程序：为了使用机器人外 部设备或为了执行特定任务而开发
三、机器人的分类 机器人是从初级到高级逐步完善起来的， 它的发展过程可以分为三代。 第一代机器人是目前工业中大量使用的示 教再现型机器人，它主要由夹持器、手臂、驱 动器和控制器组成。
出现的一般问题
1磁悬浮列车是怎麽拐弯的？ 2如果突然没电，列车会不会马上停来？
磁悬浮列车的优势
磁悬浮列车பைடு நூலகம்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。
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。 适应范围：既能解决单件，小批量生产，有能适应大 批量，多品种的自动化生产。 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。
第8章自动化制造系统 8.1 概述
自动化制造系统包括刚性制造系统和柔性制造系统。 一、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。 在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍，顺 序通过各个工作位置，自动完成零件预定的全部加 工过程和部分检测过程。
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8.1 总体设计的步骤及内容
在如图8.1所示中，总体设计各个步骤涉及的 主要内容有：
（1）组织队伍，明确分工。本阶段应选择专业 配套、熟悉业务、工作责任心强的精干班子组成总 体组，并指定技术总负责人。
如果自动化制造系统是用户委托供应商设计制 造，则需求分析、可行性论证、系统验收及运行应 以用户为主，供应商为辅；而总体设计、系统制造 、安装与调试应以供应商为主，用户积极配合。
1. 零件族选择的定义
如图8.2所示的零件族从几何外形是相似的。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
1. 零件族选择的定义
如图8.3所示的零件族具有相似的加工工 艺，但外形上相差较大。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
2. 影响零件族选择的因素
从工厂的大量零件中选出适合于自动化 制造系统加工的零件族并不是一件容易的事 ，它的影响因素很多，其中最主要的影响因 素有：（1）零件类型；（2）零件尺寸大小 ；（3）加工精度；（4）材料硬度；（5） 装夹次数；（6）生产批量。（书中解释）
第8章 自动化制造系统的总体设计
自动化制造系统的设计是一项复杂的系统 工程，采取什么样的设计步骤与方法对于系统 的成功实施至关重要。
有人估计，系统分析与规划阶段造成的失 误在后续阶段可能要花两倍时间才能找到，而 纠正需要花五倍时间。
因此，必须采用合理的系统工程方法与步 骤进行自动化制造系统的设计。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
第8章 自动化制造系统的总体设计
本章将讨论自动化制造系统的总体设计 问题，其内容如下： 8.1 总体设计的步骤及内容 8.2 零件族的选择及工艺分析 8.3 设备选择与配置和总体布局设计
第8章自动化制造系统总体设计剖析
8.1 总体设计的步骤及内容
自动化制造系统往往是个复杂的大系统 ，它包括许多相互关联的子系统，如多级计 算机控制系统、自动化物料储运系统、检测 监视系统、加工中心及其它工作站等。
8.1 总体设计的步骤及内容
（5）总体组讨论初步形成的总体布局及各 分系统的概要设计方案。
（6）根据初步形成的零件族、工艺分析、 生产率、总体布局、物料储运方案等进行系统 的仿真分析，确定刀库容量、托盘缓冲站数量 及工件运输小车与换刀机器人利用率等参数。
（7）组织专家评审总体设计方案。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
日本、美国、前苏联和德国等许多国家把 成组技术与计算机技术、自动化技术结合起来 发展成柔性制造系统，使多品种、中小批量生 产实现高度自动化。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
成组技术
全面采用成组技术会从根本上影响企业内 部的管理体制和工作方式，提高标准化、专业 化和自动化程度。
在机械制造工程中，成组技术是计算机辅 助制造的基础，将成组哲理用于设计、制造和 管理等整个生产系统，改变多品种小批量生产 方式，以获得最大的经济效益。
8.2.2 零件工艺分析 1. 工艺分析的目的（书中解释） 2. 零件工艺分析的要点（书中解释） 3. 工艺分析的步骤（书中解释）
第8章自动化制造系统总体设计剖析
1. 零件族选择的定义
在对自动化制造系统进行设计时，面对的 是一大批形状各异的零件，但并不是所有零件 都适合采用自动化制造系统加工，因此需要确 定进线零件，即零件族的选择。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
8.1 总体设计的步骤及内容
（2）选择加工零件类型和范围，并进行工 艺分析，制定工艺方案，确定设备选型。
（3）按功能划分设计模块，初步制定技术 指标和各自的接口，同时进行概要设计和初步 设计。
（4）总体方案初步设计，这一阶段包括总 体布局和各分系统的概要设计。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
根据确定的零件族和工艺分析，就可以 决定自动化制造系统的类型和规模、必须的 覆盖范围和能力、机床及其他设备的类型和 所需的主要附件、夹具的类型和数量、刀具 的类型和数量、托盘及其缓冲站点数量8.2 零件族的选择及工艺分析
8.2.1 零件族的选择 1. 零件族选择的定义 2. 影响零件族选择的因素 3. 零件选择方法
第8章自动化制造系统总体设计剖析
成组技术
成组技术的核心是成组工艺，它是把结构 、材料、工艺相近似的零件组成一个零件族（ 组），按零件族制定工艺进行加工，从而扩大 了批量、减少了品种、便于采用高效方法、提 高了劳动生产率。
零件的相似性是广义的，在几何形状、尺 寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性为 基本相似性，以基本相似性为基础，在制造、 装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似 性，称为二次相似性或派生相似性。 第8章自动化制造系统总体设计剖析
所谓零件族选择，即是根据成组技术原理 ，从零件的结构与工艺相似性出发，对生产系 统中的各类零件进行统计分析，从中选出适合 采用自动化制造系统加工的一组零件。一般来 说形状相似的工件，工艺也相似。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
成组技术
成组技术（GT-Group Technology）揭示和 利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成 组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以 便提高效益的技术，称为成组技术。
而各个子系统本身又可能是一个较复杂 的系统，倘若设计不当，它们就不能很好地 连接，也不能实现自动化制造系统的有机集 成。因此，必须做好自动化制造系统的总体 设计工作。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
8.1 总体设计的步骤及内容
在进行总体设计时，一般采用如图8.1所 示的设计步骤。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
8.1 总体设计的步骤及内容
（8）文档撰写，最终要形成以下文档：总体设
计的总技术报告；总体布局图；零件族选择及工
艺分析说明书；工艺设计文件及图册；机床设备
选型报告；系统仿真分析报告；机械系统与接口
设计说明书及图册；电气接口设计说明书及图册
；网络通信及数据库设计说明书及图册；运行控
制软件及其它软件接口设计说明书；质量控制方
案说明书；检测监视系统方案和接口设计说明书
；系统安装、调试、验收与运行维护设计说明书
；系统运行可靠性分析报告；系统运行效益评估
说明书等。
第8章自动化制造系统总体设计剖析
8.2 零件族的选择及工艺分析
要使自动化制造系统具有满意的运行效 率，必须从用户的实际要求出发，选择好上 线的零件，并进行工艺分析。这是设计或引 进自动化制造系统必须解决的问题。