第11章制造系统的工艺自动化
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。
(完整word版)自动化制造系统重点
1. 什么是自动化制造系统？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、配套件和原材料等作为输入, 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动化制造, 最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。
2. 大制造和小制造的概念大制造: 人类按照市场需求, 运用主观的知识和技能, 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。
（因此制造不是指单纯的加工和装配过程, 而要包括市场调研和预测、产品设计、选材和工艺设计、生产准备、物料管理、加工装配、质量保证、生产过程和生产现场管理、市场营销、售前售后服务以及报废后的回收处理等产品寿命循环周期内一系列相互联系的活动。
小制造: 生产车间内与物流有关的加工和装配过程。
3. 是否制造系统的自动化程度越高越好？在操作层面, 过分强调自动化, 将增加软件实现的技术难度, 增加了运行成本维护也更加困难,4. 什么是人机一体化制造系统？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的一个完整的系统, 各自执行自己擅长的工作, 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。
5. 人机一体化的总体结构是什么？1）感知层面上的人机联合作用 2）控制层面上的人机共同决策3）执行层面上的人机交互协作、取长补短, 充分发挥各自优势6. 人机一体化制造的目的是什么？人机一体化的目的是就是从总体上系统级的最高层次上正确解决好人机功能分配, 人机关系协调, 人机界面匹配三个基本问题以求得令人满意的人机系统。
7. 什么是自动化制造系统的作业空间？自动化制造系统的作业空间是指制造系统中各种制造设备本身及各种操作人员所占据的空间, 包括加工设备、运输设备、工件及刀具储存、工具箱等所占空间以及作业人员操作空间、行走空间、检修空间、休息空间等的总和。
制造系统自动化技术课教案
制造系统自动化技术课教案一、课程简介制造系统自动化技术课是针对制造系统自动化领域的基本理论和技术而设计的课程。
本课程主要包括制造系统自动化技术的概念、原理、应用和发展趋势等内容。
通过学习本课程，学生能够全面掌握制造系统自动化技术的基本知识，提高自身的实际应用能力。
二、课程目标1.了解制造系统自动化技术的基本概念和基本原理；2.掌握制造系统自动化技术的常用方法和技术；3.能够运用制造系统自动化技术解决实际生产中的问题；4.对制造系统自动化技术的最新发展趋势有所了解。
三、课程大纲1. 制造系统自动化技术概述•制造系统自动化技术的定义和发展历程•制造系统自动化技术的基本原理和特点•制造系统自动化技术在各行业中的应用2. 制造系统自动化技术基础知识•控制系统理论基础•传感器和执行器技术•自动控制原理3. 制造系统自动化技术方法与技术•PLC编程与应用•SCADA系统设计与应用•工业机器人技术•自动化生产线设计与实现4. 制造系统自动化技术案例分析•工业生产中的自动化案例•制造系统自动化技术在汽车工业中的应用•制造系统自动化技术在航空航天工业中的应用四、教学方法1.理论讲解：通过教师讲解和案例分析，帮助学生建立制造系统自动化技术的理论框架；2.实践操作：组织学生进行实际的PLC编程、SCADA系统设计等操作实践，提升学生的实际操作技能；3.课程设计：要求学生进行制造系统自动化技术相关课程设计，培养学生的综合能力。
五、教学考核1.平时表现：包括课堂参与、作业完成情况等；2.课程设计报告：根据要求完成制造系统自动化技术课程设计，并撰写报告；3.期末考试：对学生进行综合考核，考察学生对制造系统自动化技术的掌握程度。
六、教学资源•教材：《制造系统自动化技术导论》•参考书籍：《工业自动化技术》、《PLC技术手册》等•软件资源：PLC编程软件、SCADA系统软件等七、学习建议1.认真听课，及时复习，做好笔记；2.多进行实践操作，提高实际操作能力；3.主动参与讨论，加强理论学习和实践结合。
《智能物联制造系统与决策》教学课件—第11章-典型智能制造系统案例分析
— 成熟的控制系统管制 AGV系统可控制规划小车运行路线，分配小车任务，对小车运行路 线进行交通管理
— 安全性高 多级硬件、软件的安全措施，保证运行过程中自身安全、现场人员 及各类设备的安全
1 .汽车行业典型零部件智能车间案例
2 .航空发动机典型零部件智能制造车间案例
各系统通过基于PDM的CAD/CAPP/CAM工具集成、信息共享完成 产品上线生产前的技术准备工作
2 .航空发动机典型零部件智能制造车间案例
— 生产过程仿真阶段的主要 实施内容
生产现场仿真，生产线运行 仿真
— 制造执行阶段的主要实施内容 制造执行系统（MES），现场数据采
1 .汽车行业典型零部件智能车间案例
➢ 精益物流执行模块 运用JIT理论，建立起覆盖装配生
产、仓储、物流配送的全方位 生产运作体系，搭建MDS，降 低了WIP库存，减少MCT周期； 同时与ANDON、AVG系统集成， 实现智能化拣货、配送和AVG 小车自动送料。
➢ 质量管理模块 基于全面质量管理，采用PDCA动态循环理论，研发了质量数据采集终端， 实现了车辆生产过程中缺陷数据快速采集，直方图、关联图目视化分析， 多角度报表统计等功能；通过条码扫描、扫码枪导入导出等多种类多场景 的方式达到了安全件防错追溯的效果。
2 .航空发动机典型零部件智能制造车间案例
— 机匣MES的三级计划拉动生产准备模式
— 机匣MES的工序作业计划编制方法 基于工序时差的排序规则方法 依据工序时差值的大小来对所有等待加工的工序进行优先级排序，依
据该优先级先后顺序安排加工
2 .航空发动机典型零部件智能制造车间案例
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
自动化制造系统随着科技的飞速发展，自动化制造系统已经成为现代生产过程中不可或缺的一部分。
自动化制造系统通过集成先进的机器设备和信息技术，优化了制造过程，提高了生产效率，降低了生产成本，且能够在高精度、高强度、高危险性的环境中工作。
一、自动化制造系统的演变自动化制造系统的发展经历了几个阶段。
最初的自动化制造系统主要是数控机床和加工中心，这些设备可以在计算机程序的指导下，自动完成加工和制造任务。
随着技术的发展，自动化制造系统开始集成更多的设备和信息技术，如机器人、传感器、自动化仓库等，形成了更加完整的自动化生产线。
二、自动化制造系统的优势自动化制造系统的优势在于其高效性、精确性和可持续性。
自动化制造系统可以在连续24小时不间断地工作，大大提高了生产效率。
自动化制造系统可以通过精确的控制系统和传感器，实现高精度的加工和组装，提高了产品的质量和一致性。
自动化制造系统可以减少人工操作，降低人为因素对产品质量的影响，同时也降低了环境污染和资源浪费。
三、自动化制造系统的未来趋势未来，自动化制造系统将朝着更加智能化、网络化和绿色化的方向发展。
随着人工智能和机器学习技术的发展，自动化制造系统将能够通过自我学习和自我优化，进一步提高生产效率和产品质量。
随着物联网技术的发展，自动化制造系统将能够实现设备之间的实时通信和协作，形成更加智能的生产网络。
随着环保意识的提高，自动化制造系统将更加注重资源的循环利用和环境的保护，实现绿色生产。
四、结论自动化制造系统是现代制造业的重要组成部分，其高效性、精确性和可持续性为现代制造业的发展提供了强大的支持。
未来，随着技术的进步和发展，自动化制造系统将进一步智能化、网络化和绿色化，为制造业的发展带来更大的潜力。
自动化制造系统—刀具自动化标题：自动化制造系统 -刀具自动化随着科技的飞速发展，自动化制造系统已经成为现代生产过程中不可或缺的一部分。
在这个过程中，刀具自动化是实现高效、高质量生产的关键因素之一。
制造工艺中的自动化技术应用
制造工艺中的自动化技术应用随着科技的不断发展，自动化技术在制造工艺中得到了广泛的应用。
自动化技术的出现极大地提高了生产效率，降低了成本并改善了产品质量。
本文将探讨制造工艺中自动化技术的应用，并讨论其对生产过程的影响。
一、自动化技术的定义和原理自动化技术是指利用先进的机械装置、电子技术和计算机控制等手段，实现对生产过程的自动控制和监测的技术。
它可以减少人工的介入，提高生产效率和产品质量，同时降低了生产成本。
自动化技术的基本原理是将传感器感知到的信息，通过控制器进行处理，并输出指令控制执行器，从而实现对生产过程的自动化控制。
二、自动化技术在制造工艺中的应用1. 自动化生产线自动化生产线是自动化技术最具代表性的应用之一。
它由多个工作站和输送设备组成，利用各种传感器和执行器实现对生产过程的控制。
自动化生产线可以连续不断地完成产品的加工、组装和包装等工序，大大提高了生产效率，并减少了人为因素对产品质量的影响。
2. 机器人技术机器人技术是自动化技术的重要组成部分，广泛应用于制造工艺中。
机器人具有高度的灵活性和精确度，可以完成各种重复性、危险性和繁琐性的工作，如焊接、喷涂、装配等。
机器人的应用不仅提高了生产效率，还保证了工作环境的安全性和员工的身体健康。
3. 数控技术数控技术是将数学模型和控制算法应用于机械设备中的一种技术。
通过数控技术，可以实现对机床和其他加工设备的精确控制，生产出高质量、高精度的零部件和产品。
数控技术的应用使得制造工艺更加灵活，减少了生产周期和加工误差，提高了产品的竞争力。
三、自动化技术对生产过程的影响1. 提高生产效率自动化技术的应用可以降低生产中的人工操作，减少了生产过程中的停机时间，并且可以实现连续、高效的生产。
这样可以大大提高生产效率，缩短生产周期，提高产品的交货速度，满足市场对产品的需求。
2. 改善产品质量自动化技术能够精确控制生产过程中的各个参数，减少了人为的操作误差，提高了产品的一致性和稳定性。
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。
工业自动化的自动化制造工艺流程
01
未来自动化制造的 发展趋势
更高效的生产力
自动化制造工艺流程通过减少人工干 预，提高了生产效率，降低了生产成 本。
自动化制造工艺流程减少了生产过程 中的错误和浪费，提高了产品质量和 一致性。
自动化系统能够实现24小时不间断生 产，大大提高了生产能力。
更智能的自动化系统
随着人工智能和机器学习技术的发展，自动化制造系统变得越来越智能 ，能够自我学习和优化。
工业自动化的自动化 制造工艺流程
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 自动化制造工艺流程概述 • 自动化制造的关键技术 • 自动化制造的工艺流程 • 自动化制造的应用领域 • 自动化制造的挑战与解决方案 • 未来自动化制造的发展趋势
01
自动化制造工艺流 程概述
人工智能技术
人工智能技术是实现自动化制造 的高级阶段，能够通过机器学习 和深度学习等技术对生产过程进
行智能优化和控制。
人工智能技术的应用，可以提高 自动化制造的自适应性和自主学 习能力，实现对生产过程的智能
预测和优化。
人工智能技术的发展和应用，将 进一步推动工业自动化的发展， 为实现全面智能化制造提供有力
自动化装配流程
自动化装配流程是指通过自动化设备和技术，实现装配过程 的自动化。包括装配机器人、自动化装配流水线等设备的应 用，能够大幅提高装配效率和精度，减少人工干预和误差。
自动化装配流程包括零件识别、自动抓取、自动装配、自动 检测等环节，能够实现快速、高效、精准的装配，广泛应用 于电子、家电、汽车等制造业领域。
定义与特点
定义
自动化制造工艺流程是指通过自动化 技术，实现生产过程中的各个环节自 动化运行，提高生产效率、降低成本 并保证产品质量的过程。
自动化制造系统简介
自动化制造系统简介自动化制造系统，指的是在制造过程中使用自动化技术和设备，对生产流程进行智能化、高效化的管理和控制。
本文将对自动化制造系统的概念、特点以及在工业生产中的应用进行介绍。
一、自动化制造系统的概念自动化制造系统是将各个生产环节通过计算机、机器人、传感器等自动化设备进行连接和协同，实现产品的自动加工、装配和检测。
它不仅可以提高生产效率，降低成本，还可以提高产品质量和生产线的灵活性。
二、自动化制造系统的特点1.智能化：自动化制造系统通过集成计算机技术，能够实现对生产流程的智能化控制和管理，大大减少了人工干预的需要。
2.高效化：自动化制造系统的设备和机器人具备高度的工作效率和生产能力，可以在短时间内完成大量的生产任务，提高了生产效率。
3.精准化：自动化制造系统的设备和传感器能够准确地控制和检测产品加工过程中的各项参数，确保产品的质量和精度。
4.灵活化：自动化制造系统能够根据生产需求的变化，快速调整生产线的布局和设备的配置，以满足不同产品的生产要求。
三、自动化制造系统在工业生产中的应用1.汽车制造业：自动化制造系统在汽车制造业中得到了广泛应用，通过机器人和自动化生产线，完成汽车零部件的生产、车辆的装配和测试等工作。
2.电子工业：在电子产品的制造过程中，自动化制造系统可以实现电路板的自动焊接、元件的上下料、产品的测试和包装等工作。
3.医药制造业：自动化制造系统在医药制造业中能够帮助实现药品的自动配料、包装和质量控制，提高生产效率和药品的一致性。
4.食品加工业：通过自动化制造系统，可以实现食品加工的自动化操作，如蔬菜水果的分拣、糕点的制作和包装等，提高了食品生产的效率和卫生标准。
5.航空航天工业：自动化制造系统在航空航天工业中的应用广泛，通过机器人和自动化设备，可以实现飞机零部件的加工、装配和测试等工作。
总结：自动化制造系统通过智能化、高效化、精准化和灵活化的特点，能够提高工业生产线的效率、质量和灵活性。
工艺流程自动化
工艺流程自动化
《工艺流程自动化》
工艺流程自动化是一种利用先进的技术和设备，将生产过程中的操作和控制任务交给计算机和自动化设备来完成的生产方式。
它是现代工业生产中的重要组成部分，为企业提高生产效率、产品质量和降低成本提供了重要支持。
工艺流程自动化通常包括自动化控制系统、传感器、执行元件、人机界面和软件等组成部分。
其中，自动化控制系统是核心部分，负责对生产过程中的各种参数进行监测和控制，以实现生产过程的自动化。
在工艺流程自动化中，传感器可以实时采集生产过程中的各种参数信息，如温度、压力、流量等，将这些信息传输给自动化控制系统，以便系统能够进行实时监测和控制。
同时，执行元件可以根据自动化控制系统发送的指令，对生产设备进行自动控制，从而完成生产过程中的各项任务。
人机界面则是自动化系统和操作人员之间的桥梁，通过显示屏和操作面板，操作人员可以实时了解生产过程中的状态信息，同时也可以对系统进行必要的操作和调节。
而软件则是自动化系统的灵魂，通过编程和算法设计，实现对生产过程的精细控制和优化。
工艺流程自动化可以广泛应用于各种工业生产领域，如化工、电力、冶金、制造等。
它不仅可以提高生产效率、降低人为因
素对生产过程的影响，还可以有效减少人力成本和提高产品质量稳定性。
总的来说，工艺流程自动化是现代工业生产的重要趋势，它的发展不仅将为企业提供更多的机遇，还会为整个生产行业带来更大的进步和发展。
机械制造系统自动化PPT课件
物流系统包括：由工件识别装置、工件装卸站、清洗机、有轨 运输车、托盘交换器、托盘缓冲站等组成的工件流子系统；由刀 具预调仪、条码阅读器、刀具进出站、换刀机器人、中央刀库等 组成的刀具流子系统。
单元控制器通过三个工作站分别控制上述设备，并具有电网检 测、安全监视等组成的检测监控子系统。
层则是根据本车间的资源、实际生产作业完成情况、毛坯准备 情况等为落实公司层生产计划而进行规划，可以用ERP系统的 核心子系统MRPⅡ的处理逻辑来简单表达，如图4-13所示。
32
图4-13 MRPⅡ的处理逻辑
33
(2) FMS单元层的生产作业计划与调度(静态调度)
① FMS生产作业计划制订时，常根据不同的要求选 择优化目标。常见的优化目标有：
图4-4 具有柔性装配功能的FMS
12
(2) 案例介绍(以BQ-FMS柔性制造系统为例)
本案例是我国第一条自行研发的完整意义上的 FMS，由原国防科工委组织，南京理工大学、长春 55研究所、绵阳58研究所联合承研。
① 系统组成及布局
图4-5所示为BQ-FMS的组成及平面布局图。
整个系统可划分为运行控制、加工、物流与运储、 检测监控四个子系统。
A. 在一定的时间周期内系统的产出最高； B. 尽量满足任务的优先级或交货期； C. 关键(瓶颈) 设备的利用率最高； D. 生产所花费的成本最少； E. 系统内的在制品最少； F. 系统内设备的平均利用率最高； G. 加工一组工件时系统的通过时间最短； H. 加工单个零件时通过系统的时间最短；
图4-14所示为班次计划制订过程的示例。
9
(1) 组成
① 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FMC。
制造业中的工艺自动化技术
制造业中的工艺自动化技术工艺自动化技术是指在制造业中应用自动化设备和控制系统，实现生产过程的自动化和智能化。
随着科技的不断进步和发展，工艺自动化技术在制造业中的应用日益广泛，并发挥着重要的作用。
本文将系统地介绍制造业中的工艺自动化技术，包括定义、优势、应用领域等方面内容。
一、工艺自动化技术的定义工艺自动化技术是指利用计算机、传感器、执行器和控制系统等自动化设备，对生产工艺进行控制和调节的技术。
通过自动化设备和控制系统的协作，实现对生产过程中各种工艺参数的监测、调整和控制，以提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量和保障生产安全。
二、工艺自动化技术的优势1. 提高生产效率：工艺自动化技术能够实现生产过程的连续化、高效化和自动化，通过减少人工干预和优化生产流程，大大提高了生产效率。
2. 降低生产成本：工艺自动化技术能够有效减少人工成本和物料浪费，提高生产资源的利用率和生产过程的稳定性，从而降低了生产成本。
3. 改善产品质量：工艺自动化技术能够对生产过程中的各项参数进行实时监测和控制，确保产品质量的稳定性和一致性，提高了产品的合格率和降低了次品率。
4. 提升生产安全：工艺自动化技术能够实现对生产环境和过程的全面监控和管理，及时发现和解决潜在的安全隐患，确保生产过程的安全运行。
三、工艺自动化技术的应用领域1. 汽车制造业：工艺自动化技术在汽车制造业中的应用广泛。
例如，生产线上的机器人系统可以完成汽车组装、焊接和涂装等工作，提高生产效率和产品质量。
2. 电子制造业：工艺自动化技术在电子制造业中的应用也非常重要。
例如，在印刷电路板的生产过程中，自动化设备可以完成贴片、焊接和测试等工作，提高了生产效率和产品质量。
3. 食品和饮料制造业：工艺自动化技术在食品和饮料制造业中也有广泛的应用。
例如，在食品加工过程中，可以利用自动化设备和控制系统，实现对温度、湿度和运动等参数的精确控制，提高了产品的品质和口感。
4. 化工制造业：工艺自动化技术在化工制造业中起到了关键的作用。
机械制造工艺自动化系统设计与优化
机械制造工艺自动化系统设计与优化自动化系统在机械制造工艺中扮演着重要的角色，它可以提高生产效率、降低成本、改善产品质量和保证工人的安全。
本文将重点讨论机械制造工艺自动化系统的设计与优化。
一、设计机械制造工艺自动化系统设计机械制造工艺自动化系统需要考虑以下几个方面：1. 系统目标与需求：首先，需要明确制造工艺自动化系统的目标和需求。
例如，是为了提高生产效率还是降低成本，或者两者兼顾。
2. 工艺流程分析：对机械制造工艺的各个环节进行分析，了解每个环节的输入、输出和加工过程。
这有助于确定自动化系统的主要功能和建模要求。
3. 自动化技术选择：根据工艺流程分析的结果，选择合适的自动化技术。
例如，传感器、控制器、执行器以及相应的软件。
4. 系统集成：将所选的自动化技术进行系统集成，确保各个组件之间可以进行有效的通信和协调工作。
5. 数据收集和分析：设计机械制造工艺自动化系统时，应考虑如何收集和分析生产数据，用于追踪产品质量和工艺改进。
二、优化机械制造工艺自动化系统优化机械制造工艺自动化系统是为了进一步提高生产效率和产品质量、降低成本和人工干预。
以下为优化机械制造工艺自动化系统的方法：1. 过程优化：通过分析工艺流程，找出低效率和低质量的环节，并进行改进。
可以使用各种工程技术和软件工具进行模拟、仿真和优化。
2. 实时监控与控制：引入实时监控和控制系统，对生产过程中的关键参数进行监测和调整。
这样可以及时发现和纠正生产异常，提高产品一致性和稳定性。
3. 智能化管理：将人工智能技术应用于机械制造工艺自动化系统中，实现智能化的工厂管理。
例如，智能调度和优化生产计划，自动化的物流和库存管理等。
4. 数据分析与预测：利用生产数据进行深度学习和数据挖掘，对产品质量和生产效率进行预测和优化。
这将有助于提前发现潜在问题并采取措施加以解决。
5. 持续改进：优化机械制造工艺自动化系统是一个持续改进的过程。
通过不断收集反馈意见，改进系统设计，并引入新的自动化技术和方法，可以不断提高系统的性能和效益。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
如图11.1所示解释如下： （5）CAPP向制造自动化系统（Manufacturing Automation System，MAS）提供各种过程文件和 夹具、刀具等信息；同时接收由MAS反馈的工作 报告和工艺修改意见。 （6）CAPP向计算机辅助质量管理（Computer Aided Quality，CAQ）提供工序、设备、工装、 检测等工艺数据，以生成质量控制计划和质量检 测规程；同时接收CAQ反馈的控制数据，用以修 改工艺过程。
11.1.4 CAPP的基本技术
（3）工艺设计决策方法。其核心为特征型 面加工方法的选择、零件加工工序及工步的安 排及组合。
其主要决策内容包括工艺流程决策、工序 决策、工步决策、工艺参数决策、制造资源决 策。
为保证工艺设计达到全局最优化，系统把 这些内容集成在一起，进行综合分析，动态优 化，交叉设计。
11.1.4 CAPP的基本技术
（4）工艺知识的获取及表示。工艺设计是随 着设计人员、资源条件、技术水平、工艺习惯的 变化而变化。要使工艺设计在企业内得到有效的 应用，必须总结出适应本企业零件加工的典型工 艺及工艺决策方法，按所开发CAPP系统的要求 ，用相应的形式表示这些工艺经验及决策逻辑。
（5）工序图及其他文档的自动生成。 （6）NC加工指令的自动生成及加工过程动 态仿真技术。 （7）工艺数据库的建立。
（6）将编好的工艺过程存储起来，并按指 定格式打印输出。
3. 派生式CAPP系统的特点
派生式CAPP系统有如下四个的特点： （1）派生式CAPP系统以成组技术为理论 基础，利用相似性原理和零件分类编码系统 ，因此有系统理论指导，比较成熟。 （2）有较好的实用价值，问世较早，应 用范围比较广泛。Leabharlann 3. 派生式CAPP系统的特点
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11.2.1 派生式CAPP系统
本节主要内容包括： 1. 派生式CAPP系统的工作原理 2. 派生式CAPP系统的使用过程 3. 派生式CAPP系统的特点
第11章制造系统的工艺自动化
1. 派生式CAPP系统的工作原理
根据成组技术相似性原理，如果零件的结构 形状相似，则它们的工艺过程也有相似性。
第11章制造系统的工艺自动化
3. 派生式CAPP系统的特点
（3）适用于结构比较简单的零件，在回 转体类零件中应用更为广泛。
由于派生式工艺过程设计的零件多采用 编码描述，对于复杂的或不规则的零件则不 易胜任。
（4）对于相似性差的零件，难以形成零 件族，不适于用派生式方法，因此派生式 CAPP系统多用于相似性较强的零件。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
20世纪80年代以来，随着机械制造业向 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）或IMS（Intelligence Manufacturing System）的发展，CAD/CAM（Compuer Aided Manufacturing）集成化的要求越来越强 烈，CAPP在CAD、CAM中起到桥梁和纽带 作用。
对于每一个相似零件族，可以采用一个公共 的制造方法来加工，这种公共的制造方法以标准 工艺的形式出现。通过专家、工艺人员的集体智 慧和经验及生产实践的总结制定出标准工艺文件 ，然后储存在计算机中。
第11章制造系统的工艺自动化
1. 派生式CAPP系统的工作原理
当为一个新零件设计工艺规程时，从计算 机中检索标准工艺文件，然后经过一定的编辑 和修改，就可以得到该零件的工艺规程，派生 一词由此得名。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.1 工艺设计自动化的意义
（1）CAPP可以使工艺设计人员摆脱大量、烦
琐的重复劳动，将主要精力转向新产品、新工艺、
新装备和新技术的研究与开发。
（2）CAPP有助于工艺设计的最优化、标准化
及自动化工作，提高工艺的继承性，最大限度地利
用现有资源，缩短工艺设计周期，降低生产成本，
第11章制造系统的工艺自动化
11.2.2 创成式CAPP系统
本节主要内容包括： 1. 创成式CAPP系统的工作原理 2. 逆向设计原理 3. 工序设计（看书自学） 4. 创成式CAPP系统的特点
第11章制造系统的工艺自动化
1. 创成式CAPP系统的工作原理
创成式CAPP系统与派生式CAPP系统不 同，它的生成并不是通过修改或编辑相似零 件的复合工艺实现的，而是利用系统中的决 策逻辑和相关工艺数据信息，通过一定的算 法对加工工艺进行一系列的决，从无到有， 自动地生成零件的工艺过程。
创成式CAPP系统的工作原理如图11.4所 示。
第11章制造系统的工艺自动化
1. 创成式CAPP系统的工作原理
第11章制造系统的工艺自动化
1. 创成式CAPP系统的工作原理
创成式CAPP系统按工艺生成步骤划分为若干 功能模块，每个模块按其功能要求对应的决策表或 决策树编制；系统各模块工作时所需要的各种数据 均以数据库形式存储；系统工作时，根据零件信息 ，自动提取制造知识，按有关决策逻辑生成零件上 各待加工表面的加工顺序和各表面的加工链，产生 零件加工的各工序和工步内容；自动完成机床、夹 具、刀具、工具的选择和切削参数的优化；最后， 系统自动进行编排并输出工艺规程。
（5）用户对已选出的工艺过程进行编辑、 增删或修改。
（6）将编好的工艺过程存储起来，并按指 定格式打印输出。
第11章制造系统的工艺自动化
3. 派生式CAPP系统的特点
派生式CAPP系统有如下四个的特点： （1）派生式CAPP系统以成组技术为理论 基础，利用相似性原理和零件分类编码系统 ，因此有系统理论指导，比较成熟。 （2）有较好的实用价值，问世较早，应 用范围比较广泛。
第11章制造系统的工艺 自动化
2020/11/25
第11章制造系统的工艺自动化
11.1 工艺自动化系统概述
本节内容包括： 11.1.1 工艺设计自动化的意义 11.1.2 CAPP的基本概念 11.1.3 CAPP的结构组成 11.1.4 CAPP的基本技术 11.1.5 CAPP系统应用的社会经济效益（看
描述零件信息，后者是在前者的基础上发展起
来的。
基于成组技术的派生式CAPP系统的工作流
程如图11.3所示。
第11章制造系统的工艺自动化
1. 派生式CAPP系统的工作原理
第11章制造系统的工艺自动化
2. 派生式CAPP系统的使用过程
派生式CAPP系统使用过程主要包括以下 六个步骤。
（1）按照已选定的零件分类编码系统，给 新零件编码。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
如图11.1所示解释如下：
（5）CAPP向制造自动化系统（Manufacturing
Automation System，MAS）提供各种过程文件和
夹具、刀具等信息；同时接收由MAS反馈的工作
报告和工艺修改意见。
（6）CAPP向计算机辅助质量管理（Computer
（2）根据零件编码判断新零件是否包括在 系统已有的零件族内。
（3）如果新零件包括在已有零件族内，则 调出该零件族的标准工艺过程；如果不在，则 计算机将告知用户，必要时需创建新的零件族。
第11章制造系统的工艺自动化
2. 派生式CAPP系统的使用过程
（4）计算机根据输入代码和已确定的逻 辑，对标准工艺过程进行筛选。
Aided Quality，CAQ）提供工序、设备、工装、
检测等工艺数据，以生成质量控制计划和质量检
测规程；同时接收CAQ反馈的控制数据，用以修
改工艺过程。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.3 CAPP的结构组成
如图11.2 所示的系统构 成是一个比较 完整的CAPP 系统，其基本 模块如下所示。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
如图11.1所示解释如下： （3）CAPP向工装CAD提供工艺过程文件 和工装设计任务书。 （4）CAPP向企业资源计划（Enterprise Resources Planning，ERP）提供工艺过程文件 、设备工装、工时、材料定额等信息；同时接 收由ERP发出的技术准备计划、原材料库存、 刀量具状况及设备更改等信息。
书解释）
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.1 工艺设计自动化的意义
随着科学技术的飞速发展，产品更新换 代日益频繁，多品种、小批量的生产模式已 占主导地位，传统的工艺设计方法已不能适 应机械制造业的发展需要，因此，计算机辅 助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，CAPP）受到了工艺设计领域的高 度重视，用CAPP系统代替传统的工艺设计具 有重要意义，主要表现在以下四个方面：
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
如图11.1所示解释如下： （1）CAPP接收来自CAD的产品几何拓扑 、材料信息以及精度、粗糙度等工艺信息；为 满足产品设计的要求，需向CAD反馈产品的结 构工艺性评价信息。 （2）CAPP向CAM提供零件加工所需的设 备、工装、切削参数、装夹参数以及反映零件 切削过程的刀具轨迹文件、NC指令；同时接收 CAM反馈的工艺修改意见。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.2 CAPP的基本概念
在CAD/CAM集成系统中，CAPP必须能直接 从CAD模块中获取零件的几何信息、材料信息、 工艺信息等，以代替人机交互的零件信息输入， CAPP的输出是CAM所需的各种信息。
随着CIMS的深入研究与推广应用，人们已 认识到CAPP是CIMS的主要技术基础之一，因此 ，CAPP从更高、更新的意义上再次受到广泛的 重视。在CIMS环境下，CAPP与CIMS中其他系 统的信息流如图11.1所示。
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.3 CAPP的结构组成
如图11.2所示解释如下： （1）控制模块。对整个系统进行控制和 管理，协调各模块的运行，是实现人机信息 交互的窗口。 （2）零件信息输入模块。零件信息输入 可以有2种方式：一是人工交互输入；二是从 CAD系统直接获取或来自集成环境下统一的 产品数据模型。 （3）工艺过程设计模块。进行加工工艺 流程的决策，生成工艺过程卡。
派生式CAPP系统又称检索式或变异式、 经验法或样件法CAPP系统。
第11章制造系统的工艺自动化
1. 派生式CAPP系统的工作原理
根据零件信息的描述与输入方法不同，派
生式CAPP系统又分为基于成组技术（GT）的
派生式CAPP系统与基于特征的派生式CAPP系
统。
前者用GT码描述零件信息，后者用特征来
第11章制造系统的工艺自动化
11.1.4 CAPP的基本技术
（1）成组技术（Group Technology，GT ） 。我国CAPP系统的开发可以说是与GT密切相关 ，早期开发的CAPP系统大多为以GT为基础派生 式CAPP系统。
（2）产品零件信息的描述与获取。CAPP与 CAD、CAM一样，其单元技术都是按照自己的 特点而各自发展的。零件信息（几何拓扑及工艺 信息）的输入是首要的，即使在集成化、智能化 、网络化、可视化的CAD/CAPP/CAM系统，零 件信息的描述与获取也是一项关键问题。
第1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ章制造系统的工艺自动化
11.1.3 CAPP的结构组成
如图11.2所示解释如下： （8）加工过程动态仿真。可检查工艺过程及 NC指令的正确性。
上述的CAPP系统结构是一个比较完整、广义 的CAPP系统，实际上，并不一定所有的CAPP系统 都必须包括上述全部内容。