先进制造技术第四章25.pptx

二、制造自动化技术的兴起及现状
▲19世纪末期，机械化生产开始出现； 20世纪中叶，自动化车床开始出现； 1947年，第一个机械加工自动线在美国福特汽车 公司投产； 20世纪50年代柔性自动化生产开始出现（以数控 车床为代表） 20世纪70年代诞生了柔性制造系统； 20世纪80年代开始出现了计算机集成制造系统。
随着计算机及其应用技术的迅速发展，各项单元自动化 技术的逐渐成熟，为充分利用资源，发挥综合效益 自 20世纪 80年代以来以计算机为中心的综合自动化得到 了发展，如计算机集成制造系统 （CIMS）、并行工程 （CE）、精益生产 （LP）、敏捷制造（AM）等模式得 到了发展和应用
当前制造自动化技术研究领域和方向
பைடு நூலகம்
▲在 “狭义制造”概念下，制造自动化的含义是生 产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动 化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工 件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、 断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断 自动化等。 ▲在 “广义制造”概念下，制造自动化则包含了产 品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动 化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个 环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高 效、优质、低耗、及时、洁净的目标。
▲制造自动化促使制造业逐渐由劳动密集型产业向技术 密集型和知识密集型产业转变。
▲制造自动化技术是制造业发展的重要标志，代表着先 进制造技术的水平，也体现了一个国家科技水平的高低 。
▲采用制造自动化技术不仅显著地提高劳动生产率、大 幅度提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益，还 有效地改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品 更新、带动相关技术的发展，大大提高企业的市场竞争 能力。
■制造系统中的集成技术和系统技术已成为研究热点 ■更加注重制造自动化系统中人因作用的研究 ■数控单元系统的研究占有重要位置 ■制造过程的计划和调度研究十分活跃 ■柔性制造技术的研究向着深度和广度发展 ■现代生产模式制造环境的研究正在兴起 ■底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃
三、制造自动化技术的发展趋势
功能 PLC功能：控制面板、主轴停启与换向、刀具更换、冷却 润滑启停、工件夹紧与松开、工作台分度等开关量的控制
▲回顾历史，可将制造自动化的发展分为 刚性自 动化、柔性自动化和综合自动化三个发展阶段。
■刚性自动化
在半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线出现 ，解决了单一品种大批量生产自动化问题特点是生产效 率高、加工品种单一。20世纪 50年代达到了顶峰。 ■柔性自动化
为满足多品种小批量甚至单件生产自动化的需要，出现 了一系列柔性制造自动化技术:如数控技术 （NC）、计 算机数控 （CNC）、柔性制造单元 （FMC）、柔性制造 系统 （FMS）等。 ■综合自动化
5 制造全球化 制造网络化和敏捷化策略的实施，促进了制造 全球化的研究和发展。包括市场的国际化，目 前产品销售的全球网络正在形成；产品设计和 开发的国际合作及产品制造的跨国化；制造企 业在世界范围内的重组与集成，制造资源的跨 地区、跨国家的协调、共享和优化利用；全球 制造的体系结构将会形成。 6 制造绿色化 制造业是创造人类财富的支柱产业，但同时又 是环境污染的主要源
第四章 制造自动化技术
一 概述 二 机床数控技术 三 工业机器人 四 柔性制造系统
第一节 概述
一、制造自动化技术内涵
▲ 自动化 （Automation）是美国通用汽车公司 D. S. Harder先生于 1936年提出来的，其核心含义是 “自动地去 完成特定的作业”。当时 Harder先生所说的特定作业，是指 零件在机器之间转移的自动搬运，自动化功能目标是代替 人的体力劳动。随着技术的进步，自动化的功能目标在不 断地随着自动化手段的提高、时代的进步而变化。在计算 机用于自动化之前，自动化的功能目标是以省力为主要目 的，以代替人的体力劳动。 ▲ 随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为 自动化技术的重要手段，使自动化的视野大大扩展，自动 化的功能目标不再仅仅是代替人的体力劳动，而且还须代 替人的部分脑力劳动。
第二节 机床数控技术
一、机床数控系统 1、机床数控系统的组成及功能原理 CNC系统组成：数控装置、PLC、伺服驱动装置、I/O接口、 控制面板、人机界面 数控装置功能：
控制功能-单轴、多轴联动控制 准备功能-包括移动、暂停、坐标设定、固定循环等功能 插补功能-直线插补、圆弧插补、抛物线等 辅助功能-主轴启停、冷却润滑通断、刀库的启停等 补偿功能-刀具半径/刀具、反向间隙、螺距、温度等补偿
纵观新世纪的制造自动化技术发展趋势，可用六化来概括， 即敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。 1 制造敏捷化 敏捷化制造环境和制造过程是新世纪制造活动的必然趋势， 其核心是使企业对面临市场竞争作出快速响应，利用企业内 外各方面的优势，形成动态联盟，缩短产品开发周期，尽快 抢占市场。 2 制造网络化 基于 Internet的制造已成为当今制造业的重要发展趋势，包括 企业制造环境的网络化和企业与企业之间的网络化。 通过制造环境的网络化，实现制造过程的集成，实现企业的 经营管理、工程设计和制造控制等各子系统的集成 通过企业与企业间的网络化，可实现异地制造、远程协调作 业。
3 制造虚拟化 包括设计过程的拟实技术和加工制造过程的虚拟技术。拟 实技术是面向产品的结构和性能的分析，以优化产品本身 性能和成本为目标；虚拟技术是面向产品生产过程的模拟 和检验，检验产品的可加工性、加工工艺的合理性。制造 虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真来模拟真实系统， 发现设计与生产中可避免的缺陷和错误，保证产品的制造 过程一次成功。 4 制造智能化 智能制造技术的宗旨在于扩大、延伸以及部分取代人类专 家在制造过程中的脑力劳动，以实现优化的制造过程。智 能制造包含智能计算机、智能机器人、智能加工设备、智 能生产线等。智能制造系统是制造系统发展的最高阶段， 即从柔性制造系统、集成制造系统向智能制造系统发展。