自动化制造系统的总体设计PPT课件

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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、
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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
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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。
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）
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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。
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
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。
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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。
（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。
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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
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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
总之，在具体选择零件族的过程中，应 根据工厂的实际情况对以上因素综合考虑。
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3. 零件选择方法
刚性自动线等刚性自动化制造系统加工 零件单一或很少，零件的选择比较简单。
对于多品种、中小批量加工的柔性自动 化制造系统，加工零件的选择是一项很重要 也很复杂的工作，零件选择是否合理对系统 的组成和运行效果都有很大的影响。
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。
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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。
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8.1 总体设计的步骤及内容
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，并
可初步估算所需的投资精品课额件 。
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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
8.2.2 零件工艺分析
1. 工艺分析的目的（书中解释）
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
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。
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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。
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。
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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。
；系统运行可靠性分析报告；系统运行效益评估
说明书等。
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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。
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
装配等生产、经营、管理等方面所导出的相似
性，称为二次相似性或精品派课件 生相似性。
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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。
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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。
来自百度文库
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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）