第10章 制造系统的设计自动化讲解

第一章：概论制造规模分类：大规模制造、大批量制造和多种小批量制造。

自动化制造的定义：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。

自动化制造系统具有五个典型组成部分：(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)信息流及控制系统；(4)能量流及控制系统；(5)物料流及物料处理系统。

自动化制造系统的寿命周期：设计、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废及回收处理这些过程的集合称为自动化制造系统的寿命周期。

自动化制造的意义：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才组成的一个有机整体。

自动化制造系统五个典型组成部分：(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。

自动化制造系统的寿命周期：通常将系统的设计、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废及回收处理这些过程的集合称为自动化制造系统的寿命周期。

自动化制造的意义体现在哪些方面：(1)提高生产率。

(2)缩短生产周期。

(3)提高产品质量。

(4)提高经济效益。

(5)降低劳动强度。

(6)有利于产品更新。

(7)提高劳动者的素质。

(8)带动相关技术的发展。

(9)体现一个国家的科技水平。

自动化制造系统的六个评价指标(六要素)：(1)生产率。

(2)产品质量。

(3)经济性。

(4)寿命周期与可靠性。

(5)制造柔性。

(6)可持续发展。

人在自动化制造系统中起到的作用：(1)监视系统的运行状态。

(2)随时排除系统的复杂故隙。

(3)完成机器无法完成的复杂工作。

(4)完成机器不能经济性完成的工作。

(5)在系统控制和调度中起主导作用。

(6)随时调整系统的运行参数。

第二章：自动化制造系统的人机一体化设计与评价人机一体化的定义: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。

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。

自动化制造系统课程设计一、课程设计背景自动化制造技术是现代工业生产的重要技术之一，具有显著的经济效益和社会效益。

为了培养适应工业发展需要的人才，各高校纷纷开设了自动化制造系统的课程。

本次课程设计是在学习了自动化制造系统相关理论后，将所学理论转化为实际应用的一次实践性课程。

二、课程设计目的1.掌握自动化制造系统的基本原理和技术。

2.熟悉自动化控制系统和生产过程中的各种自动化设备的特性和应用。

3.培养学生工程设计能力和实践能力。

三、课程设计任务1.设计一条包括物料处理、加工、运输、质检等环节的自动化生产线。

2.采用自动化控制技术，对生产线进行控制和监控。

3.根据不同的生产需求，调整和优化生产线参数，实现自动生产过程的优化。

四、课程设计流程第一阶段：确定生产线的加工工序和工艺参数1.根据加工工序和工艺要求，确定生产线的加工工序和通路。

2.每个加工工序的工艺参数需要与自动化设备匹配，确定各自动化设备的规格和数量。

3.每个自动化设备需要选择合适的控制器，并编写控制程序。

第二阶段：搭建自动化生产线1.按照确定的加工工序和通路，放置自动化设备。

2.将各个自动化设备进行连通，组成一条自动化生产线。

3.关联、校正、试运行生产线中各种自动化设备。

第三阶段：采集生产过程中的数据1.采集自动化生产线中各种设备的数据，包括控制器的输出、传感器的反馈、设备运行时状态信息等。

2.对采集到的数据进行可视化和汇总，以便在后续调优过程中参考分析。

第四阶段：优化自动化生产线1.根据采集到的数据，分析生产线运行中的缺陷和不足，寻找改进的空间。

2.调整和优化自动化生产线的参数，包括各自动化设备的运行速度、工艺参数、操作流程等。

3.对优化方案进行实验和测试，并进行结果评估。

五、课程设计要求1.本次课程设计可以采用软件仿真的方式完成，也可以通过实物进行搭建和调试。

2.课程设计成果需要进行口头汇报和书面报告，包括设计方案、优化结果和实际效果等。

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。

自动化制造系统概论一、制造及制造业制造（Manufacturing）是人类按照市场需求。

运用主管掌握的知识技能，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，将原有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或装配过程，而是包括市场调研和预测、产品设计、材料和工艺设计、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、销售前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活动。

在这里，我们所定义的是制造的广义概念，与传统的狭义制造概念不同，或者往往只包括生产车间内与物流有关的加工和装配过程。

制造业是所有与制造业有关的企业机构的总称。

制造业是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值、物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。

在工业化国家中，约有1/4的人口从事各种形式的制造活动，在非制造业部门中，约有半数人的工作性质与制造业密切相关。

纵观世界各国，如果一个国家的制造业发达，它的经济必然强大。

大多数国家和地区的经济飞腾，制造业功不可没。

二、系统系统（system）是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个分割的整体。

虽然一个系统可以进一步划分成一些更小的分系统，而且这些分系统也可以单独存在并对外呈现一定的特性，但这些分系统都不具备原有系统的整体性质。

另外，这些分系统的简单叠加也不能构成原来的系统，而仅仅是一个分系统间的简单集合。

一般的系统都具有下述性质：（1）目的性任何一个物理或组织系统都具有一定的目的。

例如，制造系统的目的是将制造资源有效地转变成有用的产品。

为了实现系统的目的，系统必须具有处理、控制、调节和管理的功能。

（2）整体性系统是由两个或两个以上可以相互区别的要素，按照系统所应具有的综合整体性构成的。

系统的整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中，对外呈现整体特性。

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。

系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个不可分割的整体。

成组技术就是将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似性准则（分类系统）分类归族。

并在分类的基础上组织产品生产的各个环节，从而实现产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。

CIMS是以系统工程为指导，强调信息集成和适度自动化，以过程重组和机构精简为手段，在企业信息系统的支持下，将制造企业的全部要素（人、技术、经营管理）和全部经营活动集成为一个有机的整体，实现以人为中心的柔性化生产，是企业在新产品的开发、产品质量、产品成本、相关服务、交货期和环境保护等方面均取得整体最佳的效果。

系统可靠度系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。

快速原型制造是综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和新材料技术实现零件设计到制造一体化的系统技术。

=============================================================================== 1.典型的自动化制造系统包括哪些子系统？答：毛坯制备自动化子系统、机械加工自动子系统、储运自动化子系统、装配过程自动化子系统辅助过程自动化子系统、热处理过程自动化子系统、质量控制子系统和系统控制子系统。

2.工件储运系统作用？答：工件储运系统是自动化制造系统的重要组成部分，它将工件毛坯或半成品及时准确地送到指定加工位置，并将加工好的成品送进仓库或装卸站。

3．刀具准备及储运系统的作用？刀具准备与储运系统为各加工设备及时提供所需要的刀具，从而实现刀具供给自动化，使自动化制造系统的自动化程度进一步提高。

4.自动化制造系统对加工设备的性能要求1工序集中 2 质量 3 生产率 4 柔性5成本 6 易控制性5.自动化制造系统总体设计的主要内容1)确定加工对象的类型及范围2)对所确定的加工对象进行工艺分析、制定加工方案、包括工序划分、加工顺序确定、装夹原则及方式选择、确定刀具种类及数量、计算工时定额等。

自动化生产系统的设计与实现随着科技的不断进步和人类工业化程度的不断提高，自动化生产系统在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。

自动化生产系统的设计与实现，不仅仅是简单的机器和设备的组装，它更需要高度的工程技术和研发实力。

因此，自动化生产系统的设计与实现是一个十分复杂和关键的过程。

一、自动化生产系统的概述自动化生产系统是一种在生产流程中，利用控制系统、传感器和执行器实现产品自动化生产和生产过程控制的系统。

自动化生产系统包含数控加工中心、机器人、输送设备、光学传感器、分步电机驱动器等众多智能化设备，可以实现从原料装配到成品分拣的连续生产过程，大大提高了生产效率和质量。

二、自动化生产系统的设计思路自动化生产系统的设计思路应该是以工序导向和需求导向为核心的。

设计师应该充分了解生产过程中的实际生产环境、需要生产的产品以及客户的需求和要求，根据相应的工艺流程和质量管理要求，进行合理的设备配置和技术策略的选择，从而实现最佳的生产效益和质量。

三、自动化生产系统设计要点自动化生产系统的设计要点包括：综合考虑自动化设备的性能、工艺流程的合理化、软件编程的安排、控制系统的选型和系统的故障维修等方面。

1.设备性能的选择设备的性能是决定生产效率和生产质量的关键因素之一。

在选择设备时，我们应该充分考虑其准确性、稳定性、可靠性和适用性等方面。

应该综合考虑这些因素来选择合适性能的设备，同时也要考虑设备与控制系统和软件的兼容性，以确保生产系统的正常运行。

2.合理化的工艺流程一个好的工艺流程可以更好的发挥设备的性能，提高生产效率并保证产品质量。

合理的工艺流程应该综合考虑工艺的可行性、生产效率、成本和质量等方面。

同时也要充分考虑到生产过程中的安全控制和自动化控制的可靠性，确保生产过程的可持续和稳定运行。

3.软件编程的安排自动化生产系统的软件编程是一个非常重要的环节。

软件编程与具体设备和控制系统密不可分。

设计师应该充分了解控制系统和设备的运行原理，对系统的整体控制逻辑进行分析和设计，合理编写程序代码来保证生产系统的正常运行。

机械制造自动化设计机械制造是现代工业领域的重要组成部分，而自动化技术在机械制造中扮演着至关重要的角色。

机械制造自动化设计是指利用先进的技术手段使机械制造过程更高效、更精确、更可靠的过程。

1. 概述机械制造自动化设计的目标是通过引入自动化技术来提高机械工艺的效率、质量和可靠性。

通过自动化设计，可以减少人工操作，降低劳动力成本，提高生产效率。

2. 自动化设计的基本原理自动化设计主要涉及以下基本原理：- 传感器技术：通过传感器检测机械工艺中的物理量（如温度、压力、速度等），将其转化成电信号，实现对工艺参数的实时监测和控制。

- 控制系统：基于传感器反馈信号，通过控制器对机械工艺中的各个环节进行自动控制，实现工艺过程的自动化。

- 执行器：根据控制信号，控制执行器（如电机、气缸等）完成相应的机械动作，实现工艺的自动化操作。

- 人机界面：以可视化界面呈现监测数据和工艺参数，使操作者能够直观地了解工艺状态并进行调整。

3. 自动化设计的重要应用机械制造自动化设计在诸多领域有重要应用，下面以几个典型的应用案例进行介绍。

3.1 制造工艺自动化机械制造的核心环节是制造工艺，传统的工艺往往需要人工操作，效率低下。

通过自动化设计，可以实现生产线的自动化操作，提高生产效率和产品质量。

例如，汽车制造过程中的焊接、喷漆等环节可以引入工业机器人来完成，实现自动化操作。

3.2 数控加工技术数控加工技术是机械制造中的重要应用之一。

通过自动化设计，将工件的加工参数输入数控机床控制系统，实现对工件形状、尺寸等加工过程的自动化控制。

数控加工技术可以提高加工精度和加工效率，广泛应用于金属加工、模具制造等领域。

3.3 机器视觉技术机器视觉技术是自动化设计中的另一个重要应用。

通过安装相机或传感器，将机械工艺中的视觉信息转化为数字信号，实现对工艺过程中的品质、缺陷等进行检测和控制。

机器视觉技术广泛应用于产品质量检测、智能物流等领域。

4. 自动化设计的优势与挑战机械制造自动化设计具有以下优势：- 提高生产效率：自动化设计可以实现生产过程的连续化、高速化，大幅提升生产效率。

机械设计制造及其自动化概要机械设计制造及其自动化是指将创新的设计理念和先进的制造工艺相结合，通过自动化设备和技术实现生产过程的高效、精准和可控。

在现代工业生产中，机械设计制造及其自动化发挥着重要作用，不仅可以提高生产效率，降低成本，还可以提升产品质量和企业竞争力。

在机械设计制造过程中，首先需要进行产品的设计，包括产品结构设计、零部件设计和工艺设计等环节。

设计过程需要充分考虑产品的功能性、可靠性、可维护性和成本等因素，确保产品能够满足市场需求和用户期望。

随后，通过计算机辅助设计和仿真技术，可以对产品进行虚拟试验和优化，提高设计质量和效率。

最后，设计出的产品需要进行制造和装配，这就需要借助先进的加工设备和工艺技术来实现。

在制造环节中，自动化设备发挥着关键作用。

自动化设备能够通过程序控制实现生产过程的自动化操作，包括零件加工、组装、搬运等环节，大大提高了生产效率，减少了人为错误和劳动强度。

同时，自动化设备还可以实现生产过程的信息化管理和数据采集，为企业决策提供支持。

机械设计制造及其自动化在工业生产中具有广泛的应用，涵盖了机械、汽车、航空航天、电子、医疗器械等多个领域。

随着科技的发展和工业4.0的推动，机械设计制造及其自动化将会迎来更多的创新和发展，为工业生产注入新的活力。

在机械设计制造及其自动化领域，一些先进的技术正在推动着行业的发展。

例如，3D打印技术已经成为制造领域的一大革新，它可以实现复杂结构的零部件制造，并且可以减少材料浪费，节约成本。

另外，电气化和智能化技术的应用也让自动化设备拥有了更高的灵活性和智能化水平，使得生产过程更加智能化、可控化和可持续化。

随着自动化水平的提高，机械设计制造也面临着新的挑战和机遇。

其中之一是人机协作的发展。

人机协作技术能够让工人和机器实现更加紧密的合作，提高生产效率的同时还能减少工人的劳动强度。

另外，虚拟现实和增强现实技术正在逐渐应用于机械设计制造领域，这些技术可以帮助设计师和工程师进行更直观、更高效的设计和操作。

第一章绪论1.机械制造、机械、系统、自动化、机械制造系统自动化的定义是什么？制造：将原资料加工成成品的过程。

机械：由零部件组成的，可实现运动、能量、信息传达或变换的，拥有某种功能的机器、设施或仪器。

系统：是由相互联系、相互依赖、相互限制和相互作用的若干组成部分结合的，拥有某种特定功能的有机整体。

自动化：是针对应用对象用某种控制方法和手段，经过执行机构来实现其动作，使其按起初规定的程序自动地进行操作，而无需人直接干预的过程。

机械制造系统自动化：是机械系统用某种控制方法和手段，经过执行机构来实现其功能，使其按起初规定的程序自动地进行操作，而无需人直接干预的过程。

2.系统有哪几个共同特点？1.目的性2. 会集性3. 有关性4. 层次性5. 环境适应性3.机械制造系统的基本要素？被控制对象执行元器件检测元器件调治控制装置4.机械制造自动化发展分为哪四个阶段，各有什么特点？第一阶段：刚性自动化单元、机械控制方式20世纪 40-50 年代初，以大批大批生产为主的刚性自动化系统和刚性自动化单机，其特点是高生产率刚性结构，产品固定生产节拍固定，难以实现生产产品的改变。

第二阶段：数控技术、单机数控20 世纪 50-60 年代中期，合用于多品种、中小批量生产的数控（ NC）和计算机数控（ CNC）技术。

其特点是拥有较好的柔性和加工质量，应用编程技术即可实现生产产品的改变。

第三阶段：柔性自动化20 世纪 60-80 年代中期，合用多品种、中小批量生产的柔性制造技术。

包括柔性制造单元（ FMC）、柔性制造系统（ FMS）和柔性加工线（ FML）。

其特点是高的柔性、质量和效率。

第四阶段：计算机集成制造、智能集成自动化20 世纪 80 年代到此刻，依旧面对多品种、中小批量生产。

其技术为计算机集成制造系统（ CIMS）、计算机集成制造（ CIM）、智能制造、并行工程、敏捷制造、虚拟制造、快速原型制造、网络制造、全球制造和绿色制造等。

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。