自动化制造系统
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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。
人机一体化的三个层面：（1）感知和信息交互层面上的人机联合作用
（2）控制层面上采用人机共同决策。
（3）执行层面上人机交互协作、取长补短，充分发挥各自优势。
人机联合控制的三种控制策略：（1）机主人辅。（2）人主机辅。（3）人机耦合。
选择人体测量数据的原则和步骤：
（1）确定对于设计至关重要的人体尺寸。
（2）确定设计对象的使用者群体，以决定必须考虑的尺寸范围。
（3）确定数据运用准则。
3种设计准则：（1）个体设计准则。（2）可调设计准则。（3）平均设计原则。
对于一个特定的自动化制造系统，检核表式评价法主要体现在以下几个方面：
（1）对自动化制造系统设计目标定义的评价。（2）人机功能分配的评价。（3）自动化制造系统中人的作业要求评价。（4）人机界面设计评价。（5）自动化制造系统运行与维护评价。
第三章：自动化制造系统的组成
自动化制造系统的常见类型：
（1）刚性自动线。（2）分布式数字控制DNC。（3）柔性制造单元FMC。（4）柔性制造系统FMSo（5）柔性制造线FML。（6）柔性装配线FAL。
刚性自动线组成部分：一般由刚性自动化加工设备、工件输送装置、切削输送装置和控制系统以及刀具等组成。
柔性制造单元的组成：1-3台数控机床或加工中心，工件自动输送及更换系统，刀具存储、输送及更换系统，设备控制器和单元控制器等组成。
柔性制造线FML与柔性制造系统FMS的区别和联系：柔性制造线FML同时具有刚性自动线和柔性制造系统FMS的某些特征，在柔性上接近柔性制造系统“FMS,在生产率上接近刚性自动线。
自动化加工设备的组成：（1）组合机床。（2）一般数控机床。（3）车削中心。（4）加工中心MCo
工件储运系统的组成：（1）存储设备。（2）运输设备。（3）辅助设备。
自动导向小车：是一种无人驾驶的，以蓄电池供电的物料搬运设备，其行驶路线和停靠装置是可编程的。 机器人与机械手的区别：机械手没有自主能力，不可重复编程，只能完成定位点不变的简单的重复动作，机器人由计算机控制，可重复编程，能完成任意定位的复杂动作。
运行监控系统的3个监控与检测：
（1）工件尺寸精度检测与监控。（在线检测和离线检测）
（2）刀具磨损和破损的检测与监控。
（3）环境及安全检测。
在线检测：在加工过程中或在加工系统运行过程中对被测对象进行的检测称为在线检测。
离线检测：在加工中或加工后脱离加工设备对被测对象进行的检测称为离线检测。
常用的检测与监控方式有如下几种：
（I）功率检测。（2）声发射检测。（3）学习模式。（4）力检测。
环境及安全检测主要检测内容：
（1）电网的电压及电流值。（2）空气的温度及湿度。（3）供水、供气压力和流量。（4）火灾。（5）人员安全。
三个辅助设备：（1）清洗站。（2）去毛刺设备。（3）切屑和切削液处理。
第四章：自动化制造系统的总体设计
自动化制造系统的必要性分析：（1）现实的必要性。（2）预见的必要性。
自动化制造系统总目标可行性论证有如下四个方面要求：
（1）有明确的定量目标。（2）要明确责任和活动范围。（3）能提出约束条件。（4）是客观的需要。
TQCSE体系五个方面：T（time）表示交货期；Q（Quality）表示质量（包括生产线本身质量和加工产品的质量）；C（Cost）表示成本；S（Service）表示服务；E（Environment）表示广义环境性。
可行性分析的三个方面：（1）经济可行性。（2）技术可行性。（3）运行可行性。
自动化制造系统的类型选择：
（1）根据生产批量及生产方式选择。
（2）根据零件的形状结构选择。
（3）根据企业资金情况选择。
（4）根据企业的现状及发展规划选择。（5）根据自动化制造系统的目标选择。
成组技术的定义、能实现什么？
成组技术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合理化O为什么能成组？ 零件具有相似性：(1)作用相似。(2)结构相似。
在机械制造企业中，最根本的是部件的用途、性能、规格相似；在此基础上构成零件在几何形状、功能要素、尺寸、精度、材料等方面的相似性。
116页4-1表格以及计算题
平面布局设计的基本形式：
(1)一维布局。(2)二维布局。(3)三维布局。
第五章：自动化制造系统各分系统的设计
选择加工设备的内容和原则：
(1)选择加工设备的类型。
(2)选择加工设备的规格。(数控机床最主要的规格为工作台尺寸与承载能力，工件的最大回转和加工直径、行程范围和主轴电动机功率等，主要根据选定零件族的典型零件或者零件尺寸范围进行选择。)
(3)选择加工设备的精度。
工件输送系统的输送方式：
(1)直线型(单一、并行、分枝)。
(2)环型(单一、双、分枝)。
(3)网型。(4)树型。(网型和树型柔性大)
工件储运系统系统功能：
(1)物流系统的控制。(2)AGV的管理(交通管制、车辆调度、系统监控)。(3)自动化仓库的管理(台账管理、库存管理、货位管理)。
刀具管理系统四大功能：
(1)刀具信息管理。
(2)刀具计划管理。
(3)在线刀具静态管理。
(4)在线刀具动态管理。
第十章：先进生产模式与自动化制造系统的发展趋势
精益生产的五个方面：工厂组织、产品设计、供货环节、顾客和企业管理。
精益生产的特征：
(1)以用户为上帝。
(2)以人为中心。
(3)以精简为手段。
(4)协同工作和并行设计 (5)JiT供货方式。
(6)零缺陷工作目标。
敏捷制造模式下自动化制造系统的特点：
(1)系统的结构应该是可重构的，能够根据用户的需求快速改变系统的结构。
(2)系统应是基于模块化原理设计的，只有模块化的设计才能满足系统快速重构的需求。
(3)系统应具有强大的网络通信功能，以便于动态联盟能够通过网络控制制造过程。
(4)系统应具备远程诊断和维修功能，以便于制造商通过网络监控系统的运行，发现问题后通过网络实现远程维修。
网络化制造的基本概念：网络化制造系统是一种由多种、异构、分布式的制造资源，以一定互联方式，利用计算机网络组成开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵活地响应用户需求变化的制造系统，是一种面向群体协同工作并支持开放集成性的系统。
可重构制造系统的两大过程：(1)系统动态重构过程。(2)系统运行过程。
低碳制造的主要内容：
(1)产品生命周期碳排放分析(能源消耗、资源消耗、污染物排放)。
(2)低碳设计(材料选择、结构设计、可回收设计、绿色包装设计、节能设计)。
(3)低碳加工和装配
(4)产品低碳使用。
(5)产品低碳报废处理(可拆卸和可回收设计、产品再制造、零部件报废处理)
降低碳排放的主要措施：
(1)采用先进结构，减少切削加工工作量。
(2)提高毛坯精度，减少切削余量，可以大量节省材料，减少废料的产生。
(3)优化工艺，缩短加工制造时间，可以减少机器运行时间。
(4)采用加工机械节能设计和节能运行
(5)采用先进的制造工艺，例如少无切削加工工艺。
(6)采用高速切削技术，减少设备的运行时间。
(7)尽量减少恒温、保湿、清洁、无震动等特殊的环境面积。
(8)采用清洁生产技术
(9)减少机械制造中加工热损耗。
自动化制造系统的发展趋势：
(1)高度智能集成性。
(2)人机结合的适度自动化。
(3)强调系统的柔性和敏捷性。
(4)功能扩展化。
(5)网络化。
(6)小型化。
(7)简单化。
