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机械制造系统自动化培训课件1. 简介机械制造系统自动化是指利用计算机技术和自动化设备，将机械制造过程中的生产、加工、装配等环节自动化，从而提高生产效率和产品质量的一种方法。
本课程旨在介绍机械制造系统自动化的基本概念和原理，以及在实际应用中的相关技术和方法。
2. 机械制造系统概述2.1 机械制造系统的定义机械制造系统是指利用机械、电子和信息技术等资源，通过一系列的工艺和操作，将原材料转化为最终产品的生产系统。
它通常由多个部件和子系统组成，包括物料处理、加工设备、自动化控制系统等。
2.2 机械制造系统自动化的优势•提高生产效率：机械制造系统自动化能够实现高效的生产流程和操作，减少人力成本，提高生产效率。
•提升产品质量：自动化系统可以提供更加精确和稳定的加工过程，从而提高产品的一致性和质量。
•降低生产成本：自动化系统能够减少废品和不良品的产生，提高资源利用率，降低生产成本。
2.3 机械制造系统自动化的应用领域机械制造系统自动化广泛应用于各个行业和领域，包括汽车制造、机床加工、电子设备制造等。
它不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以实现柔性生产和定制化生产。
3. 机械制造系统自动化技术3.1 传感器与控制器传感器是机械制造系统自动化的关键组成部分，它能够感知和测量物理量，如温度、压力、速度等，并将其转换成电信号。
控制器则根据传感器的信号进行逻辑判断和控制操作，实现自动化的生产过程。
3.2 PLC控制系统PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用的自动化控制设备，它能够根据预先编写的程序逻辑来控制机械设备的运行。
PLC控制系统具有可编程、可扩展和可靠性高的特点，被广泛应用于机械制造系统中。
3.3 机器视觉系统机器视觉系统是利用摄像机和图像处理技术，对机械制造过程中的零部件和产品进行检测和识别的技术。
它能够实现自动化的质量控制和故障检测，提高产品质量和生产效率。
4. 机械制造系统自动化的设计与实施4.1 系统设计机械制造系统自动化的设计需要考虑产品特性、生产工艺、设备选型等因素，确定合适的自动化方案。
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。
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。
3) 建立系统的功能模型和信息模型。
4) 确定设备类型及配置，进行系统总体平面布局设计。
5) 确定物流系统方案、控制系统方案、质量控制及监控方案。
6) 计算机通信网络及数据库管理系统设计。
7) 辅助装置的确定，如托盘及托盘缓冲站、中央刀库及刀具进出站、工
件装卸站、清洗机、排屑装置、切削液回收装置、自动仓库等。
8) 对系统配置及运行方案进行计算机仿真以确定最佳方案。
9) 对系统进行可靠性分析。
10) 对系统进行风险分析和经济效益评估等。
6.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 8 绿色化
7．实现自动化制造系统的意义
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提高劳动者素质 8带动相关技术的发展 9体现一个国
家的科技水平
8.PLC的主要特点
1 控制程序可变，具有很好的柔性 2工作可靠性高，适用于工业环境
3功能完善 4易于掌握、便于修改 5体积小、省电 6价格低廉
9.AGV小车的工作原理 P65
AGV是一种无人驾驶的，以蓄电池驱动的物料搬运设备，磁感应式AGV
是由运输小车、地下电缆和控制器三部分组成。
小车底部装有弓形天
线，跨设于以感应导线为中心且与感应线垂直的平面内。
感应线通以交
变电流，产生交变磁场。
当天线偏离磁感应线任何一侧时，天线的两对
称线圈中产生电压差值，误差信号经放大驱动左右电机产生转速差，经
驱动轮使小车转向。
感应线重新位于天线中心，直至误差信号为零。
AGV的行走路线以图表格式存储在计算机中，由控制程序主动选择最佳
路线。
========================================================================= 1. 声发射法（详细掌握）P77-P78
在切削过程中发射出超声频率的声脉冲波，当刀具差不多破损时，声发
射强度增加到正常值的3-7倍。
如果声强传感器检测出声强迅速增加，
则中断进给，触发换刀。
2. 计算机仿真的意义，在制造系统规划制造系统运行方面的作用作
用：P178
1) 可以替代许多难以开展或无法实现的实验
2) 可以解决一般理论方法难以求解的大型系统问题
3) 可以经济快速地比较不同方案以降低投资风险并节省研究开发费用
4) 可以避免实际实验对生命和财产的危害
5) 可以缩短实验时间，并不拘于时空限制
3. 为什么自动化制造系统需要实时动态调度（必要性）
自动化制造，系统的生产作业计划（含静态调度）虽然已对生产活动进行了规划和安排，且这种规划在一定程度上保证了自动化制造系统运行达到规划的最优目标。
但这是在系统开始运行之前进行的。
开始运行后，实际状况与前面做生产计划时所假定的情况不一定能吻合因而需要进行实时动态调度。
此外，前面所述的生产作业计划主要是针对工件在系统中的流动而做的。
但是零件在系统中的流动和加工必须依靠系统资源的活动来实现，这些资源包括机床、物料输送装置、缓冲存储站、刀具、夹具、机器人以及操作人员等。
因此需要在加工过程中对系统资源进行实时动态调度。
4. AGV调度有哪些内容？
1) 当有多项任务申请小车服务时，优先为谁服务。
2) 当一项任务有多台小车可供选择是，选用哪一台小车为之服务
3) 小车的交通管制问题它包括如何安排小车的运行路线，使之避免碰撞，当有多台小车发生抢道时，如何避让等
4) 小车在两点之间运行时，如何选择最优路径，使之运行时间最短
5. 比较FMS与刚性制造系统（1组成2柔性3加工效率）
刚性自动线一般由加工自动化设备、工件输送装置、切屑输送装置和控制系统等组成。
刚性自动线生产率高，但柔性较差。
FMS基本组成部分由自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统。
多层计算机控制系统等。
柔性制造系统的主要特点有：柔性高，适应多品种中小批量生产、系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的、可混流加工不同的零件、系统局部调整或维修不中断整个系统的运作、多层计算机控制，可以刻上层计算机联网、可进行点半无人干预生产。
