《制造自动化技术》课件

产品智能化：将传感器、控制器 和执行器等智能组件集成到产品 中，实现产品的智能化和自主控 制。
个性化定制：利用数字化技术和 定制化平台，实现产品的个性化 定制，满足不同用户的特殊需求 。
智能服务的创新与实施
总结词：智能服务是 智能制造的重要组成 部分，通过创新的服 务模式和技术手段， 提高客户满意度和服 务质量。
协同管理：实现供应商、制造商、分销商等各方的信息 共享和协同管理，提高整个供应链的效率和灵活性。
智能产品的设计与生产
详细描述
产品模块化：将产品划分为多个 模块，每个模块具有独立的功能 和接口，便于产品的升级和维护 。
总结词：智能产品的设计和生产 需要关注产品的智能化、模块化 和定制化等方面，以满足市场需 求的多样化和个性化。
03
智能制造的实践案例
智能工厂的构建与管理
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总结词：智能工厂是智能制造的核心，构建和管理智能工 厂需要关注工厂布局、设备连接、数据采集和智能化决策 等方面。
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详细描述
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工厂布局：合理规划生产线、仓库、物流通道等空间布局 ，提高生产效率和物料流动性。
加强技术研发和创新，突破关键 技术瓶颈，推动智能制造技术的
持续发展。
数据安全与隐私保护
数据加密与安全传输
采用数据加密技术和安全 传输协议，保证数据在传 输过程中的安全性和保密
性。
数据备份与恢复
建立完善的数据备份和恢 复机制，防止数据丢失和
损坏。
隐私保护
制定严格的隐私保护政策 ，保护用户个人信息和敏
总结词
人工智能与机器学习技术为智能制造提供强大的数据处理和学习能力，支持自动 化决策和优化。

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表4-1机械制造可自编辑动课件化发展的四个阶段
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• 国内外对制造自动化技术的研究非常重视，
已经进行了大量研究，主要表现在以下7个
方面。
• 1. 制造系统中的集成技术和系统技术已成
为制造自动化技术研究中的热点问题；
• 2. 更加注重研究制造自动化系统中人的作
用的发挥；
• 3. 单元系统的研究仍然占有重要的位置
• 伺服单元是CNC和机床本体的联系环节， 它把来自CNC装置的微弱指令信号放大成控 制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的 不同，伺服单元有脉冲式和模拟式之分，而 模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺 服单元和交流伺服单元。
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• 5) 驱动装置
• 驱动装置把经放大的指令信号变为机械运 动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使 工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相 对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和 伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直 流伺服电机和交流伺服电机等。
• 可编程控制器(Programmable
Controller，PC)是一种以微处理器为基础
的通用型自动控制装置，专为在工业环境下
应用而设计。由于最初研制这种装置的目的
是为了解决生产设备的逻辑及开关控制，故
称为可编程逻辑控制器(Programmable
Logic Controller，PLC)。
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• 4. 制造过程的计划和调度研究十分活跃，但 实用化的成果还不多见；
• 5. 柔性制造技术的研究向着深度和广义发展； • 6. 适应现代生产模式的制造环境的研究正在
兴起； • 7. 底层加工系统的智能化和集成化研究越来

▲实现装配自动化以后，经济上合理，生产成本降低
零件的自动给料、运输及自动装配（装配自动化的内容）是否 能达到要求。
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实现装配自动化的途径
▲借助先进技术，改进产品设计
制定便于装配的设计准则，一方面尽可能地减少零件的数量， 另一方面改进零件的结构工艺性，使之便于自动给料、自动传 送或自动装配。（P161 表7-2）
——具有柔性控制能力的装配自动化技术
控制单元配备了带有智能电子计算机的可编程序控制器，能发出改
变操作顺序的信号。
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一、基本概况
▲ 发展趋势
——与近代基础技术（控制技术、物联网技术、通信技术、人 工智能等）互相结合，提高自动装配装置的性能。
——进一步提高装配的柔性，大力发展柔性装配系统。
装配过程自动化
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▲ 装配自动化的目的——提高生产效率、降低成本，保证 产品的装配质量和稳定性，降低劳动强度，保证操作安全。
机械产品的装配是机械制造系统的重要组成环节（联想机 械制造系统的过程特性）。据统计，一些典型产品的装配时间 占总生产时间的40%~60%，而目前自动化水平仅为10%~15%。
几个装配工位。
（2）应减少装配基础件的位置变动（除正常运送外） 以免影响装配过程中的定位精度。
（3）合理选择装配基准面，以保证定位精度 装配基准面通常是精加工的面或面积较大的配合面；同时考虑装配家具
所必需的装夹面和导向面。
（4）对装配件进行分类自动给料 针对形状比较规则的简单零件
（5）关键件和复杂件的自动定向 概率法 极化法 测定法
（8）避免采用易缠住或易套在一起的零件结构，不得已时，应设计 可靠的定向隔离装置。

信息技术、自动控制技术的交叉 学科，主要任务是运用先进设计 制造技术的理论与方法，解决现 代工程领域中的复杂技术问题， 以实现产品智能化的设计与制造。
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与管理企业所需的知识结构及潜能，也具有适应科研、 教育、经贸及行政管理等部门工作或继续深造的素质 和能力，能在机械工程及其自动化领域内从事设计制 造、科技开发、 应用研究、运行管理和经营销售等方 面工作的高级工程技术人才。 部分高校按以下专业方向培养： 机械制造及自动化 制 造自动化与测控技术 微电子制造装备及自动化 机电 模 具 数控 机电控制 机械电子 机械制造 汽车工程 设计制 造数控技术职教师资 机电一体化机械自动化机械电子 工程机械工艺技术先进制造技术 机电传动与控制机械 设计与制造流体传动及控制模具设计与制造数字化设 计制造
（6） 从事 机械设计与制造的现场技术管 理工作；
（7） 从事机电产品的销售和服务工作。
（8） 在高等学校、科研机构和国家机关从 事教学、科研和行政管理工作
（9）从事机械模具设计生产及制造相关工 作。
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Topic 3 开设高校
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本专业进去双 一流工程建设 的有:
清华大学，哈 尔滨工业大学， 上海交通大学， 浙江大学，华 中科技大学， 西安交通大学， 西北工业大学
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湖南大学 211 985 双一流大学B类
2016年 机械类 620分
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2、增量算法 由位置算法求出：
U(k)kp{e(k)TTSI jk0e(t)TTDS [e（k）e(k 1)]} U(k 1)kp{e(k -1)TTSI jk0e(t)TTDS [e（k 1）e(k 2)]}
U(k)U(k)U(k 1)k p[e(k)e(k 1)] kIe(k)kD[e(k)2e(k 1)e(k 2）]
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主控制器应用设计：工艺过程划分
系统网络
通过系统网络引用另一对主控制器的IO点数据
第1对主控制器
系统网络
IO
IO
工艺过程1
第2对主控制器
系统网络
IO
IO
工艺过程2
通过硬接线引用另一对主控制器的IO点数据
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AI信号的输入处理过程
热电阻（RTD） （Resistor Temperature Detector
现是（被控变量还未显示变化以前），按扰动量大小直接产生校正作 用，以抵消扰动的影响。
顺序控制：顺序控制是按照预先规定的顺序（逻辑关系），逐步对
各阶段进行信息处理的控制方法.
计算机优化控制
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一、 理想 PID 控制算法
PID 控制器是一种线性的控制器，用于输出量与给定之间的偏差的时间
过程控制系统：对工业生产过程中的各物理量（如温度、压力、 液位等）进行闭环控制，使其按照要求的规律变化。
运动控制系统：控制运动物体的转速或位置，使其按照要求的规 律变化。如调速系统，位置随动系统等。
监控系统：对生产过程中的大量运行参数进行采集、显示、记录 或报警。
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品质量。
电商物流行业
物流系统通过自动化仓储、智 能配送等技术，提高了电商物 流的运作效率和准确性。
食品加工行业
自动化生产线在食品加工中的 应用，如自动包装、检测等环 节，确保了食品的安全和卫生 。
医药行业
物流系统在医药流通领域的应 用，通过药品追溯、智能配送 等技术，确保了药品的安全和
有效性。
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设计原则
根据建筑物的使用功能、设备配置、环境条件等因素，进行 系统设计，确保系统的可靠性、稳定性和扩展性。
实施步骤
包括系统规划、方案设计、设备选型、安装调试、系统测试 等步骤，需要专业的技术团队进行全程跟踪和服务。同时， 在系统实施过程中，还需要注意与建筑物其他系统的协调配 合，确保整体效果最佳。
THANK YOU
感谢聆听
传感器融合
系统融合多种传感器信息 ，如视觉、力觉、触觉等 ，提高机器人的感知能力 和自适应能力。
路径规划
根据任务需求，系统自动 规划机器人的运动路径， 确保机器人能够高效、准 确地完成任务。
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自动化生产线与物流系统
自动化生产线的组成与特点
组成
自动化生产线由传送系统、控制 系统、执行系统、检测系统等组 成。
稳定性
系统受到扰动后，能够恢复到原来平衡状态的能 力。稳的误差大小。准确性高 的系统能够减小误差，提高控制精度。
快速性
系统对输入信号响应的快慢程度。快速性好的系 统能够迅速响应输入信号的变化。
鲁棒性
系统对参数摄动和外部扰动的敏感程度。鲁棒性 强的系统能够在一定程度上抵抗参数摄动和外部 扰动的影响。
控制系统的分析与设计
01
控制系统分析
通过建立控制系统的数学模型，分析系统的稳定性、快速性、准确性和

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1998年教育部对本科专业调整后，学院原来 拥有的“机械设计”和“机械制造”专业合 并为 “机械设计制造及其自动化”专业。
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机械工程的发展展望
信息技术的巨大作用(CIMS、并行工程、精益生产虚拟 制造等)
设计技术不断现代化 制造技术向超精密、超高速 方向发展 新的工艺技术得到迅速发展 成形制造技术向精密成形方向发展 专业、学科间的界限逐渐淡化消失 更加注重绿色制造 虚拟现实技术完善 先进制造生产模式不断发展
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第三，工业产品质量差，中高技术含量低，缺乏市场 竞争力。尤其是装备工业主要产品达到国际水平的不 到5%，基础机械、大型成套设备比发达国家差1～2个 等级，综合技术水平落后20余年。重工业如钢产量世 界第一，而优质钢仅占20%，每年需进口高附加值专用 钢材1000多万吨。
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第四，企业R＆D投入严重不足，技术创新活动十分薄 弱。调查显示，我国2.4万家国有大中型企业中，近 2/3没有研究开发机构。在国家512家重点企业中，1/3 的研究开发机构不健全，一半以上还没有真正建立起 自己的研究开发机构。工业企业投入的科技活动经费 不足发达国家的1/30。
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来自海关的资料显示，2001年中国进出口总额占世界 贸易总额的6%，其中出口产品中，工业制成品的比重 1997—2001年平均达90%。
过去几年中，包括微软公司、摩托罗拉公司、通用汽 车公司、三星物产公司、美国电话公司和德国西门子 公司在内的世界知名大公司已在中国设立了100多个研 究和开发中心及更多的生产制造基地。在《财富》500 强中，已有400多家在中国投资2000多个项目。
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机械制造
机械制造是将设计输出的指令和信息输入机械制造系 统，加工出合乎设计要求的产品的过程。机械制造科 学是研究机械制造系统、机械制造过程和制造手段的 科学。它包括机械制造冷加工和机械制造热加工两大 部分。

❖ 在学科竞赛方面，在2010年度浙江省大学生机械设计竞赛获 一等奖1项；在浙江省大学生程序设计竞赛中我院已连续三 年在同类高校中名列前茅。
❖ 学院就业率和签约率连续四年均名列全校第一，各项指标均 名列全省同类专业前茅。学院已连续三年荣获湖州师范学院 “年度先进单位”。
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社会环境分析
❖ 机械设计制造及其自动化直接反映一个国家的现代 化和工业化水平。该专业涉及到机械行业中的设计 制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售 等诸多的方向，是社会需求很大的一个行业。机械 制造的能力，直接影响整个社会工业产业的发展。 我国现在机械设计制造及其自动化水平与发达国家 已经在逐步缩小。随着我国现代化建设的需要，在 航天、造船、采矿等工业领域的发展，机械制造和 自动化更加需要长足的发展，并且存在极大的发展 空间。
感。 ❖ 潜在我 ❖ 我有时会有些过于消极，会过度自我压抑。 ❖ 我常常会陷入深深的自我矛盾中去，无法完全肯定地做出决定。 ❖ 背脊我 ❖ 我不懂得拒绝，总觉得拒绝别人，就会给人留下不好的印象，经常因此
让自己忙得焦头烂额。
精品ppt7Fra bibliotek自我认知小结
❖ 我的性格总体来说是外向的，但这是分场合、分对 象的，在同龄人面前，大都开朗活泼，不拘小节， 但遇到长辈或领导，通常会紧张生分，不敢多言， 不过相处就了就会改善。
职业生涯规划
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自我认知
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职业生涯规划测评
❖ 依据朗途职业规划测评分析 ❖ 我在性格各个方面的偏好清晰度如下图所示：
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❖ 我的性格类型为: 公关型——天下没有不可能的事 ❖ 我的性格类型特点: ❖ （1）我对周围的人和事物观察得相当透彻，能够洞察现在

a往复运动式供料与隔离机构，用于轴、盘、环、球类工件。
b摆动往复式供料与隔离机构，用于短轴、环、球类工件。
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供料与隔料机构
c回转运动式供料与隔离机构 用于 盘类、板类类工件。
d回转运动连续式供料与隔离机构 用于短轴、环、小球类工件。
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机床自动供料典型装置实例
案例一 螺纹机床的自动供料
上料机械手顺时针摆动触发到挡块2时，机械手上的夹持器9张开，机械手继续顺时针摆动一定角度，机械手上的摆杆1压下碰杆4，隔料器5转动，工件滚入机械手夹持器中。 与此同时，下料机械手转至机床加工位置，夹持已完成的工件。
*
物料供输系统的组成与分类
▲ 物流供输系统的组成
*
连续输送装置
运输设备固定在输送线路上，其运输距离与运输机长度相同，设备一经开动就连续运行，将物料不断从装载地点运输到卸载地点，适用于运输量大，运输线路不变或少变的场合，主要用于各种自动化生产线。
*
间歇输送装置
运输设备在运行区间内，作往返式周期性（间歇式）运行。运输线路可不固定、运输作业的服务面大，工作灵活，可以从任何地点任何时间把物料从一个地点搬运到另一个地点。 其类型主要是各种车辆运输设备和起重搬运设备。
自动化物料输送系统
二、单机自动供料装置
*
▲ 供料方式 人工供料与自动供料 ▲ 自动供料装置的组成 储料器、输料槽、定向定位装置和上料器组成。 ▲ 料仓与料斗的区别
案例：螺栓料仓
料斗式储料器只需将工件倒入料斗，由料斗自动完成定向。
料仓式储料器需人工将工件按一定方向摆放在仓内；
料仓和料斗一般用于存储小型工件，较大型工件可用机械手完成供料。
往复推板式料斗 1-轴 2-销轮 3-推板 4-固定料斗 5-工件 6-料道

01
PDCA循环
通过计划、执行、检查和行动四个阶段的循环，不断发现问题、解决问
题，推动质量管理的持续改进。
02
5W1H分析法
运用五个W（为什么、是什么、在哪里、何时、由谁）和一个H（如何
）的提问方式，深入挖掘问题本质，找出根本原因并制定改进措施。
03
质量功能展开（QFD）
将客户需求转化为具体的产品特性和工艺要求，确保产品设计和生产满
定义
智能制造是一种基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活 动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能 的先进制造过程、系统与模式的总称。
发展历程
智能制造经历了数字化制造、网络化制造和智能化制造三个阶段，当前正处于 智能化制造的快速发展期。
智能制造核心技术
人工智能技术
企业如何应对变革
加强技术研发与创新能力
企业应注重技术研发，提升自主创新能力，以应对智能制造技术的快速发展。
培养与引进高素质人才
企业应建立完善的人才培养和引进机制，吸引和留住高素质人才，为智能制造发展提供强 有力的人才保障。
加强数据安全保障措施
企业应建立完善的数据安全保障体系，确保智能制造系统中的数据安全，防范潜在的网络 攻击和数据泄露风险。
设备联网与数据采集
选用支持联网和数据采集的设备，为后续实现智能制造打下基础。
生产线平衡与优化方法
生产线平衡分析
通过计算生产线上各工序 的作业时间和平衡率，找 出瓶颈工序进行改善。
作业方法改善
运用工业工程方法对作业 动作进行分析和改善，提 高作业效率和员工舒适度 。
引入自动化设备
针对重复性强、劳动强度 大的工序引入自动化设备 ，提高生产效率和产品质 量。