下载文档原格式
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化》教学大纲课程编号：Course Code: 302081020302081020课程类型：Course Type:选修课Elective课程名称：Course Name: 机械制造系统自动化Mechanical Manufacturing Automation授课对象：Audience:本科三年级学生Junior学时/学分：CreditHours/Credits 32/232/2授课语言：Language ofInstruction中文ChineseMandarin先修课程：Prerequisite: 机械原理、机械设计、机械制造基础Mechanical Principles, Mechanical DesignFundamental of Mechanical Manufacturing开课院系：Course offered by:机械工程系Department ofMechanicalEng.适用专业：机械设计制造及其自动化专业Intended for: Mechanical Design, Manufacturing andAutomation大纲执笔人：Edited by: 徐雷Xu Lei大纲审核人：Inspected by:李翔龙Li Xianglong一、课程简介随着科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今世界机械制造业已进入自动化时代。
机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与市场竞争的基础。
对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及自身适应能力增强的必然要求。
本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。
通过该课程的学习，满足学生系统掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造系统中各主要单元和系统的自动化方法，以及典型自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。
机械加工自动化随着科技的飞速发展，机械加工自动化已经成为现代制造业的重要支柱。
通过将先进的自动化技术应用于机械加工过程中，可以大大提高生产效率，降低生产成本，同时也可以提高产品的质量和一致性。
本文将探讨机械加工自动化的现状以及未来发展趋势。
近年来，随着计算机数控（CNC）机床、加工中心（MC）、柔性制造单元（FMC）等自动化设备的普及，机械加工行业已经实现了从传统的手工操作向自动化加工的转变。
这些自动化设备具有高精度、高效率、高可靠性的特点，可以大幅提高生产效率和质量。
随着人工智能、物联网、大数据等技术的发展，机械加工自动化已经进入了智能化时代。
通过应用智能化技术，可以实现设备的自主控制和优化，提高设备的运行效率和可靠性。
同时，智能化技术还可以对生产数据进行实时监控和分析，为生产管理提供有力支持。
未来的机械加工自动化将更加注重设备的集成化。
通过将不同的自动化设备进行集成，可以实现生产过程的连续性和高效性。
例如，通过将数控机床与机器人进行集成，可以实现自动化生产线，进一步提高生产效率和质量。
未来的机械加工自动化将更加注重设备的智能化。
通过应用更先进的人工智能算法和传感器技术，可以实现设备的自主控制和优化。
例如，通过应用机器视觉技术，可以实现设备的自适应加工和智能故障诊断。
随着环保意识的不断提高，未来的机械加工自动化将更加注重环保和可持续发展。
通过采用低能耗的设备和绿色材料，可以实现生产过程的环保化。
同时，通过回收利用生产过程中的废弃物和能源，可以实现资源的循环利用。
机械加工自动化是现代制造业的重要发展方向。
通过应用先进的自动化技术和智能化技术，可以实现生产过程的连续性、高效性、智能性和环保性。
未来的机械加工自动化将更加注重设备的集成化、智能化和环保化，为制造业的发展带来更加广阔的前景。
随着科技的飞速发展，机械加工设备的自动化已经成为现代制造业的重要基石。
它不仅提高了生产效率，降低了生产成本，而且为产品的质量和精度提供了保障。
工业自动化中的自动化加工技术自动化加工技术是工业自动化生产过程中不可或缺的重要组成部分。
它为现代工业生产提供了高效、精密、智能化的解决方案，让生产更加高效、可靠、安全和节能。
本文将从加工工艺、自动化设备、深度学习算法等多个方面入手，探讨自动化加工技术在工业自动化中的应用。
一、加工工艺自动化加工技术是一种先进的生产方法，不同于传统的手工加工和半自动化加工。
它采用先进的数字化控制技术，可以实现对加工过程的全面控制、监测和调整，有效提高了生产效率和质量。
在加工工艺方面，自动化加工技术主要具有以下特点：1.灵活多样。
自动化加工系统可以根据不同的零部件进行灵活的编程和控制，实现不同加工工艺的自动化处理，最大限度地满足客户需要。
2.高精度高效。
自动化加工技术具有高精度的加工能力，可以实现毫米甚至亚毫米级别的精度要求。
同时，它的加工效率也很高，可以大幅缩短生产周期，提高生产效率。
3.智能协同。
自动化加工的具备智能化协作处理能力，可以根据加工机器的状态、工件特征及其它数据进行自适应调整，以达到更好的加工效果。
二、自动化设备自动化加工技术需要完备的自动化设备支撑。
自动化加工设备是高度自动化的复杂系统，对硬件设备和软件系统的要求都非常高。
在自动化设备方面，自动化加工技术主要具有以下特点：1.高度自动化：自动化加工设备应用了最先进的控制和监测系统，在指令发出后能够自动完成整个加工过程。
2.灵活性强：自动化加工系统包括多个机构和控制模块组成的模块化设计，可以根据工件情况自由配置，实现灵活的自动化处理。
3.系统集成：自动化加工设备需要集成多个层面的自动化技术，如机械、电气、软件等，因此具有高度可扩展性和可定制性。
三、深度学习算法自动化加工技术中的测量、数据分析和预测等环节需要借助高级算法，在各方面实现更快、更高效、更准确的结果。
深度学习算法就是一种应用广泛的算法，它能够通过训练深度神经网络来完成精准的数据分类、识别和预测等任务，并能较好地解决很多常规算法难以解决的问题。
二、判断题1.加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化和实现了辅助工作自动化的加工设备。
2.加工中心必须具有刀具库及刀具自动交换机构。
3.自动化加工设备是指实现了加工过程自动化的设备。
4.加工一个工件的工作循环tg 是由切削时间和空程辅助时间组成的，即tg=tq+tf,显然只要减小tq就能提高生产率。
5.加工设备的自动化其实质是在终端执行元件上无需由人来直接或间接操作的自动控制。
6.对于一台设备自动化的具体控制系统，其基本要求是必须保证各执行机构的动作或整个加工过程能够自动进行。
7.开环控制就是指系统的输出量对系统的控制作用没有影响的控制方式。
8.若系统的输出信号对系统的控制作用具有直接影响，则称为闭环控制系统。
9.具有一个中央指令存储和指令控制装置，并按时间顺序连续或间隔地发出各种控制指令的控制方式称为集中控制方式。
10.按照预定的程序来控制各执行机构使之自动进行工作循环的系统称为程序控制系统。
11.用电子计算机作为控制装置，实现自动控制的系统称为计算机控制系统。
12.机械传动控制方式一般传递动力和信号都是机械连接的。
13.在采用机械传动控制方式的自动化加工设备中，几乎所有运动部件及机构通常都由装有许多凸轮的分配轴进行驱动和控制的。
14.在电气控制系统中采用可编程序控制器比采用继电器接触器系统可提高电气控制可靠性若干倍。
15.液压控制系统的稳定性常受油温变化的影响。
16.在实现高速、轻切削工艺的加工自动化中，采用气动控制要比采用电动或液压控制更为方便和实用。
17.工作循环图、表是设计电气控制系统循环程序的主要依据。
18.加工设备自动化程序设计中必须考虑联锁要求，且联锁信号越多越好。
19.切削加工自动化的根本目的是提高零件切削加工精度、切削加工效率、节材、节能和降低零件的加工成本。
20.数控车床所采用的各种刀架均可按需要配备动力刀座。
21.车削中心与数控卧式车床没有什么区别。
22.钻削自动化大部分都是在各类普通钻床基础上，配备点位数控系统来实现的。
第二章加工设备自动化（课后习题）2-1.实现加工设备自动化的意义是什么？ （P30）答：加工设备生产率得到有效提高的主要途径之一是采取措施缩短其辅助时 间，加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间，改善公认的劳动条件和减轻工 人的劳动强度。
加工设备自动化是零件整个机械加工工艺过程自动化的基本问题 之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。
2-2.为什么说单台加工设备的自动化是实现零件自动化加工的基础？ （P30） 答：单台加工设备的自动化能较好地满足零件加工过程中某个或几个工序的加 工半自动化和自动化的需要，为多机床管理创造了条件，是建立自动化生产线和 过渡到全盘自动化的必要前提，是机械制造业更进一步向前发展的基础。
2-3.加工设备自动化包含的主要内容与实现的途径有哪些？ （P30）答：加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化和实现了辅助工作自 动化的加工设备。
其主要内容如下:匚自动装卸工件实现加工设备自动化的途径主要有以下几种:（1） 对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现加工设备的完全自动化；（2） 对通用加工设备运用电气控制技、数控技术等进行自动化改造；（3） 根据家公家的特点和工艺要求设计制造专用的自动化加工设备，如组合机床等；（4） 采用数控加工设备，包括数控机床、加工中心等。
2-4.试分析一下生产率与加工设备自动化的关系？ （P32）答：生产率Q=K/（1+K*tf ），式中K ——理想的工艺生产率，K=1/tq ，tq —— 切削时间，tf ——空程辅助时间。
可知：tq 和tf 对机床生产的影响是相互制约 相互促进的。
当生产工艺发展到一定水平，即工艺生产率K 提高到一定程度时， 必须提高机床自动化程度，进一步减少空程辅助时间，促使生产率不断提高。
另 一方面，在相对落后的工艺基础上实现机床自动化，生产率的提高是有限的，为 了取得良好的效果，应当在先进的工艺基础上实现机床自动化。
机械加工自动化一、引言机械加工自动化是指利用先进的自动化技术，将机械加工过程中的各个环节实现自动化操作，以提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
本文将详细介绍机械加工自动化的相关内容。
二、机械加工自动化的意义1. 提高生产效率：通过自动化操作，可以实现机械加工过程的高速连续运行，大大提高了生产效率。
2. 降低成本：自动化设备可以减少人工操作，降低了人力成本，并且减少了因人为操作而导致的错误和损耗。
3. 提高产品质量：自动化设备具有高精度、高稳定性的特点，可以保证产品加工的精度和一致性。
4. 提升企业竞争力：机械加工自动化可以提高企业的生产能力和产品质量，提升企业在市场竞争中的地位。
三、机械加工自动化的应用领域1. 数控机床：数控机床是机械加工自动化的重要设备之一，通过预先编程，可以实现复杂零件的加工，提高加工精度和效率。
2. 机器人应用：机器人在机械加工自动化中发挥着重要作用，可以代替人工完成重复性、危险性和繁琐的操作，提高生产效率。
3. 自动化生产线：通过将各种机械设备进行自动化连接，形成自动化生产线，可以实现产品的连续加工和自动化运输，提高生产效率和产品质量。
4. 自动化检测设备：自动化检测设备可以对加工零件进行自动化检测和质量控制，提高产品质量。
四、机械加工自动化的关键技术1. 传感技术：通过传感器获取加工过程中的各种参数和信号，实现对加工状态的监测和控制。
2. 控制技术：采用先进的控制算法和控制器，对机械加工设备进行精确的控制和调节，保证加工过程的稳定性和精度。
3. 通信技术：通过网络和通信技术，实现机械加工设备之间的信息交换和协同工作，提高生产效率和灵活性。
4. 自动化编程技术：通过编写自动化程序，实现机械加工设备的自动化操作和控制，提高生产效率和产品质量。
五、机械加工自动化的发展趋势1. 智能化：随着人工智能技术的发展，机械加工自动化将越来越智能化，能够自主学习和适应不同的加工任务。
机械加工与自动化技术机械加工与自动化技术在现代工业领域中扮演着重要的角色。
通过机械加工，原始材料可以被切削、成型、组装，最终制造出各种产品。
而自动化技术的应用，则进一步提高了生产效率和产品质量。
本文将探讨机械加工与自动化技术的发展和应用。
一、机械加工的发展机械加工是指通过机械力对物体进行切削、磨削、打磨等加工操作的过程。
它的发展可以追溯到人类文明史的早期阶段。
最早的机械加工工具包括手工锯、石制磨刀等。
随着科技的进步，工业革命的到来为机械加工的发展提供了巨大的推动力。
发动机、汽车、飞机等各种现代化的产品都需要经过机械加工来完成。
随着计算机技术的普及和应用，机械加工也开始走向自动化。
计算机数控机床的出现，使得机械加工的精度和效率都得到了大幅度提升。
工人只需要输入加工程序，机床就能够根据程序自动完成各种加工操作。
自动化的机械加工不仅提高了生产效率，还减少了人为错误的发生。
二、自动化技术的应用自动化技术是利用先进的控制系统和传感器等设备，使机器和设备能够实现自主决策和操作。
机械加工过程中的自动化技术主要包括自动化生产线、机器人和人工智能等方面的应用。
1. 自动化生产线自动化生产线是一种将多个机械设备有机结合起来的生产方式。
通过自动化生产线，原材料可以在各种机械设备之间自动传送和加工，最后成品以连续流水线的形式出现。
自动化生产线可以大大提高生产效率和产品质量，并减少人工成本。
2. 机器人机器人是一种可以自主工作的智能机械装置。
机器人可以完成各种重复性高、精度要求高的工作任务，例如焊接、搬运、装配等。
自动化的机器人不仅代替了人类从事繁重、危险和单调的工作，还可以提高工作效率和安全性。
3. 人工智能人工智能技术的应用导致了机械加工领域的革命。
通过将人工智能技术应用于机械加工过程中的控制系统中，机器可以根据实时数据和先进算法进行自主决策和操作。
人工智能可以大大提高机械加工的精度和灵活性，进一步提高制造业的竞争力。
第2章加工设备自动化本章教学要点，导入案例（看书解释）自动化加工设备根据自动化程度、生产率和配置形式不同，可以分为不同的类型。
自动化加工设备在加工过程中能够高效、精密、可靠地自动进行加工。
前已述及，自动化加工设备按自动化程度可以分为自动化单机、刚性自动化生产线、刚性综合自动化系统、柔性制造单元、柔性制造系统等。
2.1 加工设备自动化的意义及分类2.1.1 加工设备自动化的意义各类金属切削机床和其他机械加工设备是机械制造的基本生产手段和主要组成单元。
加工设备生产率得到有效提高的主要途径之一是采取措施缩短其辅助时间。
加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间，改善工人的劳动条件和减轻工人的劳动强度。
不仅如此，单台机床或加工设备的自动化，能较好地满足零件加工过程中某个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要，为多机床管理创造了条件，是建立自动生产线和过渡到全盘自动化的必要前提，是机械制造业更进一步向前发展的基础。
因此，加工设备的自动化是零件整个机械加工工艺过程自动化的基本问题之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。
2.1.2 自动化加工设备的分类随着科学技术的发展，加工过程自动化水平不断提高，使得生产率得到了很大的提高，先后开发了适应不同生产率水平要求的自动化加工设备，主要有以下种类。
1. 全（半）自动单机该类设备又分为单轴和多轴全（半）自动单机两类。
它利用多种形式的全（半）自动单机固有的和特有的性能来完成各种零件和各种工序的加工，是实现加工过程自动化普遍采用的方法。
机床的形式和规格要根据需要完成的工艺、工序及坯料情况来选择；此外，还要根据加工品种数、每批产品和品种变换的频度等来选用控制方式。
在半自动机床上有时还可以考虑增设自动上下料装置、刀库和换刀机构，以便实现加工过程的全自动。
2. 专用自动机床该类机床是专为完成某一工件的某一工序而设计的，常以工件的工艺分析作为设计机床的基础。
其结构特点是传动系统比较简单，夹具与机床结构的联系密切，设计时往往作为机床的组成部件来考虑，机床的刚性一般比通用机床要好。
四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械制造系统自动化》教学大纲课程编号：Course Code: 302081020302081020课程类型：Course Type:选修课Elective课程名称：Course Name: 机械制造系统自动化Mechanical Manufacturing Automation授课对象：Audience:本科三年级学生Junior学时/学分：CreditHours/Credits 32/232/2授课语言：Language ofInstruction中文ChineseMandarin先修课程：Prerequisite: 机械原理、机械设计、机械制造基础Mechanical Principles, Mechanical DesignFundamental of Mechanical Manufacturing开课院系：Course offered by:机械工程系Department ofMechanicalEng.适用专业：机械设计制造及其自动化专业Intended for: Mechanical Design, Manufacturing andAutomation大纲执笔人：Edited by: 徐雷Xu Lei大纲审核人：Inspected by:李翔龙Li Xianglong一、课程简介随着科技进步以及机电一体化技术、计算机辅助技术和信息技术的发展，当今世界机械制造业已进入自动化时代。
机械制造自动化是企业实现自动化生产、参与市场竞争的基础。
对机械制造过程各个环节自动化技术的了解，掌握现代机械制造的新手段、新方法、新技术，是适应现代工业企业对机械类专业人才培养需求以及自身适应能力增强的必然要求。
本课程围绕机械制造全过程，系统讲授各种自动化技术、方法和实际应用，包括设备、装置、手段、方式、过程和系统等内容。
通过该课程的学习，满足学生系统掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造系统中各主要单元和系统的自动化方法，以及典型自动化装置的工作原理和特点，提高其应用管理能力的需求。
《机械制造自动化技术》课程教学大纲(Mechanical Manufacturing Automation Technology Curriculum Outline)课程编号：10124009总学时：32学时总学分：2学分其中实验学分：0课程性质：专业核心课适用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：机械设计、机械制造技术、微机原理及应用、液压与气压传动、测试技术、控制工程基础、机电传动控制、数控技术、机械CAD/CAM技术后续课程：其它专业课程、课程设计、毕业设计主讲教师：周骥平博士、教授，研究方向为机械制造及其自动化装备，jpzhou@ 魏孝斌博士、讲师，研究方向为机械制造自动化与信息化，xbwei@ 一、教学目的与要求《机械制造自动化技术》是机械设计制造及其自动化专业的主要专业课程，通过学习，系统的掌握有关机械制造自动化方面的基本原理，了解机械制造中各主要单元和系统的自动化方法以及各种自动化装置的结构原理和特点，并提高其应用管理能力的需要。
设置本课程的具体要求是：使学习者掌握机械制造自动化的基本知识和理论，包括自动化的基本概念、作用和主要内容，自动化的主要技术构成和基本要求，主要自动化装置的原理和实现手段与方法。
初步掌握在机械制造各过程方面的自动化技术的方法和实际应用。
了解机械制造装备的自动化技术现状和发展趋势。
二、课程内容与学时安排第一章概述[目的要求] 了解机械制造自动化技术的基本概念、内容与要求。
[教学内容] 机械制造自动化的基本概念、作用和主要内容；机械制造自动化系统的构成、分类和特点；设备自动化的控制方式、基本要求；自动化发展及趋势。
[重点难点] 识记有关自动化的基本概念；自动化的功能、模式、特点与分类；自动控制的构成、基本要求、方式以及机械、液压、气动、电气和计算机控制的基本概念。
领会各种自动化控制方式的优缺点及比较，自动化与生产率的关系。
[教学方法] 课堂讲授、观看影像资料。
CNC数控机床新手入门教程说明书
第一章：认识CNC数控机床
CNC数控机床是一种自动化加工设备，通过预先输入程序控制机床的运动和加工过程。
相比传统机床，CNC数控机床具有更高的精度和效率。
第二章：CNC数控机床的组成
CNC数控机床主要由机床主体、数控装置、执行机构和辅助装置组成。
机床主体是机床的基本部分，数控装置用于控制机床运动，执行机构负责具体加工操作，辅助装置支持加工过程。
第三章：CNC数控机床的操作
1.准备工作：插入刀具、夹紧工件、设定工件坐标系。
2.程序输入：通过编程软件编写加工程序。
3.程序调试：对加工程序进行模拟或手动调试。
4.设定参数：设定加工速度、进给速度等参数。
5.启动机床：启动机床，加载加工程序，开始加工。
第四章：CNC数控机床的常见加工操作
1.铣削：通过刀具旋转，去除工件表面多余材料。
2.钻孔：使用钻头在工件上钻出孔。
3.车削：通过刀具旋转，改变工件外形尺寸。
4.切割：使用刀具沿预定轨迹切割工件。
第五章：CNC数控机床常见问题解决方法
1.加工精度不高：调整加工参数，提高刀具质量。
2.加工效率低：优化加工程序，降低切削时间。
3.机床运动不稳：检查机床润滑系统，保证机床稳定运行。
结语
通过本教程，你可以初步了解CNC数控机床的基本知识和操作方法，希望对你的学习和工作有所帮助。
如有更多疑问，请参考相关专业书籍或请教专业人士。
机械加工自动化机械加工自动化是一种利用先进的技术和设备，将机械加工过程中的各个环节实现自动化的方法。
通过引入自动化系统，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和稳定性，同时减少人力投入和劳动强度。
一、机械加工自动化的概述机械加工自动化是指在机械加工过程中，通过引入自动化设备和控制系统，实现对加工过程的自动化控制和监控。
它包括自动化加工设备、自动化控制系统、自动化检测装置等，通过这些设备和系统的配合和协调，实现对机械加工过程的全面自动化。
二、机械加工自动化的优势1. 提高生产效率：机械加工自动化可以实现机械加工过程的连续化、高速化和高精度化，大大提高了生产效率。
2. 降低成本：自动化设备可以减少人力投入，降低劳动成本；同时，自动化控制系统可以减少废品率，降低生产成本。
3. 提高产品质量和稳定性：自动化设备和控制系统可以实现精确的加工操作和控制，避免了人为因素对产品质量的影响，提高了产品的一致性和稳定性。
4. 减少人力投入和劳动强度：机械加工自动化可以减少人工操作，降低了劳动强度，提高了工作环境的安全性和舒适性。
三、机械加工自动化的应用领域机械加工自动化广泛应用于各个工业领域，包括汽车制造、航空航天、电子电器、模具制造、机械制造等。
在这些领域中，机械加工自动化可以应用于零部件加工、装配、焊接、喷涂等工艺过程。
四、机械加工自动化的实现方法1. 自动化加工设备：包括数控机床、自动化装配线、自动化焊接设备等。
这些设备通过预先编程和自动化控制系统，实现对加工过程的自动化控制。
2. 自动化控制系统：包括PLC（可编程逻辑控制器）、CNC（计算机数控）、SCADA（监控与数据采集系统）等。
这些系统通过传感器、执行器和控制器的配合，实现对机械加工过程的自动化控制和监控。
3. 自动化检测装置：包括光学测量仪、三坐标测量仪、机器视觉系统等。
这些装置通过对产品尺寸、形状、表面质量等进行检测和测量，实现对加工过程的自动化检测和质量控制。
