第1章自动化制造系统概论_杨教授南京林业大学PPT课件

4.1.2 FMS的组成
板材加工柔性制造系统（FMS）
4.1.2 FMS的组成
1）加工系统的配置原则
（1）工序集中； （2）使用经济性好 ； （3）控制功能强、扩展性好；操作性、可靠性、维修性好； （4）高刚度、高精度、高速度。选用切削功能强、加工质量 稳定、生产效率高的加工设备。 （5）对环境的适应性与保护性好。 （6）其他。如技术资料齐全，机床上的各种显示、标记等清 楚，机床外形、颜色美观并与系统相协调。
4.2.1 概述
2. CIMS的发展策略
1）美国 1976年，美国空军制订了集成计算机捕助制造计划 ICAM（Integrarated Computer Aided Manufacturing）， 该计划提出了著名的结构化分析设计方法IDEF（ICAM Defination Method），并于1990年在道格拉斯飞机公司建 立了CIMS工程。1986年，美国国家标准技术研究院实施的 自动化制造技术研究基地（AMRF）计划，提出了CIMS的 五层递阶控制结构，至今仍然是CIMS的参考控制结构，获 得广泛应用。
1982年，日本发那科公司建成的自动化电机加工车间，由 60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库 组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一 个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。
4.1.2 FMS的组成
一个柔性制造系统（FMS）可概括为由下列三部分组成： 多工位数控加工系统、自动化的物料储运系统和控制与管理 系统（如图4-2所示）。
4.1.3 F动线和FMS之间的生产线，对物料系统
的柔性要求低于FMS，但生产效率更高。图4-9所示为加工 244FM摩托车发动机气缸的柔性制造线 。
4.1.3 FMS的分类与应用

自动化制造系统的组成
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

自动化制造系统_ch02自动化 控制方法与技术
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子

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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

考核方法
➢ 期末考试 70％ ➢ 作业、上机练习 30％
第1章 自动化制造系统概述
➢ 自动化制造系统的基本概念 ➢ 自动化制造系统的基本内容
自动化制造系统的定义 自动化制造系统的组成 自动化制造系统的分类及特点
§1.1 自动化制造系统的基本概念 1、什么是系统？
系统是指由相互联系、相互作用的若干元素构成 的具有特定功能的有机整体。
狭义上制造系统是指产品加工和装配相关的机械 制造系统。
制造系统的概念模型 由资源输入、输出、转换、控制和约束五大因素。 核心功能既是资源转换，为社会创造财富。
制造系统的基本模型
用户、市 场 与 外 部 环 境
制造系统结构
经营管理 财务
市场与销售 研究与开发
工程设计
采购
质量控制 资源管理
经营管理信息流 生产管理信息流 技术信息流 物质流
第三阶段：1967~80年代中期 FMS（数控机床+工业机器人）
1967年----FMS（英国的Molins公司 ） 70年代初----FMC（柔性制造单元） 1980年----无人化工厂（富士工厂）
通过本课程的学习，学生应该掌握的基本理论有： 了解机械制造自动化的基本概念、类型、控制方
式及发展与应用。 掌握加工设备自动化的特点及分类，以及两种典
型的加工过程自动化方法：单机工作自动化和加 工自动线。 掌握物流供输系统的功能及组成；介绍不同类型 的物流供输系统的组成及特点。 掌握刀具自动化的特点以及各种排屑、换刀自动 化装置。
自动化制造系统1
2021年7月20日星期二
课程内容介绍 一、基本情况 教 材：辛宗生主编 《自动化制造系统》 北京 大学出版社 参考教材： 张根宝.自动化制造系统. 机械工业出版社 全燕鸣.机械制造自动化. 华南理工大学出版社

第 1章 1.1
概
论
基本概念和主要内容
信息系统（订单、图纸、工艺文件、调度计划）
原料或毛坯
存储
运输
制造
检验
产品 机械制造自动化 就是在机械制造 过程的所有环节 采用自动化技术， 实现机械制造全 过程的自动化。
能量系统
机械制造系统组成图
物料流
能源
能量流 信息流
1.1
机械化 自动化
基本概念和主要内容
生产过程中的基本动作是由机器（机械）代替
制造过程自动化 产品制造中若每个工艺过程都自动化了，
并把它们有机联系起来，从原材料到成品的全过程不需要人
工干预，形成了制造过程的自动化。机械制造自动化的高级 阶段就是自动化车间甚至自动化工厂。
机械制造自动化的主要内容
工艺规程、数控程序、适用控制模型等
工艺信息
上 工 序
原料或毛坯 存 储
信息系统
下 工 序
1.2
机械制造自动化的类型
三、机械制造自动化的特点和适用范围
3. 刚性自动线
用工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设
备按一定顺序连接起来，在控制系统作用下完成单个 零件加工的复杂系统。 特点: 完成的加工工序多，自动化程度高，生产率高， 但结构复杂，变化困难。 适用范围：品种单一大批量生产。
检 验 工 件
机床 刀具 夹具
机械 加工 工艺 过程
能 量 系 统
机械加工工艺系统
物流 能 源 能量流 信息流
机械制造自动化的主要内容
1) 机械加工自动化技术，包含上下料自动化技术、装卡自 动化技术、换刀自动化技术、加工自动化技术和零件检验 自动化技术等。 2) 物料储运过程自动化技术，包含工件储运自动化技术、 刀具储运自动化技术和其它物料储运自动化技术等。 3) 装配自动化技术，包含零部件供应自动化技术和装配过

1.2
机械制造自动化的类型
三、机械制造自动化的特点和适用范围
6. 加工中心
在一般数控机床基础上增加刀库和自动换刀装置形成的
更复杂、效率更高的数控机床。可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。 特点： 具有工序集中、缩短调整搬运时间、减少在制品 库存、加工质量高等优点。
送料凸轮
松夹凸轮
定转离 合器
辅助轴
长齿轮 回转刀架 立刀架 后刀架
刀架滑板
马氏机构
送料机构 夹紧机构 前刀架 纵向进 给凸轮 换刀定时轮
分配轴
主轴正反 转定时轮
径向进给凸轮 送夹料定时轮
图1-2 C1318型单轴转塔自动车床控制原理简图
1.3
机械制造自动化的控制方式
三、液压、气动与电气控制
机械制造过程中广泛采用液压、气动与电气对其整个工
集中存储 磁带等，分散存储 限位开关
（2）指令控制装置
（3）执行机构
需要时发出指令信息
最终完成控制动作环节
（4）传递及转换装置 传递信息、转换信号形式、放大器
1.3
机械制造自动化的控制方式
一、自动控制的基本要求与方式
2. 基本要求
自动控制系统应能保证各执行机构的使用性能、加工质 量、生产效率及工作可靠性，为此提出如下基本要求： （1）应保证执行机构的动作或整个加工过程能够自动 进行。 （2）为便于调试和维护，各单机应具有相对独立的自 动控制装置，同时还应便于和总控制系统相匹配。
1开环控制方式输出量对系统控制作用没影响简单2闭环控制方式输出量反馈控制控制精度高系统复杂3分散控制方式又称行程控制或继位控制简单元件通用4集中控制方式时间控制系统调整方便可靠性较好5程序控制方式固定程序控制可变程序控制适应品种变化6数字控制方式适于零件形状复杂品种经常改变小批量7计算机控制方式对大量数据信息快速运算处理优化控制2213机械制造自动化的控制方式二机械传动控制在采用机械传动控制的自动化装备中几乎所有运动部件及机构通常都是由装有许多凸轮的分配轴来进行驱动和控制的

生产物流是制造系统各环节组成有机整体的纽带， 是生产过程延续的基础。
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现代生产物流的特点主要体现在： 1） 现代化的物流设备 2） 计算机管理 3） 系统化和集成化 。 不追求系统内个别设备的高效和优化，而是力求整
体系统的高效和优化。系统化和集成化的另一个特点是， 把物流系统与生产制造系统融为一体，使之形成完整的 生产系统，以提高生产的整体效益。
段
辊子(1输)水送平机面成垂垂直直转、运平行、上下、交汇等布置形式 时，物品一般需要通过辅助装置进行转运。
万向球台
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转台
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二 链式输送机 链式输送机在国民经济发展中越来越起到重要的
作用,无论是支柱产业——汽车生产的发展，还是钢 铁、
轻工1、、特家征电、粮食等大规模生产的领域，都将会对 链链式链式式输输送送机机的的特主征要：功能元件是输送链 。
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二、自动分拣装置
1、斜行胶带式分拣
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2、翻盘式分拣装置
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3、斜置辊轮式分拣装置
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4、滑块式分拣装置
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5、摇臂式分拣装置
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6、推出式分拣装置
输送输机送，物品特的别多是样高性性、能苛的刻链输式送输环送境机的有适更应大性的、需输求。 送物品流向的任意性 、工作时具有运载准确和稳定性 、 寿命长、效率高。
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2、链式输送机的种类 链式输送机类型很多，四类主要的输送机是： 1）悬挂链式输送机
整个机组是架设在空中的，输送的物品借吊具与 滑架在空间立体范围内运行。

56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
自动化制造系统—刀具自动 化
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要源自敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左