先进制造技术基础 第4章 制造自

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1、§4-1制造自动化技术概述§4-2柔性制造系统§4-3计算机集成制造系统第4章制造自动化技术§4-4现代机床数控技术教学时数：5学时教学目标：了解制造自动化技术的内涵、技术地位及发展趋势；掌握柔性制造系统、计算机集成制造系统及现代机床数控技术涉及的关键技术及发展应用；了解制造自动化技术手段在现代机械产品制造中的实际应用。。教学要求：了解制造自动化相关知识，把握其内涵与发展趋势。掌握柔性制造系统相关的理论、技术知识，了解其应用；把握CIMS现状和发展，了解CIMS组成和信息集成技术；掌握现代机床数控系统的组成和结构特点，了解其关键技术和发展

2、趋势。定义：指“大制造概念（广义）”的制造过程的所有环节采用自动化技术，实现制造全过程的自动化，也就是对制造过程进行规划、运作、管理、组织、控制与协调优化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。§4-1制造自动化技术概述4.1.1制造自动化技术的定义、内涵内涵：1．制造技术的自动化2．制造系统的自动化4.1.2制造自动化技术的研究现状研究现状：1．制造系统中的集成技术和系统技术已成为制造自动化研究中热点问题；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；4．制造过程的计划和调度研究

3、十分活跃，实用化的成果不多；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越活跃。4.1.3制造自动化技术发展趋势发展趋势：1．制造全球化；2．制造敏捷化；3．制造网络化；4．制造虚拟化；5．制造智能化；6．制造绿色化。4.2柔性制造系统1.柔性制造系统定义：（1）我国国家军用标准“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,适用于多品种、中小批量生产。”

4、（2）美国国家标准局“由一个传输系统联系起来的一些设备,传输装置把工件放在其他联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。”4.2.1概述柔性制造系统2．柔性制造系统的类型（1）柔性制造单元（FMC）由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元柔性制造单元1－刀具库2－换刀机械手3－托盘库4－装卸工位5－托盘交换机构（2）柔性制造系统（FMS）以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满

5、足多品种的加工。（3）柔性自动生产线(FML)把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。244FM摩托车发动机汽缸柔性自动线3．柔性制造系统的特点和适用范围※柔性制造系统的特点：（1）适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产。（2）提高机床利用率，缩减辅助时间，降低生产成本。（3）缩短生产周期，减少库存量，提高市场响应能力。（4）提高自动化水平，提高产品质量、降低劳动强度、改善生产环境。※柔性制造系统的适用范围柔性制造系统主要解决单件小批的自动化，以及中、大批多品种

6、生产的自动化。4.2.2柔性制造系统的组成典型的FMS一般由三个子系统组成：加工系统、物流系统和控制与管理系统柔性制造系统物流系统控制与管理系统加工设备辅助设备检测设备工件流刀具流过程控制过程调度过程监视加工系统1．加工系统1）加工系统的配置互替形式（并联）互补形式（串联）混合形式（并串联）2）加工系统中常用设备◎加工中心立式加工中心卧式铣镗加工中心加工中心与普通数控机床的区别之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。a)转塔式b）链式c）盘式加工中心刀库的基本类型链式刀库◎数控组合机床指数控专用机床、可换主轴箱数控机床、模块化多动力头数控

7、机床等加工设备。三工位数控组合机床◎设备运行状态监控与检测技术设备运行状态监控与检测3）加工系统的监控设备运行状态的监控与检测原理◎加工过程监控2.物流系统FMS中物料流动的总称，主要由输送装置、交换装置、缓冲装置和存储装置等组成。1）物流系统的输送装置◎输送带◎自动小车自动小车分为有轨和无轨两种日本神钢自动导向小车德国mlr自动导向小车2）物流系统的物料装卸与交换装置常见的装卸与交换装置有箱体类零件的托盘交换器、加工中心的换刀机械手、自动仓库的堆垛机、输送系统与工件装卸站的装卸设备等自动仓库堆垛机3）物流系统的物料存储装置常见的物料存储

8、装置有立体仓库、水平回转型自动料架、垂直回转型自动料架和缓冲料架。立体仓库◎采集物流系统的状态数据◎监视物流系统状态◎处理异常情况◎人机交互◎接受上级控制与管理系统下发的计划和任务，并控制执行