自动化制造系统-绪论

自动化制造系统

概述第一章绪论

要求：1)了解生产过程自动化所研究的对象;2)了解自动化制造系统和自动化生产线的定义，清楚自动化制造系统的组成，各种自动化制造系统的基本形式、特点,自动化制造系统的评价指标。3)了解自动化制造的发展趋势;一概述

1、掌握几个基本概念

1)、系统

2)、制造

3)、自动化制造系统

4)、自动化制造内涵2、生产过程概述

信息流物流1)、广义的生产过程2)、狭义的生产过程外部信息人机功能合理分配的信息流控制系统自动储存自动搬送自动冷加工自动检验辅助过程自动化自动热处理能量流控制系统自动装配反馈信息成品和文档资料废料环境污染能源配套件资金原材料二自动化制造系统的定义、组成及类型自动化制造系统是由一定范围的被加工对象、一定柔性和自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体，它接受外部信息、能源、资金、配套件和原材料等，在人和计算机控制系统的共同作用下，实现一定程度的柔性自动化制造，最后输出产品、文档资料、废料和对环境的污染。1、定义

1)、具有一定技术水平和决策能力的人；2)、一定范围的被加工对象；3)、信息流及其控制系统；4)、能量流及其控制系统；5)、物料流及物料处理系统。2、自动化制造系统的组成：3、自动化制造系统的功能组成自动化制造系统机械加工自动化子系统储运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自动化子系统系统控制自动化子系统毛坯制备自动化子系统装配过程自动化子系统高素质的人良好的组织管理三机械制造自动化的意义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)、提高劳动者的素质；8)、带动相关技术的发展；9)、体现一个国家的科技水平。

1知识面的要求四自动化专业人才具备知识体系自动化技术系统工程技术制造科学与技术自动化系统工程学工业工程技术经济学规划论电气工程运筹学自动控制理论环境保护学计算机科学生产管理质量控制工程设计与制造学信息科学材料科学人机工程学先进制造理论

1)、能熟练拟定工艺过程，考虑到工序特殊性要求；密切关注国际上自动化的发展动向，及时了解自动化最新的结构和配置方案，关注新工艺、新材料、新技术(制造、控制、管理)的发展动向.2、技能方面的要求：

2)、分析和评价工艺过程方案，并最终选出最佳工艺过程方案；

3)、选择待设计设备的最佳自动化程度；

4)、选择和计算自动机床和自动线的原理方案；

5)、拟订特殊的、用于控制和检测的机构和装置的结构；

刚性半自动化单机刚性自动化单机刚性自动线刚性综合自动化系统一般数控机床加工中心混合成组制造单元分布式数控系统DNC柔性制造单元FMC柔性制造系统FMS柔性制造线FML计算机集成制造系统CIMS柔性自动化设备及系统刚性自动化设备及系统自动化制造系统1、自动化制造系统的基本形式五自动化制造系统的特点、适用范围及实现原则(1)刚性半自动化单机

除上下料外，机床可以自动的完成单个工艺过程的加工循环，这样的机床称为刚性半自动化单机。刚性半自动化单机实现的是加工自动化的最低层次，但是投资少、见效快，适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系统。缺点：调整工作量大，加工质量较差，工人劳动强度大。(2)刚性自动化单机

在刚性半自动化单机的基础上增加自动上下料装置而形成的自动化机床称刚性自动化单机。刚性自动化单机常用于品种变化很小，但生产批量特别大的场合。特点：投资少、见效快，但通用性差，是大量生产最常见的加工设备。（3）刚性自动线

把机床按工艺顺序依次排列，用自动输送装置和其它辅助装置将它们联系起来，使之成为一个整体，并用液压或气动系统与电气控制系统将各个部分的动作联系起来，使其按照规定的程序自动地进行工作,使原料、毛坯或半成品（在装配时是零部件）根据控制系统要求，以一定节拍，按工艺顺序自动地经过各工位，完成预定的工艺过程，最后成为合乎设计要求的制品。这种自动工作的机床系统就称为刚性自动线。

特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高。是少品种、大量生产必不可少的加工设备。优点：生产周期短，中间库存少，物料流程短，占地面积少，改善劳动条件，便于管理。缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。（4）刚性综合自动化系统

刚性综合自动化系统：包括零件制造、热处理、锻压、焊接、装配、检验、喷漆、甚至包装在内的自动化系统。优点：生产率极高，加工质量稳定，工人劳动强度低。缺点：结构复杂，投资强度大，建线周期长，更换产品困难。(5)一般数控机床

数控机床分硬件数控与计算机数控两种。用于完成零件一个工序的自动化循环加工，常用于零件复杂程度不高，品种多变、批量中等的生产场合。

(6)加工中心

在一般数控机床的基础上增加刀库和自动换刀装置而形成的一类更复杂、但用途更广，效率更高的数控机床。加工中心分铣削加工中心与车削加工中心。优点：工序集中、可以有效缩短调整时间和搬运时间，减少在制品库存，加工质量高。适用于零件复杂、工序多、生产批量中等的场合。

（7）混合成组制造单元

成组制造单元是采用成组技术原理布置加工设备，包括成组单机、成组单元和成组流水线。在成组制造单元中，数控设备与普通加工设备并存，各自发挥其最大的作用。（8）柔性制造系统（FMS）

由四部分组成：两台以上的数控加工设备、一个自动化的物料及刀具储运系统、若干台辅助设备（如清洗机、测量机、排屑装置、冷却润滑装置等）和一个由多级计算机组成的控制和管理系统。FMS内有两类不同性质的运动，一类是系统的信息流；一类是系统的物料流，物料流受信息流的控制。优点：1、系统自动化程度高，可以减少机床操作人员。2、由于配有质量检测和反馈控制装置，零件的加工质量很高。3、工序集中，可以有效减少生产面积。4、与立体仓库相配合，可以实现24小时连续工作。5、由于集中作业，可以减少加工时间。6、易于和计算机管理信息系统、技术信息系统和质量信息系统结合形成更高级的自动化制造系统。缺点：1、系统投资大，投资回收期长。2、系统结构复杂，对操作人员的要求很高。3、系统结构复杂使得系统的可靠性较差。适用于品种变化不大，批量在200～2,500件的中等批量生产。2自动化制造系统的实现原则(1)产品设计方面：1)通用化、系列化、标准化和模块化；2)采用“面向制造设计”和“面向装配设计”技术；3)尽可能采用多种先进的毛坯制备方法，如精密铸造、精密锻造、冷挤压、精密轧制等。(2)工艺技术方面：1)、采用成组技术；2)、采用柔性可重组的、高可靠性的和高质量的生产设备和工艺方法；3)、少品种、大批量时采用刚性自动化制造系统；(3)制造系统方面：1)、根据加工产品的数量、品种数、结构确定制造系统的类型；2)、人机功能合理分工；3)、多采用自动检测装置，在系统中增设反馈控制功能；4)、信息流处理和物料流的自动化是自动化制造系统的两个主要内容，在系统分析和设计时应予以高度重视；5)、重视人的作用。

生产率经济性可靠性制造柔性可持续发展质量六自动化制造系统的评价指标1、提高生产率途径

1)最大限度缩短辅助时间；2)采用工艺过程最佳化技术；3)选用高效率加工和检测设备。

2、保证高质量产品的手段

1)采用高精度机床，多工位自动加工；2)自动检验，反馈补偿控制；3）自适应控制，自动装配；4)“零缺陷”生产。

3提高寿命周期经济性途径

1)采用高效率的设备减少产品在车间的总时间；2)通过系统的优化设计和运行节约能源和资源；3)采用自动化制造系统减少劳动工人的数量；4)通过自动检验和质量控制以