机械制造自动化技术

机械制造自动化技术

岳彦芳

2010年9月30日回顾第一章、绪论第一节、基本概念：自动化的级别第二节、机械制造自动化的类型：刚/柔性…第三节、机械制造自动化的控制方式一、自动控制的基本构成与要求

1、基本构成：存储、控制、转换、执行机构2、基本要求：保证执行机构动作等9方面1开环控制2闭环控制3分散控制：动作顺序进行4集中控制（图1）5程序控制：固定、可变程序6数字控制：NC系统，逻辑、位移、速度7计算机控制：对信息加工、逻辑判断设备、生产线、车间3.自动控制方式 二、机械传动控制 机械传动控制方式一般传递的动力和信号都是机械连接的，所以在高速时，可以实现准确的传递与信号处理。

（图1-2）（待现场演示）

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作循环进行控制。采用高水平高质量的液压、气动和电气的控制系统，就成为自动化制造装置可靠运行的关键。

1．液压控制

液压传动是利用液体工作介质的压力势能实现能量的传递及控制的。用小的执行机构可以输出较大的力(25-30Mpa)，并且使用压力控制阀可以很容易地改变它的输出（力）。 优点：功率/重量大、响应速度快缺点：漏油、易燃机械—液压组合控制（液压传动与控制原理图）电气—液压组合控制两种方式（电气-液压控制系统）液压控制分类

2．气动控制:简单、绿色、快速、安全、成本低

力小（0.5Mpa）、速度不稳定、不易同步 气动控制主要形式：

全气控气阀系统：防爆1234电-气控制电磁阀系统：简单气-电子综合控制系统气动逻辑控制系统各种形式气动的适用范围

3．电气控制

电气控制通过执行预定的控制程序，使生产设备实现规定的动作和目标，以达到正确和安全的自动工作的目的。电气控制的特点：简单、可靠、能够实现复杂控制决定了生产设备的实用性、先进性和自动化程度的高低。电气控制系统工作循环的表示方法工作循环图工作循环周期功能流程图是专用于顺序控制程序设计的功能说明性语言（略）电气控制的操作方式：

1、自动循环（连续循环）：自动上下料2、半自动循环（单次循环）：手工上下料3、单步动作：设备调整4、开工、完成循环：多工位的开始和结束连锁要求：保证机器正常运行，动作正确，避免碰撞，避免伤人

（教科书中指出了一般原则，自学）常用电气控制系统1、固定接线控制系统：继电器—接触器固体电子电路—电子芯片、半导体逻辑原件2、PLC控制系统：以逻辑控制为主。可靠、成本低3、插补功能的PLC系统：位置/速度控制，多轴插补计算4、分布式数控（DNC）系统：复杂的数控生产线控制四、计算机控制

计算机在机械制造中的应用已成为机械制造自动化发展中的一个主要方向。而且在生产设备的控制自动化方面起着越来越重要的作用。

3．计算机数控（CNC）：通用计算机控制+接口卡成本低，性能高，易扩展1．普通数控机床的控制：数控系统（NC），动作顺序、位移、速度2．加工中心的控制：更复杂的数控机床，多种加工，自动换刀，刀库4．计算机群控

（1）间接式群控：中心计算机通过连线把加工程序传给各机床 （2）直接式群控（DNC）：中心计算机直接控制每台机床5．适应控制：自动适应环境、工况、系统参数的变化（切削加工适应控制系统的原理图）第一阶段流水线

从1870年到1950年左右：1870自动螺纹机、1895多轴自动车床，1924流水线，二战后福特汽车的批量生产系统成组生产工艺，（摩登时代）第二阶段数控从1952年到1965年：1952麻省理工学院的数控技术，1959工业机器人1965计算机数控机床第三阶段柔性

从1967年到80年代中期：1967英国可变制造系统1969美国机器人自动焊接线1980日本富士无人化工厂第四阶段集成从80年代至今：1974计算机集成制造——（CIMS），管理+技术+质量+客户（录像）第四