自动化制造系统概述

自动化制造系统概述演示文稿现在是1页\一共有140页\编辑于星期日

主讲:康文利办公地点：教八楼311机械制造系统自动化技术AutomationTechnologyofManufacturingSysterm机械设计制造及其自动化专业主干课程现在是2页\一共有140页\编辑于星期日教材：《机械制造自动化技术》

主编：周骥平、林岗出版社:机械工业出版社现在是3页\一共有140页\编辑于星期日《自动化制造系统》是“机械工程及自动化”本科专业的一门重要的专业课,是一门综合性课程，计划学时为32学时。

课程性质现在是4页\一共有140页\编辑于星期日

通过本课程的学习，扩展和拓宽学生在自动化加工系统方面的知识，使学生系统地掌握有关机械制造自动化技术方面的基本原理，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，为进一步的课程学习和今后从事专业技术工作奠定良好的基础。课程宗旨现在是5页\一共有140页\编辑于星期日通过本课程的学习，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。了解制造过程中运用的各种检测技术。掌握自动装配系统的组成以及自动装配工艺过程的分析。了解工业机器人的构成及相关控制技术。了解集成制造系统的概念，柔性制造系统、计算机集成制造系统以及其他一些先进制造技术的结构及特点。教学目的及要求现在是6页\一共有140页\编辑于星期日学生应掌握的基本技能有：具备根据具体加工条件及应用范围合理选择自动化加工设备的能力。具备根据具体加工条件确定物流供输系统结构的能力。具备正确制订自动装配工艺过程的能力。通过本课程的学习，学生还应了解机械制造自动化技术的最新成就和发展趋势。现在是7页\一共有140页\编辑于星期日期末考试成绩——75％论文、作业、课堂练习——25％

学习方式课堂讲授——

75%自学——

课程内容25％自学实践环节——

论文、作业、课堂练习考核方法无故旷课3次，取消考试资格现在是8页\一共有140页\编辑于星期日全燕鸣.机械制造自动化.华南理工大学出版社，2007.

刘治华，李志农.机械制造自动化技术.机械工业出版社，2009.吴天林、段正澄.机械加工系统自动化.机械工业出版社，1992

参考书：现在是9页\一共有140页\编辑于星期日机械制造自动化的基本概念机械制造自动化的主要内容和意义机械制造自动化的类型机械制造自动化的控制方式

机械制造自动化的发展与趋势第一章绪论现在是10页\一共有140页\编辑于星期日人在生产过程中的劳动包括三部分：

基本体力劳动、辅助体力劳动、脑力劳动基本体力劳动：直接改变生产对象的形态、性能和位置等方面的劳动。辅助体力劳动：完成基本体力劳动所必须做的其他辅助性工作。脑力劳动：决定生产方法、选择生产工具、质量检验及生产管理等工作。如：工件的装卸、加工、检验，刀具更换，工件输送，工艺规程设计等。§1.1机械制造自动化的基本概念1、什么是机械化和自动化？现在是11页\一共有140页\编辑于星期日机械化——执行制造过程的基本体力劳动是由机器（机械）代替人力劳动来完成时称之为机械化。如：自动走刀代替手动走刀—走刀机械化输送机代替人工搬运工件—是工件输送机械化；气动夹紧工件代替手动夹紧工件—工件夹紧机械化。

§1.1机械制造自动化的基本概念什么是机械化？现在是12页\一共有140页\编辑于星期日最初“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder于1936年提出的。当时他在通用汽车公司工作，他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是"自动化"。这是早期制造自动化的概念。§1.1机械制造自动化的基本概念什么是自动化？现在是13页\一共有140页\编辑于星期日§1.1机械制造自动化的基本概念自动化——机器代替人完成基本劳动的同时，若人对机器的操纵看管、对工件的装卸与检验等辅助体力劳动也是由机器来完成时，并且有自动控制系统或计算机代替部分脑力劳动，这个制造过程是“自动化”。基本劳动机械化＋辅助劳动机械化＋自动控制系统→自动化制造系统现在是14页\一共有140页\编辑于星期日

自动化生产系统是在没有人的直接参与下，利用各种技术手段，通过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，使机器、设备等按照预定的规律自动运行，实现预期的目标，或使生产过程、管理过程、设计过程等按照人的要求高效自动地完成。§1.1机械制造自动化的基本概念现在是15页\一共有140页\编辑于星期日工序：是指一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地点）对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程

工序2、制造自动化的三个层次1）、工序自动化生产过程由什么组成？工序是组成加工过程的基本单元，工序又包括以下两部分：基本动作：包括传动、上下料、换刀、切削以及检验等辅助动作：即操纵传动机构的动作现在是16页\一共有140页\编辑于星期日基本动作--机器完成--机械化辅助动作--机器完成工序自动化工艺过程自动化制造过程自动化在一个工序中，如果所有的基本动作都机械化了，并且使若干个辅助动作也自动化起来，而工人所要做的工作只是对这一工序作总的操纵和监督，就称为工序自动化。现在是17页\一共有140页\编辑于星期日

一个工艺过程（如加工工艺过程）通常包括着若干个工序，如果不仅每一个工序都自动化了，并且把它们有机地联系起来，使得整个工艺过程（包括加工、工序间的检验和输送）都自动进行，而工人仅只是对这一整个工艺过程作总的操纵和监督，这时就形成了某一种加工工艺的自动生产线，通常称为工艺过程自动化。2）、工艺过程自动化（自动化线）现在是18页\一共有140页\编辑于星期日

一个零部件（或产品）的制造包括着若干个工艺过程，如果不仅每个工艺过程都自动化了，而且它们之间是自动的有机联系在一起，也就是说从原材料到最终成品的全过程都不需要人工干预，这时就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。3）制造过程的自动化（自动化制造系统）现在是19页\一共有140页\编辑于星期日3、制造自动化的定义及内涵制造自动化＝制造＋自动化制造－－目前对制造有两种理解：一个是指产品的“制作过程”或称为“小制造概念”，如机械加工过程；另一个是广义制造概念，包括产品整个生命周期过程，又称为“大制造概念”。实际应用中，两者皆在使用，其概念范围视具体情况而定。现在是20页\一共有140页\编辑于星期日机械制造狭义：单纯的产品的加工及物料储运、质量控制、装配过程等。广义：还包括产品设计、工艺设计、生产准备、市场调研、市场营销、服务、回收处理等其它环节机械制造自动化：在机械制造过程的所有环节中采用自动化技术，以实现机械制造全过程的自动化。现在是21页\一共有140页\编辑于星期日制造自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。现在，随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。现在是22页\一共有140页\编辑于星期日1、机械制造自动化技术的内容1.机械加工自动化技术：包括上下料、装夹、换刀、加工、零件校验等环节的自动化技术。2.物料储运自动化技术：包括工件、刀具、其它物料的储运的自动化技术。3.装配自动化技术：包括零部件供应、装配过程等的自动化技术。4.质量控制自动化技术：包括零件检测、产品检测、刀具检测等的自动化技术。§1.2机械制造自动化的主要内容和意义现在是23页\一共有140页\编辑于星期日2、机械制造自动化的意义①提高生产率—采用自动化技术后可以大幅度缩短产品制造过程中的辅助时间，从而使生产率得以提高；现在是24页\一共有140页\编辑于星期日②缩短生产周期—如图所示，采用自动化技术后可以有效缩短零件98.5%的无效时间，从而有效缩短了生产周期；现在是25页\一共有140页\编辑于星期日③提高产品质量—由于广泛采用各种高精度的加工设备和自动检测设备，减少了工人情绪波动的④提高经济效益—采用自动化技术后可减少占地面积，减少直接生产工人的数量，减少废品率等；⑤降低劳动强度—让机器去完成绝大部分笨重、艰苦、烦人甚至对人体有害的工作，从而降低了工人的劳动强度；⑥有利于产品更新—采用现代制造技术使得变更制造对象更容易，适应的范围也较宽，十分有利于产品的更新；现在是26页\一共有140页\编辑于星期日⑦提高劳动者的素质—制造自动化技术要求操作者具有较高的业务素质和严谨的工作态度，无形中就提高了劳动者的素质，特别是采用小组化工作方式对人的素质要求更高；⑧带动相关技术的发展—可以带动自动检测技术、自动化控制技术、产品设计与制造技术，系统工程技术等相关技术的发展；⑨体现一个国家的科技水平—如自1870年以来，制造自动化技术和设备基本上都首先出现在美国，这与美国高度发达的科技水平密切相关。现在是27页\一共有140页\编辑于星期日§1.3机械制造自动化的类型1、机械制造自动化系统的构成1）.加工系统：包括工件的切削加工、排屑、清洗和测量2）.工件支撑系统：包括工件的输送、搬运和存储3）.刀具支撑系统：包括刀具的装配、输送、交换、存储以及刀具的预调、管理4）.控制与管理系统：包括整个制造过程的监控、检测、协调与管理现在是28页\一共有140页\编辑于星期日类型

2、机械制造自动化系统的分类1）.按制造过程分：毛坯制备、热处理、储运、机加工、装配、辅助质量和系统控制自动化2）.按设备分：局部动作、单机、刚性、刚性综合、FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）3）.按控制方式分：机械、机电液、数字、计算机、智能控制自动化现在是29页\一共有140页\编辑于星期日3、机械制造自动化设备的特点及适应范围

自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造，“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生

产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。

现在是30页\一共有140页\编辑于星期日

自动化制造系统的基本形式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现在是31页\一共有140页\编辑于星期日

不同的自动化类型有着不同的性能特点和不同的应用范围，因此应根据需要选择不同的自动化系统。现在是32页\一共有140页\编辑于星期日1）、刚性半自动化单机

可以自动地完成单个工艺过程的加工循环的机床(除上下料外)，称为刚性半自动化机床。例如：仿形机床、通用多刀半自动车床，单台组合机床，转塔车床等。特点：

①一般是机械或电液复合控制式组合机床和专用机床，可以进行多面、多轴、多刀同时加工，加工设备按工件的加工工艺顺序依次排列；

②切削刀具由人工安装、调整，实行定时强制换刀，如果出现刀具破损、折断，可进行应急换刀；

③从复杂程度讲，刚性半自动化单机实现的是加工自动化的最低层次。现在是33页\一共有140页\编辑于星期日优点：投资少、见效快，缺点:调整工作量大，加工质量较差，工人的劳动强度也大。适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系统。现在是34页\一共有140页\编辑于星期日单台组合机床现在是35页\一共有140页\编辑于星期日现在是36页\一共有140页\编辑于星期日现在是37页\一共有140页\编辑于星期日现在是38页\一共有140页\编辑于星期日多刀半自动车床现在是39页\一共有140页\编辑于星期日多刀半自动车床现在是40页\一共有140页\编辑于星期日多刀半自动车床现在是41页\一共有140页\编辑于星期日转塔车床现在是42页\一共有140页\编辑于星期日现在是43页\一共有140页\编辑于星期日现在是44页\一共有140页\编辑于星期日

它是在刚性半自动化单机的基础上增加自动上、下料等辅助装置而形成的自动化机床。

实现的也是单个工艺过程的全部加工循环。辅助装置包括自动工件输送、上料，下料、自动夹具、升降装置和转位装置等；

切屑处理一般由刮板器和螺旋传送装置完成。特点：投资少、见效快，但通用性差，是大量生产最常见的加工装备。用途：常用于品种变化很小，但生产批量特别大的场合。2）、刚性自动化单机flashflash现在是45页\一共有140页\编辑于星期日

刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输送系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍，顺序通过各个工作位置，自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过程。3）、刚性自动线现在是46页\一共有140页\编辑于星期日特点：⑴结构复杂，任务完成的工序多，所以生产效率也很高，可以有效缩短生产周期，取消半成品的中间库存，缩短物料流程，减少生产面积，改善劳动条件，便于管理等。⑵投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。用途：少品种、大量生产必不可少的加工装备。现在是47页\一共有140页\编辑于星期日

组合机床自动线，可以大幅度缩短建线周期，更换产品后只需更换机床的某些部件即可（例如可更换主轴箱），大大缩短了系统的调整时间，降低了生产成本，并能收到较好的使用效果和经济效果。组合机床自动线主要用于箱体类零件和其他类型非回转体的钻、扩、铰、镗、攻螺纹和铣削等工序的加工。flash现在是48页\一共有140页\编辑于星期日

图汽车后桥齿轮箱加工自动线刚性自动化20年代现在是49页\一共有140页\编辑于星期日flash现在是50页\一共有140页\编辑于星期日曲轴加工自动线1－斗式切削提升机2－链板式排屑装置现在是51页\一共有140页\编辑于星期日曲轴加工自动线3－全线泵站4－工件传送带机工件装卸台5－工件提升机6－中央控制台现在是52页\一共有140页\编辑于星期日现在是53页\一共有140页\编辑于星期日现在是54页\一共有140页\编辑于星期日一般情况下，刚性自动线只能完成单个零件的所有相同工序（如切削加工工序），对于其它自动化制造内容如热处理、锻压、焊接、装配、检验、喷漆甚至包装却不可能全部包括在内。在刚性自动线地基础上将其它自动化制造系统的内容（包括热处理、锻压、焊接、装配、校验等）涵盖的复杂大系统称为刚性综合自动化系统。特点：刚性综合自动化系统结构复杂，投资强度大，建线周期长，更换产品困难，但生产效率极高，加工质量稳定，工人劳动强度低。适用范围：它常用于产品比较单一，但工序内容多，加工批量特别大的零部件的自动化制造。4）、刚性综合自动化系统现在是55页\一共有140页\编辑于星期日

数控机床（NumericalControlMachineTools）用来完成零件一个工序的自动化循环加工。特点：

它是用代码化的数字量来控制机床，按照事先编好的程序，自动控制机床各部分的运动，而且还能控制选刀、换刀、测量、润滑、冷却等工作。适用范围：适用于加工精度较高，零件复杂程度、且品种多变、批量中等的场合。5）、数控机床flash现在是56页\一共有140页\编辑于星期日

加工中心（MachiningCenter-MC）是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。特点：由于具有刀库和自动换刀装置，就可以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。适用范围：加工中心机床具有工序集中、可以有效缩短调整时间和搬运时间、减少在制品库存、加工质量高等优点。6）、加工中心(MC)现在是57页\一共有140页\编辑于星期日

加工中心外观图(a)卧式加工中心；(b)立式加工中心flash现在是58页\一共有140页\编辑于星期日柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell-FMC）是一种由1～3台数控机床或加工中心所组成.特点：单元中配备有某种形式的托盘交换装置或工业机器人，由单元计算机进行程序编制及分配、负荷平衡和作业计划控制的小型化柔性制造系统。优点：占地面积较小，系统结构不很复杂，成本较低，投资较小，可靠性较高，使用及维护均较简单。

因此，柔性制造单元是柔性制造系统的主要发展方向之一，深受各类企业的欢迎。适用范围：常用于品种变化不是很大、生产批量中等的生产规模中。7）、柔性制造单元(FMC)现在是59页\一共有140页\编辑于星期日flash现在是60页\一共有140页\编辑于星期日柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem-FMS）一般由四部分组成：三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）,一个由多级计算机组成的控制和管理系统。柔性制造系统内部包括两类不同性质的运动：一类是系统的信息流，另一类是系统的物料流，物料流受信息流的控制。8）、柔性制造系统(FMS)现在是61页\一共有140页\编辑于星期日现在是62页\一共有140页\编辑于星期日

柔性制造系统现在是63页\一共有140页\编辑于星期日现在是64页\一共有140页\编辑于星期日现在是65页\一共有140页\编辑于星期日

柔性制造系统的主要优点是： ①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24h连续工作。 ⑤由于集中作业，可以减少加工时间。 ⑥易于和管理信息系统（MIS）、工艺信息系统（TIS）及质量信息系统（QIS）结合形成更高级的制造自动化系统。现在是66页\一共有140页\编辑于星期日柔性制造系统的主要缺点是：

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结构复杂使得系统的可靠性较差。适用范围：多品种、中小批量生产现在是67页\一共有140页\编辑于星期日§1.4机械制造自动化的控制方式

任何机械制造设备的自动化其实质是在其终端执行元件无需由人来直接或间接操作的自动控制。

为了实现机械制造设备的自动化就需要对这些被控制对象进行自动控制。实现机械制造自动化的关键：自动控制与机械控制技术、流体控制技术、自动调节技术、电子技术、电子计算机技术等密切相关。现在是68页\一共有140页\编辑于星期日

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，对自动控制系统提出如下基本要求：

1）应保证各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、自动控制系统的基本要求1.4.1、自动控制的基本要求与方式现在是69页\一共有140页\编辑于星期日3）柔性加工设备的自动控制系统要和加工品种的变化相适应。

4）自动控制系统应力求简单可靠。在元器件质量不稳定情况下，对所用的元器件一定要经过严格筛选，特别是电气及液压元器件。

5）能够适应工作环境的变化，具有一定的抗干扰能力。

6）应设置反映各执行机构工作状态的信号及报警装置。现在是70页\一共有140页\编辑于星期日7）安装调试、维护修理方便。

8）控制装置及管线布置要安全合理，整齐美观。

9）自动控制方式要与工厂的技术水平、管理水平、经济效益及工厂近期生产发展趋势相适应。

对于一个具体的控制系统，第一项要求必须保证，其它则根据具体情况而定。现在是71页\一共有140页\编辑于星期日

2、自动控制的构成

自动控制系统包括实现自动控制功能的装置及其被控制对象，通常由:

（1）指令存储装置 （2）指令控制装置 （3）执行机构 （4）传递及转换装置等部分构成。现在是72页\一共有140页\编辑于星期日1）、指令存储装置：作用：存储控制被控制对象的相关指令信息。为了使被控制对象能自动运行，需要预先规定它的动作程序，并把有关指令信息存入相应的装置，在需要时重新发出。这种装置就称为指令存储装置。现在是73页\一共有140页\编辑于星期日指令存储装置分为：集中存储：全部指令信息存在一个存储装置中，如装有许多凸轮的分配轴、矩阵插销板、穿孔带、磁带、磁鼓、磁盘等分散存储：指令信息分别在多处存储，例如挡块、限位开关、电位计、时间继电器、进速度继电器等。现在是74页\一共有140页\编辑于星期日现在是75页\一共有140页\编辑于星期日作用：控制指令存储装置中的指令信息的发出.实现方法：执行机构移动到规定位置时挡块碰触限位开关工件加工到规定尺寸时自动测量仪中的电触点接通液压控制系统中的压力达到规定压力时启动压力阀主轴转速超过一定数值时速度继电器动作等等。

2）、指令控制装置现在是76页\一共有140页\编辑于星期日

其中限位开关、电触点、压力阀、速度继电器等装置，能够将指令存储装置中的有关信息转变为指令信号发送出去，命令相应的执行机构完成某种动作。3）、执行机构：最终完成控制作用的环节。例如拔又、电磁铁、电动机、工作油缸等。现在是77页\一共有140页\编辑于星期日4）、传递及转换装置：作用：将指令信息传送给执行机构。信息在传递过程中要改变信号的量和质，转换为符合执行机构所要求的种类、形式、能量等输入信息。

信息的传递介质：电、光、气体、液体、机械信息的传递形式：模拟、数字信息的传递能量：电压、电流、压力、位移、脉冲现在是78页\一共有140页\编辑于星期日机械制造设备中常用的控制方式： （1）开环控制方式 （2）闭环控制方式 （3）分散控制方式 （4）集中控制方式 （5）程序控制方式 （6）数字控制方式 （7）计算机控制方式3.自动控制方式现在是79页\一共有140页\编辑于星期日开环控制---系统的输出量对系统的控制无影响(无反馈).

在开环系统中、指令的程序和特征是预先设计好的，不因被控制对象实际执行指令的情况而改变。为了满足实际应用的需要，开环控制系统必须精确地予以校准，并且在工作过程中保持这种校准值不发生变化。常见的机械凸轮控制的自动车床或沿时间坐标轴单向运行的任何系统，都是开环控制系统。现在是80页\一共有140页\编辑于星期日闭环控制---系统的输出量对系统的控制具有直接影响(有反馈)，例如一些自动调节系统、随动系统（伺服系统）以及适应控制系统。现在是81页\一共有140页\编辑于星期日分散控制---行程或继动控制。指令存储和控制装置按一定规律分散布置。各控制对象的工作顺序及相互配合按下述方式进行：

当前一机构完成预定动作后会发出完成信号以引发下一机构的动作，如此继续直至完成预定的全部动作。例如根据运动速度、行程量、终点位置、加工尺寸等，每一执行部件在完成预定的动作后，可以采用不同的方式发出控制指令。现在是82页\一共有140页\编辑于星期日ⅠⅡⅢⅣ现在是83页\一共有140页\编辑于星期日发令装置一般是有触点式或无触点式限位开关；指令存储和控制装置一般由挡块组成。分散控制的主要优点：实现自动循环酌方法简单，电气元件的通用性强，成本低。在自动循环过程中，当前一动作没有完成时，后一个动作便得不到起动信号，因而，分散控制系统本身具有一定的互锁性。现在是84页\一共有140页\编辑于星期日现在是85页\一共有140页\编辑于星期日

加全工部结退束回动原力位头原位信号定夹动位紧力销机头拔构原出松位开输送带终点定进位入销定全位部孔夹继开紧电关完器发成或出压行信力程号S1S2S3S4

S5输送带向前定位夹紧松开拔销动力头向前输送带退回自动线启动重复自动循环信号现在是86页\一共有140页\编辑于星期日分散控制的主要缺点：当顺序动作较多时，自动循环时间会增加，这对提高生产效率不利。当下一动作执行机构较多时，就有若干多条平行控制线路、会使电气控制线路变得复杂，电气元件增多。这对控制系统的调整和维修不利，特别是在使用有触点式电器时，由于大量触点频繁换接，容易引起故障。现在是87页\一共有140页\编辑于星期日集中控制---时间控制。具有一个中央指令存储和指令控制装置，按时间顺序连续或间隔的发出各种控制指令。现在是88页\一共有140页\编辑于星期日转鼓1-5限位开关现在是89页\一共有140页\编辑于星期日

集中控制系统的优点是：所有指令存储和控制装置都集中在一起，控制链又短又简单，这样，控制系统就比较简的，调整以较方便。缺点是：各执行部件动作之间无联系，当某一部件发生故障时，其它部件依然运动，这就有可能发生碰撞或干涉等事故。由于执行部件的运动速度不能控制，当速度不稳定时，系统实际的控制精度就较低。现在是90页\一共有140页\编辑于星期日

每个执行部件的起动指令是由集中控制装置发出，但停止指令则由执行部件移动到一定位置时，压下限位开关而发出。因此，其工作精度和可靠性比前者较高。由集中控制和分散控制所组成的混合控制系统。现在是91页\一共有140页\编辑于星期日

利用分配轴上的凸轮来驱动和控制的自动机床或自动线上的各个执行部件的顺序动作是机械式集中控制控制系统，是按时间顺序进行控制的，可以归入这一类型。现在是92页\一共有140页\编辑于星期日现在是93页\一共有140页\编辑于星期日程序控制---按照预定的规律来控制各执行机构使之自动进行工作循环.可分为固定程序控制和可变程序控制.

在机械加工中，经常采用的是与行程有关的自动控制。有关程序的指令，可以存储在凸轮、凸块、样板、模型、电气元件、图纸、磁带等模拟式程序指令存储器上，上述这些都属于行程程序控制现在是94页\一共有140页\编辑于星期日现在是95页\一共有140页\编辑于星期日数字控制---采用数控装置以二进制数码形式编制加工程序，控制各工作部件的动作顺序、速度、位移量及各种辅助功能计算机控制---用计算机作为控制装置来实现自动控制

.现在是96页\一共有140页\编辑于星期日自动控制系统的类型：a.按控制的能量形式分：机械控制、液压控制、电气控制、光电控制以及它们的组合控制。b.按控制指令排列方式分：

时间控制系统：控制指令按预先确定的时间依次发出；继动控制系统：控制指令按逻辑次序规定的先后顺序依次发出；1.4.2、自动化加工系统的控制现在是97页\一共有140页\编辑于星期日c.按工作原理分：凸轮分配轴控制系统、液压（液压元件）、电气或电气－液压程序控制系统、随动控制系统或数字控制系统，也可几种联合使用。控制对象:机构的运动速度、方向、行程距离、位置、动作先后顺序和起止时间。现在是98页\一共有140页\编辑于星期日1.4.2、自动化加工系统的控制

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，并且还可以重复两个动作。在采用机械传动控制方式的自动化装备中，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。这种控制系统的另外一个特点是控制元件同时又是驱动元件。 1、机械传动控制现在是99页\一共有140页\编辑于星期日程序指令的存储和控制都是利用机械式元件来完成（例如凸轮、档块、连杆、拨叉等）.控制元件同时又是驱动元件几乎所有的运动部件及机构都是由凸轮分配轴进行驱动和控制专用性较强，仅适用于加工品种基本不变的大批量生产机械传动控制现在是100页\一共有140页\编辑于星期日现在是101页\一共有140页\编辑于星期日小型自动线的机械集中控制系统简介自动线是用来加工三种变速拨又的孔和端面，共有8个工位，除液压站和电气柜外，其它部件都安装在整体机座上。随行夹具载着工件从中间通过，并呈直线排列，彼此互相紧靠，从垂直下方返回。全线除工件传送装置的运行外，其余动作均由主分配轴集中驱动与控制。现在是102页\一共有140页\编辑于星期日ⅡⅧⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ机械传动集中控制系统1-齿条活塞杆2-齿轮3-主分配轴4圆柱凸轮5-端面凸轮6-锥齿轮7-进给凸轮8-立式滑台9-卧式滑台10-夹紧楔块11-夹紧销12–凸轮13–

定位销现在是103页\一共有140页\编辑于星期日分配轴由活塞杆带动回转，活塞杆的行程和终点位置，可以利用油缸两端的调节螺钉来调整。分配轴每往复回转一次，自动线完成一次工作循环，即一个工作节拍，而且长短可调。随行夹具的定位夹紧、滑台的快进与工进等顺序，是由凸轮上曲线参数和各凸轮在分配轴上的安装位置来保证的，而滑台的进给速度和定位夹紧动作速度的调节，是靠各工位上的进给凸轮的曲线及通过调整活塞移动速度来实现。现在是104页\一共有140页\编辑于星期日特点：

1）工作可靠，使用寿命长，节拍准确，结构紧凑，占地面积小，调整时容易发现问题，调整完毕后便能正常进行工作等。

2）结构较复杂，凸轮的设计制造工作量较大，自动线的可调性差，凸轮曲线有偏差时易产生冲击和噪声。另外，由于凸轮又兼做驱动元件，因此一般不能承受重裁荷切削。用途：适用于加工品种基本不变的大批量生产。现在是105页\一共有140页\编辑于星期日

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。如在电气控制系统中采用可编程序控制器（PLC）进行加工设备的自动化控制就比采用继电器接触器系统可提高电气控制可靠性若干倍。 2、液压、气动与电气控制现在是106页\一共有140页\编辑于星期日原理：利用液体工作介质的压力势能实现能量的传递及控制优点：定位精度高、负荷较大、速度可以调节缺点：漏油（污染）、油温变化

粘度变化流量变化控制不稳定1）.液压控制机械—液压控制现在是107页\一共有140页\编辑于星期日现在是108页\一共有140页\编辑于星期日电气--液压控制系统：由电气装置发出顺序工作信号，液压装置去控制和驱动各执行部件或辅助装置的动作（在机械加工自动化中广泛使用）

现在是109页\一共有140页\编辑于星期日

电磁铁动力头YA1YA2YA3转换主令快进＋－＋SB1（ST1）工进＋－－ST3快退－＋－ST4停止－－－ST1现在是110页\一共有140页\编辑于星期日原理：利用气体工作介质的压力势能实现能量的传递及控制特点：容易实现高速、轻切削工艺;机床配置形式轻巧灵活;可实现短节拍、频繁工作;便于实现设备的快速可调;具有在恶劣环境下工作的可靠性和抗干扰能力;具有良好的技术经济效果.2）气动控制现在是111页\一共有140页\编辑于星期日气—电子综合控制系统1-数控系统或PLC2-接口3-气阀4-气缸现在是112页\一共有140页\编辑于星期日

电气控制是为整个生产设备和工艺过程服务的，它决定了生产设备的实用性、先进性和自动化程度的高低。它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。

3）电气控制现在是113页\一共有140页\编辑于星期日原理：电气控制系统通过控制电动机的启动、停止、变速和控制液压、气动电磁阀的通电、断电来执行规定的控制程序，使加工设备完成规定的动作和目标（机床加工刀具的旋转和移动以及工件的转动和移动）控制方式：程序控制----采用可编程控制器（PLC）数字控制----采用分布式数控系统（DNC）3）电气控制现在是114页\一共有140页\编辑于星期日构成：主电路、控制电路、控制程序、其它配件工作循环的表示方法：工作循环图：单机的工作循环工作循环周期：自动线的工作循环功能流程图：表示控制系统的信息传递过程和输入、输出信号的逻辑关系。电气控制现在是115页\一共有140页\编辑于星期日双工位组合机床工作循环图现在是116页\一共有140页\编辑于星期日自动线工作循环表现在是117页\一共有140页\编辑于星期日现在是118页\一共有140页\编辑于星期日电气控制的操作方式：自动循环：按下“循环开始”按钮，设备按预定的循环动作连续工作，只有按下“预停”按钮，本次循环结束才停止工作；半自动循环：单次循环，按下“开始”按钮，设备按预定的循环动作一次；调整：单步工作，用于设备调试或局部调整开工循环：自动线每个工位上都没有工件，开始自动线的循环为开工循环收工循环：再无工件进入自动线的循环现在是119页\一共有140页\编辑于星期日联锁：联锁、自锁、互锁、短时联锁、长时联锁液压泵电动机已启动信号---长时联锁信号；滑台快进退时，工件定位、夹紧信号应为长时联锁信号；接通电机正反转的电路、滑台向前后运动的程序中均应有“正－反”、“前－后”的互锁信号；自动循环中，上次循环的完成信号是下次循环的短时联锁信号……；电气控制现在是120页\一共有140页\编辑于星期日

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计算机控制现在是121页\一共有140页\编辑于星期日普通数控（单一数控）加工中心：能自动换刀的数控机床计算机数控（CNC）：数控装置中引入小型通用计算机计算机群控：一台计算机（中心计算机）+一组数控机床间接式群控：由数字通信传输线路取代纸带输入机，而其它数控装置硬件线路的功能（分析、逻辑和插补）还由数控装置硬件线路完成直接式群控（DNC）：由计算机代替硬件数控装置的部分或全部功能计算机控制现在是122页\一共有140页\编辑于星期日适应控制：系统本身能够随着环境条件或结构的不可预计的变化，自行调整或修改系统的参量特点：能够随时识别动态特性，以便调整控制器参数，从而获取最佳性能效果主要取决于机床上所用的传感器计算机控制现在是123页\一共有140页\编辑于星期日§1-5机械制造自动化的发展与趋势第一阶段：1870~1950年纯机械控制+电液控制刚性自动化加工单机和系统其中1946年前苏联提出成组技术的概念成组技术（GroupTechnology，GT）概念：充分利用事物之间的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题，这样就可以发挥规模生产的优势，达到提高生产效率、降低生产成本的目的，这种技术统称为成组技术。相似零件有相似的加工工艺过程FLASH现在是124页\一共有140页\编辑于星期日GT的客观基础二次相似性结构（形状、尺寸、精度）材料（材质、毛坯、热处理）一次相似性

机械零件之间存在相似性这种相似性主要表现在两方面：产品设计工艺设计（加工方法、加工设备）生产管理装配现在是125页\一共有140页\编辑于星期日图1-16工艺相似零件组图1-15结构相似零件组现在是126页\一共有140页\编辑于星期日名称类别粗分类0123456789回转类零件非回转类零件轮盘类环套类销杆轴齿轮类异形件专用件杆条类板块类座架类箱体类名称类别细分类0123456789盘盖防护盖法兰盘带轮手轮离合器分度盘滚轮活塞其它回转类零件的形状及加工码外部形状加工基本形状功能要素内部形状加工基本形状功能要素平面曲面加工外平面内平面辅助孔成形刻线辅助码

材料

毛坯原始形状

热处理主要尺寸

精度

直径或宽度

长度非回转类零件形状及加工码★JLBM-1分类编码系统现在是127页\一共有140页\编辑于星期日材料：优质碳钢现在是128页\一共有140页\编辑于星期日编码

151024301365533法兰套长度尺寸﹥50～120mm内部无平面加工端面有槽内部有锥面内部有光滑通孔外部无功能要素外部形状为单向台阶回转直径﹥58～90mm高频淬火锻件外圆内孔槽有中等精度优质碳钢环套类轴向有均布孔JL