制造自动化技术.ppt

本讲要点制造自动化技术的内涵、发展与现状加工设备自动化装配自动化,制造自动化技术,源于古希腊的阿基米德螺旋泵(B.C287212）,1100年苏颂主持制造的水运仪象台。由水力驱动力，代表了当时机械制造的先进水平，是当时世界上先进的天文钟。,现代纺纱机,卡特赖特纺纱机（1785）,珍妮纺纱机（1764）,汽车后桥齿轮箱加工自动线,狭义制造自动化：是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工、工件装卸、工件储运、零件和产品清洁及检验、断屑与排屑、装配、机器故障诊断等自动化。广义制造自动化：产品设计、企业管理、加工过程、质量控制等产品制造全过程及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。,制造自动化技术的内涵,加工设备自动化系统的类型,刚性半自动化单机除上下料外，机床可自动完成单个工艺过程的加工循环，如组合机床。调整工作量大，加工质量较差，工人劳动强度大。刚性自动化单机在上述基础上增加自动上下料装置，需定做或改装。投资少、见效快，通用性差，大量生产常用。刚性自动线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。自动化程度高、生产率高，少品种、大量生产。投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。,刚性综合自动化系统包括热处理、锻压、焊接、装配、检验、喷漆甚至包装工序的刚性自动线。结构复杂，投资大，建线周期长，更换产品困难，生产效率极高，加工质量稳定，工人劳动强度低。一般数控机床完成零件一个工序的自动化循环加工。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的数控机床。零件较复杂，需多工序加工，生产批量中等。,混合成组制造单元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。数控设备和普通加工设备并存，各自发挥其最大作用。分布式数控系统采用一台计算机控制若干台CNC机床。系统结构简单，灵活性大、可靠性高、投资小，以软取胜，注重设备的优化利用。柔性制造单元由13台数控机床或加工中心组成，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和分配、负荷平衡和作业计划控制。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，品种变化不大，生产批量中等。,制造自动化的含义,在形式方面。制造系统中人、机器及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面。T，Q，C，S，E功能目标。在范围方面。涉及到产品生命周期全过程。,制造自动化系统的概念模式,具有一定技术水平和决策能力的人；一定范围的被加工对象；信息流及其控制系统；能量流及其控制系统；物料流及物料处理系统。,制造自动化系统的内涵,制造自动化系统的类型,柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystemFMS）具有一定的生产节拍，工件沿一定的方向顺序传送。,计算机集成制造系统主要强调信息集成，而不是制造过程物流自动化的最高级别的自动化制造系统。,制造自动化系统的组成,自动化加工设备数控机床由数字信号控制其动作的新型自动化机床，现代数控机床常采用计算机进行控制即CNC。,工件储运系统工件存储设备自动化立体仓库由库房、货架、堆垛起重机、外围输送设备、自动控制装置等组成。将物料存放在正确的位置，以便于随时向制造系统供应物料。,工件储运系统工件存储设备堆垛起重机是立体仓库内部的搬运设备。堆垛起重机可采用有轨或无轨方式，其控制原理与运输小车相似。堆垛机上有检测水移动和升降高度的传感器，辩认货物的位置，一旦找到需要的货位，在水平和垂直方向上制动，货叉将货物自动推入货格，或将货物从货格中取出。,回转式托盘交换装置1托盘2托盘固紧装置3用于托盘装卸的回转工作台,刀具准备及储运系统组成：刀具组装台、刀具预调仪、刀具进出站、中央刀库、机床刀库。刀具输送装置和刀具交换机构、刀具计算机管理系统等。,1刀具组装台2刀具预调仪3刀具进出站4中央刀库5机床刀库6-刀具输送装置7加工中心8数控机床,检测与监控系统坐标测量机CMM是一种检测工件尺寸误差、形位误差以及复杂轮廓形状的自动检测设备。,检测与监控系统利用数控机床测量工件在数控机床上加工结束后，经高压冷却液冲洗，并用压缩空气吹干后进行检验，测量工作原理与CMM相同。,加工中心有刀库及自动检测装置,检测与监控系统测量机器人刀具磨损和破损的检测与监控环境及安全监测,非接触式刀具探测装置,测量机器人,辅助设备清洗站去毛刺设备切屑和冷却液的处理,清洗站,去毛刺设备,制造自动化技术的发展及现状,刚性自动化设备-自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线；对象-单一品种大批量生产自动化；特点-生产效率高、加工品种单一。柔性自动化设备-NC、CNC、FMC、FMS等。对象-多品种小批量甚至单件生产自动化；综合自动化经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS、CE、LP、AM等。,制造自动化系统的控制系统,可编程序控制器PLC控制程序可变，具有很好的柔性工作可靠性高，适用于工业环境功能完善易于掌握、便于维修体积小、省电价格低廉,托盘交换工作台,计算机数字控制CNC在计算机硬件的支持下，由软件实现数控的部分或全部功能。为了满足不同控制要求，只需改变相应的软件，无需改变硬件电路。分布式数字控制DNC用一台中央计算机对多台数控机床进行集中控制的自动化制造系统，主要实现信息流自动化。一个DNC系统由中央计算机直接为数控机床供给数控程序，取代故障率较高的纸带阅读机，使信息流的自动化程度、工作可靠性、数控程序的可用性和柔性得到提高。,FMS控制系统美国国家标准局（NBS）在CIMS参考模型中提出五层递阶控制系统结构，自上至下分别为工厂层、车间层、单元层、工作站层和设备层。FMS覆盖了其中的底三层，即单元层、工作站层和设备层。,制造自动化技术发展趋势,制造敏捷化制造网络化制造虚拟化制造智能化制造全球化制造绿色化,制造自动化技术主要研究