先进制造技术——制造自动化技术-工业机器人

第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.1制造自动化技术内涵,狭义制造,广义制造,“制作过程”或称为“小制造概念”，如机械加工过程,指产品整个生命周期过程，又称为“大制造概念”。,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.1制造自动化技术内涵,自动化(Automation)是美国通用汽车公司DSHarder先生于1936年提出来的，其核心含义是“自动地去完成特定的作业”。制造自动化促使制造业逐渐由劳动密集型向技术密集型和知识密集型产业转变。制造自动化技术是制造业发展的重要标志，代表着先进制造技术的水平，也体现了一个国家科技水平的高低。,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.1制造自动化技术内涵,今天，制造自动化已远远突破了上述传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。,(1)在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动。代替或辅助人的脑力劳动。制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.1制造自动化技术内涵,（）在功能方面，制造自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是制造自动化功能目标体系的一部分。制造自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。此体系可用如图1所示的功能目标模型描述。此功能目标模型简称TQCSE模型，其中T表示时间(Time)，Q表示质量(Quality)，C表示成本(Cost)，S表示服务(Service)，E表示环境友善性(Environment)。,图自动化的TQCSE功能目标模型,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.1制造自动化技术内涵,(3)在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是涉及产品生命周期所有过程。,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.制造自动化技术的兴起及现状,柔性自动化,主要表现在半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线出现，解决了单一品种大批量生产自动化问题，其主要特点是生产效率高、加工品种单一。,为满足多品种小批量甚至单件生产自动化的需要，出现了一系列柔性制造自动化技术，如数控技术(NC)、计算机数控(CNC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)等。,综合自动化,如计算机集成制造系统(CIMS)、并行工程(CE)、精益生产(LP)、敏捷制造(AM)等模式得到了发展和应用,刚性自动化,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.制造自动化技术的兴起及现状,制造自动化技术当前的研究热点：,制造系统中的集成技术和系统技术更加注重制造自动化系统中人因作用数控单元系统的研究仍然占有重要的位置制造过程的计划和调度研究十分活跃柔性制造技术的研究向着深度和广度发展适应现代生产模式制造环境的研究正在兴起底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃,第四章制造自动化技术,.1制造自动化技术概述.1.制造自动化技术发展趋势,敏捷化网络化虚拟化智能化全球化绿色化,一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.工业机器人的定义,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,1.工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个部分组成。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,(1)执行机构是一组具有与人手脚功能相似的机械机构，又俗称操作机，通常包括如下的组成部分：1)手部。工业机器人手部有机械夹持式、真空吸附式、磁性吸附式等不同的结构形式2)腕部3)臂部4)机身5)机座及行走机构,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,(2)控制系统控制系统是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，如动作顺序、运动轨迹、运动速度等，可再现控制所存储的示教信息。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,(3)驱动系统是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及电气驱动等不同的驱动形式。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,(4)位置检测装置通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的传感器，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统，以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,2.工业机器人的分类,机器人分类方法很多，这里仅按机器人的系统功能、驱动方式以及机器人的结构形式进行分类。,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,2.工业机器人的分类,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,第四章制造自动化技术,.工业机器人.2工业机器人的组成与分类,3.工业机器人的性能指标,自由度,工作空间,提取重力,运动速度,位置精度,第四章制造自动化技术,.工业机器人.3编程与控制技术,典型机器人闭环控制工作原理,控制系统,比较器,驱动系统,执行机构,工件,位置检测装置,第四章制造自动化技术,.工业