第3章-AMS的组成2-杨教授-南京林业大学

1、Automatic Manufacturing System第三章 AMS的组成制作：杨雨图自动化制造系统1本章 学习目标了解AMS的常见类型 了解AMS中常见的加工设备 了解AMS中刀具准备及储运系统了解AMS中工业机器人了解AMS中质量控制与运行监控了解AMS中一些辅助设施了解AMS中控制与通信系统重点：了解AMS常见类型 了解AMS中加工设备、刀具及储运系统2学习内容AMS的常见类型 AMS中常见的加工设备 AMS中工件储运系统AMS中刀具准备及储运系统AMS中工业机器人AMS中质量控制与运行监控AMS中一些辅助设施AMS中控制与通信系统思考题3三坐标测量机 CMM三维数字测量的原理4三

2、坐标测量机 CMM三维数字测量的原理 运动轴系探测系统计算分析 检测定义测量评价5三坐标测量机 CMM三维数字测量的原理6三坐标测量机 CMM一次装夹完成尽可能多的复杂测量完成人工无法胜任的测量工作坐标测量的特点 测量精度高 工作适应性强 测量结果一致性好7三坐标测量机 CMM悬臂式桥式龙门式镗床式三坐标测量机结构类型8三坐标测量机 CMM龙门式桥式三坐标测量机结构类型9三坐标测量机 CMM三坐标测量机结构类型双悬臂式10三坐标测量机 CMM三坐标测量机结构类型悬臂式11三坐标测量机 CMM三坐标测量机的组成 基础平台 运动支承 驱动系统 测头系统 控制系统 机架系统 软件系统 测量系统12三

3、坐标测量机 CMM 基础平台基础刚性零件安装支承精度花岗岩台面热稳定性13三坐标测量机 CMM 支架刚性 热稳定性 轻量化全对称三角形横梁结构 机架系统14三坐标测量机 CMM支承刚性精度保持性好摩擦力最小气浮支承系统布局 运动支承15三坐标测量机 CMM 运动支承16三坐标测量机 CMM1、机械式测量系统 精密丝杠加微分鼓轮式 精密齿条及齿轮式 滚轮直尺式2、电气式测量系统 感应同步器式 磁栅式 编码器 3、光学式测量系统 一般采用数字式连续位移系统 光学读数刻度尺式 光电显微镜和金属刻尺式 光栅测量系统 光学编码式 激光干涉式测量系统17三坐标测量机 CMM测头系统测量传感器探针标定探针系

4、统18三坐标测量机 CMMTesastar 手动旋转Tesastar I 手动分度Tesastar M自动分度点到点测头T-Probe轻便型测头LSP X3 最大加长杆长度：360 mmLSP X5 最大加长杆长度：500 mmLSP S2/S4 最大加长杆长度： 600 - 800 mm高精度扫描测头测头系统接触式测头系统19三坐标测量机 CMM测头系统非接触式测头系统CMM-VCCD照相G-SCAN线激光测头G-Tube非接触管件测头非接触传感器T-Scan便携式扫描头CW 43L 最大测头加长长度：570 mm连续伺服关节20三坐标测量机 CMM测头系统触发式测头系统RENISHAW电阻

5、型触发式探头21三坐标测量机 CMM测头系统固定式测头系统 测量精度高 角度固定 探针组合大22三坐标测量机 CMM测头系统固定式测头系统23三坐标测量机 CMM 测量方便 存在步距角 探针组合有限制 探针长度有限制测头系统回转式测头系统24三坐标测量机 CMMRENISHAW 回转测头测头系统回转式测头系统25三坐标测量机 CMMRENISHAW 连续回转扫描测头测头系统回转式测头系统26三坐标测量机 CMM坐标测量机控制系统框架27三坐标测量机 CMM坐标测量机应用1.精密箱体类零件精度要求高测杆长基准状况良好形位公差计算环境要求高测量方位多28三坐标测量机 CMM1.精密箱体类零件坐标测

6、量机应用29有自动测量功能的数控机床 现代数控机床，特别是加工中心，常具有自动测量功能，其工作原理和CMM没有本质区别。 特点：不需要昂贵的CMM，但会损失机床的切削加工时间;可以针对尺寸偏差自动进行机床及刀具补偿，加工精度高;不需要工件来回运输和等待。30测量机器人KUKA的测量系统。可测量透明物（玻璃等）以外的部件。 一般情况下，汽车生产线多采用抽样检测锻造品和铸造品的尺寸。通常使用三维测量机检测时，需要暂时从生产线中取出测量对象，测量后再放回生产线，因此很难进行生产批次的全数检测。该测量系统通过使用6轴机器人实现了连续检测（在生产线上测量及检测锻造品和铸造品的尺寸），大幅缩短检测时间，实

7、现了全数检测。 31刀具磨损和破损检测 在AMS运行过程中，刀具监视系统随时监视着刀具切削的状况，及时检查出刀具破损和刀具磨损的情况，以避免造成机床、工件和夹具的破坏。 自动化制造系统中的刀具多种多样，监控起来较为复杂，一般采用多种方法来监控，使这些方法在功能上互补，才能有效地实行监控。 功率检测声发射检测学习模式力检测 32环境及安全检测电网的电压及电流监测空气温度及湿度监测供水、供气压力和流量监测火灾监测人员安全监测33辅助设备清洗站去毛刺设备切屑和切削液处理34清洗站 清洗机有许多种类、规格和结构，一般按其工作是否连续分为间歇式（批处理式）和连续通过式（流水线式）。批处理式清洗站用于清洗

8、质量和体积较大的零件，属中、小批量清洗；流水线式清洗机用于零件通过量大的场合。 批处理式清洗机有倾斜封闭式清洗机、工件摇摆式清洗机和机器人式清洗机。 35清洗站 机器人式清洗机用机器人操作喷头，工件固定不动。有些大型批处理式清洗站内部有悬挂式环形有轨车，工件托盘安放在环形有轨车上，绕环形轨道做闭环运行。流水式清洗站用辊子传送带运送工件，零件从清洗站的一端送入，在通过清洗站的过程中被清洗，在清洗站的另一端送出，再通过传送带与托盘交接机构进入零件装卸区。 清洗机有高压喷嘴，喷嘴的大小、安装位置和方向应考虑到零件的清洗部位，保证零件的内部和难清洗的部位均能清洗干净。 36清洗站批处理式清洗站的操作过

9、程如下：（1）将工件托盘送到清洗站前。（2）打开进入清洗站的门，将托盘送入清洗工作区，并将其固定在有轨吊车上，关闭站门。（3）托盘随吊车绕轨道运行时，高压、大流量冷却液从喷嘴喷向工件托盘，使切屑、污物、油脂等落入排污系统。（4）冲洗一定时间后，冷却液关闭，开始吹热空气进行干燥。（5）吹风干燥一段时间后，有轨吊车返回其初始位置。（6）从有轨吊车上取下工件托盘，打开清洗站大门，运走工件托盘。 37去毛刺设备1.机械法去毛刺2.振动法去毛刺3.热能法去毛刺4.电化学法去毛刺38切屑和冷却液的处理切屑排除（1）靠重力或刀具回转离心力将切屑甩出，切屑靠自重落到机床下面的切屑输送带上。床身结构应易于排屑(

10、例如倾斜床身或将机床安置在倾斜的基座上)，并利用切屑挡板或保护板使加工空间完全密闭，防止切屑飞散，使之容易聚集和便于清除，同时也使环境安全、整洁。（2）用大流量冷却液冲洗加工部位，将切屑冲走，然后用过滤器把切屑从冷却液中分离出来。（3）采用压缩空气吹屑。（4）采用真空吸屑，此方法最适合于干式磨削工序和铸铁等脆性材料在加工时形成的粉末状切屑。在每一加工工位附近，安装与主吸管相通的真空吸管。 39切屑和冷却液的处理（1）平板链式切屑输送机。如图所示为平板链式切屑输送机，以滚轮链轮牵引的钢质平板链带在封密箱中运转，加工中的切屑落到链带上被带出机床，由AGV将切屑仓斗运送到切屑收集区，将切屑压制成块，

11、以便运走。一般为每台机床配置一台这种切屑输送机。 切屑输送 40切屑和冷却液的处理2）刮板式切屑输送机。如图所示为敷设在地沟内的刮板式切屑输送机，封闭式链条3装在两个链轮5和6上。 切屑输送 41切屑和冷却液的处理（3）螺旋式切屑输送机。图8-31所示为螺旋式切屑输送机，电动机经减速装置驱动安装在排屑槽中的螺旋杆。螺杆转动时，槽中的切屑由螺旋杆推动连续向前运动，最终排入切屑收集箱内。螺旋杆有两种形式：一种用扁型钢条卷成螺旋弹簧状；另一种是在轴上焊接紧密贴合的螺旋片。 切屑输送 42控制与通信系统多层计算机控制可编程序控制器PLC计算机数字控制CNC43多层计算机控制基本概念 现代自动化制造系统

12、FMC、FMS同时实现了信息流和物流的自动化，所控制的设备除了机床外还有工件储运和更换设备、刀具储运和更换设备、自动测量、自动清洗、自动排屑设备等，控制任务复杂，普遍采用多层计算机控制系统对整个系统进行调度、指挥、协调和实时控制。 多次计算机控制系统的基本思想是将一个复杂的系统划分成若干层次，各层次分别独立完成各自的功能，层与层之间保持信息交换，上层向下层发送命令，下层向上层回送执行结果，通过信息联系，构成完整的控制系统。44多层计算机控制按照美国国家标准，一般自动化制造系统的递阶控制系统一般分为五层：工厂层：订单和原始数据管理，制定中长期生产计划、物料需求计划、刀具需求计划、绘制厂部生产计划

13、图标。车间层：制定短期生产作业计划，上层物流控制，生产数据采集、存储，上层质量控制，原始数据管理。单元层：全面管理、协调和控制FMS/FMC的制造活动，规定时间范围从几个小时到几个工作日。工作站层：协调和控制工作站内的设备。设备层：各种设备进行实时控制、信息采集和信息反馈。45多层计算机控制46可编程序控制器PLC继电接触器控制系统可编程序控制系统(PLC)47继电接触器控制系统 继电接触器控制系统是我国工厂设备最常用的电气控制方式,且在今后的电气控制技术中仍然占有相当重要的地位。 48继电接触器控制系统 继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又

14、称为断续控制系统。优点：结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强。缺点：采用固定的接线方式，灵活性差，工作频率低、触点易损坏，可靠性差。49可编程序控制系统(PLC) 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程PLC是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产物，因此，掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必需的基础。50可编程序控制系统(PLC)1.可靠性高，抗干扰能力强；2.适应性强，应用灵活

15、；3.编程方便，易于使作；4.功能强，扩展能力强；5.系统设计、安装、调试方便；6.维修方便、维修工作量少；7.体积小、重量轻，易于实现机电一体化。可编程控制器的特点：51可编程序控制系统(PLC)52可编程序控制系统(PLC)53可编程序控制系统(PLC)西门子PLC54可编程序控制系统(PLC)PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。55计算机数字控制CNC 计算机数字控制CNC是在硬件数控NC的基础上发展起来的，它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，只需要改变相应的软件，无需改变硬件电路。 微型计算机是CNC的核