先進制造技術(shù)制造自動化技術(shù)-文檔資料

1、1本章要點 概述數(shù)控加工技術(shù)工業(yè)機器人柔性制造系統(tǒng)23 4 5主要技術(shù)：成組技術(shù)(GT)、計算機直接數(shù)控和分布式數(shù)控 (DNC)、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、柔性加工線(FML)、離散系統(tǒng)理論和方法、仿真技術(shù)、車間計劃與控制、制造過程監(jiān)控技術(shù)、計算機控制與通信網(wǎng)絡(luò)等。第三階段(1965-) ：柔性制造 智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、全球制造和綠色制造。第五階段(1991-) ：新的制造自動化模式 特征是強調(diào)制造全過程的系統(tǒng)性和集成性。主要技術(shù)：現(xiàn)代制造技術(shù)、管理技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)等。第四階段(1973-) ：計算機集成制造系統(tǒng)(C

2、IMS) 6 表1-1 三種自動化形式比較比較項目剛性自動化柔性自動化綜合自動化實現(xiàn)目標(biāo) 減輕工人勞動強度，節(jié)省勞動力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本 減輕工人勞動強度，節(jié)省勞動力，保證加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品制造周期 除左外，提高設(shè)計工作與管理工作效率和質(zhì)量，提高對市場的響應(yīng)能力控制對象物流物流物流，信息流特點 通過機、電、液氣等硬件控制方式實現(xiàn)，因而是剛性的，變動困難 以硬件為基礎(chǔ)，以軟件為支持，改變程序即可實現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)變，因而是柔性的 不僅針對具體操作和工人的體力勞動，而且涉及腦力勞動以及設(shè)計、經(jīng)營管理等各方面典型系統(tǒng)與裝備 自動機床、組合機床，機械手，自動生產(chǎn)線 NC機床，加工中心

3、，工業(yè)機器人，DNC，F(xiàn)MC，F(xiàn)MS CAD/CAM系統(tǒng)，MRP，CIMS應(yīng)用范圍大批大量生產(chǎn)多品種、中小批量生產(chǎn)各種生產(chǎn)類型關(guān)鍵技術(shù) 繼電器程序控制技術(shù)，經(jīng)典控制論 數(shù)控技術(shù)，計算機控制，GT，現(xiàn)代控制論 系統(tǒng)工程，信息技術(shù)，計算機技術(shù)，管理技術(shù)7 圖4-1 汽車后橋齒輪箱加工自動線剛性自動化20年代8 柔性自動化50年代圖4-2 焊接機器人綜合自動化70年代圖7-3 綜合自動化9制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達國家的智能系統(tǒng)計劃。近年來隨著Internet技術(shù)的發(fā)展，制造全球化的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速。制造全球化 制造網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造是一種面向21世紀的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)代制造模式，敏捷化是制造環(huán)境和

4、制造過程面向21世紀制造活動的必然趨勢 。制造敏捷化 10虛擬制造(VM)是以制造技術(shù)和計算機技術(shù)支持的系統(tǒng)建模技術(shù)和仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學(xué)、并行工程、人工智能、人工現(xiàn)實技術(shù)和多媒體技術(shù)等多種高新技術(shù)為一體，由多學(xué)科知識形成的一種綜合系統(tǒng)技術(shù)。制造虛擬化綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響(負作用)最小，資源效率最高。 制造綠色化智能制造技術(shù)的宗旨在于通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，以實現(xiàn)制造過程的優(yōu)化。制造智能

5、化工業(yè)機器人11 12 1948年，美國帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升機葉片輪廓檢驗用樣板的機床時，首先提出了應(yīng)用電子計算機控制機床來加工樣板曲線的設(shè)想。后來受美國空軍委托，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機構(gòu)實驗室合作進行研制工作，于1952年研制成功世界上第一臺三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床。13這是一種借助數(shù)字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行控制的自動化方法。是用計算機通過數(shù)字信息來自動控制機械加工的機床。具體地說，數(shù)控機床是通過編制程序，即通過數(shù)字(代碼)指令來自動完成機床各個坐標(biāo)的協(xié)調(diào)運動，正確地控制機床運動部件的位移量，并且按加工的動作順序要求自動控

6、制機床各個部件的動作 指用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。由于計算機應(yīng)用技術(shù)的成熟，數(shù)控系統(tǒng)均采用了計算機數(shù)控（CNC，Computer Numerical Control）以區(qū)別于傳統(tǒng)的NC。14 圖圖4-4 數(shù)控機床組成框圖數(shù)控機床組成框圖 15伺服驅(qū)動裝置檢測反饋裝置由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運算插補等轉(zhuǎn)變成控制指令，實現(xiàn)直接或通過算插補等轉(zhuǎn)變成控制指令，實現(xiàn)直接或通過PLC對伺服驅(qū)對伺服驅(qū)動裝置的控制。動裝置的控制。是數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的是數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受

7、數(shù)控裝置的生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床運動。運動。是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。統(tǒng)。16PLC、機床、機床I/O電路和裝置電路和裝置機床本體機床本體是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸和進給機構(gòu)等臺、主軸和進給機構(gòu)等PLC (Programmable Logic Controlle

8、r)：用于完成與：用于完成與邏輯運算有關(guān)順序動作的邏輯運算有關(guān)順序動作的I/O控制，它由硬件和軟件組控制，它由硬件和軟件組成；成；機床機床I/O電路和裝置：實現(xiàn)電路和裝置：實現(xiàn)I/O控制的執(zhí)行部件控制的執(zhí)行部件(由繼電由繼電器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等器、電磁閥、行程開關(guān)、接觸器等)組成的邏輯電路；組成的邏輯電路；17經(jīng)濟型數(shù)控車床經(jīng)濟型數(shù)控車床全功能數(shù)控車床全功能數(shù)控車床18 車削中心車削中心雙主軸數(shù)控車削中心雙主軸數(shù)控車削中心19 立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床龍門數(shù)控銑床龍門數(shù)控銑床20 經(jīng)濟型數(shù)控銑床經(jīng)濟型數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床21立式立式加工中心加工中心

9、臥式臥式加工中心加工中心22 硬線數(shù)控硬線數(shù)控G1: 19521955，電子管，電子管 G2: 19551959，晶體管，晶體管G3:19591965，小規(guī)模集成電路，小規(guī)模集成電路 23計算機數(shù)控計算機數(shù)控G4: 1970s (19701974)，小型，小型計算機計算機 G5: 1974-微處理器微處理器 (MCNC) 1979超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路 (VLIC)G6: 1994 基于基于PC-NC.24 25 26 2728并聯(lián)機床并聯(lián)機床HexaM簡圖簡圖并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)示意簡圖（并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)示意簡圖（6SPS機構(gòu)機構(gòu)）該機床的運動路線為該機床的運動路線為: 6個伺服電機的運動個伺

10、服電機的運動通過絲杠通過絲杠(驅(qū)動軸驅(qū)動軸) 、螺母和連桿傳給裝有螺母和連桿傳給裝有電主軸的刀具夾板，電主軸的刀具夾板，從而帶動刀具作任意從而帶動刀具作任意空間曲線運動空間曲線運動。該并聯(lián)機床由運動平臺、固定平臺以及能伸縮該并聯(lián)機床由運動平臺、固定平臺以及能伸縮的若干驅(qū)動桿組成的若干驅(qū)動桿組成，運動平臺與固定平臺由運動平臺與固定平臺由6根驅(qū)動桿（伸縮桿）相連根驅(qū)動桿（伸縮桿）相連，每個驅(qū)動桿兩端都每個驅(qū)動桿兩端都是球鉸副是球鉸副，中間有一個移動副中間有一個移動副。驅(qū)動器驅(qū)動移驅(qū)動器驅(qū)動移動副作相對運動動副作相對運動，改變伸縮桿的長度改變伸縮桿的長度，便可改便可改變運動平臺的位姿變運動平臺的位姿

11、，若將刀具安裝在運動平臺若將刀具安裝在運動平臺上上，則通過控制六桿長度的變化則通過控制六桿長度的變化，便可改變刀便可改變刀具在空間的位置與姿態(tài)具在空間的位置與姿態(tài)，滿足加工要求滿足加工要求.29ZXY 圖圖4-5 傳統(tǒng)機床傳統(tǒng)機床30機機床床框框架架桿件桿件動平臺動平臺 圖圖4-6 并聯(lián)機床并聯(lián)機床31運動精度高：運動精度高：有效地減少了運動鏈的長度，將支撐與傳動功能集成一體有效地減少了運動鏈的長度，將支撐與傳動功能集成一體可實現(xiàn)高速加工：可實現(xiàn)高速加工：運動部件少，質(zhì)量輕，有利于獲得高的進給速度運動部件少，質(zhì)量輕，有利于獲得高的進給速度機床剛性好：機床剛性好：消除了懸臂結(jié)構(gòu)，沒有橫梁、立柱等

12、承受彎曲的載荷部件消除了懸臂結(jié)構(gòu)，沒有橫梁、立柱等承受彎曲的載荷部件結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單P800M型并聯(lián)運動機床型并聯(lián)運動機床32 33 34 35分類名稱分類名稱簡要解釋簡要解釋操作型機器人操作型機器人能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中?？晒潭ɑ蜻\動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。程控型機器人程控型機器人按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機器人的機械動作。作。示教再現(xiàn)型機器人示教再現(xiàn)型機器人通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機器人動

13、作，輸入工作程序，機器人則自動重復(fù)進行作業(yè)。程序，機器人則自動重復(fù)進行作業(yè)。數(shù)控型機器人數(shù)控型機器人不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。感覺控制型機器人感覺控制型機器人利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。適應(yīng)控制型機器人適應(yīng)控制型機器人機器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動。機器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動。學(xué)習(xí)控制型機器人學(xué)習(xí)控制型機器人機器人能機器人能“體會體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學(xué)習(xí)功能，工作的經(jīng)驗，具有

14、一定的學(xué)習(xí)功能，并將所并將所“學(xué)學(xué)”的經(jīng)驗用于工作中。的經(jīng)驗用于工作中。智能機器人智能機器人以人工智能決定其行動的機器人。以人工智能決定其行動的機器人。3637 38 394041421-手臂及手腕 2-臂架 3-橡皮緩沖器 4-肘形節(jié)桿 5-回轉(zhuǎn)臺 6-基座 7-連接電纜 8-轉(zhuǎn)臺緩沖器 9-第一軸(轉(zhuǎn)臺)電動機(M1) 10、14-平衡氣缸 11-第二軸(臂架)電動機(M2)12-第三軸螺桿 15-驅(qū)動臂架 16-電動機組(M4、M5、M6) 17-控制柜43441-焊接電源焊接電源 2-顯示器顯示器 3一機器人一機器人控制裝置控制裝置 4-夾具控制裝置夾具控制裝置 5-工工件件 6-焊接

15、夾具焊接夾具 7-機器人機器人45 1-小臂小臂 2-大臂大臂 3-轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臺 4-基座基座4647該機器人是用來抓取、搬運來自輸送帶或輸送機上流動的物該機器人是用來抓取、搬運來自輸送帶或輸送機上流動的物品的自動化裝置。主要由搬人機械部件、機器主體部件、搬品的自動化裝置。主要由搬人機械部件、機器主體部件、搬出機械部件和系統(tǒng)控制等基本部分組成。出機械部件和系統(tǒng)控制等基本部分組成。 1-裝卸運裝卸運輸機輸機 2-極式輸送極式輸送機機 3-極式分配器極式分配器 4-橫進給式輸送橫進給式輸送機機 5-操作臺操作臺 6-控控制臺制臺 7-多工位式多工位式輸送機輸送機 484950514.34 4.34 全

16、球最先進的機器人盤點全球最先進的機器人盤點行走機器人行走機器人2009年年1月月8日，北京郊區(qū)農(nóng)民日，北京郊區(qū)農(nóng)民吳玉祿吳玉祿（音譯）在自家附近操作（音譯）在自家附近操作由他自制的行走機器人拉著的人力車溜達。這款機器人是熱衷于發(fā)明創(chuàng)造的吳玉由他自制的行走機器人拉著的人力車溜達。這款機器人是熱衷于發(fā)明創(chuàng)造的吳玉祿制造的最新、最大的機器人。他用從垃圾堆撿來的金屬絲、金屬片、螺絲釘和祿制造的最新、最大的機器人。他用從垃圾堆撿來的金屬絲、金屬片、螺絲釘和釘子等為材料，從釘子等為材料，從1986年就開始制造機器人。年就開始制造機器人。524.34 4.34 全球最先進的機器人盤點全球最先進的機器人盤點

17、奏樂機器人奏樂機器人2008年年5月月4日，豐田汽車公司的機器人在陳列室中正在演奏樂器。日，豐田汽車公司的機器人在陳列室中正在演奏樂器。534.34 4.34 全球最先進的機器人盤點全球最先進的機器人盤點人形握手機器人人形握手機器人2009年年2月月17日，在倫敦科學(xué)博物館里，一名觀眾在和名叫日，在倫敦科學(xué)博物館里，一名觀眾在和名叫“貝爾蒂貝爾蒂”（Berti）的機器人握手。它是跟真人一樣大的人形機器人，設(shè)計師制造它的目的是模仿人類手勢。）的機器人握手。它是跟真人一樣大的人形機器人，設(shè)計師制造它的目的是模仿人類手勢。 544.34 4.34 全球最先進的機器人盤點全球最先進的機器人盤點“大狗大

18、狗”機器人機器人2009年年2月月4日，泰國和美國士兵在金色眼鏡蛇聯(lián)合日，泰國和美國士兵在金色眼鏡蛇聯(lián)合軍事演習(xí)開幕式，觀看了一個名叫軍事演習(xí)開幕式，觀看了一個名叫“大狗大狗”機器人（機器人（Big Dog）的精彩表）的精彩表演。演。 554.34 4.34 全球最先進的機器人盤點全球最先進的機器人盤點手術(shù)機器人手術(shù)機器人 56571 檢測技術(shù)的概念檢測技術(shù)的概念檢測（檢測（Detection）定義：）定義： 利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方

19、法，賦予檢查與測量的方法，賦予定性或定定性或定量結(jié)果量結(jié)果的過程稱為檢測技術(shù)。的過程稱為檢測技術(shù)。檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用：倍增器檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用：倍增器2 檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用在線檢測：在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位位離線檢測：離線檢測：零件參數(shù)、零件參數(shù)、 尺寸與形位公差、尺寸與形位公差、 品質(zhì)參數(shù)品質(zhì)參數(shù)作作 用：用：現(xiàn)代工程裝備中，檢測環(huán)節(jié)的成現(xiàn)代工程裝備中，檢測環(huán)節(jié)的成本約占本約占5070%2 檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用2 檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用：檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用：戰(zhàn)斗力戰(zhàn)斗力美軍研制的未來

20、單兵作戰(zhàn)武器美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器-OICW 夜視瞄準(zhǔn)機系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)夜視瞄準(zhǔn)機系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測距儀：可精確的定位目標(biāo)。激光測距儀：可精確的定位目標(biāo)。檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用美國國家導(dǎo)彈防御計劃美國國家導(dǎo)彈防御計劃-NMD檢測技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用：檢測技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用：先行官先行官1.地基攔截器地基攔截器2.早期預(yù)警系統(tǒng)早期預(yù)警系統(tǒng)3.前沿部署前沿部署(如雷達）如雷達）4.管理與控制系統(tǒng)管理與控制系統(tǒng)5. 衛(wèi)星紅外線監(jiān)測系統(tǒng)衛(wèi)星紅外線監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng): 探測和發(fā)現(xiàn)探測和發(fā)現(xiàn)敵人導(dǎo)彈的發(fā)射并追蹤敵人導(dǎo)彈的發(fā)射并追蹤導(dǎo)彈的飛行軌道；導(dǎo)彈的飛行軌道；

21、 攔截器：能識別真假彈攔截器：能識別真假彈頭，敵友方頭，敵友方檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域應(yīng)用：檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域應(yīng)用：舉足輕重舉足輕重火箭測控火箭測控 - 檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡飛行器測控飛行器測控 - 檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工況，控制與操縱況，控制與操縱 檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用“阿波羅阿波羅10”：火箭部分火箭部分-2077個傳感器個傳感器飛船部分飛船部分-1218個傳感器個傳感器檢測參數(shù)檢測參數(shù)-加速度、溫度、壓力、加速度、溫度、壓力、 振動、流量、應(yīng)變、振動、流量、應(yīng)變、 聲學(xué)聲學(xué)神州飛船：神州飛船：185臺（套

22、）儀器裝置臺（套）儀器裝置檢測技術(shù)的作用65檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用：檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用：與日俱增與日俱增檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用海嘯預(yù)報海嘯預(yù)報檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用智能電子警察監(jiān)測系統(tǒng)智能電子警察監(jiān)測系統(tǒng)號檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用自動收費系統(tǒng)自動收費系統(tǒng)73 社會：社會：“物化法官物化法官” 機械制造業(yè)機械制造業(yè) 化工行業(yè)化工行業(yè) 煙草行業(yè)煙草行業(yè) 環(huán)境保護環(huán)境保護 現(xiàn)代物流行業(yè)現(xiàn)代物流行業(yè) 產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)品開發(fā) 文物保護領(lǐng)域文物保護領(lǐng)域 檢測技術(shù)的作用檢測技術(shù)的作用 檢查產(chǎn)品質(zhì)量檢查產(chǎn)品質(zhì)量 監(jiān)測環(huán)境污染監(jiān)測環(huán)境

23、污染 識別指紋假鈔識別指紋假鈔 查服違禁藥物查服違禁藥物 偵破刑事案件偵破刑事案件其它應(yīng)用：其它應(yīng)用：743 自動檢測系統(tǒng)的組成自動檢測系統(tǒng)的組成 自動檢測系統(tǒng)原理框圖自動檢測系統(tǒng)原理框圖指一個能將被測的非電量變換成電量的器件。指一個能將被測的非電量變換成電量的器件。 將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器熱電偶熱電偶n傳感器：傳感器：76 把傳感器輸出的電量變成具有一定驅(qū)動和把傳感器輸出的電量變成具有一定驅(qū)動和傳輸能力的信號，以推動后級的顯示電路傳輸能力的信號，以推動后級的顯示電路、數(shù)據(jù)處理裝置及執(zhí)行機構(gòu)。、數(shù)據(jù)處理裝置及執(zhí)行機構(gòu)。n信號處理電路：信號處理電路：模擬顯示、數(shù)字顯示、

24、圖象顯示及記錄儀等。模擬顯示、數(shù)字顯示、圖象顯示及記錄儀等。模擬顯示：模擬顯示：直觀直觀n顯示器：顯示器：數(shù)字顯示：數(shù)字顯示：準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常跳動不止。跳動不止。圖像顯示：圖像顯示：能顯示復(fù)雜的圖形和曲線，但價格昂貴。能顯示復(fù)雜的圖形和曲線，但價格昂貴。記錄儀：記錄儀：主要用來記錄被檢測對象的動態(tài)變化過程主要用來記錄被檢測對象的動態(tài)變化過程主要是指計算機，將復(fù)雜的系統(tǒng)用到頻譜分析儀。主要是指計算機，將復(fù)雜的系統(tǒng)用到頻譜分析儀。n數(shù)據(jù)處理裝置：數(shù)據(jù)處理裝置：通常是指各種繼電器，電磁鐵、電磁閥門、電通常是指各種繼電器，電磁鐵、電磁閥門、電磁調(diào)節(jié)閥、伺服電動機等，它們在電路中

25、是起磁調(diào)節(jié)閥、伺服電動機等，它們在電路中是起通斷、控制、調(diào)節(jié)、保護等作用的電器設(shè)備。通斷、控制、調(diào)節(jié)、保護等作用的電器設(shè)備。繼電器繼電器n執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)：電磁閥門電磁閥門固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器n執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)：電磁鐵電磁鐵電磁調(diào)節(jié)閥電磁調(diào)節(jié)閥n執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)：伺服型雷達天線伺服型雷達天線報警器報警器n執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)：85 智能化智能化 虛擬化虛擬化 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 微型化微型化 集成化集成化4 自動檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢自動檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢不斷提高檢測系統(tǒng)的測量精度、量程范圍、不斷提高檢測系統(tǒng)的測量精度、量程范圍、延長使用壽命、提高可靠性。延長使用壽命、提高可靠性。n提高測量精度提高

26、測量精度 將量程切換到將量程切換到2V時，最小顯時，最小顯示值為示值為1Vn提高可靠性提高可靠性承受劇烈振動承受劇烈振動88發(fā)展微型化、集成化、智能化、虛擬化的傳感器發(fā)展微型化、集成化、智能化、虛擬化的傳感器n智能化智能化n面部識別技術(shù)面部識別技術(shù)n單片機芯片單片機芯片89可拍照的手機可拍照的手機n集成化集成化90應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域火星車火星車月球車月球車應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域n安全檢查安全檢查應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域93網(wǎng)絡(luò)化傳感

27、器及檢測技術(shù)逐步發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化傳感器及檢測技術(shù)逐步發(fā)展檢測技術(shù)的誤差檢測技術(shù)的誤差951 測量的分類2 測量誤差及分類3 自動檢測系統(tǒng)的組成檢測技術(shù)的誤差檢測技術(shù)的誤差961 測量的分類 靜態(tài)測量和動態(tài)測量靜態(tài)測量和動態(tài)測量 直接測量與間接測量直接測量與間接測量 接觸式測量與非接觸式測量接觸式測量與非接觸式測量 在線測量和離線測量在線測量和離線測量n靜態(tài)測量和動態(tài)測量靜態(tài)測量和動態(tài)測量電子卡尺電子卡尺直接測量與間接測量直接測量與間接測量99接觸式測量與非接觸式測量接觸式測量與非接觸式測量雷達測速雷達測速測體溫測體溫100在線測量和離線測量在線測量和離線測量1012 測量誤差及分類測量誤差及分類 測

28、量誤差：測量誤差：測量值與真實值之間的誤差。測量值與真實值之間的誤差。 分類：分類：絕對誤差和相對誤差。絕對誤差和相對誤差。絕對誤差絕對誤差 絕對誤差絕對誤差是測量值是測量值A(chǔ)x與真實值與真實值A(chǔ)0之間的之間的差值，即：差值，即： 0 xAA 相對誤差相對誤差 相對誤差相對誤差用百分比的形式表示。一般多用百分比的形式表示。一般多取正值。相對誤差有以下表現(xiàn)形式：取正值。相對誤差有以下表現(xiàn)形式： 示值相對誤差示值相對誤差 ：用絕對誤差：用絕對誤差與被測量與被測量Ax的百分比表示的百分比表示滿度（引用）相對誤差滿度（引用）相對誤差 ：絕對誤差：絕對誤差與儀器與儀器滿度值滿度值A(chǔ)m的百分比。的百分比。

29、%100Axx%100Amnr104準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級 當(dāng)取儀表的最大絕對誤差時，常用引用誤當(dāng)取儀表的最大絕對誤差時，常用引用誤差來表示儀表的準(zhǔn)確度等級差來表示儀表的準(zhǔn)確度等級S，即：，即：根據(jù)給出的準(zhǔn)確度等級根據(jù)給出的準(zhǔn)確度等級S及滿度值及滿度值A(chǔ)m，可，可以推算出該儀表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、以推算出該儀表可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、示值相對誤差等。示值相對誤差等。儀表的準(zhǔn)確度等級和基本誤差儀表的準(zhǔn)確度等級和基本誤差 例：某指針式電壓表的精度為例：某指針式電壓表的精度為2.52.5級，用它來測量電壓時可能產(chǎn)級，用它來測量電壓時可能產(chǎn)生的滿度相對誤差為生的滿度相對誤差為2.5% 2.5% 。1

30、06誤差產(chǎn)生的因素：誤差產(chǎn)生的因素： 粗大誤差粗大誤差 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 隨機誤差隨機誤差粗大誤差粗大誤差 明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過失誤差。粗大誤差主要是由于測量人員叫過失誤差。粗大誤差主要是由于測量人員的粗心大意及電子測量儀器受到突然而強大的粗心大意及電子測量儀器受到突然而強大的干擾所引起的。如測錯、讀錯、記錯、外的干擾所引起的。如測錯、讀錯、記錯、外界過電壓尖峰干擾等造成的誤差。就數(shù)值大界過電壓尖峰干擾等造成的誤差。就數(shù)值大小而言，粗大誤差明顯超過正常條件下的誤小而言，粗大誤差明顯超過正常條件下的誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時，應(yīng)予以剔除。差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)

31、粗大誤差時，應(yīng)予以剔除。 系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差：夏天擺鐘變慢的原因是什么？夏天擺鐘變慢的原因是什么？ 系統(tǒng)誤差也稱裝置誤差，它反系統(tǒng)誤差也稱裝置誤差，它反映了測量值偏離真值的程度。凡誤映了測量值偏離真值的程度。凡誤差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者，差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者，均屬于系統(tǒng)誤差。均屬于系統(tǒng)誤差。 系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過實驗的方法或引入修正值可以通過實驗的方法或引入修正值的方法計算修正，也可以重新調(diào)整的方法計算修正，也可以重新調(diào)整測量儀表的有關(guān)部件予以消除。測量儀表的有關(guān)部件予以消除。 隨機誤差隨機誤差 在同一條件下，多次測量同一被測量，在同一條

32、件下，多次測量同一被測量，有時會發(fā)現(xiàn)測量值時大時小，誤差的絕對值及有時會發(fā)現(xiàn)測量值時大時小，誤差的絕對值及正、負以不可預(yù)見的方式變化，該誤差稱為隨正、負以不可預(yù)見的方式變化，該誤差稱為隨機誤差，也稱偶然誤差，它反映了測量值離散機誤差，也稱偶然誤差，它反映了測量值離散性的大小。隨機誤差是測量過程中許多獨立的性的大小。隨機誤差是測量過程中許多獨立的、微小的、偶然的因素引起的綜合結(jié)果。、微小的、偶然的因素引起的綜合結(jié)果。 存在隨機誤差的測量結(jié)果中，雖然單個存在隨機誤差的測量結(jié)果中，雖然單個測量值誤差的出現(xiàn)是隨機的，既不能用實驗的測量值誤差的出現(xiàn)是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但是就誤差

33、的整體而方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數(shù)隨機誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律。言，多數(shù)隨機誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律。 隨機誤差的正態(tài)分布規(guī)律隨機誤差的正態(tài)分布規(guī)律長度相對測量值長度相對測量值次次數(shù)數(shù)統(tǒng)統(tǒng)計計111靜態(tài)誤差與動態(tài)誤差靜態(tài)誤差與動態(tài)誤差靜態(tài)誤差：靜態(tài)誤差：在被測量不隨時間變化時所產(chǎn)在被測量不隨時間變化時所產(chǎn)生的誤差稱為靜態(tài)誤差。生的誤差稱為靜態(tài)誤差。動態(tài)誤差：動態(tài)誤差：當(dāng)被測量隨時間迅速變化時，當(dāng)被測量隨時間迅速變化時，系統(tǒng)的輸出量在時間上不能與被測量的變系統(tǒng)的輸出量在時間上不能與被測量的變化精確吻合，這種誤差稱為動態(tài)誤差?；_吻合，這種誤差稱為動態(tài)誤差。 由心電圖儀放大器帶

34、寬由心電圖儀放大器帶寬不夠引起的動態(tài)誤差不夠引起的動態(tài)誤差動態(tài)誤差：動態(tài)誤差：113 1 傳感器的定義傳感器的定義 2 傳感器的組成傳感器的組成 3 3 傳感器分類傳感器分類傳感器傳感器的定義、組成、分類的定義、組成、分類1141 傳感器的定義 根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-87） 傳感器（傳感器（Transducer/Sensor）：能感受規(guī)定）：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置。號的器件和裝置。115包含的概念：包含的概念： 傳感器是測量裝置，能完成檢測任務(wù)；傳感器是測量裝置，能

35、完成檢測任務(wù)； 它的輸出量是某一被測量，可能是物理量，也可它的輸出量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；能是化學(xué)量、生物量等； 它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量；量，但主要是電量； 輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。輸出輸入有對應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。1162 2 傳感器的組成傳感器的組成傳感器組成框圖傳感器組成框圖舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器n敏感元件：敏感元件：能夠

36、靈敏地感受被測量并作出響應(yīng)的元件。能夠靈敏地感受被測量并作出響應(yīng)的元件。彈性敏感元件（彈簧管）：彈性敏感元件（彈簧管）：將壓力轉(zhuǎn)換為角位移將壓力轉(zhuǎn)換為角位移將敏感元件感受的被測量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)的元件。將敏感元件感受的被測量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)的元件。傳感元件（電位器）：傳感元件（電位器）：將角位移轉(zhuǎn)換為電參量將角位移轉(zhuǎn)換為電參量-電阻電阻的變化（的變化（R） n傳感元件：傳感元件：n將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率量。電壓、電流或頻率量。當(dāng)電位器的兩端加當(dāng)電位器的兩端加上電源后，電位器上電源后，電位器就組成分壓比電路，就組成分壓比電路，它的

37、輸出量是與壓它的輸出量是與壓力成一定關(guān)系的電力成一定關(guān)系的電壓壓Uo 。 n測量轉(zhuǎn)換電路：測量轉(zhuǎn)換電路：121 1根據(jù)被測物理量分類：根據(jù)被測物理量分類： 速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。器、溫度傳感器、壓力傳感器等。 2按工作原理分類按工作原理分類 應(yīng)變式、電壓式、電容式、渦流式、差應(yīng)變式、電壓式、電容式、渦流式、差動變壓器式等。動變壓器式等。 3按能量的傳遞方式分類按能量的傳遞方式分類 有源的和無源的傳感器。有源的和無源的傳感器。3 傳感器分類傳感器分類122 1 1 傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性 2 2 傳感器的動態(tài)特

38、性傳感器的動態(tài)特性傳感器基本特性傳感器基本特性穩(wěn)定性(零漂)傳感器傳感器溫度供電各種干擾穩(wěn)定性溫漂分辨力沖擊與振動電磁場線性滯后重復(fù)性靈敏度輸入誤差因素外界影響 傳感器輸入輸出作用圖輸出取決于傳感器本身，可通過傳感器本身的改善來加以抑制，有時也可以對外界條件加以限制。衡量傳感器特性的主要技術(shù)指標(biāo)1241 1 傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性 靜特性指標(biāo)靜特性指標(biāo)1、線性度、線性度2、靈敏度、靈敏度3、遲滯、遲滯4、重復(fù)性、重復(fù)性5、零點漂移零點漂移6、溫度漂移溫度漂移靜態(tài)特性：輸入量為常量，或變化極慢。靜態(tài)特性：輸入量為常量，或變化極慢。125線性度線性度直線擬合線性化直線擬合線性化 非線性誤

39、差或線性度非線性誤差或線性度%100)(MFSaxLLy最大非線性誤差 滿量程輸出 指傳感器實際特性曲線與擬合直線之間的最大指傳感器實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差與傳感器滿量程輸出的百分比，表達式：偏差與傳感器滿量程輸出的百分比，表達式：126直線擬合線性化直線擬合線性化： 理論擬合理論擬合 過零旋轉(zhuǎn)擬合過零旋轉(zhuǎn)擬合 端點連線擬合端點連線擬合 端點連線平移擬合端點連線平移擬合 最小二乘擬合最小二乘擬合 出發(fā)點出發(fā)點 獲得最小的非線性誤差獲得最小的非線性誤差a.理論擬合理論擬合擬合直線為傳感器的理論特性，與實際測試值無關(guān)。擬合直線為傳感器的理論特性，與實際測試值無關(guān)。方法十分簡單，但一般說

40、方法十分簡單，但一般說 Lmax 較大較大xyLmaxb.過零旋轉(zhuǎn)擬合過零旋轉(zhuǎn)擬合曲線過零的傳感器。擬合時，使曲線過零的傳感器。擬合時，使L1= L2= Lmax xyL2L1c.端點連線擬合端點連線擬合 把輸出曲線兩端點的連線作為擬合直線把輸出曲線兩端點的連線作為擬合直線xyLmaxd.端點連線平移擬合端點連線平移擬合 在端點連線擬合在端點連線擬合基礎(chǔ)上使直線平移，移基礎(chǔ)上使直線平移，移動距離為原先的一半動距離為原先的一半Max312LLLLyxLmaxL1e.最小二乘擬合最小二乘擬合xy=kx+by生物機電132靈敏度靈敏度 傳感器輸出的變化量傳感器輸出的變化量 yy 與引起該變化量與引起

41、該變化量的輸入變化量的輸入變化量xx之比即為其靜態(tài)靈敏度之比即為其靜態(tài)靈敏度，表達式：，表達式：xyk表征傳感器對輸入量變化的反應(yīng)能力表征傳感器對輸入量變化的反應(yīng)能力生物機電 (a) 線性傳感器線性傳感器 (b) 非線性傳感器非線性傳感器 圖圖 1.4.2 傳感器的靈敏度傳感器的靈敏度 生物機電生物機電靈敏度作圖靈敏度作圖遲滯遲滯 傳感器在正（輸入量增大）、反（輸入量減傳感器在正（輸入量增大）、反（輸入量減?。┬谐讨休敵鲚斎肭€不重合的現(xiàn)象稱為小）行程中輸出輸入曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯，表達式：遲滯，表達式：%100)(21 (FSHMAXHy 正反行程間輸出的最大差值。正反行程間輸出的最大差

42、值。HMAX%100)(21 (FSHMAXHy滿量程輸出。滿量程輸出。生物機電136遲滯特性遲滯特性xHmaxY正行程特性正行程特性反行程特性反行程特性n影響：影響：分辨力變差分辨力變差n希望：希望：遲滯越小越遲滯越小越好。好。重復(fù)性重復(fù)性 傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。時所得特性曲線不一致的程度。正行程的最大重復(fù)性偏差正行程的最大重復(fù)性偏差反行程的最大重復(fù)性偏差反行程的最大重復(fù)性偏差1MaxR2MaxR%100)(MaxFSRRy取較大者為取較大者為MaxR生物機電 重復(fù)特性重復(fù)特性xRmax1Rmax2y生物機電零點漂移零

43、點漂移 傳感器在長時間工作的情況下輸出量發(fā)生傳感器在長時間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化。的變化。%1000FSYY零漂零漂 式中式中Y0最大零點偏差；最大零點偏差； YFS 滿量程輸出。滿量程輸出。生物機電溫漂溫漂 傳感器在外界溫度下輸出量發(fā)出的變化傳感器在外界溫度下輸出量發(fā)出的變化%100maxTYFS溫漂溫漂 式中式中max 輸出最大偏差；輸出最大偏差；T 溫度變化范圍；溫度變化范圍； YFS 滿量程輸出。滿量程輸出。 生物機電2 傳感器的動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性 動態(tài)特性動態(tài)特性:指傳感器的輸出對隨時間變化的輸指傳感器的輸出對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。反映輸出值真實再現(xiàn)變化著入量的響

44、應(yīng)特性。反映輸出值真實再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。的輸入量的能力。 研究傳感器的動態(tài)特性主要是從測量誤差角度研究傳感器的動態(tài)特性主要是從測量誤差角度分析產(chǎn)生動態(tài)誤差的原因以及改善措施。分析產(chǎn)生動態(tài)誤差的原因以及改善措施。時域時域：瞬態(tài)響應(yīng)法：瞬態(tài)響應(yīng)法頻域頻域：頻率響應(yīng)法：頻率響應(yīng)法 生物機電142瞬態(tài)響應(yīng)特性：時間響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)特性：時間響應(yīng) 一階傳感器一階傳感器的時間常數(shù)的時間常數(shù)越小越好越小越好生物機電143二階傳感器的二階傳感器的響應(yīng)在很大程響應(yīng)在很大程度上取決于阻度上取決于阻尼比尼比和固有頻和固有頻率率n 。生物機電144生物機電 上升時間上升時間tr 輸出由穩(wěn)態(tài)值的輸出由穩(wěn)態(tài)值的10%

45、變化到穩(wěn)變化到穩(wěn)態(tài)值的態(tài)值的90%所用的時間。所用的時間。 響應(yīng)時間響應(yīng)時間ts 系統(tǒng)從階躍輸入開始到輸出值系統(tǒng)從階躍輸入開始到輸出值進入穩(wěn)態(tài)值所規(guī)定的范圍內(nèi)所需要的時間。進入穩(wěn)態(tài)值所規(guī)定的范圍內(nèi)所需要的時間。 峰值時間峰值時間tp 階躍響應(yīng)曲線達到第一個峰值階躍響應(yīng)曲線達到第一個峰值所需時間。所需時間。 超調(diào)量超調(diào)量 傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值A(chǔ)，常用相對于穩(wěn)態(tài)值的百分比，常用相對于穩(wěn)態(tài)值的百分比表示。表示。生物機電146頻率響應(yīng)特性頻率響應(yīng)特性 傳感器對正弦輸入信號的響應(yīng)特性傳感器對正弦輸入信號的響應(yīng)特性(a) 幅頻特性幅頻特性 (b) 相頻特性相頻特性時間常

46、數(shù)時間常數(shù)越小，頻率響應(yīng)特性越好越小，頻率響應(yīng)特性越好147傳感器的頻率響應(yīng)特性好壞主要取決于阻尼傳感器的頻率響應(yīng)特性好壞主要取決于阻尼比比和傳感器固有頻率和傳感器固有頻率n 。生物機電 頻帶：頻帶：傳感器增益保持在一定值內(nèi)的頻率傳感器增益保持在一定值內(nèi)的頻率范圍，稱為傳感器的頻帶或通頻帶，對應(yīng)范圍，稱為傳感器的頻帶或通頻帶，對應(yīng)有上、下截止頻率。有上、下截止頻率。 時間常數(shù)時間常數(shù)：用時間常數(shù)用時間常數(shù)來表征一階傳感來表征一階傳感器的動態(tài)特性，器的動態(tài)特性，越小，頻帶越寬。越小，頻帶越寬。 固有頻率固有頻率n ：二階傳感器的固有頻率二階傳感器的固有頻率n表征了其動態(tài)特性。表征了其動態(tài)特性。生

47、物機電謝謝！150 151 152FMS的組成的組成典型的典型的FMS主要由以下三個子系統(tǒng)組成：主要由以下三個子系統(tǒng)組成：（1）加工系統(tǒng)）加工系統(tǒng)（2）運儲系統(tǒng)）運儲系統(tǒng)（3）計算機控制系統(tǒng)）計算機控制系統(tǒng)FMS的組成框圖及功能特征的組成框圖及功能特征155計算機技術(shù)計算機技術(shù) 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)液壓技術(shù)液壓技術(shù)電子技術(shù)電子技術(shù)PLC技術(shù)技術(shù)氣動技術(shù)氣動技術(shù)機器人技術(shù)機器人技術(shù)156www.festech.co.krwww.festech.co.kr6、RV-2AJ 5自由度機器人自由度機器人5、CNC 數(shù)控銑床CNC 銑床編程銑床編程3、圖像處理工作單元、圖像處理工作單元可視化監(jiān)控系統(tǒng)PL

48、C編程庫存控制PLC 編程8、存儲工作單元存儲工作單元11、傳輸帶系統(tǒng)、傳輸帶系統(tǒng)1、供料、供料工作單元工作單元2、檢測工作單元、檢測工作單元9、操作手工作單元、操作手工作單元7、裝配工作單元、裝配工作單元4、操作手工作單元10、成品分裝工作單元、成品分裝工作單元157圖4-4 FMS的組成自動倉庫工廠計算機中央計算機物流控制計算機運輸小車加工單元1加工單元2加工單元n信 息 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò)工夾具站158FMS結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖 159q 加工單元CNC（MC）機床工作臺架（暫存工件）機器人或托盤交換裝置檢測、監(jiān)控裝置設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控與檢測（圖4-5） 傳感器群信號采集預(yù)處理特征提取狀態(tài)識別診斷

49、決策預(yù)維修決策監(jiān)控檢測報告正常狀態(tài)模式預(yù)診斷知識庫預(yù)維修知識庫學(xué)習(xí)訓(xùn)練匹配狀態(tài)異常報警預(yù)知故障報警輸出圖4-5 設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控與檢測框圖160鉆頭破損檢測器內(nèi)存有以往采集的鉆頭破損的信號或鉆頭破損模擬信號，與檢測信號進行比較。當(dāng)鉆頭破損被確認后，發(fā)出換刀信號。加工過程監(jiān)控與檢測重點是刀具磨損、破損監(jiān)控與檢測。圖4-6為聲發(fā)射鉆頭破損檢測裝置示意圖。加工過程中，一旦鉆頭破損，聲發(fā)射傳感器檢測到鉆頭破損信號，將其送至鉆頭破損檢測器進行處理。鉆頭破損檢測器圖4-6 聲發(fā)射鉆頭破損檢測裝置系統(tǒng)圖交換機床控制器工件折斷工作臺聲發(fā)射傳感器破損信號161q 物料傳輸系統(tǒng)又稱立體倉庫或自動化倉庫系統(tǒng)（Aut

50、omated Storage and Retrieva1 System一ASRS），由高層料架 、堆垛機、控制計算機和物料識別裝置等組成。具有自動化程度高、料位空間尺寸和額定存放重量大、料位總數(shù)可根據(jù)實際需求擴展、占地面積小等優(yōu)點。 自動倉庫（圖4-7）圖4-7 自動倉庫運輸小車出入庫裝卸站堆垛機料架162 傳輸裝置 滾式鏈?zhǔn)剑▊魉蛶в捎谌嵝圆?，目前較少使用）帶式有軌無軌（AGV）固定路線隨機路線電磁式（圖7-8）光電式（圖7-9）傳送帶運輸小車機器人固定式機器人行走式機器人切屑處理系統(tǒng)163 無軌小車 又稱自動引導(dǎo)小車（AGV, Automated Guide Vehicle）。圖4-21（

51、a）為其示意圖，小車上有托盤交換臺3，工作臺1與托盤2由交換臺推上機床的工作臺進行加工，加工好的工件連同托盤拉回到小車的交換臺上，送裝卸工位，由人工卸下并裝上新的待加工工件。小車的行車路線常用電纜或光電引導(dǎo)。164圖圖4-8 自動引導(dǎo)小車自動引導(dǎo)小車(AGV) 圖4-21（b）為電纜引導(dǎo)的原理圖，在地面（6）下埋設(shè)有導(dǎo)向電纜8，通以低頻電流，在電纜周圍形成磁場7。固定在小車車身內(nèi)的兩個19感應(yīng)線圈5中即產(chǎn)生電壓，當(dāng)小車運行偏離電纜時，兩線圈的電壓不相等，轉(zhuǎn)向電機4即正向或反向旋轉(zhuǎn)以校正小車的位置，使小車總是沿電纜引導(dǎo)的路線行走。光電引導(dǎo)方式是在地面上鋪設(shè)反光的不銹鋼帶，利用光的反射使小車上的一排光電管產(chǎn)生信號，以引導(dǎo)小車沿反光帶運動。 165轉(zhuǎn)向舵比較放大電路信號拾取線圈引導(dǎo)電纜圖4-8 電磁引導(dǎo)原理在地面上埋設(shè)引導(dǎo)電纜，并通以510kHz的低壓電流。小車上裝有對稱的一組信號拾取線圈。當(dāng)小車偏向右方時，右方的感應(yīng)信號減弱，左方的增強，控制器根據(jù)這些信號的強弱，控制小車的舵輪。電磁導(dǎo)向方式原理（圖