機械制造自動化技術(shù)-概論-課件

概論機械制造自動化技術(shù)1PPT課件2PPT課件機械制造系統(tǒng)三個特性——三個角度的定義。在結(jié)構(gòu)方面：制造過程所涉及的硬件（包括人員、設(shè)備、物料流、各種輔助裝置等）及相關(guān)軟件（包括制造理論、制造技術(shù)和制造信息等）組成一個統(tǒng)一整體。

——在功能方面：將制造資源（原材料、能源、勞動力等）轉(zhuǎn)變?yōu)槌善坊虬氤善返妮斎胼敵鱿到y(tǒng)。

——在過程方面：涵蓋制造生產(chǎn)的運行過程，包括市場分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝編制、制造實施、檢驗出廠、產(chǎn)品銷售等多個環(huán)節(jié)的制造全過程。一、基本概念機械制造系統(tǒng)的具體形象是什么？3PPT課件機械制造系統(tǒng)的組成圖一臺正在制造產(chǎn)品的機床、生產(chǎn)線、車間、整個工廠都可看成不同層次的制造系統(tǒng)，從系統(tǒng)的含義它們并沒有多少差別，都是由加工過程（物料流）、加工與管理等信息（信息流）和能量的消耗及其流程（能量流）組成的綜合系統(tǒng)。

4PPT課件自動化，它是指設(shè)計一種控制設(shè)備來取代人力操作機械的動作，以達到各種機械自動、半自動運行的目的。機械化與自動化的區(qū)別？機械化——執(zhí)行制造過程的基本動作由機械完成。機械由人操作控制。自動化——操作控制機械的動作也是由機器完成。工序中所有基本動作都機械化了，輔助動作都自動化了，工人對這一工序作總操縱和監(jiān)督工序都自動化并有機相連；工人只對整個工藝過程作總操縱和監(jiān)督工藝過程自動化并自動有機聯(lián)系在一起，從原材料到最終成品都不需要人工干涉。5PPT課件機械制造自動化的主要內(nèi)容

機械制造過程中的自動化技術(shù)包括：

1）機械加工自動化技術(shù)包含上下料自動化技術(shù)、裝卡自動化技術(shù)、換刀自動化技術(shù)、加工自動化技術(shù)和零件檢驗自動化技術(shù)等。2）

物料儲運過程自動化技術(shù)包含工件儲運自動化技術(shù)、刀具儲運自動化技術(shù)和其他物料儲運自動化技術(shù)等。3）裝配自動化技術(shù)包含零部件供應(yīng)自動化技術(shù)和裝配過程自動化技術(shù)等。4）質(zhì)量控制自動化技術(shù)包含零件檢測自動化技術(shù)、產(chǎn)品檢測自動化技術(shù)和刀具檢測自動化技術(shù)等。機械制造自動化就是在機械制造過程的所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù)，實現(xiàn)機械制造全過程的自動進行。毛坯制備、熱處理、物料運輸、機械加工、裝配、輔助過程、質(zhì)量控制、系統(tǒng)控制等6PPT課件機械制造自動化的作用1.縮短生產(chǎn)周期2.提高生產(chǎn)率3．提高產(chǎn)品質(zhì)量4．提高經(jīng)濟效益5．降低勞動強度6．提高勞動者素質(zhì)7．有利于產(chǎn)品更新8．帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展生產(chǎn)方面人方面技術(shù)方面7PPT課件二、制造自動化的類型1.加工系統(tǒng)即能完成工件的切削加工、排屑、清洗和測量的自動化設(shè)備與裝置；2.工件支撐系統(tǒng)即能完成工件輸送、搬運以及存儲功能的工件供給裝置；3.刀具支撐系統(tǒng)即包括刀具的裝配、輸送、交換和存儲裝置以及刀具的預(yù)調(diào)和管理系統(tǒng)；4.控制與管理系統(tǒng)即對制造過程的監(jiān)控、檢測、協(xié)調(diào)與管理。機械制造自動化系統(tǒng)的構(gòu)成信息流8PPT課件1.按制造過程分類毛坯制備過程自動化、熱處理過程自動化、儲運過程自動化、機械加工過程自動化、裝配過程自動化、輔助過程自動化、質(zhì)量檢測過程自動化和系統(tǒng)控制過程自動化。2.按設(shè)備分類

局部動作自動化、單機自動化、剛性自動化、剛性綜合自動化系統(tǒng)、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)。3.按控制方式分類

機械控制自動化、機電液控制自動化、數(shù)字控制自動化、計算機控制自動化、智能控制自動化。機械制造自動化的分類對機械制造自動化的分類目前并沒有統(tǒng)一的方式；不同的自動化類型有著不同的性能特點和不同的應(yīng)用范圍。9PPT課件機械制造自動化的特點與適用范圍不同的自動化類型有著不同的性能特點和不同的應(yīng)用范圍，因此應(yīng)根據(jù)需要選擇不同的自動化系統(tǒng)。1.剛性半自動化單機特點：剛性半自動化單機是一種除上下料外可以自動地完成單個工藝過程加工循環(huán)的機床。從復(fù)雜程度講，剛性半自動化單機實現(xiàn)的是加工自動化的最低層次。適用范圍：適用于產(chǎn)品品種變化范圍和生產(chǎn)批量都較大的制造系統(tǒng)。缺點是調(diào)整工作量大，加工質(zhì)量較差，對人的依賴性較強，工人的勞動強度也大。10PPT課件2.剛性自動化單機-特點：它是在剛性半自動化單機的基礎(chǔ)上增加自動上下料裝置而形成的自動化機床。因此這種機床實現(xiàn)的也是單個工藝過程的全部加工循環(huán)。-適用范圍：這種機床往往需要定制或改裝，常用于品種變化很小，但生產(chǎn)批量特別大的場合。如組合機床、專用機床等。主要特點是投資少、見效快，但通用性差，是大量生產(chǎn)中最常見的加工設(shè)備。11PPT課件3.剛性自動線-特點：剛性自動化生產(chǎn)線（簡稱剛性自動線）是用工件輸送系統(tǒng)將各種剛性自動化加工設(shè)備和輔助設(shè)備按一定的順序連接起來，在控制系統(tǒng)的作用下完成單個零件加工的復(fù)雜大系統(tǒng)。適用范圍：

在剛性自動線上，被加工零件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，順序通過各個工作位置，自動完成零件預(yù)定的全部加工過程和部分檢測過程。因此，剛性自動線具有很高的自動化程度，具有統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和嚴(yán)格的生產(chǎn)節(jié)奏。適用于少品種、大批量的生產(chǎn)中。主要缺點：投資大，系統(tǒng)調(diào)整周期長，更換產(chǎn)品不方便。12PPT課件4.剛性綜合自動化系統(tǒng)-特點：一般情況下，剛性自動線只能完成單個零件的所有相同工序（如切削加工工序），對于其他自動化制造內(nèi)容如熱處理、鍛壓、焊接、裝配、檢驗、噴漆甚至包裝卻不可能全部包括在內(nèi)。包括上述內(nèi)容的復(fù)雜大系統(tǒng)稱為剛性綜合自動化系統(tǒng)。-適用范圍：它常用于產(chǎn)品比較單一，但工序內(nèi)容多，加工批量特別大的零部件的自動化制造。剛性綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資強度大，建線周期長，更換產(chǎn)品困難，但生產(chǎn)效率極高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動強度低。13PPT課件沿著箭頭方向分析：自動化程度，結(jié)構(gòu)，投資，更換產(chǎn)品困難度，調(diào)整周期，生產(chǎn)率，工人勞動強度的變化14PPT課件5.數(shù)控機床-特點：數(shù)控機床（NumericalControlMachineTools）用來完成零件一個工序的自動化循環(huán)加工。它是用代碼化的數(shù)字量來控制機床，按照事先編好的程序，自動控制機床各部分的運動，而且還能控制選刀、換刀、測量、潤滑、冷卻等工作。-適用范圍：適用于復(fù)雜程度不高，加工精度較高，品種多變，且重復(fù)性好的場合。15PPT課件6.加工中心-特點：加工中心（MachiningCenter-MC）是在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上增加刀庫和自動換刀裝置而形成的一類更復(fù)雜但用途更廣、效率更高的數(shù)控機床。由于具有刀庫和自動換刀裝置，就可以在一臺機床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個工序的加工，有利于工序集中。-適用范圍：零件較復(fù)雜，需要多工序加工的中等批量的生產(chǎn)場合。16PPT課件7.柔性制造單元（FMC）所謂柔性，是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。FMC實際上是數(shù)控加工中心的擴展，一般是由加工中心和工業(yè)機器人各一臺組成，并由后臺計算機統(tǒng)一作可編程控制-適用范圍：柔性制造單元常用于品種變化不是很大、生產(chǎn)批量中等的生產(chǎn)規(guī)模中。17PPT課件18PPT課件8.柔性制造系統(tǒng)（FMS）一般由數(shù)臺加工中心、工業(yè)機器人和自動制導(dǎo)車輛（AGV）組成，由后臺計算機統(tǒng)一控制。從功能上有四部分組成：兩臺以上的數(shù)控加工設(shè)備、一個自動化的物料及刀具儲運系統(tǒng)、若干臺輔助設(shè)備（如清洗機、測量機、排屑裝置、冷卻潤滑裝置等）和一個由多級計算機組成的控制和管理系統(tǒng)。到目前為止，柔性制造系統(tǒng)是最復(fù)雜、自動化程度最高的單一性質(zhì)的制造系統(tǒng)。特點：實現(xiàn)連續(xù)工作、易與信息管理系統(tǒng)結(jié)合形成更高級的系統(tǒng)，投資大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得對操作人員的要求較高。適用于品種變化不大的中等批量生產(chǎn)。19PPT課件20PPT課件三、機械制造自動化的發(fā)展歷程及趨勢發(fā)展階段時間跨度主要標(biāo)志第一階段從1870年到1950年左右電液控制剛性自動化單機和系統(tǒng)第二階段從1952年到1965年數(shù)控技術(shù)，特別是單機數(shù)控技術(shù)第三階段從1967年到20世紀(jì)80年代中期數(shù)控機床和工業(yè)機器人組成的柔性制造自動化系統(tǒng)第四階段從20世紀(jì)80年代至今計算機集成制造和計算機集成制造系統(tǒng)機械制造自動化發(fā)展歷程21PPT課件22PPT課件信息化帶動機械制造自動化制造技術(shù)的信息化帶動了自動化的發(fā)展，改變了傳統(tǒng)制造自動化的概念，使得產(chǎn)品生命周期明顯縮短、產(chǎn)品品種日益增多、產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、產(chǎn)品交貨期不斷縮短。如何帶動？首先對制造系統(tǒng)中的信息進行存儲和管理——建立信息系統(tǒng)，然后將信息技術(shù)運用于制造系統(tǒng)產(chǎn)品生命周期全過程和企業(yè)運行管理的各個環(huán)節(jié)中，將制造系統(tǒng)的信息以及信息傳輸方式規(guī)范化、數(shù)字化、集成化，提高信息的綜合利用價值，從而全面提高企業(yè)的市場競爭能力。建立，運用哪些信息？23PPT課件▲機械制造過程可看成是一個信息產(chǎn)生、處理和加工的過程?！圃煜到y(tǒng)中的信息流動。制造系統(tǒng)中的信息流主線一：產(chǎn)品信息主線二：生產(chǎn)計劃和管理兩條主線存在密切的信息交換24PPT課件為實現(xiàn)制造信息描述的規(guī)范化、數(shù)字化和集成化，需對制造信息進行合理的分類按照制造系統(tǒng)的功能活動分類按照信息的生成方式人工輸入信息；自動生成信息；半自動生成信息。按照信息的適用范圍全局信息——在各個分系統(tǒng)之間共享，如物料清單、生產(chǎn)計劃等信息。局部信息——只在分系統(tǒng)內(nèi)部傳送、處理與使用，如設(shè)計規(guī)范。25PPT課件ABB公司物聯(lián)網(wǎng)26PPT課件制造業(yè)信息化的發(fā)展使得出現(xiàn)許多先進制造模式，這些制造模式促使了機械制造業(yè)方式的轉(zhuǎn)變。1、精良生產(chǎn)——起源于日本豐田汽車制造經(jīng)驗期望以最小的投入來獲得成本低、質(zhì)量好、投放市場快、用戶滿意度高的產(chǎn)品。精：消除一切不增值的因素：減少人員、場地面積、設(shè)備投資、現(xiàn)場存貨量等；簡化生產(chǎn)過程、簡化與協(xié)作廠的關(guān)系、簡化產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié)，強調(diào)一體化的質(zhì)量保證；強調(diào)人的作用。良：不斷改進、盡善盡美27PPT課件2、并行工程（CE）▲并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程的系統(tǒng)方法，設(shè)計過程中在需對產(chǎn)品及其下游過程進行并行設(shè)計?！攸c是在設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度計劃和用戶要求。▲并行工程的目標(biāo)、組織、方法和工具

——CE的目標(biāo)是縮短產(chǎn)品的提前期，包括新產(chǎn)品的開發(fā)和用戶定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

——CE特別強調(diào)設(shè)計群體的協(xié)同工作（TeamWork），注重協(xié)同的組織形式、協(xié)同的設(shè)計思想以及所產(chǎn)生的協(xié)同效益。

——并行設(shè)計的方法和工具，除了一些計算機輔助設(shè)計的方法和軟件工具外，著重在數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)管理和通信技術(shù)。

28PPT課件3、敏捷制造

敏捷制造可快速地利用知識和技術(shù)提供的可能性及時抓住市場對新產(chǎn)品需求的機遇，快速地開發(fā)新產(chǎn)品，快速重組資源，組織生產(chǎn)，提供用戶滿意的顧客化產(chǎn)品。敏捷制造的優(yōu)點：生產(chǎn)更快，勞動生產(chǎn)率更高，機器生產(chǎn)率加快，質(zhì)量提高，提高生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性，減少庫存。缺點：實施起來費用高。29PPT課件4、智能制造系統(tǒng)▲智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家組成的人機一體化智能系統(tǒng)。其目的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。它將成為21世紀(jì)新一代的制造系統(tǒng)模式。30PPT課件機械制造自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，先進的生產(chǎn)模式對自動化系統(tǒng)及技術(shù)提出了多種不同的要求，這些要求也同時代表了機械制造自動化技術(shù)將向可編程、適度集成、信息化、智能化方向發(fā)展的趨勢。1．高度智能集成性2．人機結(jié)合的適度自動化3．強調(diào)系統(tǒng)的柔性和敏捷性