《現(xiàn)代制造系統(tǒng)》課件UNIT 4-1-2 manufacturing-manufacturing techniques

1Unit4先進(jìn)制造單元技術(shù)E制造工藝技術(shù)群F制造自動(dòng)化技術(shù)群G生產(chǎn)線布局及其設(shè)計(jì)H物料搬運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

J柔性制造系統(tǒng)及CIMS2

機(jī)械加工成形方法去除成型(如車(chē)、銑、刨、磨等)

受迫成型（如鍛造、鍛壓等）

離散/堆積成型（焊接）

生成成型(動(dòng)、植物生長(zhǎng))思考題：機(jī)械加工的成形方法有哪幾種？試舉例說(shuō)明。要點(diǎn)回顧31

精密與超精密高速與超高速2高能與超高能34

微細(xì)與微納米機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展——以超精密超高速加工為代表特種加工方法和應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展——以激光加工技術(shù)為代表采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制——以微機(jī)械加工為代表加工與設(shè)計(jì)趨于集成和一體化——以快速原型制造為代表P4一般加工：精度1～10μm左右;Ra0.1～0.8μm；精密加工：精度0.1～1μm左右；Ra0.025～0.1μm；超精密加工：精度0.01～0.1μm左右;亞微米級(jí)

Ra0.005～0.025μm；納米加工：精度高于0.001μm;Ra<0.005μm

要點(diǎn)回顧1精密與超精密加工技術(shù)5精密與超精密加工是涉及內(nèi)容廣泛的綜合技術(shù)，它要求有精密的機(jī)床設(shè)備和工具、穩(wěn)定的環(huán)境條件、自動(dòng)化的實(shí)時(shí)檢測(cè)工具等，具體而言精密與超精密加工需要如下的關(guān)鍵技術(shù)做支撐：精密加工與超精密加工的關(guān)鍵技術(shù)精密與超精密加工機(jī)床金剛石刀具——破損形式：裂紋、碎裂和解理精密與超精密加工機(jī)理——微量加工的特殊性及微量加工理論穩(wěn)定的加工環(huán)境——恒溫、防振和空氣凈化誤差補(bǔ)償理論——提高加工的制造精度，保證加工系統(tǒng)的穩(wěn)定性精密的測(cè)量技術(shù)思考題1、為什么金剛石刀具加工鐵碳合金材料并不是最好的選擇？2、什么是微量加工理論？3、保證工件加工精度的原則有哪幾種？要點(diǎn)回顧6超高速加工概念——一種用比常規(guī)高很多（一般是10倍以上）的速度對(duì)零件進(jìn)行加工的先進(jìn)技術(shù)，它以高加工速度、高加工精度為主要特征，具有非常高的生產(chǎn)效率。加工效率高切削力小熱變形小加工精度高，表面質(zhì)量好減少后續(xù)加工工序國(guó)外分類(lèi)采用機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：8000～12000r/min為準(zhǔn)高速切削15000～50000r/min為高速切削；大于50000r/min為超高速切削。作業(yè)：1、什么是超高速加工？高速和超高速加工的特點(diǎn)是什么？要點(diǎn)回顧2超高速加工技術(shù)7T——刀具耐受溫度T在常規(guī)切削區(qū)域，切削溫度隨著切削速度提高而升高，但當(dāng)切削速度達(dá)到某一臨界值時(shí)，切削速度進(jìn)一步提高，切削溫度反而下降。因此確定了臨界切削速度值，切削加工時(shí)，就可以避開(kāi)這一過(guò)渡區(qū)域，直接進(jìn)入高速切削區(qū)。針對(duì)不同的材料，臨界的切削速度不同。作業(yè)：2、試解釋薩洛蒙曲線的特點(diǎn)及意義。要點(diǎn)回顧8超高速加工機(jī)床及其支撐技術(shù)主軸單元技術(shù)——主軸動(dòng)力源、主軸、軸承和機(jī)架；進(jìn)給單元技術(shù)——進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、滾動(dòng)元件技術(shù)、檢測(cè)單元技術(shù)和其他邊界密封潤(rùn)滑技術(shù)等；機(jī)床支承及其輔助單元技術(shù)；加工用刀具、磨具及材料；加工測(cè)試技術(shù)。要點(diǎn)回顧機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。電主軸是一種智能型功能部件，它采用無(wú)外殼電動(dòng)機(jī)，將帶有冷卻套的電動(dòng)機(jī)定子裝配在主軸單元的殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一體，主軸的變速范圍完全由變頻交流電動(dòng)機(jī)控制，使變頻電動(dòng)機(jī)和機(jī)床主軸合二為一。作業(yè)：3、什么是電主軸？高速主軸分為哪幾種形式？在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)（拖板）之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱(chēng)為“零傳動(dòng)”。正是由于這種“零傳動(dòng)”方式，帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

4、試比較直線電機(jī)和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的特點(diǎn)。9991激光束、2電子束、3離子束、等離子體、4水射流、高能束流復(fù)合加工P高能束流焊接高能束流切割高能束流打孔高能束流熱處理高能束流拋光

……高能量束流名稱(chēng)高能量束流應(yīng)用能量束流的密度很高聚焦的高能束流，可用于微細(xì)加工能量密度可控，可進(jìn)行全方位的加工材料的適用性強(qiáng)，可適用于金屬、非金屬材料等的加工一、激光束加工技術(shù)-光熱效應(yīng)二、電子束加工技術(shù)-熱效應(yīng)三、離子束加工技術(shù)-撞擊、濺射、注入四、水射流加工技術(shù)-純水、磨粒要點(diǎn)回顧3高能束加工技術(shù)10104微機(jī)械及其微細(xì)加工技術(shù)常采用的微細(xì)加工技術(shù)，幾乎涉及了各種現(xiàn)代特種加工、高能束等加工方式。通常有1、微機(jī)械加工、2、硅微細(xì)加工、3、LIGA加工工藝和4、納米加工。要點(diǎn)回顧11從成形的全過(guò)程看，快速成形過(guò)程可以描述為離散/堆積過(guò)程；離散：從CAD模型中獲得點(diǎn)、線、面的幾何信息；堆積：將CAD模型的幾何信息與成形參數(shù)信息結(jié)合,轉(zhuǎn)換為控制成形機(jī)工作的NC代碼,控制材料有規(guī)律地、精確地迭加?？焖僭椭圃斓脑硪c(diǎn)回顧512液體材料SLABISLTPHISSGCRP工藝方法及其分類(lèi)粉狀材料BMPFDM3DWSDMESSLSGPD3DPSFTSF片狀材料LOMSFP液體樹(shù)脂固化熔融材料固化激光熔合材料粘結(jié)劑粘結(jié)材料粘性片材的粘結(jié)UV粘結(jié)片狀材料快速原型制造工藝方法及其分類(lèi)作業(yè)：請(qǐng)寫(xiě)出紅色標(biāo)記的英文縮寫(xiě)所表示的快速制造工藝名稱(chēng)，并簡(jiǎn)要介紹其原理和特點(diǎn)。

快速成型視頻材料27分鐘要點(diǎn)回顧13Unit4先進(jìn)制造單元技術(shù)E制造工藝技術(shù)群F制造自動(dòng)化技術(shù)群G生產(chǎn)線布局及其設(shè)計(jì)H物料搬運(yùn)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

J柔性制造系統(tǒng)及CIMS14制造自動(dòng)化系統(tǒng)是由一定范圍的被加工對(duì)象、一定柔性和自動(dòng)化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)的人組成的一個(gè)有機(jī)整體，它接受外部信息、能源、資金、配套件和原材料等，在人和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性制造自動(dòng)化，最后輸出產(chǎn)品、文檔資料、廢物和對(duì)環(huán)境的污染。1、制造自動(dòng)化系統(tǒng)的定義人機(jī)功能合理分配的物料處理系統(tǒng)典型組成：一定技術(shù)水平和決策能力的人一定范圍的被加工對(duì)象；信息流及其控制系統(tǒng)；能量流及其控制系統(tǒng)；物料流及物料處理系統(tǒng)。思考題：1、解釋制造自動(dòng)化系統(tǒng)概念.智能制造智能工廠德國(guó)工業(yè)4.0中國(guó)制造2025美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)152、制造自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷史思考題：2、制造自動(dòng)化系統(tǒng)在不同發(fā)展階段的控制方式和裝備配置有什么特點(diǎn)？3、什么是工業(yè)4.0？有哪些支柱技術(shù)？德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的要點(diǎn)是什么？4、中國(guó)制造2025的主要領(lǐng)域有哪些？161

工業(yè)機(jī)器人數(shù)控加工機(jī)床2自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)34

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人組成及其分類(lèi)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化多機(jī)器人系統(tǒng)及控制數(shù)控加工的編程方法計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)分布式數(shù)控系統(tǒng)(DNC)數(shù)控伺服系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)物料輸送裝置自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的導(dǎo)引原理A3、制造自動(dòng)化技術(shù)群加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)17為什么要發(fā)展機(jī)器人?機(jī)器人汽車(chē)焊接生產(chǎn)線汽車(chē)裝配機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

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1、機(jī)器人定義2、機(jī)器人組成及其分類(lèi)3、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法4、機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化5、多機(jī)器人系統(tǒng)及控制18理由之三：機(jī)器人做人做不了的事情。比如人們對(duì)太空的認(rèn)識(shí)，對(duì)原子分子進(jìn)行搬遷的機(jī)器人理由之二：機(jī)器人做人不愿意做或做不好的事。比如有毒的、高溫的或危險(xiǎn)的環(huán)境，汽車(chē)生產(chǎn)線上的焊接工作理由之一：提高生產(chǎn)效率降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。比如焊機(jī)器人提高生產(chǎn)效率，提高汽車(chē)焊接的質(zhì)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

思考題：5、為什么要發(fā)展機(jī)器人?機(jī)器人汽車(chē)焊接生產(chǎn)線汽車(chē)裝配機(jī)器人19國(guó)際上，關(guān)于機(jī)器人的定義主要有以下幾種：機(jī)器人學(xué)是一門(mén)不斷發(fā)展的科學(xué)，對(duì)機(jī)器人的定義也隨其發(fā)展而變化思考題：6、什么是機(jī)器人？（1）美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)(RIA)的定義——機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過(guò)可編程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手(manipulator)”。20（3）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的定義——機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置”。（4）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義——“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專(zhuān)用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。（2）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)(JIRA)的定義——機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(endeffector)的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)自動(dòng)完成各種移動(dòng)來(lái)代替人類(lèi)勞動(dòng)的通用機(jī)器”。（5）我國(guó)對(duì)機(jī)器人的定義——蔣新松院士曾建議把機(jī)器人定義為“一種擬人功能的機(jī)械電子裝置”(amechantronicdevicetoimitatesomehumanfunctions)。21參考各國(guó)的定義，對(duì)機(jī)器人給出以下定義：機(jī)器人是一種計(jì)算機(jī)控制的可以編程的自動(dòng)機(jī)械電子裝置，能感知環(huán)境，識(shí)別對(duì)象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習(xí)功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進(jìn)化，能計(jì)劃其操作程序來(lái)完成任務(wù)。怎樣制造智能機(jī)器人視頻（22分鐘）識(shí)別環(huán)境自主學(xué)習(xí)超級(jí)大腦可變本體李忠學(xué)E-mail：lizx@

蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院設(shè)計(jì).制造.管理Design/Manufacture/Management23為什么要發(fā)展機(jī)器人?什么是機(jī)器人？工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

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1、機(jī)器人定義2、機(jī)器人組成及其分類(lèi)3、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法4、機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化5、多機(jī)器人系統(tǒng)及控制理由之三：機(jī)器人做人做不了的事情。理由之二：機(jī)器人做人不愿做或做不好的事。理由之一：提高生產(chǎn)效率降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)器人是一種計(jì)算機(jī)控制的可以編程的自動(dòng)機(jī)械電子裝置，能感知環(huán)境，識(shí)別對(duì)象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習(xí)功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進(jìn)化，能計(jì)劃其操作程序來(lái)完成任務(wù)。怎樣制造智能機(jī)器人視頻（22分鐘）識(shí)別環(huán)境自主學(xué)習(xí)超級(jí)大腦可變本體24思考題：7、什么是工業(yè)機(jī)器人？工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一個(gè)重要分支，在構(gòu)造和性能上體現(xiàn)了類(lèi)人化的智能和適應(yīng)性，以及機(jī)器作業(yè)的準(zhǔn)確性和在各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力。工業(yè)機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程功能的多功能操作機(jī)，多以機(jī)械臂或機(jī)械手的形式出現(xiàn)。工業(yè)機(jī)器人一般由操作機(jī)（機(jī)械本體）、驅(qū)動(dòng)單元、控制器和為機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)而連接的外部設(shè)備組成。工業(yè)機(jī)器人可以按照坐標(biāo)形式、技術(shù)發(fā)展進(jìn)程、驅(qū)動(dòng)方式、控制方式、運(yùn)動(dòng)方式、系統(tǒng)功能、負(fù)載能力及工作空間范圍等分類(lèi)參看教材P128-132思考題：8、工業(yè)機(jī)器人的性能參數(shù)有哪些？自由度指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。一般通用工業(yè)機(jī)器人有3-6個(gè)自由度。位置精度包括定位精度和重復(fù)定位精度。定位精度：指機(jī)器人實(shí)際到達(dá)的位置和設(shè)計(jì)的理想位置之間的差異。重復(fù)定位精度：指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一目標(biāo)位置的差異程度。工作范圍指機(jī)器人末端操作器所能到達(dá)的區(qū)域。運(yùn)動(dòng)速度指機(jī)器人各個(gè)方向的移動(dòng)速度或轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這些速度可以相同，可以不同。承載能力指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。二、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示y1、剛體二維平面描述P點(diǎn)坐標(biāo)（x,y）如何計(jì)算？292、剛體三維空間描述空間剛體有六個(gè)自由度，要完全確定空間剛體的位置和姿態(tài)，需要兩組參數(shù)：一組是位置參數(shù)（T1，T2，T3）一組是方位參數(shù)（R1，R2，R3）位置參數(shù)表示沿x、y、z三個(gè)坐標(biāo)軸的平移運(yùn)動(dòng)，方位參數(shù)表示繞x、y、z三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。P點(diǎn)三維坐標(biāo)（x,y，z）如何計(jì)算？PBCA302、剛體三維空間描述P點(diǎn)三維坐標(biāo)（x,y，z）如何計(jì)算？PBDAC定義三個(gè)單位矢量：i,j,k312、剛體三維空間描述P點(diǎn)三維坐標(biāo)（x,y，z）如何計(jì)算？PBDAC323、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述假設(shè)兩個(gè)直角坐標(biāo)系｛A｝和｛B｝，其原點(diǎn)重合333、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述343、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述353、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述363、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述坐標(biāo)系A(chǔ)在坐標(biāo)系B中的姿態(tài)變換矩陣373、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述假設(shè)｛B｝坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系，靜止不動(dòng)，用RPY歐拉角描述｛A｝坐標(biāo)系的姿態(tài)，即繞z軸轉(zhuǎn)Ф角的橫滾（Roll），繞y軸轉(zhuǎn)θ角的俯仰（Pitch），繞x軸轉(zhuǎn)ψ角的偏轉(zhuǎn)（Yaw）。則｛A｝坐標(biāo)系在｛B｝坐標(biāo)系的姿態(tài)變換矩陣為：383、坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述坐標(biāo)系A(chǔ)在坐標(biāo)系B中的姿態(tài)變換矩陣394、坐標(biāo)系的平移運(yùn)動(dòng)描述405、坐標(biāo)系的齊次變換（平移+旋轉(zhuǎn)）415、坐標(biāo)系的齊次變換（平移+旋轉(zhuǎn)）425、坐標(biāo)系的齊次變換（平移+旋轉(zhuǎn)）如果坐標(biāo)系之間只有平移運(yùn)動(dòng)，則齊次變換矩陣為：如果坐標(biāo)系之間只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則齊次變換矩陣為：如果坐標(biāo)系之間存在平移加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則齊次變換矩陣為：436、手爪位姿與關(guān)節(jié)變量間的變換446、手爪位姿與關(guān)節(jié)變量間的變換X=Y=三、機(jī)器人感覺(jué)及智能化1、機(jī)器人定義2、機(jī)器人組成及其分類(lèi)3、機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法4、機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化5、多機(jī)器人系統(tǒng)及控制1、觸覺(jué)傳感器觸覺(jué)傳感器包括接觸覺(jué)、壓覺(jué)、滑覺(jué)、力覺(jué)四種。接觸覺(jué)傳感器——是機(jī)器人在探測(cè)是否接觸到物體時(shí)所用的開(kāi)關(guān)傳感器，接受由于接觸產(chǎn)生的柔量（位移等的響應(yīng)）。接觸覺(jué)傳感器多采用杠桿原理，即使用很小的力也能動(dòng)作。機(jī)械式的接觸覺(jué)傳感器有微動(dòng)開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及貓鬍鬚傳感器等。壓覺(jué)傳感器——是裝在機(jī)器人手爪面上，可以在把持物體時(shí)檢測(cè)到物體同手爪間產(chǎn)生的壓力和力以及其分布情況的傳感器。滑覺(jué)傳感器——是檢測(cè)垂直加壓方向的力和位移的傳感器。2、視覺(jué)傳感器CCD（電荷耦合器件）傳感器是機(jī)器人視覺(jué)的一般形式，其基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)間隙很小的光敏電極陣列，即無(wú)數(shù)個(gè)CCD單元組成，也稱(chēng)為像素點(diǎn)（如448×380）。它可以是一維的線陣，也可以是二維的面陣。全方位視覺(jué)傳感器是移動(dòng)機(jī)器人為了獲得全方位的環(huán)境信息，采用攝像機(jī)回轉(zhuǎn)的方式，或魚(yú)眼透鏡或特殊反射鏡之類(lèi)裝置向攝像機(jī)輸入全方位景物的方式。3、機(jī)器人智能化四、多機(jī)器人系統(tǒng)與控制多機(jī)器人系統(tǒng)具有時(shí)間分布、空間分布、功能分散、信息分散、資源分散等特點(diǎn)，合理地利用這些特點(diǎn)，可以提高系統(tǒng)的工作效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯(cuò)性、魯棒性、靈活性，擴(kuò)大系統(tǒng)的工作范圍。但這些系統(tǒng)的固有特性，使智能機(jī)器人的研究面臨著許多新的問(wèn)題，如沖突、死鎖、難于優(yōu)化、組合爆炸、信息交換等等。多機(jī)器人系統(tǒng)可以描述為一些機(jī)器人在同樣的環(huán)境下協(xié)作完成任務(wù)的系統(tǒng)。1、多機(jī)器人系統(tǒng)的定義思考題：9、什么是多機(jī)器人系統(tǒng)？具有什么特點(diǎn)？參看教材P144-149多機(jī)器人系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)中各機(jī)器人之間的信息關(guān)系和控制關(guān)系以及問(wèn)題求解能力的分布模式。它定義了整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的各機(jī)器人之間的相互關(guān)系和功能分配，確定了系統(tǒng)和各機(jī)器人之間的信息流通關(guān)系及其邏輯上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，決定了多機(jī)器人之間的任務(wù)分解、分配、規(guī)劃及執(zhí)行等過(guò)程的運(yùn)行機(jī)制，及各機(jī)器人所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧峁┝藱C(jī)器人活動(dòng)和交互的框架。因此，從控制角度分析，多機(jī)器人組織體系結(jié)構(gòu)可分為集中控制方式、分布控制方式以及集中與分布控制方式相結(jié)合的混合控制方式。（參見(jiàn)教材P127頁(yè)）2、多機(jī)器人系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)3、多機(jī)器人系統(tǒng)規(guī)劃多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的規(guī)劃包括任務(wù)分解、分配，資源的分配，任務(wù)的規(guī)劃、調(diào)度等內(nèi)容，通常采用集中式規(guī)劃（CentralizedPlanning）和分布式規(guī)劃（DistributedPlanning）兩種方式。集中式規(guī)劃一般能獲得效率高、全局最優(yōu)的規(guī)劃結(jié)果，但它主要適用于靜態(tài)環(huán)境，難以應(yīng)付環(huán)境的變化。分布式規(guī)劃中，每個(gè)機(jī)器人根據(jù)自身?yè)碛械沫h(huán)境信息規(guī)劃自己的行動(dòng)，能適應(yīng)環(huán)境的變化，但不能獲得全局最優(yōu)解以及可能會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象。由于多機(jī)器人系統(tǒng)本身具有分布式的特點(diǎn)及并行工作的需要，所以針對(duì)分布式規(guī)劃或集中規(guī)劃與分布規(guī)劃相結(jié)合的研究比較多。典型的多機(jī)器人系統(tǒng)有群智能機(jī)器人系統(tǒng)、自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)、協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)和足球機(jī)器人系統(tǒng)。思考題：10、多機(jī)器人系統(tǒng)的規(guī)劃方式有哪兩種？分別具有什么特點(diǎn)？群體智能的特點(diǎn)在于分布式控制，在群體機(jī)器人系統(tǒng)中，一個(gè)機(jī)器人個(gè)體就是一個(gè)完全的自治體，不需要任何集中控制器來(lái)協(xié)調(diào)眾多自治的智能體，正如生物群體中的個(gè)體只是局部地、間接地受到其他個(gè)體或者環(huán)境的影響。因此，個(gè)體能夠快速地、靈活地響應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境，而不需要等待集中控制信號(hào)。雖然這種個(gè)體行為看似沒(méi)有全局目的性，但是眾多個(gè)體的行為在同一環(huán)境中組合起來(lái)卻能夠涌現(xiàn)出一種群體的協(xié)作行為。（1）群智能機(jī)器人系統(tǒng)（2）自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)的研究是受生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，將系統(tǒng)中眾多的具有相同或不同功能的機(jī)器人視為細(xì)胞元。根據(jù)任務(wù)或環(huán)境的變化，細(xì)胞元機(jī)器人可以自組織成器官化機(jī)器人，多個(gè)器官化機(jī)器人可以進(jìn)一步自組織，形成功能更加復(fù)雜的機(jī)器人系統(tǒng)。細(xì)胞結(jié)構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)單元體的組合如何根據(jù)任務(wù)和環(huán)境的要求動(dòng)態(tài)重構(gòu)。因此，系統(tǒng)具有多變的構(gòu)型，可以具有學(xué)習(xí)和適應(yīng)的組群體智能（GroupIntelligence），并具有分布式的體系結(jié)構(gòu)。（3）協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)多機(jī)器人協(xié)作包括2類(lèi)：無(wú)意識(shí)協(xié)作和有意識(shí)協(xié)作。無(wú)意識(shí)協(xié)作多出現(xiàn)在簡(jiǎn)單同構(gòu)的多機(jī)器人系統(tǒng)中，主要利用突現(xiàn)原理獲得高層的協(xié)作行為；有意識(shí)的協(xié)作主要用于異構(gòu)機(jī)器人協(xié)作研究，并更多地依賴于規(guī)劃來(lái)提高協(xié)作效率協(xié)作分類(lèi)特點(diǎn)任務(wù)范圍無(wú)意識(shí)協(xié)作多為同構(gòu)系統(tǒng)；個(gè)體功能簡(jiǎn)單，數(shù)量眾多；通過(guò)本地交互，得到全局的突現(xiàn)行為；控制器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單；系統(tǒng)魯棒性好；無(wú)全局目標(biāo)，系統(tǒng)性能難于控制；不適用于復(fù)雜任務(wù)。適合于大空間、無(wú)時(shí)間要求的重復(fù)性操作任務(wù)，如清掃、采集等。有意識(shí)協(xié)作多為異構(gòu)系統(tǒng)；系統(tǒng)規(guī)模較小，個(gè)體智能水平較高；擁有全局目標(biāo)，系統(tǒng)性能易于掌握，可以獲得更優(yōu)化的解；對(duì)通信要求較高；對(duì)協(xié)調(diào)控制機(jī)制依賴性較大。適合于其他復(fù)雜的任務(wù)。思考題：11.多機(jī)器人協(xié)作有哪兩類(lèi)？分別具有什么特點(diǎn)？（4）足球機(jī)器人系統(tǒng)多機(jī)器人系統(tǒng)除了研究機(jī)器人之間的合作、互助關(guān)系，還有一些系統(tǒng)是研究機(jī)器人之間的對(duì)抗、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，如機(jī)器人足球（主要有計(jì)算機(jī)仿真比賽和實(shí)體足球機(jī)器人比賽兩種形式）。在機(jī)器人足球賽中，不同球隊(duì)機(jī)器人之間的關(guān)系是對(duì)抗的、竟?fàn)幐?jìng)爭(zhēng)的，而同隊(duì)的機(jī)器人之間則是合作的、互助的。由于機(jī)器人足球賽的對(duì)抗性強(qiáng)，對(duì)個(gè)體間協(xié)作的實(shí)時(shí)性要求高，所以足球機(jī)器人系統(tǒng)的研究涉及機(jī)器人控制、多智能體系統(tǒng)（Multi-AgentSystem）協(xié)調(diào)與協(xié)作等多方面的內(nèi)容，是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。4、多機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)協(xié)作由于多機(jī)器人系統(tǒng)群體體系結(jié)構(gòu)、個(gè)體體系結(jié)構(gòu)和環(huán)境的不同，機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)協(xié)作劃分為多個(gè)不同層次，以反映機(jī)器人之間從動(dòng)作、資源到目標(biāo)、規(guī)劃等多方面的相互關(guān)系和不同的協(xié)調(diào)協(xié)作方式。一般多機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)協(xié)作需要解決三個(gè)方面的問(wèn)題：多機(jī)器人之間的協(xié)作多機(jī)器人之間的避障行為防止死鎖5、多機(jī)器人之間的通訊通訊可以分為隱式通訊和顯式通訊。采用隱式通訊的多機(jī)器人系統(tǒng)，其信息的交換、獲取主要通過(guò)其自身的傳感器來(lái)進(jìn)行，機(jī)器人通過(guò)傳感器獲得信息，依據(jù)一定的模型或規(guī)則進(jìn)行推理，從而獲知其他機(jī)器人的意圖和決策。采用顯式通訊的多機(jī)器人系統(tǒng)，其信息的交換、獲取均采用一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、規(guī)范的通訊內(nèi)容，以點(diǎn)到點(diǎn)或廣播的方式在一定的通訊媒介上進(jìn)行通訊使機(jī)器人具有了交互的能力，為解決多機(jī)器人系統(tǒng)中的資源沖突、死鎖問(wèn)題提供了有效途徑?？梢酝ㄟ^(guò)采用協(xié)商法、詢問(wèn)法、說(shuō)服法、仲裁法以及和解法等方法實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人之間的協(xié)調(diào)協(xié)作，達(dá)到消解沖突，解決死鎖的目的。6、多機(jī)器人的感知學(xué)習(xí)在不斷變化的環(huán)境中，多機(jī)器人系統(tǒng)面對(duì)的任務(wù)比較復(fù)雜，需要對(duì)各種協(xié)調(diào)操作進(jìn)行優(yōu)化組合。因此，機(jī)器人應(yīng)當(dāng)有能力感知環(huán)境的變化。如果機(jī)器人過(guò)于依賴信息，那么當(dāng)機(jī)器人數(shù)量增加時(shí)，會(huì)因系統(tǒng)的通訊負(fù)擔(dān)增大而降低系統(tǒng)運(yùn)行的效率，因此機(jī)器人的感知學(xué)習(xí)能力非常重要。

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工業(yè)機(jī)器人數(shù)控加工機(jī)床2自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)34

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人組成及其分類(lèi)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化多機(jī)器人系統(tǒng)及控制數(shù)控加工的編程方法計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)分布式數(shù)控系統(tǒng)(DNC)數(shù)控伺服系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)物料輸送裝置自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的導(dǎo)引原理A3、制造自動(dòng)化技術(shù)群加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)60數(shù)控技術(shù)與機(jī)床（略）

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數(shù)控編程就是將工件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、刀具位移方向及其位移量、加工中的換刀、切削液開(kāi)/停等其他輔助動(dòng)作，按照運(yùn)動(dòng)順序、指令代碼及程序格式，編制加工程序的過(guò)程。數(shù)控編程有手工編程和自動(dòng)編程?；跀?shù)控語(yǔ)言的編程基于CAD/CAM的編程61數(shù)控技術(shù)與機(jī)床（略）

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數(shù)控編程就是將工件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、刀具位移方向及其位移量、加工中的換刀、切削液開(kāi)/停等其他輔助動(dòng)作，按照運(yùn)動(dòng)順序、指令代碼及程序格式，編制加工程序的過(guò)程。數(shù)控編程有手工編程和自動(dòng)編程?；跀?shù)控語(yǔ)言的編程基于CAD/CAM的編程62數(shù)控技術(shù)與機(jī)床（略）

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數(shù)控編程就是將工件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、刀具位移方向及其位移量、加工中的換刀、切削液開(kāi)/停等其他輔助動(dòng)作，按照運(yùn)動(dòng)順序、指令代碼及程序格式，編制加工程序的過(guò)程。數(shù)控編程有手工編程和自動(dòng)編程?；跀?shù)控語(yǔ)言的編程基于CAD/CAM的編程根據(jù)待加工零件的三維CAD幾何圖形，調(diào)用數(shù)控編程模塊，采用人機(jī)交互的方式在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工的部位，再輸入相應(yīng)的加工工藝參數(shù)，計(jì)算機(jī)便可以自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)處理，并生成刀位數(shù)據(jù)；調(diào)用刀具軌跡圖形仿真模塊進(jìn)行檢驗(yàn)和干涉修正等；利用系統(tǒng)提供的后置處理器將刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于具體機(jī)床數(shù)控指令格式的數(shù)控加工程序。法國(guó)CATIA、英國(guó)CAD/CAE/CAM集成軟件、美國(guó)PRO/E軟件以色列CIMTRON系統(tǒng)、美國(guó)MasterCAM以及中國(guó)CAXA63數(shù)控技術(shù)與機(jī)床（略）

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CNC工作流程64數(shù)控技術(shù)與機(jī)床（略）

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DNC工作流程圖4.12間接型控制DNC系統(tǒng)圖4.13直接型控制DNC系統(tǒng)DNC系統(tǒng)是用中央計(jì)算機(jī)直接控制和管理的一群數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工或裝配的系統(tǒng)。在DNC系統(tǒng)中，保留原來(lái)各數(shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)，中央計(jì)算機(jī)不取代各數(shù)控裝置的常規(guī)工作，而是通過(guò)與CNC系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制管理。DNC系統(tǒng)可以分成間接控制型和直接控制型兩大類(lèi)。651

工業(yè)機(jī)器人數(shù)控加工機(jī)床2自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)34

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人組成及其分類(lèi)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化多機(jī)器人系統(tǒng)及控制數(shù)控加工的編程方法計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)分布式數(shù)控系統(tǒng)(DNC)數(shù)控伺服系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)物料輸送裝置自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的導(dǎo)引原理A3、制造自動(dòng)化技術(shù)群加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)一、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)概念自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)（AutomatedGuidedVehicles，AGV）又名無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)，是一種先進(jìn)的、智能化的物料輸送設(shè)備，屬于移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng)，是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中完成物流輸送任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備之一。AGV以電池為動(dòng)力，依靠非接觸導(dǎo)向裝置和尋址系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)控制下可以通過(guò)編程進(jìn)行路徑選擇和定位，能夠沿預(yù)先設(shè)定的路徑行駛，自動(dòng)完成制造系統(tǒng)中各物流存放點(diǎn)之間的物流輸送。自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)

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參見(jiàn)教材第283-287頁(yè)二、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)組成自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)AGV主要由車(chē)體系統(tǒng)、車(chē)載控制系統(tǒng)、行走裝置及安全與輔助系統(tǒng)組成。車(chē)體系統(tǒng)是AGV的硬件構(gòu)成；車(chē)載控制系統(tǒng)控制AGV的動(dòng)作執(zhí)行和導(dǎo)航；行走動(dòng)力裝置是AGV的運(yùn)行動(dòng)力來(lái)源；安全與輔助裝置提供避障措施，保證AGV的安全和可靠性。車(chē)體系統(tǒng)包括底盤(pán)、車(chē)架、殼體、驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和控制室。底盤(pán)具有電動(dòng)車(chē)輛的基本特征。車(chē)載控制系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及操作面板。行走裝置主要由驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成。思考題：1、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)有哪些部分組成？各自具有什么功能？三、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的導(dǎo)航方式AGV是一種無(wú)人駕駛的運(yùn)輸車(chē)輛，如何使其在計(jì)算機(jī)控制下沿規(guī)定的路徑運(yùn)行，便成為其控制中的關(guān)鍵問(wèn)題。解決此問(wèn)題的主要方案是采用相應(yīng)形式的傳感導(dǎo)引系統(tǒng)，圖示的AGV，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)導(dǎo)引的裝置就是傳感器-導(dǎo)引線組成的導(dǎo)引系統(tǒng)。三、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的導(dǎo)航方式AGV常見(jiàn)的引導(dǎo)技術(shù)主要有電磁導(dǎo)引、磁條導(dǎo)引、激光導(dǎo)引等方式。其中，電磁和磁條為固定路徑導(dǎo)引方式，缺點(diǎn)是路徑的更改和擴(kuò)充不方便；激光屬于自由路徑導(dǎo)引方式，具備較高的精度和自由度，缺點(diǎn)是成本高，對(duì)反光板的位置要求較高。思考題：2、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的導(dǎo)引方式有哪些？各自具有什么特點(diǎn)？三、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的導(dǎo)航方式AGV在運(yùn)行過(guò)程中的路徑規(guī)劃需要一定的路徑導(dǎo)航方式，現(xiàn)在常用的AGV導(dǎo)航方式主要有車(chē)外預(yù)定路徑方式和非預(yù)定路徑方式兩種。車(chē)外預(yù)定路徑導(dǎo)航方式是指在行駛的路徑上設(shè)置導(dǎo)航用的信息媒介物，AGV通過(guò)檢測(cè)其信息而得到導(dǎo)向的導(dǎo)航方式，如電磁導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引等。非預(yù)定路徑（自由路徑）導(dǎo)航方式是指AGV不預(yù)先確定行駛路徑，AGV根據(jù)調(diào)度要求，在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)方位識(shí)別確定行駛路徑，如激光導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、坐標(biāo)或地理信息識(shí)別導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航等。思考題：3、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的路徑規(guī)劃有哪兩種？各自具有什么特點(diǎn)？基于事例的學(xué)習(xí)規(guī)劃基于環(huán)境模型的規(guī)劃基于行為的路徑規(guī)劃三、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的導(dǎo)航方式四、自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)的控制方式多臺(tái)AGV可組成自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)系統(tǒng)（AGVsystem，AGVS）。AGVS在中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的交通管制下，有條不紊地沿預(yù)設(shè)的路徑運(yùn)行，完成復(fù)雜物流的自動(dòng)輸送。AGVS的控制系統(tǒng)一般為三級(jí)遞階控制系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖6.45所示。自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)及軌道小車(chē)運(yùn)行演示視頻

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設(shè)計(jì).制造.管理Design/Manufacture/Management751

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自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人組成及其分類(lèi)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)表示方法機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)及智能化多機(jī)器人系統(tǒng)及控制數(shù)控加工的編程方法計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)分布式數(shù)控系統(tǒng)(DNC)數(shù)控伺服系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃設(shè)計(jì)物料輸送裝置自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)的導(dǎo)引原理A3、制造自動(dòng)化技術(shù)群加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)一、立庫(kù)概念及構(gòu)成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)又稱(chēng)立庫(kù)、高層貨架倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)AS/RS（AutomaticStorage&RetrievalSystem），是一種采用高層立體貨架（托盤(pán)系統(tǒng)）存儲(chǔ)物資，用計(jì)算機(jī)控制管理和用自動(dòng)控制堆垛機(jī)、在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)存取作業(yè)的系統(tǒng)。思考題：1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)有哪些部分組成？各自具有什么功能？自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)

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參見(jiàn)教材第212-228頁(yè)貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)貨物存取和傳送系統(tǒng)二、立體貨架（貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)）立體貨架可分為分離式、整體式和柜式三種，其高度分為高層貨架（12m以上），中層貨架（5~12m），低層貨架（5m以下）。按貨架形式分為單元貨架、重力貨架、移動(dòng)貨架和揀選貨架。貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)。整體式貨架分離式貨架二、立體貨架（貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)）立體貨架可分為分離式、整體式和柜式三種，其高度分為高層貨架（12m以上），中層貨架（5~12m），低層貨架（5m以下）。按貨架形式分為單元貨架、重力貨架、移動(dòng)貨架和揀選貨架。貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)。移動(dòng)貨架二、立體貨架（貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)）立體貨架可分為分離式、整體式和柜式三種，其高度分為高層貨架（12m以上），中層貨架（5~12m），低層貨架（5m以下）。按貨架形式分為單元貨架、重力貨架、移動(dòng)貨架和揀選貨架。貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)。揀選貨架單元貨架二、立體貨架（貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)）立體貨架可分為分離式、整體式和柜式三種，其高度分為高層貨架（12m以上），中層貨架（5~12m），低層貨架（5m以下）。按貨架形式分為單元貨架、重力貨架、移動(dòng)貨架和揀選貨架。貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)。三、立庫(kù)的存取和輸送設(shè)備該部分承擔(dān)貨物存取、出入庫(kù)的功能，由堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成。三、立庫(kù)的存取和輸送設(shè)備三、立庫(kù)的存取和輸送設(shè)備四、立庫(kù)的分揀系統(tǒng)四、立庫(kù)的分揀系統(tǒng)四、立庫(kù)的分揀系統(tǒng)五、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)一般采用計(jì)算機(jī)控制和管理，不過(guò)不同的立體倉(cāng)庫(kù)有著不同的控制管理方式，有的倉(cāng)庫(kù)只采取對(duì)存取堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)的單臺(tái)PLC控制，機(jī)與機(jī)之間無(wú)聯(lián)系；有的倉(cāng)庫(kù)對(duì)各單臺(tái)機(jī)械進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制；更高級(jí)的自動(dòng)化立體庫(kù)的控制系統(tǒng)采用集中控制、分離式控制和分布式控制，即由管理計(jì)算機(jī)、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)和堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)等直接控制的可編程控制機(jī)械組成控制系統(tǒng)五、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制系統(tǒng)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)管理計(jì)算機(jī)、堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)等之間的聯(lián)系；控制和監(jiān)視整個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行，并根據(jù)管理計(jì)算機(jī)或自動(dòng)鍵盤(pán)的命令組織流程，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)、視貨物流向及收發(fā)貨顯示，與管理計(jì)算機(jī)、堆垛機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信聯(lián)系，還具有對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)及查詢顯示等功能。

六、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)是集機(jī)、電、光、計(jì)算機(jī)、建筑于一體的機(jī)電一體化系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)時(shí)必須要在分析相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，正確決定倉(cāng)庫(kù)的選址、貨位的數(shù)量、倉(cāng)庫(kù)的形式，計(jì)算出入庫(kù)能力、周邊機(jī)械和工作循環(huán)時(shí)間等。立體倉(cāng)庫(kù)的基本設(shè)計(jì)步驟：（1）收集研究原始資料，明確規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇（3）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的總體布局與規(guī)劃（4）機(jī)械設(shè)備類(lèi)型及相關(guān)參數(shù)選擇（5）控制系統(tǒng)及倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)（7）設(shè)備及控制管理系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)（6）整套系統(tǒng)的仿真模擬重點(diǎn)介紹（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step1：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的選型依據(jù)立體庫(kù)的流量，一般情況下采用單元貨位式倉(cāng)庫(kù)；當(dāng)貨物的品種單一、批量較大時(shí)，可采用重力式、梭式小車(chē)貨架倉(cāng)庫(kù)，或者貫通式倉(cāng)庫(kù)對(duì)于長(zhǎng)料儲(chǔ)存，可采用垂直循環(huán)式貨架倉(cāng)庫(kù)對(duì)于小件存儲(chǔ)，可采用水平循環(huán)貨架倉(cāng)庫(kù)。思考題：2、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的選型時(shí)需要注意哪些原則？Step2：物料出入庫(kù)作業(yè)方式的選擇依賴入庫(kù)前的搬運(yùn)狀態(tài)、出庫(kù)后的搬運(yùn)狀態(tài)、庫(kù)存作業(yè)的要求以及卸貨后入庫(kù)前需要的操作。入庫(kù)前需要考慮物料是以人工或堆垛機(jī)搬運(yùn)還是無(wú)軌小車(chē)搬運(yùn)，或者直接與生產(chǎn)線相連等；出庫(kù)后搬運(yùn)狀態(tài)考慮物料是以輸送機(jī)輸送還是無(wú)軌小車(chē)搬運(yùn)，或者人工或堆垛機(jī)搬運(yùn)以及搬運(yùn)工具的數(shù)量等；庫(kù)存作業(yè)要求考慮物料分揀、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)等；卸貨后入庫(kù)前需要考慮物料的清點(diǎn)、分類(lèi)，自動(dòng)堆垛機(jī)、托盤(pán)的作業(yè)循環(huán)及數(shù)量等。（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step3：貨位與貨物單元尺寸的確定代號(hào)名稱(chēng)代號(hào)名稱(chēng)a0貨位單元長(zhǎng)度b2貨位深度a1單元貨物長(zhǎng)度b3貨物伸出貨架長(zhǎng)度a2貨位單元有效長(zhǎng)度b4貨物后部間隙a3側(cè)向尺寸h1貨物高度代號(hào)名稱(chēng)代號(hào)名稱(chēng)a4支承寬度h2貨物上部間隙a5貨物單元間的水平間隙h3貨架層高b1貨物寬度h4貨物下部垂直間隙（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step4：自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)尺寸設(shè)計(jì)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的尺寸種類(lèi)很多，一般都是根據(jù)堆垛機(jī)循環(huán)時(shí)間的模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)確定自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)形狀。關(guān)于其成本問(wèn)題，堆垛機(jī)臺(tái)數(shù)越多，成本越高，窄長(zhǎng)形狀尺寸的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)造價(jià)低廉，因?yàn)樵谙嗤浳粭l件下堆垛機(jī)臺(tái)數(shù)少了。多數(shù)情況是根據(jù)實(shí)際允許的土地形狀和倉(cāng)庫(kù)能力來(lái)決定倉(cāng)庫(kù)形狀和尺寸的。（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step5：確定貨架總體尺寸

在貨位尺寸確定之后，如果知道了倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的巷道數(shù)、貨架的層數(shù)和列數(shù)，就可以確定貨架的總體尺寸。在上述三個(gè)參數(shù)中，巷道數(shù)是最重要的。因?yàn)橄锏赖亩嗌僦苯雨P(guān)系到倉(cāng)庫(kù)的出入庫(kù)能力，同時(shí)也關(guān)系到單位面積的庫(kù)容量，直接影響倉(cāng)庫(kù)的成本。為了提高倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)容量，通常的做法是首先確定貨架的最大高度。若貨架的層高為h3，貨架的寬度為b2，倉(cāng)庫(kù)的高度為Hw，倉(cāng)儲(chǔ)的貨物單元數(shù)為W時(shí)，貨架的層數(shù)C為：

（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step5：確定貨架總體尺寸

當(dāng)巷道數(shù)為D時(shí)，貨架的列數(shù)為：

貨架的總長(zhǎng)度為：對(duì)于橫梁式貨架，其寬度為：

（2）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型及主要參數(shù)選擇Step6：確定貨物與貨架的尺寸為使貨物能順利無(wú)阻地入庫(kù)和出庫(kù)，貨物與貨架應(yīng)保持一定的間隙。貨物與貨架尺寸一般是在堆垛機(jī)行走方向上單側(cè)取50~70mm左右，在深度方向上取50mm左右。此外還加上堆垛機(jī)的制造精度和停止精度、貨架制造精度以及富