制造自动化技术知识.pptx

第4章 制造自动化技术本章要点制造自动化技术的发展数控加工技术工业机器人柔性制造系统4.1 概述Introduction第4章 制造自动化技术Manufacturing Automation Technology制造技术的自动化 制造系统的自动化 4.1.1 制造自动化技术的内涵◆产品设计自动化 计算机辅助设计（CAD）计算机辅助产品工程（CAE） 计算机产品数据管理（PDM）计算机辅助工艺设计（CAPP）计算机辅助制造（CAM）◆企业管理自动化 企业ERP（Enterprise Resource Planning）◆加工过程自动化 包括各种计算机控制技术，如CNC、DNC、自动存储和运输设备、自动检测和监控设备等 ◆质量控制自动化 如计算机集成制造系统（CIMS）、敏捷制造（AM）、并行工程等。制造自动化技术的发展历程 4.1.1 制造自动化技术的内涵◆第一阶段(1913-) ：刚性自动化自动单机和刚性自动线；本阶段在20世纪40～50年代已相当成熟。 特征:高生产率和刚性结构，很难实现生产产品的改变。 引入的新技术有继电器程序控制、组合机床等。◆第二阶段(1930-) ：数控加工NC和CNC ；本阶段的NC在20世纪50～70年代已成熟，但到了70~80年代，CNC取代了NC。 特征:柔性好、加工质量高，适应于多品种、中小批量(包括单件)产品的生产 。 引入的新技术有数控技术、计算机编程技术等。◆ 第三阶段(1965-) ：柔性制造 主要技术：成组技术(GT)、计算机直接数控和分布式数控 (DNC)、柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性加工线(FML)、离散系统理论和方法、仿真技术、车间计划与控制、制造过程监控技术、计算机控制与通信网络等。◆ 第四阶段(1973-) ：计算机集成制造系统(CIMS) 特征是强调制造全过程的系统性和集成性。主要技术：现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。◆第五阶段(1991-) ：新的制造自动化模式 智能制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造和绿色制造。4.1.1 制造自动化技术的内涵表1-1 三种自动化形式比较比较项目刚性自动化柔性自动化综合自动化 减轻工人劳动强度，节省劳动力，保证加工质量，降低生产成本 减轻工人劳动强度，节省劳动力，保证加工质量，降低生产成本，缩短产品制造周期 除左外，提高设计工作与管理工作效率和质量，提高对市场的响应能力实现目标控制对象物流物流物流，信息流 通过机、电、液气等硬件控制方式实现，因而是刚性的，变动困难 以硬件为基础，以软件为支持，改变程序即可实现所需的转变，因而是柔性的 不仅针对具体操作和工人的体力劳动，而且涉及脑力劳动以及设计、经营管理等各方面特点 继电器程序控制技术，经典控制论 数控技术，计算机控制，GT，现代控制论 系统工程，信息技术，计算机技术，管理技术关键技术 CAD/CAM系统，MRPⅡ，CIMS 自动机床、组合机床，机械手，自动生产线 NC机床，加工中心，工业机器人，DNC，FMC，FMS典型系统与装备应用范围大批大量生产多品种、中小批量生产各种生产类型4.1.1 制造自动化技术的内涵 20年代刚性自动化图4-1 汽车后桥齿轮箱加工自动线4.1.1 制造自动化技术的内涵 50年代柔性自动化图4-2 焊接机器人70年代综合自动化图7-3 综合自动化4.1.1 制造自动化技术的内涵 4.1.2制造自动化技术的发展趋势◆制造虚拟化虚拟制造(VM)是以制造技术和计算机技术支持的系统建模技术和仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、人工现实技术和多媒体技术等多种高新技术为一体，由多学科知识形成的一种综合系统技术。◆制造智能化智能制造技术的宗旨在于通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动，以实现制造过程的优化。◆制造绿色化绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源效率最高。 4.2 机床数控技术 NC Machine Tool Technology第4章 制造自动化技术Manufacturing Automation Technology4.2.1数控机床的基本概念 数控机床的诞生1948年，美国帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升机叶片轮廓检验用样板的机床时，首先提出了应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想。后来受美国空军委托，帕森斯公司与麻省理工学院（MIT）伺服机构实验室合作进行研制工作，于1952年研制成功世界上第一台三坐标立式数控铣床。图4-3 麻省理工学院（MIT）伺服机构实