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1、机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第十三章第十三章 机械制造自动化概念机械制造自动化概念 第一节第一节 概概 述述 19世纪末期，机械化生产开始出现； 20世纪中叶，自动化车床开始出现； 1947年，第一个机械加工自动线在美国福特汽车公司投产； 20世纪50年代柔性自动化生产开始出现（以数控车床为代表） 20世纪70年代诞生了柔性制造系统； 20世纪80年代开始出现了计算机集成制造系统。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论
2、 第二节第二节 自动生产线自动生产线 把机床和其它工艺设备按工件的加工 工艺顺序依次排列，月自动输送装置和其 它辅助装置将他们连接成为一个整体，并 用控制系统将各个部分的动作协调起 来使其按照规定的程序自动地进行工 作，这种机械加工过程称为机械加工刚性 自动生产线自动生产线。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第二节第二节 自动生产线自动生产线 一、自动生产线的功能 二、自动生产线的组成和分类 1.自动线的组成 2.自动线的分类 通用机床自动线 组合机床自动线 专用机床生产线 数控机床自动线 机机机机机机机
3、机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第二节第二节 自动生产线自动生产线 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第三节第三节 数控加工数控加工 一、数控机床 数控机床是数字程序控制机床的简 称，常称NC机床。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第三节第三节 数控加工数控加工 二、计算机数控机床二、计算机数控机床 计算机数控机床是用小计算机数控机床是用小 型
4、或微型计算机代替普通数型或微型计算机代替普通数 控机床的专用计算机，用可控机床的专用计算机，用可 编程逻辑电路代替普通数控编程逻辑电路代替普通数控 机床的固定逻辑电路。机床的固定逻辑电路。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第三节第三节 数控加工数控加工 三、数控加工中心三、数控加工中心 数控加工中心是具有自数控加工中心是具有自 动刀具交换系统和自动工作动刀具交换系统和自动工作 台交换系统的多功能数控机台交换系统的多功能数控机 床，在工件一次装夹后可自床，在工件一次装夹后可自 动转位、自动换刀、自动调动转位
5、、自动换刀、自动调 整转速和进给量、自动完成整转速和进给量、自动完成 多工序的加工。多工序的加工。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 具有灵活加工的适应性；具有灵活加工的适应性； 能加工普通车床难以加工的形状复杂的零件；能加工普通车床难以加工的形状复杂的零件； 能有效地缩短生产准备时间；能有效地缩短生产准备时间； 可以改善劳动条件，提高劳动生产率；可以改善劳动条件，提高劳动生产率； 第三节第三节 数控加工数控加工 四、数控加工中心的特点四、数控加工中心的特点 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工
6、工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第四节第四节 工业机器人工业机器人 工业机器人是近30年来在自动操作机 基础上发展起来的一种能模仿人的某些动 作和控制功能，并按照可变的预定程序、 轨迹和其他要求，操纵工具实现多种操作 的自动化机械系统。 它综合了精密机械、控制传感和自动 按制技术等领域的最新成果。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第四节第四节 工业机器人工业机器人 一、机器人的组成 机器人由执行机构、驱动系统和控制系统三部分组成。 二、机器人的运动形式和运动功能
7、三、工业机器人的工作程序输入方式 工作程序输入方式分为编程输入和示教输入两类。 四、机器人的应用和发展 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机
8、机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第五节第五节 柔性制造系统柔性制造系统 柔性制造系统是通过局域网把 数控机床(加工中心)、坐标测量仪、 物料输送装置、对刀仪、立体刀库、 机器人等设备联结起来，在计算机 及控制软件的控制下，形成一个加 工系统。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第五节第五节 柔性制造系统柔性制造系统 典型的柔性制造系统由以下四 个部分构成： 1、加工设备 2、加工流支持系统 3、刀具流支持系统 4、信息流支持系
9、统 一、柔性制造系统的组成 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第五节第五节 柔性制造系统柔性制造系统 1、柔性制造单元 2、柔性制造系统 二、柔性制造系统的类型 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第六节第六节 集成制造系统集成制造系统 人们通过计算机网络和系统集成技术将 生产的全过程连结成一个整体，使
10、企业内部 的信息和数据处理具有充分的及时性、准确 性、一致性和共享性，这就是计算机集成制 造技术产生的背景。 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 CIMS的发展 信息集成 过程集成 企业间集成 第六节第六节 集成制造系统集成制造系统 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第六节第六节 集成制造系统集成制造系统 一、计算机集成制造系统的组成 1、管理信息系统 2、技术信息系统 3、制造自动化系统 4、质量保证系统 5、两个支持分
11、系统 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 现代的组织结构现代的组织结构现代的组织结构现代的组织结构 面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构面向过程的组织结构 TeamworkTeamworkTeamworkTeamwork 产品形成过程产品形成过程 昨天
12、昨天- -今天今天- -明天明天 产品规划 产品规划概念设计概念设计 生产准备 生产准备 详细设计 详细设计 昨天昨天昨天昨天 过程序列 产品规划 概念设计 详细设计 生产准备 PDMPDM 数字模型 过程管理 明天明天明天明天 过程流 产品规划 概念设计详细设计生产准备 PDMPDM 今天今天今天今天 过程链 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导导导 论 论 论 论 论 论 论 论 第六节第六节 集成制造系统集成制造系统 二、计算机集成制造系统在制造行业的应用 机机机机机机机机 械械械械械械械械 工工工工工工工工 程程程程程程程程 导导导导导导
13、导导 论 论 论 论 论 论 论 论 丰田汽车公司的并行工程系统 规划车型设计产品设计生产准备生产 财务财务 . . . . 会计会计 Finance Finance Finance Finance /Accounting/Accounting/Accounting/Accounting 开发期开发期 Length of Development TimeLength of Development TimeLength of Development TimeLength of Development Time 规划 Planning 车形 设计 Styling design Engineerin
14、g 产品 设计 Design Prototype Fabrication & Testing 试制 评价 Production engineering 生产 准备 生产 Production 零部件厂家零部件厂家 Parts suppliersParts suppliersParts suppliersParts suppliers Production engineeringProduction engineeringProduction engineeringProduction engineering ProductionProductionProductionProduction 规划
15、规划 PlanningPlanningPlanningPlanning 车形设计车形设计 Styling designStyling designStyling designStyling design 产品设计产品设计 Engineering DesignEngineering DesignEngineering DesignEngineering Design 试制试制 . . . . 评价评价 PrototypePrototypePrototypePrototype FabricationFabricationFabricationFabrication & Testing& Testing& Testing& Testing 生产准备生产准备 生产生产 试制评价