先进制造技术 教学课件 王隆太 扬州大学 主编 第四章.pdf
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第四章 制造自动化技术
4.1 制造自动化技术概述
4.2 机床数控技术
4.3 工业机器人
4.4 柔性制造技术
第一节 制造自动化技术概述
4.1.1 制造自动化技术内涵
4.1.2 制造自动化技术的发展及现状
4.1.3 制造自动化技术发展趋势
4.1.1 制造自动化技术内涵
自动化:自动去完成特定的作业。
(狭义)
制造自动化 :生产车间内产品机械加工和装
配检验过程的自动化;
(广义) 企业管理、加
制造自动化 :包含产品设计、
工过程和质量控制等产品制造全过程综合集成自动化。
制造自动化意义 :显著提高劳动生产率、提高产品质
量、降低制造成本、提高经济效益,改善劳动条件、提
高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发
展、提高企业的市场竞争能力。
4.1.2 制造自动化技术的发展及现状
•刚性自动化
设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线;
对象--单一品种大批量生产自动化;
特点--生产效率高、加工品种单一。
•柔性自动化
设备--NC、CNC、FMC、FMS等。
对象--多品种小批量甚至单件生产自动化;
•综合自动化
经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化,CIMS
、CE、LP、AM等。
当前制造自动化技术研究领域和方向
• 集成技术和系统技术研究
• 自动化系统中人因作用的研究
• 数控单元系统的研究
• 制造过程的计划和调度研究
• 柔性制造技术的研究
• 现代生产模式制造环境的研究
• 底层加工系统的智能化和集成化研究
4.1.3 制造自动化技术发展趋势
• 制造敏捷化 使企业面临市场竞争作出快速响应 ;
• 制造网络化 实现制造过程的集成,实现异地制造、远
程协调作业;
• 制造虚拟化 保证产品和制造过程一次成功,发现设计
与生产中可避免的缺陷和错误;
• 制造智能化 扩大、延伸、部分取代人类专家在制造过
程中的脑力劳动,以实现优化的制造过程。
• 制造全球化 市场国际化,产品制造跨国化,制造资源
跨国家的协调、共享和优化利用 ;
• 制造绿色化 使产品从设计、制造、使用到报废处理全
生命周期中,对环境影响最小,资源利用率最高。
第二节 机床数控技术
4.2.1 机床数控系统
4.2.2 机床伺服系统
4.2.3 数控加工编程技术
4.2.4 机床数控技术发展趋势
4.2.1 机床数控系统
数控技术的发展
硬件数控阶段NC(1952-1970)
第一代:电子管; 第二代:晶体管;
第三代:小规模集成电路 ;
计算机数控阶段CNC(1970-现在)
第四代:小型计算机; 第五代:微处理器;
第六代 :PC微机(PCNC)
机床数控系统的组成及功能
CNC系统组成:数控装置、PLC、伺服驱动装置、I/O接口、
控制面板、人机界面
数控装置功能:
控制功能-单轴、多轴联动控制;
准备功能-包括移动、暂停、坐标设定、固定循环等功能;
插补功能-直线插补、圆弧插补、抛物线等;
辅助功能-主轴启停、冷却润滑通断、刀库的启停等;
补偿功能-刀具半径/刀具、反向间隙、螺距、温度等补偿功能。
PLC功能:控制面板、主轴停启与换向、刀具更换、冷却润滑
启停、工件夹紧与松开、工作台分度等开关量的控制。
CNC数控系统组成原理
数控系统的硬件结构
•单CPU结构 通过总线使CPU与存储器和各
种接口相连接,集中控制、分时处理工作
方式。
•多CPU结构 多个CPU通过公用地址和数据
总线互连,各自完成功能,系统速度高、
处理能力强。
•PC微机CNC系统 具有微机丰富的软硬件
资源、友好的人机界面、拥有多媒体和网
络功能
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