先进制造技术第4章第1节.pptx

2024/9/25 周三1第四章第四章 制造自动化技术制造自动化技术第一节第一节 概概 述述2024/9/25 周三2自动化（Automation）是美国通用汽车公司 D.S.Harder先生于 1936年提出来的，其核心含义是“自动地去完成特定的作业”。当时 Harder先生所说的特定作业，是指零件在机器之间转移的自动搬运，自动化功能目标是代替人的体力劳动。随着技术的进步，自动化的功能目标在不断地随着自动化手段的提高、时代的进步而变化。在计算机用于自动化之前，自动化的功能目标是以省力为主要目的，以代替人的体力劳动。随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段，使自动化的视野大大扩展，自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力劳动，而且还须代替人的部分脑力劳动。制造自动化技术内涵2024/9/25 周三3在“狭义制造”概念下，制造自动化的含义是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化等。在“广义制造”概念下，制造自动化则包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。2024/9/25 周三419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。制造自动化技术的兴起2024/9/25 周三5制造自动化技术的主要形式制造自动化技术的主要形式 汽车后桥齿轮箱加工自动线刚性自动化20年代2024/9/25 周三6制造自动化技术的主要形式制造自动化技术的主要形式 柔性自动化50年代焊接机器人综合自动化70年代综合自动化2024/9/25 周三7制造自动化促使制造业逐渐由劳动密集型产业向技术密集型和知识密集型产业转变。制造自动化技术是制造业发展的重要标志，代表着先进制造技术的水平，也体现了一个国家科技水平的高低。采用制造自动化技术不仅显著地提高劳动生产率、大幅度提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益，还有效地改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展，大大提高企业的市场竞争能力。2024/9/25 周三8在半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线出现，解决了单一品种大批量生产自动化问题特点是生产效率高、加工品种单一。20世纪 50年代达到了顶峰。刚性自动化2024/9/25 周三9为满足多品种小批量甚至单件生产自动化的需要，出现了一系列柔性制造自动化技术:如数控技术（NC）、计算机数控（CNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）等。柔性自动化2024/9/25 周三10v随着计算机及其应用技术的迅速发展，各项单元自动化技术的逐渐成熟，为充分利用资源，发挥综合效益v自 20世纪 80年代以来以计算机为中心的综合自动化得到了发展，如计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（CE）、精益生产（LP）、敏捷制造（AM）等模式得到了发展和应用。v制造自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分，也是当今制造工程中涉及面广、研究十分活跃的技术。综合自动化2024/9/25 周三11 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实现目标 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控制对象物流物流物流，信息流特点 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、经营管理等各方面典型系统与装备 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 CAD/CAM系统，MRP，CIMS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关键技术 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2024/9/25 周三12三、制造自动化技术的发展趋势纵观新世纪的制造自动化技术发展趋势，可用六化来概括，即敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。（1）制造敏捷化敏捷化制造环境和制造过程是新世纪制造活动的必然趋势，其核心是使企业对面临市场竞争作出快速响应，利用企业内外各方面的优势，形成动态联盟，缩短产品开发周期，尽快抢占市场。2024/9/25 周三13三、制造自动化技术的发展趋势（2）制造网络化 q基于 Internet的制造已成为当今制造业的重要发展趋势，包括企业制造环境的网络化和企业与企业之间的网络化。q通过制造环境的网络化，实现制造过程的集成，实现企业的经营管理、工程设计和制造控制等各子系统的集成q通过企业与企业间的网络化，可实现异地制造、远程协调作业。2024/9/25 周三14（3）制造虚拟化 包括设计过程的拟实技术和加工制造过程的虚拟技术拟实技术是面向产品的结构和性能的分析，以优化产品本身性能和成本为目标；虚拟技术是面向产品生产过程的模拟和检验，检验产品的可加工性、加工工艺的合理性。制造虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真来模拟真实系统，发现设计与生产中可避免的缺陷和错误，保证产品的制造过程一次成功。2024/9/25 周三15（4）制造智能化 智能制造技术的宗旨在于扩大、延伸以及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。智能制造包含智能计算机、智能机器人、智能加工设备、智能生产线等。智能制造系统是制造系统发展的最高阶段，即从柔性制造系统、集成制造系统向智能制造系统发展。2024/9/25 周三16（5）制造全球化 制造网络化和敏捷化策略的实施，促进了制造全球化的研究和发展。包括市场的国际化，目前产品销售的全球网络正在形成；产品设计和开发的国际合作及产品制造的跨国化；制造企业在世界范围内的重组与集成，制造资源的跨地区、跨国家的协调、共享和优化利用；全球制造的体系结构将会形成。2024/9/25 周三17（6）制造绿色化 制造业是创造人类财富的支柱产业，但同时又是环境污染的主要源