自动化制造系统组成课件.ppt
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1、第三章 自动化制造系统的组成第1节 自动化制造系统的常见类型第2节 自动化加工设备第3节 工件储运系统第4节 刀具准备及储运系统第5节 工业机器人第6节 质量控制和运行监控系统第7节 辅助设备第8节 控制与通信系统第一节 自动化制造系统的常见类型一、刚性自动线一、刚性自动线控制系统自动化设备工件输送装置切屑输送装置 自动化加工设备组合机床+专用机床多面、多轴、多刀同时加工-自动化程度、生产率高生产线布置上:加工设备按工件的加工工艺顺序排列一、刚性自动线一、刚性自动线 工件输送装置 生产节拍 工件装卸工位、自动上下料工位、中间贮料装置、输送装置、随行卡具返回装置、升降装置和转位装置 传送带:步伐
2、式、链条式、辊道式 切屑输送装置 集中排屑方式(重力、离心力/大流量切削液冲洗/压缩空气吹屑/真空吸屑) 刮板式、螺旋式等 控制系统 传统电气控制方式-PLC 刀具 人工安装、调整、实行定时强制换刀集中控制全线机床工件输送装置切屑输送装置曲拐加工自动线二、分布式数字控制二、分布式数字控制Direct Numerical Control/Distributed Numerical Control早期:20世纪70年代初期: DNC-标志数控加工由单机控制向集中控制发展 DNC最早的:一台中央计算机控制3-5台NC(只配置MCU)第二代:DNC-BTR 若DNC通信受到干扰,NC仍可用原读带机独立
3、工作现代:DNC-CNC 中央计算机、CNC控制器、通信端口、连接电路 系统检测()数据管理系统监视三、柔性制造单元三、柔性制造单元1数控车床数控车床 2加工中心加工中心 3装卸工位装卸工位 4龙门式机械手龙门式机械手 5机器人机器人6加工中心控加工中心控制器制器 7车床数控装置车床数控装置 8龙门式机械手控制器龙门式机械手控制器 9小车控制器小车控制器10加工中心控制器加工中心控制器 11机器人控制器机器人控制器 12单元控制器单元控制器 13、14运输小车运输小车FMC由1-3台NC或MC,工件自动输送或更换系统,刀具存储、输送及更换系统,设备控制器和单元控制器等组成。三、柔性制造单元三、
4、柔性制造单元1刀具库 2换刀机械手 3托盘库 4装卸工位 5托盘交换机构三、柔性制造单元三、柔性制造单元四、柔性制造系统四、柔性制造系统柔性制造系统(FMS)柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem)由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现了物料流和信息流的自动化。其基本组成部分有:自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统和多层计算机控制系统等。1.自动化加工设备组成FMS的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等,也可能是柔性制造单元。 四、柔性制造系统2.工件储运系统 FMS工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。工
5、件库包括自动化立体仓库和托盘(工件)缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运输小车、机器人或机械手等;工件更换装置包括各种机器人或机械手、托盘交换装置等。3.刀具储运系统FMS的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。 四、柔性制造系统多层计算机控制系统通常采用三层控制:单元层、工作站层和设备层. 辅助设备FMS可以根据生产需要配置辅助设备。辅助设备一般包括:自动清洗工作站;自动去毛刺设备; 自动测量设备; 集中切屑运输系统;集中冷却润滑系统等。四、柔性制造系统131324511216111069111815147具有装配功能的柔性制造系统四、柔性制造系统四、柔性制造系统 柔性制造系
6、统的主要特点: 柔性高,适应多品种中小批量生产; 系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的; 可混流加工不同的零件; 系统局部调整或维修不中断整个系统的运作; 多层计算机控制,可以和上层计算机联网; 可进行第三班无人干预生产。五、柔性制造线五、柔性制造线o自动化加工设备(数控机床、可换主轴箱机床)o工件输送系统(传送带)o刀具加工箱体类零件的柔性自动线六、柔性装配线六、柔性装配线o 装配站(可编程装配机器人、不可编程的自动装配装置、人工装配工位)o 物料输送装置o (传送带、换向机构)o 控制系统o (全线控制:物料流o 向,自动装配o 站和装配机器人)七、七、CIMSCIMS CIMS
7、是企业生产活动全过程中各子系统的完美集成,即从市场预测、经营决策、计划控制、工程设计、生产制造、质量控制到产品销售等支持功能部门,合理地通过计算机网络联结成一个整体,以保证企业内部信息的一致性、共享性、可靠性、精确性和及时性,综合运用现代管理、信息、制造、自动化和系统工程等领域的技术,实现生产的自动化,达到高效率、高质量、低成本和灵活生产的目的。 CIMSCIMS的组成的组成 CIMS由四个应用分系统和两个支撑分系统组成1.管理信息系统经营管理、物料管理、生产管理、人力资源管理2.工程设计自动化系统工程设计、分析和制造 基本功能:面向产品生命周期的建模实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成
8、 主要功能模块(1)计算机辅助设计与分析(CAD/CAE)(2)计算机辅助制造(CAM)管理信息系统工程设计系统质量保证系统制造自动化系统数据库计算机网络CIMS系统的基本组成第二节 自动化加工设备一、组合机床一、组合机床 组合机床特点n工序集中,多刀同时切削加工,生产效率高n采用专用夹具和刀具,加工质量稳定n常用液压、气动装置对工件定位、夹紧和松开,实现工件装夹自动化n常用随行夹具,方便工件装卸和输送n更换主轴箱可适应同组零件的加工,具有一定柔性n采用PLC控制,可与上层计算机通信1.机床主要由通用部件组成,设计、制造周期短,系统建造速度快二、一般数控机床二、一般数控机床n柔性高n自动化程度
9、高n加工精度高、质量稳定n生产效率较高n具有刀具寿命管理功能n具有通信功能二、一般数控机床二、一般数控机床三、车削中心三、车削中心 车削中心比数控车床工艺范围宽,工件一次安装,几乎能完成所有表面的加工,如内外圆表面、端面、沟槽、内外圆及端面上的螺旋槽、非回转轴线上的轴向孔、径向孔等。四、加工中心四、加工中心o MC与NC区别?o 立式、卧式MC各适合何种零件加工?o 刀库一般在MC中位置?为何如此布置?o 换刀机械手类型,那种最普遍?o MC刀具存取方式有哪几种,哪种是主要的?o 回转工作台是卧式MC实现何种运动的部件?B轴运动可作为哪两种运动?o 回转工作台的两种结构形式分别如何定位?o 卧
10、式MC可对几个面进行加工?带有卧立式主轴的MC可对工件进行几面加工?四、加工中心第三节 工件储运系统一、工件储运系统的组成一、工件储运系统的组成 工件储运系统是自动化制造系统的重要组成部分,它将工件毛坯或半成品及时准确地送到指定加工位置,并将加工好的成品送进仓库或装卸站。 存储设备 运输设备 辅助设备工件储运系统组成设备工件储运系统存储设备运输设备辅助设备工件进出站托盘站立体仓库自重传送料道传送带运输小车机器人及机械手滚道滑道托盘站立体仓库滚道滑道牵引式地面有轨空中单轨自导式搬运机器人通用机械手专用机械手二、工件输送设备二、工件输送设备 传送带n 步伐式传送带(输送箱体类工件或工件托盘)n 摆
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