第一章1制造:人类按照市场的需求,运用主观掌握的知识和技能,借助于手工或可以利用的客观物质和工具,采用有效的方法,将原材料转化为最终产品并投放市场的全过程。
2系统的性质:①目的性②整体性③集成性④层次性⑤相关性⑥环境适应性3自动化制造系统定义:由一定范围的被加工对象、一定的制造柔性、一定自动化水平的各种设备和高素质的人组成的一个有机整体。
4自动化制造系统的五个典型组成部分:①具有一定技术水平和决策能力的人②一定范围的被加工对象③信息流及其控制系统④能量流及其控制系统⑤物料流及物料处理系统5自动化制造系统的功能组成:(毛坯制备,储运过程,机械加工,装配过程,辅助过程,质量控制,系统控制,热处理)自动化子系统6自动化制造系统的分类:刚性自动化系统及设备(刚性半自动化单机,刚性自动化单机,刚性自动线,刚性综合自动化系统),柔性自动化系统及设备(数控机床NC,加工中心MC,混合成组制造单元,分布式数控系统DNC,柔性制造单元FMC,柔性制造线FML,柔性制造系统FMS,计算机集成制造系统CIMS)7自动化制造系统的评价指标:①生产率②产品质量③经济性④寿命周期可靠性⑤柔性制造⑥可持续发展性第二章1 人机一体化的定义:就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完整系统,各自执行自己最擅长的工作,人与机器共同决策、共同作业,从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局,形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。
2人机一体化的总体结构在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统应该在三个层面上实现一体化,即感知和信息交互层面、控制层面和执行层面,这三个层面的有机结合,就构成了人机一体化制造系统的总体结构3 人机一体化设计的主要步骤:①定义系统目标和作业要求②系统定义③系统设计④人机界面设计⑤作业辅助设计⑥系统检验和评估4人机功能分配:定义:人机功能分配确定了某些功能由人或机器还是由他们相互协作完成的,确定了人机界面的具体位置及人与机器各自的功能职责和配合协作要求。
目的:根据系统的功能需求,和特定的社会技术经济环境,合理分配人机功能,确保系统具有最优的人机界面和最佳的综合效益目的:其过程是先根据系统的使用对象和加工范围,定义系统的基本功能,并按主要功能和子功能俩个层次进行分解,然后根据人和机器的功能特征进行分配,并使已分配给人和机器的功能关系协调。
5 人机界面设计①信息流处理中的人机界面设计②物理流处理中的人机界面设计③系统运行维护中的人机界面设计6 人机一体化的评价内容:对自动化制造系统设计目的定义的评价;人机功能分配的评价;人机功能分配是否合理;人机界面设计评价;自动化制造系统运行与维护的评价。
第三章1自动化制造系统的常见类型:刚性自动线、分布式数字控制DNC、柔性制造单元FMC、柔性制造系统FMS、柔性制造线FML、柔性装配线FAL2组合机床的特点:工序集中,多刀同时切削加工,生产效率高;采用专用夹具和刀具(如复合刀具、导向套),加工质量稳定;常用随行夹具,方便工件装卸和输送;更换主轴箱可适应同组零件的加工,有一定的柔性;采用可编程逻辑控制器控制,可与上层控制计算机通信;机床主要由通用部件组成,设计、制造周期短,系统的建造速度快。
3数控机床的特点:①柔性高②自动化程度高③加工精度高、质量稳定④生产效率较高⑤具有刀具寿命管理功能⑥具有通信功能4工件输送设备,注:托盘的定义①传送带②运输小车③自重传送斜道④机器人及机械手5工件尺寸检测和监控工件尺寸精度检测分为在线检测和离线检测两种。
①三坐标测量机②有自动测量功能的数控机床③测量机器人6去毛刺的设备:①机械去毛刺②振动去毛刺③喷射去毛刺④热能去毛刺⑤电化学去毛刺7多层计算机控制的定义以及包括的层次多层计算机控制的基本思想是将一个复杂的系统划分成若干层次,各层次分别独立完成各自的控制任务,层与层之间进行信息交换,上层向下层发送命令,下层为上层服务并回送执行结果,通过计算机网络将各层控制计算机、CNC、PLC等设备控制器互联起来,构成完整的控制与通信系统。
整个控制与通信系统分为4个层,自上至下分别为工厂层、车间层、单元层、设备层第四章1、为什么要进行可行性论证?可行性论证的内容?可行性论证是用户建造自动化制造系统前所进行的技术性和经济性分析,是企业企业决策层审定和立项的基本依据。
因此,系统可行性论证是否合理和科学,对自动化制造系统工程项目是否立项具有决定性作用,同时也可对自动化制造系统项目的成败具有关键性影响。
内容:1:实施的必要性:说明项目的企业发展是必要的。
2:项目的可行性。
说明在现有的条件或经过一定的努力项目是可能实现的。
刚性自动化系统的组成:自动化加工设备、工件输送装置,切削输送装置、控制系统、刀具。
2、自动化制造系统的选择注意:切莫一味追求系统的高自动化和高柔性,适度的人工参与是考虑的重要因素之一。
选用刚性自动化系统:生产批量很大,产品品种少,处于发展期,零件形状不是十分复杂,结构稳定。
选用柔性自动化系统:品种多,中小批量,按合同生产,形状复杂,结构不稳定原则:根据生产批量和生产方式选择,根据零件形状结构选择,根据企业资金情况选择,根据企业现状及发展规划选择,根据自动化制造系统的目标选择。
5、成组技术:将企业生产的多种产品、部件和零件按照特定的相似性准则分类归族,并在分类的基础上组织产品生产的各个环节,从而实现产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。
4、影响零件族确定的因素:零件类型;零件尺寸大小;加工精度;材料硬度;装夹次数;生产批量;工厂的实际情况。
5、工艺分析的要点:工序的集中性;工序的选择性;成组技术原则;切削参数合理性。
6、工艺分析目的:进一步判断零件可否进入工艺系统加工,并将不适于系统加工的零件予以剔除。
7、平面布局设计的目标:实现和满足生产过程的要求;较高的生产效率和合理的设备利用率;合适的柔性。
8、平面布局设计的依据:自动化制造系统的功能和任务;零件特征和工艺路线;设备(包括所有生产和辅助设备)的种类、型号、数量;车间总体布置;工作场地的有效面积。
9、平面布局设计的基本原则:物料运输路线短;保证设备的加工精度;确保安全;作业方便;便于系统扩充;便于控制与集成。
10、可靠性分析的内容1,分析系统的功能和系统是否满足用户的要求2:分析系统可靠性的目标,指标和可实现性3:分析工作环境对系统可靠性的要求和影响4:分析是否考虑了系统的安全性要求5:分析对系统各组成部分的可靠性要求6分析系统对安装工艺和系统调试的可靠性要求7分析系统试运行与可靠性关系8分析系统可靠性的薄弱环节和改进措施9对系统进行可靠性建模、预计和分配。
第五章五、检测和监控系统的组成:1:进行状态监测和监控:加工设备、工件/刀具储运设备、控制装置、环境;2:加工过程检测与监控:加工精度、刀具磨损、破坏、工艺过程。
六、刀具摩擦莫损的检测方法:功率检测,声发射检测,学习模式,力检测。
第六章1.仿真的定义:仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个存在或设计中的系统。
第七章1.综合性评价的内容:①技术性能评价②综合效益评价③风险分析评价。
3.综合评价的步骤:①确定评价内容和评价指标体系。
②经济效果评价③风险分析④综合评价第八章-第九章自动化制造系统的实施过程:1提出要求2组织队伍3需求分析4可行性论证5总体方案初步设计6总体方案详细设计7系统仿真8系统实施刀具管理系统功能的组成?1:刀具信息管理①刀具数据库维护②刀具初始化③统计报表2:刀具计划管理①刀具需求计划。
②刀具采购计划。
③刀具准备计划。
④刀具下线计划3:在线刀具静态管理①刀具进出线管理②机床刀具配置③刀具状态管理④刀具寿命管理4:在线刀具动态管理①刀具实时调度②刀具实时监控③紧急情况处理三:刀具摩擦、磨损的检测方法1功率检测2声发射检测3学习模式4力检测2.效益分析和风险分析:效益分析通常可分为战略效益和社会效益。
战略效益主要体现在增强企业的竞争能力上,包括以下几个方面:1市场应变能力2企业信誉3生产管理水平4技术能力5员工素质。
社会效益包括以下几个方面:1先进技术应用示范2出口创汇或替代进口3就业影响4环境性。
风险分析1风险的来源①技术风险②组织风险③市场风险④外部环境风险⑤财务风险2盈亏平衡分析3敏感性分析①选择不确定因素,设定其变动范围②确定分析指标③计算各不确定因素在可能的变动范围内发生不同幅度变动所导致的方案经济效果指标的变动结果,建立起一一对应的数量关系并用图或表的形式表示出来④确定敏感因素,对方案的风险情况作出判断4概率分析3、总体设计的内容:①确定加工对象的类型及范围②对所加工的对象进行工艺分析制定加工方案,包括:工序划分、加工顺序确定、装夹原则及方式选择、刀具种类及数量确定、工时定额计算等③建立系统功能模型和信息模型功能模型。
功能模型用来描述系统的整体功能和分功能,在建立功能模型时应充分考虑人机功能的最佳分配;信息功能描述和分析系统的信息需求,为建立数据库作准备④确定设备类型及配置,进行系统总体平面布局设计⑤确定物流系统方案、控制系统方案、质量控制及监控方案⑥计算机通信网络及数据库管理系统设计⑦辅助装置确定,如托盘及托盘缓冲站、中央刀库及刀具进出站、工件装卸站、清洗机、排屑装置、切削液回收装置、自动仓库等⑧对系统配置及运行方案进行计算机仿真以确定最佳方案⑨对系统进行可靠性分析⑩对系统进行风险性分析和经济效益评估。
(总体设计常与各子系统设计交叉进行,两者很难截然分开)11、总体设计步骤:组织队伍、明确分工;选择加工零件类型和加工范围,进行工艺分析,制定工艺方案,确定设备类型;按功能划分设计模块,初步制定技术指标和各自的接口,同时进行概要设计和初步设计;总体方案初步设计,包括总体布局和各子系统的初步设计;总体组讨论初步形成的总体布局及各子系统的初步方案设计;根据初步形成的零件族、工艺、生产率、混流生产同时加工的零件族种类及数量、总体布局、物料储运方案等进行的系统仿真分析,确定刀库容量、托盘缓冲站数量及工件运输小车与换刀机器人利用率等参数;组织专家评审总体方案设计;文档撰写,最终形成以下文档一:加工设备选择的内容和原则?自动化制造系统的加工设备通常为数控机床。
1:选择加工设备的类型。
加工设备的类型通常在总体设计中确定。
主要考虑解决生产“瓶颈”的问题,还要考虑被加工对象的加工工艺,设备的最佳加工对象和范围、生产率、价格、机床配置形式等多种影响因素。
2:选择加工设备的规格。
数控机床最主要的规格为工作台尺寸与承载能力,工件的最大回转和加工直径,行程范围和主轴电动机功率等,主要根据选定零件组的典型零件或零件尺寸范围进行选择。
①工作台。
②三个直线坐标的行程范围。