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计算机数控系统示意图
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数控车床
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数控加工中心
是在普通数控机床的基础上发展起来的，主要是增加了 刀具库、自动换刀装置和移动工作台等，因而可以在一台机 器上完成多台机床才能完成的工作，包括铣、削、钻、刨、 镗、攻罗纹等多种加工工序。
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现场总线控制系统的构成例
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现 场 总 线 控 制 系 统 的 构 成 例
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现场总线控制系统的主要优点
把数字化通信延伸到生产现场，可方便地获取变 送器、执行器、监控装置等现场设备的运行状态 和故障信息；
工业机器人发展很快，未来的工厂将是由计算机 网络控制的包含多个机器人智能加工单元的分布式自 主制造系统，制造自动化的整体水平将显著提高。
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生产汽车的机器人自动焊接生产线
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四、先进制造系统的综合自动化技术
制造系统包含物料流、信息流和能量流，制造系 统综合自动化的任务就是对它们实行有效的综合管 理和控制，确保生产系统在最佳状态下运行，并获 得尽可能高的效益。
第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、 敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿 色制造等。
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二、数控机床和数控加工中心
是微电子、计算机、自动控制、精密测量等技 术与传统机械技术相结合的产物。它根据机械加 工的工艺要求，使用计算机对整个加工过程进行 信息处理与控制、较好地解决了复杂、精密、多 品种、小批量机械零件加工问题，属于灵活、通 用、高效的自动化装置也是实现生产过程自动化、 柔性化的核心设备。
“先进制造技术” 是取得理想技术经济效 果的制造技术的总称。从本质上看，可以说： 传统制造技术+ 信息技术+自动化技术+现代管 理技术 = 先进制造技术。
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先进制造的特点和内容
现代制造业的特点是： ①个性化、小批量生产； ②知识技术产品的周期越来越短； ③产品价格与其知识含量密切相关； ④对产品功能、性能、质量、服务要求越来越高； ⑤全球竞争更加激烈。
结构更简单，一条通信线缆上可挂接多个现场设 备，大量节省连接电缆和A/D、D/A等I/O组件；
先进制造技术包括数控技术、激光技术、新型材料、 机器人、微型机械、纳米技术、CAD／CAM、精益 生产、柔性制造系统、虚拟装配和网络化制造、计算 机集成制造系统、智能制造系统、并行工程、敏捷制 造等内容。
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数控加工生产线
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第一套DCS产品是美国Honeywell公司l975年推 出的，现在DCS已成为工业过程自动化领域的主要 设备，广泛应用于石油、化工、电力、冶金和造纸 等工业领域。
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DCS的三级体系结构
PLC
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2. 现场总线控制系统（FCS）
Fieldbus Control System
大量采用微处理器以及智能传感器的发展导致用 数字信号取代传统仪表的4～20 mA（DC）模拟信 号，并通过现场总线连接控制系统与现场仪表，组 成现场总线控制系统。
现场总线不仅仅是用数字仪表代替模拟仪表，它 是新一代全数字化、全分散、全开放的底层控制网 络，是计算机技术、通信技术和测控技术的综合集 成，它将自动控制系统和设备带进了信息网络之中， 为实现企业信息集成和企业综合自动化提供了坚实 的基础。
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指导老师：邢志刚
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先进制造技术与自动化
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主要内容
先进制造技术概述 数控机床和数控加工中心 工业机器人 先进制造系统的综合自动化技术
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一、先进制造技术概述
制造业的主要任务是制造人类社会所需的一 切产品，工业化国家约70％～80％的物质财 富来自制造业。
综合自动化技术的常见形式有柔性制造系统、集 散控制系统、现场总线控制系统、计算机集成制造 系统等，代表了先进制造系统的发展方向。
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1. 集散控制系统（分布式控制系统）
集散控制系统是以实现分散控制为主要目标的， 英文名称为“Distributed Control System，简称 DCS”，直译就是 “分布式控制系统”。翻译为 “集散控制系统”更能体现其特点，指“管理功能 集中”，“控制功能分散”。
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一种柔性制造系统
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制造自动化的历史和发展
第一阶段：刚性自动化，包括单机自动化和刚性 自动化生产线。
第二阶段：数控加工，包括数控和计算机数控。
第三阶段：柔性制造，特征是强调对市场需求的 适应性、柔性和高效率。
第四阶段：计算机集成制造，特征是强调制造全 过程的系统性和集成性。
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机床
数控系统 输入装置 加工程序
数控机床系统的基本构成及特点
伺服系统 辅助控制装置
检测装置
与普通机床相比，数控机床不仅适应性强、加工 效率高、精度高、质量稳定，而且可实现多坐标 联动和复杂形状零件的加工，是实现多品种、中 小批量生产自动化的有效方式。
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数控加工中心
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三、工业机器人
由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和 检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可 重复编程、能在三维空间完成各种作业。
作业方式包括钻孔、切削、装配、焊接、喷漆、打 磨、抛光、清洗、材料搬运、机具装卸等，几乎无所 不能，特别适合于多品种变批量的柔性生产。