28
类型
2、机械制造自动化系统的分类 1）.按制造过程分：毛坯制备、热处理、储运 、机加工、装配、辅助质量和系统控制自动化
2）.按设备分：局部动作、单机、刚性、刚性
综合、FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性
制造系统）
3）.按控制方式分：机械、机电液、数字、计
算机、智能控制自动化
29
3、机械制造自动化设备的特点及适应范围
§1.3 机械制造自动化的类型
1、机械制造自动化系统的构成 1）.加工系统：包括工件的切削加工、排屑 、清洗和测量 2）.工件支撑系统：包括工件的输送、搬运 和存储 3）.刀具支撑系统：包括刀具的装配、输送 、交换、存储以及刀具的预调、管理 4）.控制与管理系统：包括整个制造过程的 监控、检测、协调与管理
量控制、装配过程等。
广义：还包括产品设计、工艺设计、生产
准备、市场调研、市场营销、服务、回收处 理等其它环节 机械制造自动化：在机械制造过程的所有 环节中采用自动化技术，以实现机械制造 全过程的自动化。
21
制造自动化 的概念是一个动态发展过程。 过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目 标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定 的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观 点。
考核方法
期 末 考 试 成 绩
论文、作业、课堂练习
—— 75％
—— 25％
8
无故旷课3次，取消考试资格
参考书：
1. 全燕鸣 .机械制造自动化 . 华南理工大学出版 社，2007. 2. 刘治华，李志农.机械制造自动化技术 . 机械 工业出版社，2009. 3. 吴天林、段正澄 .机械加工系统自动化 . 机械 工业出版社，1992
化的概念。
13
§1.1机械制造自动化的基本概念
自动化—— 机器代替人完成基本劳动的同时，若人
对机器的操纵看管、对工件的装卸与检验等辅助体
力劳动也是由机器来完成时，并且有自动控制系统
或计算机代替部分脑力劳动，这个制造过程是“自
动化” 。
基本劳动机械化＋辅助劳动机械化＋自动控
制系统→ 自动化制造系统
在一个工序中，如果所有的基本动作都机械化了， 并且使若干个辅助动作也自动化起来，而工人所要 做的工作只是对这一工序作总的操纵和监督，就称 为工序自动化。 基本动作--机器完成--机械化 辅助动作--机器完成 工序自动化 工艺过程自动化 制造过程自动化 17
2）、 工艺过程自动化（自动化线）
一个工艺过程（如加工工艺过程）通常包括着若
性课程，计划学时为32学时。
4
课程宗旨
通过本课程的学习，扩展和拓宽学生在自动化加
工系统方面的知识，使学生系统地掌握有关机械制
造自动化技术方面的基本原理，了解机械制造中各
主要单元和系统的自动化方法以及各种自动化装臵
的结构原理和特点，并提高其应用管理能力，为进 一步的课程学习和今后从事专业技术工作奠定良好 的基础。 5
25
③ 提高产品质量—由于广泛采用各种高精度的加工 设备和自动检测设备，减少了工人情绪波动的
④ 提高经济效益—采用自动化技术后可减少占地面积， 减少直接生产工人的数量，减少废品率等；
⑤ 降低劳动强度—让机器去完成绝大部分笨重、艰 苦、烦人甚至对人体有害的工作，从而降低了工人的 劳动强度； ⑥ 有利于产品更新—采用现代制造技术使得变更制 造对象更容易，适应的范围也较宽，十分有利于产品 的更新； 26
9
第一章 绪 论
机械制造自动化的基本概念
机械制造自动化的主要内容 和意义
机械制造自动化的类型
机械制造自动化的控制方式
机械制造自动化的发展与趋势
10
§1.1机械制造自动化的基本概念
1、什么是机械化和自动化？ 人在生产过程中的劳动包括三部分： 基本体力劳动、辅助体力劳动、脑力劳动
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造，
“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或 生 产工艺相近的某类产品，表现为生产产品的单 一性。
30
自动化制造系统的基本形式
刚性自动化 设备及系统 自动化 制造系统
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 设备及系统
一般数控机床 加工中心 混合成组制造单元 分布式数控系统 DNC 柔性制造单元 FMC 柔性制造系统 FMS 柔性制造线 FML 计算机集成制造系统 CIMS
14
§1.1机械制造自动化的基本概念
自动化生产系统是在没有人的直接参与下，
利用各种技术手段，通过自动检测、信息处理、分析
判断、操纵控制，使机器、设备等按照预定的规律自
动运行，实现预期的目标，或使生产过程、管理过程、
设计过程等按照人的要求高效自动地完成。
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2、制造自动化的三个层次
1）、工序自动化
6
学生应掌握的基本技能有：
具备根据具体加工条件及应用范围合理选择自动 化加工设备的能力。 具备根据具体加工条件确定物流供输系统结构的 能力。 具备正确制订自动装配工艺过程的能力。
通过本课程的学习，学生还应了解机械制造自动 化技术的最新成就和发展趋势。
7

学习方式
课堂讲授 —— 75% 自 学 —— 课程内容25％自学 实践环节 —— 论文、作业、课堂练习
实现的也是单个工艺过程的全部加工循环。 辅助装置包括自动工件输送、上料，下料、自动夹 具、升降装臵和转位装臵等； 切屑处理一般由刮板器和螺旋传送装臵完成。 特点：投资少、见效快，但通用性差，是大量生产 最常见的加工装备。 用途：常用于品种变化很小，但生产批量特别大的 场合。
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教学目的及要求
通过本课程的学习，学生应该掌握的基本理论有：
了解机械制造自动化的基本概念、类型、控制方式及发展与 应用。 掌握加工设备自动化的特点及分类，以及两种典型的加工过 程自动化方法：单机工作自动化和加工自动线。 掌握物流供输系统的功能及组成；介绍类型的物流供输系统 的组成及特点。 掌握刀具自动化的特点以及各种排屑、换刀自动化装臵。 了解制造过程中运用的各种检测技术。 掌握自动装配系统的组成以及自动装配工艺过程的分析。 了解工业机器人的构成及相关控制技术。 了解集成制造系统的概念，柔性制造系统、计算机集成制造 系统以及其他一些先进制造技术的结构及特点。
基本体力劳动：直接改变生产对象的形态、性能和 位臵等方面的劳动。 辅助体力劳动：完成基本体力劳动所必须做的其他 辅助性工作。 脑力劳动：决定生产方法、选择生产工具、质量检 验及生产管理等工作。 如：工件的装卸、加工、检验，刀具更换，工件输送， 工艺规程设计等。 11
§1.1机械制造自动化的基本概念
优点：投资少、见效快， 缺点: 调整工作量大，加工质量较差，工人的劳动强 度也大。 适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系 统。
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单台组合机床
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37
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多刀半自动车床
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多刀半自动车床
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多刀半自动车床
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转 塔 车 床
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2）、刚性自动化单机
它是在刚性半自动化单机的基础上增加自动上、下料等辅 助装置而形成的自动化机床。
自动化制造系统
————
制造系统自动化技术
1
机械设计制造及其自动化专业主干课程
Automation Technology of
Manufacturing Systerm
主讲: 康文利 办公地点：教八楼311
2
教材： 《机械制造自动化技术 》
主编： 周骥平、林岗
ห้องสมุดไป่ตู้
出版社: 机械工业出版社
3
课程性质
《自动化制造系统》是 “机械工程及自动化” 本科专业的一门重要的专业课, 是一门综合
什么是机械化？ 机械化——执行制造过程的基本体力劳动是 由机器（机械）代替人力劳动来完成时称之 为机械化。
如：自动走刀代替手动走刀—走刀机械化 输送机代替人工搬运工件—是工件输送机械化； 气动夹紧工件代替手动夹紧工件—工件夹紧机械化。 12
§1.1机械制造自动化的基本概念
什么是自动化？
最初“自动化(Automation)”是美国人D.S.Harder 于1936年提出的。当时他在通用汽车公司工作， 他认为在一个生产过程中，机器之间的零件转移 不用人去搬运就是"自动化"。这是早期制造自动
3）、刚性自动线
刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输送 系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺 序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加 工的复杂大系统。 在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节 拍，顺序通过各个工作位臵，自动完成零件预定的 全部加工过程和部分检测过程。
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特点：⑴结构复杂，任务完成的工序多，所以生产效 率也很高，可以有效缩短生产周期，取消半成品的 中间库存，缩短物料流程，减少生产面积，改善劳 动条件，便于管理等。 ⑵ 投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。 用途：少品种、大量生产必不可少的加工装备。
的储运的自动化技术。
3.装配自动化技术：包括零部件供应、装配过程等的
自动化技术。
4.质量控制自动化技术：包括零件检测、产品检测、 刀具检测等的自动化技术。 23
2、机械制造自动化的意义
① 提高生产率—采用自动化技术后可以大幅度缩短 产品制造过程中的辅助时间，从而使生产率得以提高；
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② 缩短生产周期—如图所示，采用自动化技术后可以 有效缩短零件98.5%的无效时间，从而有效缩短了生产 周期；
现在，随着电子和信息技术的发展，特别是随着计 算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用 机器(包括计算机)不仅代替人的体力劳动而且还代 替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。