【正文】 第四章 制造自動化技術 制造自動化技術概述 機床數(shù)控技術 工業(yè)機器人 柔性制造技術第一節(jié) 制造自動化技術概述 制造自動化技術內涵 制造自動化技術的發(fā)展及現(xiàn)狀 制造自動化技術發(fā)展趨勢自動化 ：自動去完成特定的作業(yè)。制造自動化（狹義） ：生產車間內產品機械加工和裝配檢驗過程的自動化；制造自動化（廣義） ：包含產品設計、企業(yè)管理、加工過程和質量控制等產品制造全過程綜合集成自動化。制造自動化意義： 顯著提高勞動生產率、提高產品質量、降低制造成本、提高經(jīng)濟效益，改善勞動條件、提高勞動者的素質、有利于產品更新、帶動相關技術的發(fā)展、提高企業(yè)的市場競爭能力。 制造自動化技術內涵?剛性自動化 設備 自動 /半自動機床、組合機床、組合機床自動線； 對象 單一品種大批量生產自動化； 特點 生產效率高、加工品種單一。?柔性自動化 設備 NC、 CNC、 FMC、 FMS等。 對象 多品種小批量甚至單件生產自動化；?綜合自動化 經(jīng)營 管理、開發(fā)設計、加工裝配、質量保證自動化， CIMS、 CE、 LP、 AM等。 制造自動化技術的發(fā)展及現(xiàn)狀當前制造自動化技術研究領域和方向? 集成技術和系統(tǒng)技術 研究 (信息、過程、企業(yè) ）? 自動化系統(tǒng)中人因作用的 研究（ 人 機一體化 ）? 數(shù)控單元系統(tǒng)的研究? 制造過程的計劃和調度 研究（ 精益生產 ）? 柔性制造技術的 研究 (DNC分布式數(shù)控，信息流、物流 ）? 現(xiàn)代生產模式制造環(huán)境的 研究（ CE\LP\AM\BM)? 底層加工系統(tǒng)的智能化和集成化 研究? 制造敏捷 化 :使 企業(yè)面臨市場競爭作出快速響應；? 制造 網(wǎng)絡化 :實現(xiàn) 制造過程的集成 ，異地 制造、遠程協(xié)調作業(yè)；? 制造虛擬 化 :保證 產品和制造過程一次成功，發(fā)現(xiàn)設計與生產中可避免的缺陷和錯誤；? 制造 智能化 :擴大 、延伸、部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，以實現(xiàn)優(yōu)化的制造過程。? 制造 全球化 :市場 國際化，產品制造跨國化，制造資源跨國家的協(xié)調、共享和優(yōu)化利用；? 制造綠色 化 :使 產品從設計、制造、使用到報廢處理全生命周期中，對環(huán)境影響最小，資源利用率最高。 制造自動化技術發(fā)展趨勢第二節(jié) 機床數(shù)控技術 機床數(shù)控系統(tǒng) 機床伺服系統(tǒng) 數(shù)控加工編程技術 機床數(shù)控技術發(fā)展趨勢81948年，美國帕森斯 (Parsons)公司在研制加工直升機葉片輪廓檢驗用樣板的機床時，首先提出了應用電子計算機控制機床來加工樣板曲線的設想。后來受美國空軍委托，帕森斯公司與麻省理工學院（ MIT）伺服機構實驗室合作進行研制工作，于 1952年研制成功世界上第一臺三坐標立式數(shù)控銑床。數(shù)控機床的誕生9數(shù)控數(shù)控 機床的類型機床的類型經(jīng)濟型數(shù)控車床全功能數(shù)控車床10 車削中心雙主軸數(shù)控車削中心11立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床龍門數(shù)控銑床12經(jīng)濟型數(shù)控銑床高速數(shù)控銑床13立式 加工中心臥式 加工中心數(shù)控技術的發(fā)展硬件數(shù)控階段 NC(19521970) 第一代：電子管 ； G1:1952~1955 第二代：晶體管 ； G2:1955~1959 第 三代：小規(guī)模集成電路 ； G3:1959~1965 機床數(shù)控系統(tǒng)15計算機數(shù)控階段 CNC（ 1970現(xiàn)在 ) 第四代：小型計算機；G4:1970s(1970~1974) 第五代：微處理器； G5:1974微處理器 (MCNC)1979超大規(guī)模集成電路 (VLIC)第六代： PC微機 (PCNC)G6:1994~基本概念1. 數(shù)字控制 (數(shù)控 NC) (Numerical Control ) 它是指用 數(shù)字化信號 對機床運動及其加工過程中進行控制的一種方法。2. 數(shù)控系統(tǒng)（ NC Control System） 數(shù)控設備的 數(shù)據(jù)處理 和 控制電路 以及 伺服機構等統(tǒng)稱數(shù)控控制系統(tǒng)。它由程序輸入、輸出設備、計算機數(shù)字控制裝置、可編程控制器、主軸進給及驅動裝置等組成。3. 數(shù)控機床（ NC Machine Tools） 數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動化機床。它綜合了計算機、自動 控制、精密 測量、機床機構設計與制造等方面的最新成果。 （ DNC） 使用 一臺通用計算機直接控制和管理一群數(shù)控機床進行零件加工或裝配的系統(tǒng)。 世界 上許多數(shù)控系統(tǒng)生產廠家利用 PC機豐富的軟、硬件資源開發(fā)開放式體系結構的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結構使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、可擴展性，并可以較容易的實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化。 　 一般數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成， 即 :控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng) 。 數(shù)控系統(tǒng)包括：用戶 程序、輸入輸出設備、計算機數(shù)字控制裝置（ CNC裝置）、可編程控制器（ PLC）、主軸驅動裝置和進給驅動裝置等組成。計算機數(shù)控系統(tǒng)程序輸入設備計算機數(shù)字控制裝置（ CNC裝置）可 編 程 控制器（ PLC）主軸控制單元速度控制單元輸出設備主軸電機進給電機位置檢測器機床機床數(shù)控系統(tǒng) 的功能 控制功能 單軸、多軸聯(lián)動控制； 準備功能 包括移動、暫停、坐標設定、固定循環(huán)等功能； 插補功能 直線插補、圓弧插補、拋物線等； 輔助功能 主軸啟停、冷卻潤滑通斷、刀庫的啟停等； 補償功能 刀具半徑 /刀具、反向間隙、螺距、溫度等補償 功能。PLC功能： 控制面板 、主軸停啟與換向、刀具更換、冷卻潤滑啟停、工件夾緊與松開、工作臺分度等開關量的控制。1. 正常工作前的準備工作 在 接通電源后， CNC裝置將對數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床的各組成部分