【正文】 年 1月 8日，北京郊區(qū)農民 吳玉祿 （音譯）在自家附近操作由他自制的行走機器人拉著的人力車溜達。3極式分配器 1裝卸運輸機 手腕為伺服控制型。856RP關節(jié)式噴漆機器人。％是由點焊機器人完成的。用于感受和測量外部環(huán)境信息和作業(yè)對象工況的傳感器，用于感受和測量外部環(huán)境信息和作業(yè)對象工況的傳感器，稱外部傳感器。適用于中小負載、要求具有較高位置控制精度和軌跡控制精適用于中小負載、要求具有較高位置控制精度和軌跡控制精度、速度較高的機器人，如噴涂機器人、點焊機器人、弧焊度、速度較高的機器人，如噴涂機器人、點焊機器人、弧焊機器人和裝配機器人。41216。功率功率 /質量比大，結構緊湊；質量比大，結構緊湊；216。適用于重載、低速傳動，如噴涂機器人、點焊機器人和適用于重載、低速傳動，如噴涂機器人、點焊機器人和托運機器人。輸出功率大，可無級調速，控制精度較高；輸出功率大，可無級調速，控制精度較高；216。動式的機器。機器人應用情況，是一研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度機器人器人 216。適應控制型機器人 機器人能適 應環(huán) 境的 變 化，控制其自身的行 動 。程控型機器人 按 預 先要求的 順 序及條件，依次控制機器人的機械動 作。 機器人的定義機器人的定義◆◆ 1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上，就提出了兩年日本召開的第一屆機器人學術會議上，就提出了兩個有代表性的定義：個有代表性的定義： 概述概述◆◆ 1987年國際標準化組織對工業(yè)機器人進行了定義：年國際標準化組織對工業(yè)機器人進行了定義： “工業(yè)機工業(yè)機器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機。森政弘與合田周平：森政弘與合田周平： “機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等 7個特征的柔性機器個特征的柔性機器 ”。是一個具有人的外表、特征與功能，并為人服務的機器人。造型解質（關節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲造型解質（關節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，一種盔甲 )216。可實現高速加工： 運動部件少，質量輕，有利于獲得高的進給速度216。 并聯運動機床并聯運動機床并聯機床與傳統(tǒng)機床的比較并聯機床與傳統(tǒng)機床的比較ZXY 圖 45 傳統(tǒng)機床30◆◆ 并聯運動機床：并聯運動機床： 以機床框架為固定平臺的若干個桿件組以機床框架為固定平臺的若干個桿件組成空間并聯機構，主軸部件安裝在并聯機構的動平臺上，成空間并聯機構，主軸部件安裝在并聯機構的動平臺上，工作臺與機床框架連接在一起，改變桿件的長度或移動桿工作臺與機床框架連接在一起，改變桿件的長度或移動桿件的支點，按照并聯運動學原理形成刀具相對于加工零件件的支點，按照并聯運動學原理形成刀具相對于加工零件的運動軌跡。 并聯運動機床并聯運動機床28 并聯運動機床并聯運動機床并聯機床 HexaM簡圖 并聯機床結構示意簡圖（ 6SPS機構 ）該機床的運動路線為: 6個伺服電機的運動通過絲杠 (驅動軸 ) 、螺母和連桿傳給裝有電主軸的刀具夾板，從而帶動刀具作任意空間曲線運動 。軌、立柱和橫梁等結構，它的基本結構是一個活動平臺。以機床框架為固定平臺的若干桿件組成空間并聯機構，以機床框架為固定平臺的若干桿件組成空間并聯機構，主軸部件安裝在并聯機構的動平臺上，改變桿件的長度主軸部件安裝在并聯機構的動平臺上，改變桿件的長度或移動桿件的支點，按照并聯運動學原理形成刀頭點的或移動桿件的支點，按照并聯運動學原理形成刀頭點的加工表面軌跡。 數控機床的發(fā)展歷程數控機床的發(fā)展歷程 機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加機床復合加工概念是指將工件一次裝夾后，機床便能按照數控加工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，工程序，自動進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個復雜以完成一個復雜 形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴孔等多種加工工序。小時以上。超精密加工精度進入納米級超精密加工精度進入納米級 ( )，主軸回轉精度要，主軸回轉精度要求達到求達到 ~，加工圓度為微米，加工圓度為 ，加工表面微米，加工表面 粗糙粗糙度度 Ra=。5μm；；216。 世界數控技術及其裝備的發(fā)展特征世界數控技術及其裝備的發(fā)展特征 ◆◆ 高速、高效高速、高效 目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000~8000 m/min以上；主軸轉數在以上；主軸轉數在 30000 r/min(有的高達有的高達10萬萬 r/min)以上；工以上；工 作臺的移動速度作臺的移動速度 (進給速度進給速度 )：在分辨：在分辨率為率為 1微米時，在微米時，在 100m/min(有的到有的到 200m/min)以上，在分以上，在分辨率為辨率為 ，在微米時，在 24m/min以上；以上； 自動換刀速度在自動換刀速度在 1秒秒以內；小線段插補進給速度達到以內；小線段插補進給速度達到 12m/min。機床 I/O電路和裝置：實現 I/O控制的執(zhí)行部件 (由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等 )組成的邏輯電路；17 數控機床的類型數控機床的類型經濟型數控車床全功能數控車床18 數控機床的類型數控機床的類型車削中心雙主軸數控車削中心19 數控機床的類型數控機床的類型立式數控銑床 臥式數控銑床龍門數控銑床20 數控機床的類型數控機床的類型經濟型數控銑床高速數控銑床21 數控機床的類型數控機床的類型立式 加工中心臥式 加工中心22 數控機床的發(fā)展歷程數控機床的發(fā)展歷程硬線數控G1: 1952~1955，電子管 G2: 1955~1959，晶體管G3:1959~1965，小規(guī)模集成電路 23 數控機床的發(fā)展歷程數控機床的發(fā)展歷程計算機數控G4: 1970s (1970~1974)，小型計算機 G5: 1974微處理器 (MCNC) 1979超大規(guī)模集成電路 (VLIC)G6: 1994~ 基于 PCNC.24216。是數控裝置和機床主機之間的聯接環(huán)節(jié)，接受數控裝置的生成的進給信號，經放大驅動主機的執(zhí)行機構，實現機床運動。是用計算機通過數字信息來自動控制機械加工的機床。 ◆◆ 制造綠色化智能制造技術的宗旨在于通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，以實現制造過程的優(yōu)化。通過網絡，實現異地制造。216。制造環(huán)境內部的網絡化，實現制造過程的集成。近年來隨著 Inter技術的發(fā)展，制造全球化的研究和應用發(fā)展迅速。◆◆ 第三階段 (1965) ：柔性制造 智能制造、敏捷制造、虛擬制造、網絡制造、全球制造和綠色制造。 216。制造自動化技術的發(fā)展歷程制造自動化技術的發(fā)展歷程 ◆◆ 第一階段第一階段 (1913) ：剛性自動化：剛性自動化◆◆ 第二階段第二階段 (1930) ：數控加工：數控加工216。高生產率和剛性結構，很難實現生產產品的改變。自動單機和剛性自動線；本階段在自動單機和剛性自動線；本階段在 20世紀世紀 40～～ 50年代已年代已相當成熟。計算機輔助工藝設計（計算機輔助工藝設計（ CAPP））216。計算機輔助產品工程（計算機輔助產品工程（ CAE）） 216。計算機輔助設計（計算機輔助設計（ CAD））216。包括各種計算機控制技術，如包括各種計算機控制技術，如 CNC、 DNC、自動存儲和、自動存儲和運輸設備、自動檢測和監(jiān)控設備等運輸設備、自動檢測和監(jiān)控設備等 ◆◆ 質量控制自動化質量控制自動化 216。制造系統(tǒng)的自動化制造系統(tǒng)的自動化 4216。特征特征 :高生產率和剛性結構，很難實現生產產品的改變。引入的新技術有繼電器程序控制、組合機床等。特征特征 :柔性好、加工質量高，適應于多品種、中小批量柔性好、加工質量高，適應于多品種、中小批量 (包括單件包括單件 )產品的生產產品的生產 。 制造自動化技術的內涵制造自動化技術的內涵5主要技術：成組技術 (GT)、計算機直接數控和分布式數控 (DNC)、柔性制造單元 (FMC)、柔性制造系統(tǒng) (FMS)、柔性加工線 (FML)、離散系統(tǒng)理論和方法、仿真技術、車間計劃與控制、制造過程監(jiān)控技術、計算機控制與通信網絡等?！簟? 第四階段 (1973) ：計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS) 制造自動化技術的內涵制造自動化技術的內涵6 表 11 三種自動化形式比較比較項目 剛性自動化 柔性自動化 綜合自動化實現目標 減輕工人勞動強度，節(jié)省勞動力，保證加工質量，降低生產成本 減輕工人勞動強度，節(jié)省勞動力，保證加工質量，降低生產成本，縮短產品制造周期 除左外，提高設計工作與管理工作效率和質量， 提高對市場的響應能力控制對象 物流 物流 物流， 信息流特點 通過機、電、液氣等 硬件控制 方式實現，因而是剛性的，變動困難 以 硬件為基礎，以軟件為支持 ，改變程序即可實現所需的轉變，因而是柔性的 不僅針對具體操作和工人的體力勞動，而且涉及腦力勞動以及設計、經營管理 等各方面典型系統(tǒng)與裝備 自動機床、組合機床，機械手， 自動生產線 NC機床，加工中心，工業(yè)機器人， DNC，FMC， FMS CAD/CAM系統(tǒng)，MRPⅡ ， CIMS應用范圍 大批大量生產 多品種、中小批量生產 各種生產類型關鍵技術 繼電器程序控制技術， 經典控制論 數控技術，計算機控制， GT， 現代控制論 系統(tǒng)工程，信息技術，計算機技術，管理技術 制造自動化技術的內涵制造自動化技術的內涵7 圖 41 汽車后橋齒輪箱加工自動線剛性自動化20年代 制造自動化技術的內涵制造自動化技術的內涵8 柔性自動化50年代圖 42 焊接機器人綜合自動化70年代圖 73 綜合自動化 制造自動化技術的內涵制造自動化技術的內涵9制造全球化的概念出于美日歐等發(fā)達國家的智能系統(tǒng)計劃。制造環(huán)境內部的網絡化，實現制造過程的集成。業(yè)中工程設計、管理信息系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的集成。216?！簟?制造虛擬化綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現代制造模式，其目標是使得產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中，對環(huán)境的影響 (負作用 )最小，資源效率最高。數控機床的誕生數控機床的誕生圖圖 43 麻省理工學院（麻省理工學院（ MIT））伺服機構實驗室伺服機構實驗室 13 數控機床的基本概念數控機床的基本概念這是一種借助數字、字符或其它符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行控制的自動化方法。數控機床數控機床14 圖 44 數控機床組成框圖 數控機床的組成數控機床的組成15◆◆ 數控裝置數控裝置◆◆ 伺服驅動裝置◆◆ 檢測反饋裝置 數控機床的組成