【正文】 基本結構形式基本結構形式216。 5軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經成為當前的一個開發(fā)熱點，軸聯(lián)動控制的加工中心和數(shù)控銑床已經成為當前的一個開發(fā)熱點，最近，國外還在研究最近，國外還在研究 6軸聯(lián)動控制使用非旋轉刀具的加工中心。3~5μm，提高到，提高到 177。特征 :高生產率高生產率和剛性結構，很難實現(xiàn)生產產品的改變。16◆◆ PLC、機床 I/O電路和裝置◆◆ 機床本體 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的組成是數(shù)控機床的機械結構件（床身箱體、立柱、導軌、工作臺、主軸和進給機構等216。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。與優(yōu)化利用?！簟?制造敏捷化 制造自動化技術的發(fā)展趨勢制造自動化技術的發(fā)展趨勢216。引入的新技術有數(shù)控技術、計算機編程技術等。引入的新技術有繼電器程序控制、組合機床等。如計算機集成制造系統(tǒng)（如計算機集成制造系統(tǒng)（ CIMS）、敏捷制造（）、敏捷制造（ AM）、并）、并行工程等行工程等 。1第第 4章章 柔性自動化制造技術柔性自動化制造技術與裝備與裝備本章要點 概述數(shù)控加工技術工業(yè)機器人柔性制造系統(tǒng)2第第 4章章 制造自動化技術制造自動化技術Manufacturing Automation Technology 概述概述Introduction課程課程 “先進制造技術先進制造技術 ”3216。計算機輔助制造（計算機輔助制造（ CAM））216。 216。引入的新技術有數(shù)控技術、計算機編程技術等?！簟? 制造全球化 ◆◆ 制造網絡化敏捷制造是一種面向 21世紀的制造戰(zhàn)略和現(xiàn)代制造模式，敏捷化是制造環(huán)境和制造過程面向 21世紀制造活動的必然趨勢 。企業(yè)與企業(yè)間的網絡化，實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合企業(yè)與企業(yè)間的網絡化，實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合與優(yōu)化利用?！簟?制造智能化 制造自動化技術的發(fā)展趨勢制造自動化技術的發(fā)展趨勢數(shù)控機床技術數(shù)控機床技術工業(yè)機器人11第第 4章章 制造自動化技術制造自動化技術Manufacturing Automation Technology 數(shù)控機床技術數(shù)控機床技術 NC Machine Tool Technology課程課程 “先進制造技術先進制造技術 ”12 數(shù)控機床的基本概念數(shù)控機床的基本概念 1948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。是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。特征。精密級加工中心的加工精度則從精密級加工中心的加工精度則從 177。 數(shù)控機床的發(fā)展歷程數(shù)控機床的發(fā)展歷程26◆◆ 復合化復合化◆◆ 多軸化多軸化 加工表面軌跡。該并聯(lián)機床由運動平臺、固定平臺以及能伸縮的若干驅動桿組成 ， 運動平臺與固定平臺由 6根驅動桿（伸縮桿）相連 ， 每個驅動桿兩端都是球鉸副 ， 中間有一個移動副 。機床剛性好： 消除了懸臂結構，沒有橫梁、立柱等承受彎曲的載荷部件216。 英語的英語的 “Robot” 由此而來。的可編程操作機。學習控制型機器人 機器人能 “體會 ”工作的 經驗 ，具有一定的學 習 功能，并將所 “學 ”的 經驗 用于工作中。 ◆◆ 工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統(tǒng)工業(yè)機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產設程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產設備。 ◆◆ 包括：人包括：人 機接口裝置（鍵盤、示教盒、操縱桿等），具機接口裝置（鍵盤、示教盒、操縱桿等），具有存貯記憶功能的電子控制裝置（計算機、有存貯記憶功能的電子控制裝置（計算機、 PLC或其他可編或其他可編程邏輯控制裝置），各種傳感器的信息放大傳輸及信息處理程邏輯控制裝置），各種傳感器的信息放大傳輸及信息處理裝置、速度、位置伺服驅動系統(tǒng)（交、直流裝置、速度、位置伺服驅動系統(tǒng)（交、直流 PWM、電、電 液伺液伺服系統(tǒng)或其他繼電驅動系統(tǒng)等）與外部設備、傳感器、離線服系統(tǒng)或其他繼電驅動系統(tǒng)等）與外部設備、傳感器、離線編程設備等通信的輸入編程設備等通信的輸入 /輸出接口以及各種電源裝置等。托運機器人。輸出功率大，控制精度較高，可實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌輸出功率大，控制精度較高，可實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制；跡控制；216。稱外部傳感器。2顯示器 6焊接夾具 末端接口可安裝兩個噴槍同時工作伺服控制型。4基座 工業(yè)機器人的應用案例工業(yè)機器人的應用案例 46◆◆ 裝配機器人裝配機器人 工業(yè)機器人的應用案例工業(yè)機器人的應用案例 47 工業(yè)機器人的應用案例工業(yè)機器人的應用案例 ◆◆ 搬運機器人搬運機器人該機器人是用來抓取、搬運來自輸送帶或輸送機上流動的物品的自動化裝置。這款機器人是熱衷于發(fā)明創(chuàng)造的吳玉祿制造的最新、最大的機器人。 檢測技術的作用2繼電器n 執(zhí)行機構：電磁閥門固態(tài)繼電器n 執(zhí)行機構：電磁鐵 電磁調節(jié)閥n 執(zhí)行機構：伺服型雷達天線 報警器n執(zhí)行機構：? 智能化? 虛擬化? 網絡化? 微型化? 集成化4? 分類： 絕對誤差和相對誤差。誤差產生的因素：? 粗大誤差? 系統(tǒng)誤差? 隨機誤差106粗大誤差 明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過失誤差。 隨機誤差 在同一條件下，多次 測 量同一被 測 量，有 時 會 發(fā)現(xiàn)測 量 值時 大 時 小， 誤 差的 絕對值及正、 負 以不可 預見 的方式 變 化， 該誤 差稱為 隨機 誤 差，也稱偶然 誤 差，它反映了 測 量值 離散性的大小。② 過零旋轉擬合? 出發(fā)點 136重復性? 傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動時所得特性曲線不一致的程度。反映輸出值真實再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。④ 超調量 σ 傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值ΔA，常用相對于穩(wěn)態(tài)值的百分比 σ表示。算機控制下，使工件加工準確、迅速和自動化。的柔性化系統(tǒng)。其主要特征是：的情況下，自動地向另一種工件轉換。5自由度機器人CNC 數(shù)控銑床CNC164 柔性制造系統(tǒng)的組成柔性制造系統(tǒng)的組成圖 48當小車偏向右方時，右方的感應信號減弱，左方的增強，控制器根據這些信號的強弱，控制小車的舵輪。圖 431所示為一柔性制造單元的示意圖。這種生產線稱為 柔性生產線 。工件被裝在夾具和托盤上，自動的按加工順序在機床間逐個輸送。◆◆ 單元控制器：監(jiān)視與控制機床加工、檢測、上下料 …◆◆ 物流計算機：根據工廠計算機制定的作業(yè)計劃對自動倉 庫、堆垛機、緩沖站、運輸小車等進行監(jiān) 視與控制。固定在小車車身內的兩個 19感應線圈 5中即產生電壓，當小車運行偏離電纜時，兩線圈的電壓不相等，轉向電機 4即正向或反向旋轉以校正小車的位置，使小車總是沿電纜引導的路線行走。◆◆ 加工過程監(jiān)控與檢測重點是刀具磨損、破損監(jiān)控與檢測。高效率高效率216。由由 2臺或更多臺或更多 NC機床組成的系統(tǒng)，這些機床與自動物料管理機床組成的系統(tǒng)，這些機床與自動物料管理設備一一連接，在計算機或類似設備控制下完成自動加工或設備一一連接，在計算機或類似設備控制下完成自動加工或處理操作，從而可加工多個不同形狀和尺寸的工件。② 時間常數(shù) τ： 用時間常數(shù) τ來表征一階傳感器的動態(tài)特性， τ越小，頻帶越寬。一階傳感器的單位階躍響應一階傳感器的單位階躍響應生物機電 142二階傳感器的單位階躍響應二階傳感器的單位階躍響應二階傳感器的響應在很大程度上取決于阻尼比 ζ和固有頻率 ωn 。生物機電溫漂 Δy ④ 端點連線平移擬合傳感器分類柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) 121? 1 傳感器的靜態(tài)特性? 2 傳感器的動態(tài)特性傳感器基本特性122穩(wěn)定性 (零漂 )傳感器溫度供電各種干擾穩(wěn)定性溫漂分辨力沖擊與振動電磁場線性滯后重復性靈敏度輸入誤差因素外界影響 傳感器輸入輸出作用圖輸出取決于傳感器本身，可通過傳感器本身的改善來加以抑制，有時也可以對外界條件加以限制。速度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等。彈性敏感元件（彈簧管）： 將壓力轉換為角位移 α將敏感元件感受的被測量轉換成電路參數(shù)的元件。? 動態(tài)誤差： 當被測量隨時間迅速變化時，系統(tǒng)的輸出量在時間上不能與被測量的變化精確吻合，這種誤差稱為動態(tài)誤差。當發(fā)現(xiàn)粗大誤差時，應予以剔除。：用絕對誤差 Δ與被測量 Ax的百分比表示–滿度（引用）相對誤差 模擬顯示： 直觀n 顯示器：數(shù)字顯示： 準確，但最后一位經常跳動不止。檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡飛行器測控 檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工況，控制與操縱 檢測技術的作用“阿波羅 10”：火箭部分 2077個傳感器飛船部分 1218個傳感器檢測參數(shù) 加速度、溫度、壓力、 振動、流量、應變、 聲學神州飛船：185臺（套）儀器裝置檢測技術的作用檢測技術的作用65檢測技術的作用檢測技術在日常生活中的應用： 與日俱增檢測技術的作用海嘯預報檢測技術的作用智能電子警察監(jiān)測系統(tǒng)號檢測技術的作用檢測技術的作用自動收費系統(tǒng)? 社會： “物化法官 ” ? 機械制造業(yè)? 化工行業(yè)? 煙草行業(yè)? 環(huán)境保護? 現(xiàn)代物流行業(yè)? 產品開發(fā)? 文物保護領域? ……檢測技術的作用? 檢查產品質量? 監(jiān)測環(huán)境污染? 識別指紋假鈔? 查服違禁藥物? 偵破刑事案件其它應用：733利用各種物理、化學效應，選擇合適的方法與裝置，將生產、科研、生活等各方面的有關信息通過檢查與測量的方法，賦予 定性或定量結果的過程稱為檢測技術。它是跟真人一樣大的人形機器人，設計師制造它的目的是模仿人類手勢。6控制臺 2大臂 關節(jié)式噴漆機器人。4夾具控制裝置 焊接機器人焊接機器人◆◆ 點焊機器人點焊機器人 工業(yè)機器人的應用案例工業(yè)機器人的應用案例 1手臂及手腕 2臂架 3橡皮緩沖器 4肘形節(jié)桿 5回轉臺 6基座 7連接電纜 8轉臺緩沖器 9第一軸 (轉臺)電動機 (M1) 14平衡氣缸 11第二軸 (臂架 )電動機 (M2)12第三軸螺桿 15驅動臂架 16電動機組(M M M6) 17控制柜43◆◆ 點焊機器人點焊機器人 工業(yè)機器人的應用案例工業(yè)機器人的應用案例 44◆◆ 弧焊機器人弧焊機器人日本汽車工業(yè)使用的一種曲柄式弧焊機器人，其驅動方式采日本汽車工業(yè)使用的一種曲柄式弧焊機器人，其驅動方式采用交、直流伺服電動機系統(tǒng)，用于焊接車架的側粱或雙輪機用交、直流伺服電動機系統(tǒng)，用于焊接車架的側粱或雙輪機動管結構車架。機器人和裝配機器人。噪聲大，難以實現(xiàn)高速、高精度的連