【正文】 基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)形式216。 5軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)，最近，國(guó)外還在研究最近，國(guó)外還在研究 6軸聯(lián)動(dòng)控制使用非旋轉(zhuǎn)刀具的加工中心。3~5μm，提高到，提高到 177。特征 :高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率和剛性結(jié)構(gòu)，很難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品的改變。16◆◆ PLC、機(jī)床 I/O電路和裝置◆◆ 機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的組成是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)等216。后來受美國(guó)空軍委托，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院（ MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行研制工作，于 1952年研制成功世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)立式數(shù)控銑床。與優(yōu)化利用。◆◆ 制造敏捷化 制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)216。引入的新技術(shù)有數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等。引入的新技術(shù)有繼電器程序控制、組合機(jī)床等。如計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)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(dòng)化制造技術(shù)柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備與裝備本章要點(diǎn) 概述數(shù)控加工技術(shù)工業(yè)機(jī)器人柔性制造系統(tǒng)2第第 4章章 制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù)Manufacturing Automation Technology 概述概述Introduction課程課程 “先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù) ”3216。計(jì)算機(jī)輔助制造（計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM））216。 216。引入的新技術(shù)有數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等?！簟? 制造全球化 ◆◆ 制造網(wǎng)絡(luò)化敏捷制造是一種面向 21世紀(jì)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(jì)制造活動(dòng)的必然趨勢(shì) 。企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的資源共享、組合企業(yè)與企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)制造自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床技術(shù)數(shù)控機(jī)床技術(shù)工業(yè)機(jī)器人11第第 4章章 制造自動(dòng)化技術(shù)制造自動(dòng)化技術(shù)Manufacturing Automation Technology 數(shù)控機(jī)床技術(shù)數(shù)控機(jī)床技術(shù) NC Machine Tool Technology課程課程 “先進(jìn)制造技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù) ”12 數(shù)控機(jī)床的基本概念數(shù)控機(jī)床的基本概念 1948年，美國(guó)帕森斯 (Parsons)公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)控制機(jī)床來加工樣板曲線的設(shè)想。是通過檢測(cè)元件將執(zhí)行元件（電機(jī)、刀架）或工作臺(tái)的速度和位移檢測(cè)出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。特征。精密級(jí)加工中心的加工精度則從精密級(jí)加工中心的加工精度則從 177。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷程26◆◆ 復(fù)合化復(fù)合化◆◆ 多軸化多軸化 加工表面軌跡。該并聯(lián)機(jī)床由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)以及能伸縮的若干驅(qū)動(dòng)桿組成 ， 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與固定平臺(tái)由 6根驅(qū)動(dòng)桿（伸縮桿）相連 ， 每個(gè)驅(qū)動(dòng)桿兩端都是球鉸副 ， 中間有一個(gè)移動(dòng)副 。機(jī)床剛性好： 消除了懸臂結(jié)構(gòu)，沒有橫梁、立柱等承受彎曲的載荷部件216。 英語(yǔ)的英語(yǔ)的 “Robot” 由此而來。的可編程操作機(jī)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人 機(jī)器人能 “體會(huì) ”工作的 經(jīng)驗(yàn) ，具有一定的學(xué) 習(xí) 功能，并將所 “學(xué) ”的 經(jīng)驗(yàn) 用于工作中。 ◆◆ 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。 ◆◆ 包括：人包括：人 機(jī)接口裝置（鍵盤、示教盒、操縱桿等），具機(jī)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(jì)算機(jī)、有存貯記憶功能的電子控制裝置（計(jì)算機(jī)、 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(qū)動(dòng)系統(tǒng)（交、直流裝置、速度、位置伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（交、直流 PWM、電、電 液伺液伺服系統(tǒng)或其他繼電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等）與外部設(shè)備、傳感器、離線服系統(tǒng)或其他繼電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等）與外部設(shè)備、傳感器、離線編程設(shè)備等通信的輸入編程設(shè)備等通信的輸入 /輸出接口以及各種電源裝置等。托運(yùn)機(jī)器人。輸出功率大，控制精度較高，可實(shí)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(shí)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(gè)噴槍同時(shí)工作伺服控制型。4基座 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例 46◆◆ 裝配機(jī)器人裝配機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例 47 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例 ◆◆ 搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人該機(jī)器人是用來抓取、搬運(yùn)來自輸送帶或輸送機(jī)上流動(dòng)的物品的自動(dòng)化裝置。這款機(jī)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(jī)器人。 檢測(cè)技術(shù)的作用2繼電器n 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電磁閥門固態(tài)繼電器n 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電磁鐵 電磁調(diào)節(jié)閥n 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：伺服型雷達(dá)天線 報(bào)警器n執(zhí)行機(jī)構(gòu)：? 智能化? 虛擬化? 網(wǎng)絡(luò)化? 微型化? 集成化4? 分類： 絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。誤差產(chǎn)生的因素：? 粗大誤差? 系統(tǒng)誤差? 隨機(jī)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(jī)誤差 在同一條件下，多次 測(cè) 量同一被 測(cè) 量，有 時(shí) 會(huì) 發(fā)現(xiàn)測(cè) 量 值時(shí) 大 時(shí) 小， 誤 差的 絕對(duì)值及正、 負(fù) 以不可 預(yù)見 的方式 變 化， 該誤 差稱為 隨機(jī) 誤 差，也稱偶然 誤 差，它反映了 測(cè) 量值 離散性的大小。② 過零旋轉(zhuǎn)擬合? 出發(fā)點(diǎn) 136重復(fù)性? 傳感器在輸入按同一方向連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)所得特性曲線不一致的程度。反映輸出值真實(shí)再現(xiàn)變化著的輸入量的能力。④ 超調(diào)量 σ 傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值ΔA，常用相對(duì)于穩(wěn)態(tài)值的百分比 σ表示。算機(jī)控制下，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動(dòng)化。的柔性化系統(tǒng)。其主要特征是：的情況下，自動(dòng)地向另一種工件轉(zhuǎn)換。5自由度機(jī)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(dāng)小車偏向右方時(shí)，右方的感應(yīng)信號(hào)減弱，左方的增強(qiáng)，控制器根據(jù)這些信號(hào)的強(qiáng)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(chǎn)線稱為 柔性生產(chǎn)線 。工件被裝在夾具和托盤上，自動(dòng)的按加工順序在機(jī)床間逐個(gè)輸送?！簟? 單元控制器：監(jiān)視與控制機(jī)床加工、檢測(cè)、上下料 …◆◆ 物流計(jì)算機(jī)：根據(jù)工廠計(jì)算機(jī)制定的作業(yè)計(jì)劃對(duì)自動(dòng)倉(cāng) 庫(kù)、堆垛機(jī)、緩沖站、運(yùn)輸小車等進(jìn)行監(jiān) 視與控制。固定在小車車身內(nèi)的兩個(gè) 19感應(yīng)線圈 5中即產(chǎn)生電壓，當(dāng)小車運(yùn)行偏離電纜時(shí)，兩線圈的電壓不相等，轉(zhuǎn)向電機(jī) 4即正向或反向旋轉(zhuǎn)以校正小車的位置，使小車總是沿電纜引導(dǎo)的路線行走?！簟? 加工過程監(jiān)控與檢測(cè)重點(diǎn)是刀具磨損、破損監(jiān)控與檢測(cè)。高效率高效率216。由由 2臺(tái)或更多臺(tái)或更多 NC機(jī)床組成的系統(tǒng)，這些機(jī)床與自動(dòng)物料管理機(jī)床組成的系統(tǒng)，這些機(jī)床與自動(dòng)物料管理設(shè)備一一連接，在計(jì)算機(jī)或類似設(shè)備控制下完成自動(dòng)加工或設(shè)備一一連接，在計(jì)算機(jī)或類似設(shè)備控制下完成自動(dòng)加工或處理操作，從而可加工多個(gè)不同形狀和尺寸的工件。② 時(shí)間常數(shù) τ： 用時(shí)間常數(shù) τ來表征一階傳感器的動(dòng)態(tài)特性， τ越小，頻帶越寬。一階傳感器的單位階躍響應(yīng)一階傳感器的單位階躍響應(yīng)生物機(jī)電 142二階傳感器的單位階躍響應(yīng)二階傳感器的單位階躍響應(yīng)二階傳感器的響應(yīng)在很大程度上取決于阻尼比 ζ和固有頻率 ωn 。生物機(jī)電溫漂 Δy ④ 端點(diǎn)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(dòng)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(dòng)電磁場(chǎng)線性滯后重復(fù)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(shí)也可以對(duì)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(zhuǎn)換為角位移 α將敏感元件感受的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)的元件。? 動(dòng)態(tài)誤差： 當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間迅速變化時(shí)，系統(tǒng)的輸出量在時(shí)間上不能與被測(cè)量的變化精確吻合，這種誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，應(yīng)予以剔除。：用絕對(duì)誤差 Δ與被測(cè)量 Ax的百分比表示–滿度（引用）相對(duì)誤差 模擬顯示： 直觀n 顯示器：數(shù)字顯示： 準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常跳動(dòng)不止。檢測(cè)火箭狀況、姿態(tài)、軌跡飛行器測(cè)控 檢測(cè)飛行器姿態(tài)、發(fā)電機(jī)工況，控制與操縱 檢測(cè)技術(shù)的作用“阿波羅 10”：火箭部分 2077個(gè)傳感器飛船部分 1218個(gè)傳感器檢測(cè)參數(shù) 加速度、溫度、壓力、 振動(dòng)、流量、應(yīng)變、 聲學(xué)神州飛船：185臺(tái)（套）儀器裝置檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用65檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用： 與日俱增檢測(cè)技術(shù)的作用海嘯預(yù)報(bào)檢測(cè)技術(shù)的作用智能電子警察監(jiān)測(cè)系統(tǒng)號(hào)檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)? 社會(huì)： “物化法官 ” ? 機(jī)械制造業(yè)? 化工行業(yè)? 煙草行業(yè)? 環(huán)境保護(hù)? 現(xiàn)代物流行業(yè)? 產(chǎn)品開發(fā)? 文物保護(hù)領(lǐng)域? ……檢測(cè)技術(shù)的作用? 檢查產(chǎn)品質(zhì)量? 監(jiān)測(cè)環(huán)境污染? 識(shí)別指紋假鈔? 查服違禁藥物? 偵破刑事案件其它應(yīng)用：733利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測(cè)量的方法，賦予 定性或定量結(jié)果的過程稱為檢測(cè)技術(shù)。它是跟真人一樣大的人形機(jī)器人，設(shè)計(jì)師制造它的目的是模仿人類手勢(shì)。6控制臺(tái) 2大臂 關(guān)節(jié)式噴漆機(jī)器人。4夾具控制裝置 焊接機(jī)器人焊接機(jī)器人◆◆ 點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)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(zhuǎn)臺(tái) 6基座 7連接電纜 8轉(zhuǎn)臺(tái)緩沖器 9第一軸 (轉(zhuǎn)臺(tái))電動(dòng)機(jī) (M1) 14平衡氣缸 11第二軸 (臂架 )電動(dòng)機(jī) (M2)12第三軸螺桿 15驅(qū)動(dòng)臂架 16電動(dòng)機(jī)組(M M M6) 17控制柜43◆◆ 點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例 44◆◆ 弧焊機(jī)器人弧焊機(jī)器人日本汽車工業(yè)使用的一種曲柄式弧焊機(jī)器人，其驅(qū)動(dòng)方式采日本汽車工業(yè)使用的一種曲柄式弧焊機(jī)器人，其驅(qū)動(dòng)方式采用交、直流伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，用于焊接車架的側(cè)粱或雙輪機(jī)用交、直流伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，用于焊接車架的側(cè)粱或雙輪機(jī)動(dòng)管結(jié)構(gòu)車架。機(jī)器人和裝配機(jī)器人。噪聲大，難以實(shí)現(xiàn)高速、高精度的連