機(jī)械制造自動(dòng)化概論

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1、第一章 概論 制 造 自 動(dòng) 化 是 人 類 在 長(zhǎng) 期 的 社 會(huì) 生 產(chǎn) 實(shí) 踐中 不 斷 追 求 的 主 要 目 標(biāo) 。 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 是 制 造 自 動(dòng) 化 的 主 要 組 成 部分 ， 它 主 要 控 制 機(jī) 械 運(yùn) 動(dòng) （ 如 刀 具 、 工 件 、 毛坯 等 的 運(yùn) 動(dòng) ） 及 可 能 變 化 的 制 造 工 藝 ， 使 整 個(gè)生 產(chǎn) 處 于 優(yōu) 化 狀 態(tài) 。 第一章 概論 以 機(jī) 械 加 工 和 裝 配 為 主 要 代 表 的 機(jī) 械 制 造 業(yè)要 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 ， 比 之 其 它 制 造 業(yè) 來(lái) 要 困 難 的 多 ，主 要 就 表 現(xiàn) 在 自 動(dòng) 化

2、機(jī) 構(gòu) 上 。 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 就 是 在 機(jī) 械 制 造 過(guò) 程 的 所有 環(huán) 節(jié) 采 用 自 動(dòng) 化 技 術(shù) ， 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 制 造 全 過(guò) 程的 自 動(dòng) 化 。 第一章 概論第一節(jié) 基本概念和主要內(nèi)容1第二節(jié) 機(jī)械制造自動(dòng)化的類型2第三節(jié) 機(jī)械制造自動(dòng)化的控制方式3 第四節(jié) 自動(dòng)化發(fā)展及趨勢(shì)4 第 一 節(jié) 基 本 概 念 和 主 要 內(nèi) 容自動(dòng)化的基本概念機(jī)械制造自動(dòng)化的主要內(nèi)容機(jī)械制造自動(dòng)化的作用 自動(dòng)化一詞的含義十分廣泛，它是指設(shè)計(jì)一種控制設(shè)備來(lái)取代人力操作機(jī)械的動(dòng)作，以達(dá)到各種機(jī)械自動(dòng)、半自動(dòng)運(yùn)行的目的。自動(dòng)化的基本概念工序自動(dòng)化工藝過(guò)程自動(dòng)化制造過(guò)程的自動(dòng)化自 動(dòng)

3、 化 的 基 本 概 念 自 動(dòng) 化 的 基 本 概 念當(dāng)執(zhí)行制造過(guò)程的基本動(dòng)作是由機(jī)器（機(jī)械）代替人力勞動(dòng)來(lái)完成時(shí)稱之為機(jī)械化。若操縱這些機(jī)構(gòu)的動(dòng)作也是由機(jī)器來(lái)完成時(shí)，則就可以認(rèn)為這個(gè)制造過(guò)程是“自動(dòng)化”了。自動(dòng)化的原意就是在一個(gè)工序中， 如果所有的基本動(dòng)作都機(jī)械化了，并且使若干個(gè)輔助動(dòng)作也自動(dòng)化起來(lái)，而工人所要做的工作只是對(duì)這一工序作總的操縱和監(jiān)督，就稱為工序自動(dòng)化。一個(gè)工藝過(guò)程（如加工工藝過(guò)程）通常包括著若干個(gè)工序，如果不僅每一個(gè)工序都自動(dòng)化了，并且把它們有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使得整個(gè)工藝過(guò)程（包括加工、工序間的檢驗(yàn)和輸送）都自動(dòng)進(jìn)行，而工人僅只是對(duì)這一整個(gè)工藝過(guò)程作總的操縱和監(jiān)督，這時(shí)就形成

4、了某一種加工工藝的自動(dòng)生產(chǎn)線，通常稱為工藝過(guò)程自動(dòng)化。一個(gè)零部件（或產(chǎn)品）的制造包括著若干個(gè)工藝過(guò)程，如果不僅每個(gè)工藝過(guò)程都自動(dòng)化了，而且它們之間是自動(dòng)的有機(jī)聯(lián)系在一起，也就是說(shuō)從原材料到最終成品的全過(guò)程都不需要人工干預(yù)，這時(shí)就形成了制造過(guò)程的自動(dòng)化。機(jī)械制造自動(dòng)化的高級(jí)階段就是自動(dòng)化車間甚至自動(dòng)化工廠。 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 主 要 內(nèi) 容機(jī)械加工自動(dòng)化技術(shù)物料儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)質(zhì)量控制自動(dòng)化技術(shù)裝配自動(dòng)化技術(shù) 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 主 要 內(nèi) 容包含上下料自動(dòng)化技術(shù)、裝卡自動(dòng)化技術(shù)、換刀自動(dòng)化技術(shù)、加工自動(dòng)化技術(shù)和零件檢驗(yàn)自動(dòng)化技術(shù)等。包含工件儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)、刀具儲(chǔ)運(yùn)自

5、動(dòng)化技術(shù)和其它物料儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)等。包含零部件供應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)和裝配過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)等。包含零件檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)品檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)和刀具檢測(cè)自動(dòng) 化技術(shù)等。 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 作 用提高生產(chǎn)率縮短生產(chǎn)周期提高產(chǎn)品質(zhì)量 有利于產(chǎn)品更新降低勞動(dòng)強(qiáng)度帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提高經(jīng)濟(jì)效益提高勞動(dòng)者素質(zhì) 第 二 節(jié) 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 類 型機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)化的分類機(jī)械制造自動(dòng)化的特點(diǎn)和適用范圍 即能完成工件的切削加工、排屑、清洗和測(cè)量的自動(dòng)化設(shè)備與裝置即能完成工件輸送、搬運(yùn)以及存儲(chǔ)功能的工件供給裝置即包括刀具的裝配、輸送、交換和存儲(chǔ)裝置以及刀具的預(yù)調(diào)和管理系統(tǒng)即對(duì)制造過(guò)程的

6、監(jiān)控、檢測(cè)、協(xié)調(diào)與管理機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 的 構(gòu) 成從系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看，一般的機(jī)械制造自動(dòng)化系統(tǒng)主要由以下四個(gè)部分構(gòu)成： 自 動(dòng) 化 的 分 類按制造過(guò)程分 按設(shè)備分按控制方式分 按制造過(guò)程分機(jī)械加工過(guò)程自動(dòng)化裝配過(guò)程自動(dòng)化輔助過(guò)程自動(dòng)化毛坯制備過(guò)程自動(dòng)化熱處理過(guò)程自動(dòng)化儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程自動(dòng)化自 動(dòng) 化 的 分 類 按設(shè)備分剛性綜合自動(dòng)化系統(tǒng)柔性制造單元柔性制造系統(tǒng)局部動(dòng)作自動(dòng)化單機(jī)自動(dòng)化剛性自動(dòng)化自 動(dòng) 化 的 分 類 按控制方式分計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化機(jī)械控制自動(dòng)化機(jī)電液控制自動(dòng)化數(shù)字控制自動(dòng)化自 動(dòng) 化 的 分 類 不 同 的 自 動(dòng) 化 類 型 有 著 不 同 的 性 能 特 點(diǎn) 和

7、不 同 的應(yīng) 用 范 圍 ， 因 此 應(yīng) 根 據(jù) 需 要 選 擇 不 同 的 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 。下 面 按 設(shè) 備 的 分 類 作 一 個(gè) 簡(jiǎn) 單 的 介 紹 。l剛 性 半 自 動(dòng) 化 單 機(jī) 特 點(diǎn) ： 剛 性 半 自 動(dòng) 化 單 機(jī) 是 一 種 除 上 下 料 外 可 以自 動(dòng) 地 完 成 單 個(gè) 工 藝 過(guò) 程 加 工 循 環(huán) 的 機(jī) 床 。 適 用 范 圍 ： 適 用 于 產(chǎn) 品 品 種 變 化 范 圍 和 生 產(chǎn) 批 量都 較 大 的 制 造 系 統(tǒng) 。 缺 點(diǎn) 是 調(diào) 整 工 作 量 大 ， 加 工 質(zhì) 量較 差 ， 工 人 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 也 大 。機(jī) 械 制 造 自

8、動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l剛 性 自 動(dòng) 化 單 機(jī) 特 點(diǎn) ： 它 是 在 剛 性 半 自 動(dòng) 化 單 機(jī) 的 基 礎(chǔ) 上 增 加 自 動(dòng)上 下 料 裝 置 而 形 成 的 自 動(dòng) 化 機(jī) 床 。 因 此 這 種 機(jī) 床 實(shí) 現(xiàn) 的也 是 單 個(gè) 工 藝 過(guò) 程 的 全 部 加 工 循 環(huán) 。 適 用 范 圍 ： 這 種 機(jī) 床 往 往 需 要 定 制 或 改 裝 ， 常 用 于品 種 變 化 很 小 ， 但 生 產(chǎn) 批 量 特 別 大 的 場(chǎng) 合 。 如 組 合 機(jī) 床 、專 用 機(jī) 床 等 。 主 要 特 點(diǎn) 是 投 資 少 、 見 效 快 ， 但 通 用 性 差 ，是

9、大 量 生 產(chǎn) 中 最 常 見 的 加 工 設(shè) 備 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l剛 性 自 動(dòng) 線 特 點(diǎn) ： 剛 性 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 線 （ 簡(jiǎn) 稱 剛 性 自 動(dòng) 線 ） 是用 工 件 輸 送 系 統(tǒng) 將 各 種 剛 性 自 動(dòng) 化 加 工 設(shè) 備 和 輔 助 設(shè)備 按 一 定 的 順 序 連 接 起 來(lái) ， 在 控 制 系 統(tǒng) 的 作 用 下 完 成單 個(gè) 零 件 加 工 的 復(fù) 雜 大 系 統(tǒng) 。 適 用 范 圍 ： 在 剛 性 自 動(dòng) 線 上 ， 被 加 工 零 件 以 一 定的 生 產(chǎn) 節(jié) 拍 ， 順 序 通 過(guò) 各 個(gè) 工 作 位 置 ，

10、自 動(dòng) 完 成 零 件預(yù) 定 的 全 部 加 工 過(guò) 程 和 部 分 檢 測(cè) 過(guò) 程 。 因 此 ， 剛 性 自動(dòng) 線 具 有 很 高 的 自 動(dòng) 化 程 度 ， 具 有 統(tǒng) 一 的 控 制 系 統(tǒng) 和嚴(yán) 格 的 生 產(chǎn) 節(jié) 奏 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l剛 性 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) ： 一 般 情 況 下 ， 剛 性 自 動(dòng) 線 只 能 完 成 單 個(gè) 零件 的 所 有 相 同 工 序 （ 如 切 削 加 工 工 序 ） ， 對(duì) 于 其 它 自動(dòng) 化 制 造 內(nèi) 容 如 熱 處 理 、 鍛 壓 、 焊 接 、 裝 配 、 檢 驗(yàn) 、噴 漆

11、甚 至 包 裝 卻 不 可 能 全 部 包 括 在 內(nèi) 。 包 括 上 述 內(nèi) 容的 復(fù) 雜 大 系 統(tǒng) 稱 為 剛 性 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 。 適 用 范 圍 ： 它 常 用 于 產(chǎn) 品 比 較 單 一 ， 但 工 序 內(nèi) 容多 ， 加 工 批 量 特 別 大 的 零 部 件 的 自 動(dòng) 化 制 造 。 剛 性 綜合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 投 資 強(qiáng) 度 大 ， 建 線 周 期 長(zhǎng) ，更 換 產(chǎn) 品 困 難 ， 但 生 產(chǎn) 效 率 極 高 ， 加 工 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 ， 工人 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 低 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l剛 性

12、 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) ： 一 般 情 況 下 ， 剛 性 自 動(dòng) 線 只 能 完 成 單 個(gè) 零件 的 所 有 相 同 工 序 （ 如 切 削 加 工 工 序 ） ， 對(duì) 于 其 它 自動(dòng) 化 制 造 內(nèi) 容 如 熱 處 理 、 鍛 壓 、 焊 接 、 裝 配 、 檢 驗(yàn) 、噴 漆 甚 至 包 裝 卻 不 可 能 全 部 包 括 在 內(nèi) 。 包 括 上 述 內(nèi) 容的 復(fù) 雜 大 系 統(tǒng) 稱 為 剛 性 綜 合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 。 適 用 范 圍 ： 它 常 用 于 產(chǎn) 品 比 較 單 一 ， 但 工 序 內(nèi) 容多 ， 加 工 批 量 特 別 大 的 零 部 件 的 自 動(dòng)

13、化 制 造 。 剛 性 綜合 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 投 資 強(qiáng) 度 大 ， 建 線 周 期 長(zhǎng) ，更 換 產(chǎn) 品 困 難 ， 但 生 產(chǎn) 效 率 極 高 ， 加 工 質(zhì) 量 穩(wěn) 定 ， 工人 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 低 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l數(shù) 控 機(jī) 床 特 點(diǎn) ： 數(shù) 控 機(jī) 床 （ Numerical Control Machine Tools） 用 來(lái) 完 成 零 件 一 個(gè) 工 序 的 自 動(dòng) 化 循 環(huán) 加 工 。 它是 用 代 碼 化 的 數(shù) 字 量 來(lái) 控 制 機(jī) 床 ， 按 照 事 先 編 好 的 程序 ， 自 動(dòng) 控 制

14、機(jī) 床 各 部 分 的 運(yùn) 動(dòng) ， 而 且 還 能 控 制 選 刀 、換 刀 、 測(cè) 量 、 潤(rùn) 滑 、 冷 卻 等 工 作 。 適 用 范 圍 ： 適 用 于 加 工 精 度 較 高 ， 且 重 復(fù) 性 好 的 場(chǎng)合 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l加 工 中 心 特 點(diǎn) ： 加 工 中 心 （ Machining Center -MC） 是 在 一般 數(shù) 控 機(jī) 床 的 基 礎(chǔ) 上 增 加 刀 庫(kù) 和 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 而 形 成的 一 類 更 復(fù) 雜 但 用 途 更 廣 、 效 率 更 高 的 數(shù) 控 機(jī) 床 。 由于 具 有 刀 庫(kù) 和 自 動(dòng) 換

15、 刀 裝 置 ， 就 可 以 在 一 臺(tái) 機(jī) 床 上 完成 車 、 銑 、 鏜 、 鉆 、 鉸 、 攻 螺 紋 、 輪 廓 加 工 等 多 個(gè) 工序 的 加 工 。 適 用 范 圍 ： 加 工 中 心 機(jī) 床 具 有 工 序 集 中 、 可 以 有 效縮 短 調(diào) 整 時(shí) 間 和 搬 運(yùn) 時(shí) 間 、 減 少 在 制 品 庫(kù) 存 、 加 工 質(zhì)量 高 等 優(yōu) 點(diǎn) 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l柔 性 制 造 單 元 特 點(diǎn) ： 柔 性 制 造 單 元 （ Flexible Manufacturing Cell-FMC） 是 一 種 由 1 3臺(tái) 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 控

16、 機(jī) 床 或 加 工 中心 所 組 成 ， 單 元 中 配 備 有 某 種 形 式 的 托 盤 交 換 裝 置 或工 業(yè) 機(jī) 器 人 ， 由 單 元 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行 程 序 編 制 及 分 配 、 負(fù)荷 平 衡 和 作 業(yè) 計(jì) 劃 控 制 的 小 型 化 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 。 適 用 范 圍 ： 柔 性 制 造 單 元 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 占 地 面 積較 小 ， 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 不 很 復(fù) 雜 ， 成 本 較 低 ， 投 資 較 小 ， 可靠 性 較 高 ， 使 用 及 維 護(hù) 均 較 簡(jiǎn) 單 。 因 此 ， 柔 性 制 造 單元 是 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 的 主 要 發(fā)

17、 展 方 向 之 一 ， 深 受 各 類 企業(yè) 的 歡 迎 。 就 其 應(yīng) 用 范 圍 而 言 ， 柔 性 制 造 單 元 常 用 于品 種 變 化 不 是 很 大 、 生 產(chǎn) 批 量 中 等 的 生 產(chǎn) 規(guī) 模 中 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l柔 性 制 造 系 統(tǒng) 特 點(diǎn) ： 一 個(gè) 柔 性 制 造 系 統(tǒng) （ Flexible Manufacturing System-FMS） 一 般 由 四 部 分 組 成 ： 兩臺(tái) 以 上 的 數(shù) 控 加 工 設(shè) 備 、 一 個(gè) 自 動(dòng) 化 的 物 料 及 刀 具 儲(chǔ)運(yùn) 系 統(tǒng) 、 若 干 臺(tái) 輔 助 設(shè) 備 （

18、如 清 洗 機(jī) 、 測(cè) 量 機(jī) 、 排 屑裝 置 、 冷 卻 潤(rùn) 滑 裝 置 等 ） 和 一 個(gè) 由 多 級(jí) 計(jì) 算 機(jī) 組 成 的控 制 和 管 理 系 統(tǒng) 。 到 目 前 為 止 ， 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 是 最 復(fù)雜 、 自 動(dòng) 化 程 度 最 高 的 單 一 性 質(zhì) 的 制 造 系 統(tǒng) 。 柔 性 制造 系 統(tǒng) 內(nèi) 部 一 般 包 括 兩 類 不 同 性 質(zhì) 的 運(yùn) 動(dòng) ， 一 類 是 系統(tǒng) 的 信 息 流 ， 另 一 類 是 系 統(tǒng) 的 物 料 流 ， 物 料 流 受 信 息流 的 控 制 。 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l柔 性 制 造 系 統(tǒng) 柔

19、 性 制 造 系 統(tǒng) 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) 是 ： 可 以 減 少 機(jī) 床 操 作 人 員 。 由 于 配 有 質(zhì) 量 檢 測(cè) 和 反 饋 控 制 裝 置 ， 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 很 高 。 工 序 集 中 ， 可 以 有 效 減 少 生 產(chǎn) 面 積 。 與 立 體 倉(cāng) 庫(kù) 相 配 合 ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 24h連 續(xù) 工 作 。 由 于 集 中 作 業(yè) ， 可 以 減 少 加 工 時(shí) 間 。 易 于 和 管 理 信 息 系 統(tǒng) （ MIS） 、 工 藝 信 息 系 統(tǒng)（ TIS） 及 質(zhì) 量 信 息 系 統(tǒng) （ QIS） 結(jié) 合 形 成 更 高 級(jí) 的 制 造 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 。機(jī)

20、 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 l柔 性 制 造 系 統(tǒng) 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 的 主 要 缺 點(diǎn) 是 ： 系 統(tǒng) 投 資 大 ， 投 資 回 收 期 長(zhǎng) 。 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 對(duì) 操 作 人 員 的 要 求 很 高 。 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 使 得 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 較 差 。 一 般 情 況 下 ， 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 適 用 于 品 種 變 化 不 大 ， 批 量 在 200 2500件 的 中 等 批 量 生 產(chǎn) 。機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 和 適 用 范 圍 任 何 機(jī) 械 制 造 設(shè) 備 的 自 動(dòng) 化 其 實(shí) 質(zhì) 是 在 其

21、 終 端 執(zhí)行 元 件 上 無(wú) 需 由 人 來(lái) 直 接 或 間 接 操 作 的 自 動(dòng) 控 制 。為 了 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 制 造 設(shè) 備 的 自 動(dòng) 化 就 需 要 對(duì) 這 些 被 控制 對(duì) 象 進(jìn) 行 自 動(dòng) 控 制 。 自 動(dòng) 控 制 與 機(jī) 械 控 制 技 術(shù) 、 流 體 控 制 技 術(shù) 、 自 動(dòng)調(diào) 節(jié) 技 術(shù) 、 電 子 技 術(shù) 、 電 子 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 等 密 切 相 關(guān) ，它 是 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 關(guān) 鍵 。 它 的 完 善 程 度 是機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 水 平 的 重 要 標(biāo) 志 。第 三 節(jié) 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 的 控 制 方 式

22、1.自 動(dòng) 控 制 的 構(gòu) 成 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 包 括 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 控 制 功 能 的 裝 置 及 其 控制 對(duì) 象 ， 通 常 由 以 下 部 分 構(gòu) 成 。一 、 自 動(dòng) 控 制 的 基 本 要 求 與 方 式自動(dòng)控制的構(gòu)成指令存儲(chǔ)裝置指令控制裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)換裝置傳遞裝置 2.基 本 要 求自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 應(yīng) 能 保 證 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 使 用 性 能 、 加工 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 效 率 及 工 作 可 靠 性 。 為 此 ， 對(duì) 自 動(dòng) 控 制 系統(tǒng) 提 出 如 下 基 本 要 求 ： （ 1） 應(yīng) 保 證 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 的 動(dòng) 作 或 整 個(gè) 加

23、工 過(guò) 程 能 夠 自 動(dòng) 進(jìn) 行 。（ 2） 為 便 于 調(diào) 試 和 維 護(hù) ， 各 單 機(jī) 應(yīng) 具 有 相 對(duì) 獨(dú) 立 的 自 動(dòng) 控 制 裝 置 ， 同 時(shí) 還 應(yīng) 便 于 和 總 控 制 系 統(tǒng) 相 匹 配 。（ 3） 柔 性 加 工 設(shè) 備 的 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 要 和 加 工 品 種 的 變 化 相 適 應(yīng) 。一 、 自 動(dòng) 控 制 的 基 本 要 求 與 方 式 （ 4） 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 應(yīng) 力 求 簡(jiǎn) 單 可 靠 。 在 元 器 件 質(zhì) 量 不 穩(wěn) 定 情 況 下 ， 對(duì) 所 用 的 元 器 件 一 定 要 經(jīng) 過(guò) 嚴(yán) 格 篩 選 ， 特 別 是 電 氣及 液 壓

24、 元 器 件 。（ 5） 能 夠 適 應(yīng) 工 作 環(huán) 境 的 變 化 ， 具 有 一 定 的 抗 干 擾 能 力 。（ 6） 應(yīng) 設(shè) 置 反 映 各 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 工 作 狀 態(tài) 的 信 號(hào) 及 報(bào) 警 裝 置 。（ 7） 安 裝 調(diào) 試 、 維 護(hù) 修 理 方 便 。（ 8） 控 制 裝 置 及 管 線 布 置 要 安 全 合 理 ， 整 齊 美 觀 。（ 9） 自 動(dòng) 控 制 方 式 要 與 工 廠 的 技 術(shù) 水 平 、 管 理 水 平 、 經(jīng) 濟(jì)效 益 及 工 廠 近 期 生 產(chǎn) 發(fā) 展 趨 勢(shì) 相 適 應(yīng) 。 對(duì) 于 一 個(gè) 具 體 的 控 制 系 統(tǒng) ， 第 一 項(xiàng) 要 求 必

25、須 保 證 ， 其 它則 根 據(jù) 具 體 情 況 而 定 。一 、 自 動(dòng) 控 制 的 基 本 要 求 與 方 式 3.自 動(dòng) 控 制 方 式 我 們 這 里 所 說(shuō) 的 自 動(dòng) 控 制 方 式 主 要 是 指 機(jī) 械 制 造設(shè) 備 中 常 用 的 控 制 方 式 。（ 1） 開 環(huán) 控 制 方 式（ 2） 閉 環(huán) 控 制 方 式（ 3） 分 散 控 制 方 式（ 4） 集 中 控 制 方 式（ 5） 程 序 控 制 方 式（ 6） 數(shù) 字 控 制 方 式（ 7） 計(jì) 算 機(jī) 控 制 方 式一 、 自 動(dòng) 控 制 的 基 本 要 求 與 方 式 3.自 動(dòng) 控 制 方 式 我 們 這 里 所

26、說(shuō) 的 自 動(dòng) 控 制 方 式 主 要 是 指 機(jī) 械制 造 設(shè) 備 中 常 用 的 控 制 方 式 ?？刂品绞介_環(huán)控制閉環(huán)控制程序控制數(shù)字控制分散控制集中控制計(jì)算機(jī)控制一 、 自 動(dòng) 控 制 的 基 本 要 求 與 方 式 機(jī) 械 傳 動(dòng) 控 制 方 式 一 般 傳 遞 的 動(dòng) 力 和 信 號(hào) 都 是 機(jī)械 連 接 的 ， 所 以 在 高 速 時(shí) ， 可 以 實(shí) 現(xiàn) 準(zhǔn) 確 的 傳 遞 與 信號(hào) 處 理 ， 并 且 還 可 以 重 復(fù) 兩 個(gè) 動(dòng) 作 。 在 采 用 機(jī) 械 傳 動(dòng)控 制 方 式 的 自 動(dòng) 化 裝 備 中 ， 幾 乎 所 有 運(yùn) 動(dòng) 部 件 及 機(jī) 構(gòu) ，通 常 都 是 由

27、 裝 有 許 多 凸 輪 的 分 配 軸 來(lái) 進(jìn) 行 驅(qū) 動(dòng) 和 控 制的 。 這 種 控 制 系 統(tǒng) 的 另 外 一 個(gè) 特 點(diǎn) 是 控 制 元 件 同 時(shí) 又是 驅(qū) 動(dòng) 元 件 。二 、 機(jī) 械 傳 動(dòng) 控 制 機(jī) 械 制 造 過(guò) 程 中 廣 泛 采 用 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 對(duì) 其整 個(gè) 工 作 循 環(huán) 進(jìn) 行 控 制 。 采 用 高 水 平 高 質(zhì) 量 的 液 壓 、氣 動(dòng) 和 電 氣 的 控 制 系 統(tǒng) ， 就 成 為 自 動(dòng) 化 制 造 裝 置 可 靠運(yùn) 行 的 關(guān) 鍵 。 如 在 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 中 采 用 可 編 程 序 控 制器 （ PLC） 進(jìn) 行 加 工

28、 設(shè) 備 的 自 動(dòng) 化 控 制 就 比 采 用 繼 電器 接 觸 器 系 統(tǒng) 可 提 高 電 氣 控 制 可 靠 性 若 干 倍 。三 、 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 控 制 1 液 壓 控 制液 壓 傳 動(dòng) 是 利 用 液 體 工 作 介 質(zhì) 的 壓 力 勢(shì) 能 實(shí) 現(xiàn) 能量 的 傳 遞 及 控 制 的 。 作 為 動(dòng) 力 傳 遞 ， 因 壓 力 較 高 ， 所以 用 小 的 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 可 以 輸 出 較 大 的 力 ， 并 且 使 用 壓 力控 制 閥 可 以 很 容 易 地 改 變 它 的 輸 出 （ 力 ） 。液 壓 控 制 有 機(jī) 械 液 壓 組 合 控 制 和 電 氣

29、液 壓 組合 控 制 兩 種 方 式 。三 、 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 控 制 2 氣 動(dòng) 控 制氣 動(dòng) 控 制 技 術(shù) 是 以 壓 縮 空 氣 為 工 作 介 質(zhì) 進(jìn) 行 能 量和 信 號(hào) 傳 遞 的 工 程 技 術(shù) ， 是 實(shí) 現(xiàn) 各 種 生 產(chǎn) 和 自 動(dòng) 控 制的 重 要 手 段 之 一 。 氣 動(dòng) 控 制 技 術(shù) 不 僅 具 有 經(jīng) 濟(jì) 、 安 全 、可 靠 、 便 于 操 作 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 而 且 對(duì) 于 改 善 勞 動(dòng) 條 件 、 提高 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 和 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 具 有 非 常 重 要 的 作 用 。三 、 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 控 制 3

30、電 氣 控 制電 氣 控 制 是 為 整 個(gè) 生 產(chǎn) 設(shè) 備 和 工 藝 過(guò) 程 服 務(wù) 的 ，它 決 定 了 生 產(chǎn) 設(shè) 備 的 實(shí) 用 性 、 先 進(jìn) 性 和 自 動(dòng) 化 程 度 的高 低 。 它 通 過(guò) 執(zhí) 行 預(yù) 定 的 控 制 程 序 ， 使 生 產(chǎn) 設(shè) 備 實(shí) 現(xiàn)規(guī) 定 的 動(dòng) 作 和 目 標(biāo) ， 以 達(dá) 到 正 確 和 安 全 的 自 動(dòng) 工 作 的目 的 。電 控 系 統(tǒng) 除 正 確 、 可 靠 的 控 制 機(jī) 床 動(dòng) 作 外 ， 應(yīng) 保證 電 控 系 統(tǒng) 本 身 處 于 正 確 的 狀 態(tài) ， 一 旦 出 現(xiàn) 錯(cuò) 誤 ， 電控 系 統(tǒng) 應(yīng) 具 有 自 診 斷 和 保 護(hù) 功

31、能 ， 自 動(dòng) 或 提 示 操 作 者作 相 應(yīng) 的 操 作 處 理 。 三 、 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 控 制 電 氣 控 制 的 相 關(guān) 內(nèi) 容 ：（ 1） 電 氣 控 制 的 特 點(diǎn) 和 主 要 內(nèi) 容 （ 2） 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 工 作 循 環(huán) 的 表 示 方 法 （ 3） 電 氣 控 制 的 操 作 方 式（ 4） 電 氣 控 制 的 聯(lián) 鎖 要 求 （ 5） 常 用 的 電 氣 控 制 系 統(tǒng) 三 、 液 壓 、 氣 動(dòng) 與 電 氣 控 制 計(jì) 算 機(jī) 在 機(jī) 械 制 造 中 的 應(yīng) 用 已 成 為 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng)化 發(fā) 展 中 的 一 個(gè) 主 要 方 向 。

32、 而 且 在 生 產(chǎn) 設(shè) 備 的 控 制 自動(dòng) 化 方 面 起 著 越 來(lái) 越 重 要 的 作 用 。 1 普 通 數(shù) 控 機(jī) 床 的 控 制 2 加 工 中 心 的 控 制 3 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 控 4 計(jì) 算 機(jī) 群 控 （ 1） 間 接 式 群 控 系 統(tǒng) （ 2） 直 接 式 群 控 系 統(tǒng) 5 適 應(yīng) 控 制 四 、 計(jì) 算 機(jī) 控 制 第 四 節(jié) 自 動(dòng) 化 發(fā) 展 及 趨 勢(shì) 一 、 自 動(dòng) 化 發(fā) 展 歷 程 自 動(dòng) 化 的 歷 史 可 以 追 溯 到 2500年 前 工 具 機(jī) （ 一 種原 始 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 器 具 ） 的 出 現(xiàn) ， 應(yīng) 用 它 ， 工 匠 們 能 以 木 材

33、或 其 它 硬 性 材 料 生 產(chǎn) 出 較 復(fù) 雜 的 圓 形 產(chǎn) 品 。 自 18世 紀(jì)中 葉 瓦 特 發(fā) 明 蒸 汽 機(jī) 而 引 發(fā) 工 業(yè) 革 命 以 來(lái) ， 自 動(dòng) 化 技術(shù) 就 伴 隨 著 機(jī) 械 化 得 到 了 迅 速 發(fā) 展 。 從 其 發(fā) 展 歷 程 看 ，自 動(dòng) 化 技 術(shù) 大 約 經(jīng) 歷 了 四 個(gè) 發(fā) 展 階 段 ： 第 一 階 段 ： 從 1870年 到 1950年 左 右 ；第 二 階 段 ： 從 1952年 到 1965年 ；第 三 階 段 ： 從 1967年 到 80年 代 中 期 ；第 四 階 段 ： 從 80年 代 至 今 。 二 、 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 發(fā)

34、展 趨 勢(shì) 隨 著 科 學(xué) 技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展 和 社 會(huì) 的 不 斷 進(jìn) 步 ， 先進(jìn) 的 生 產(chǎn) 模 式 對(duì) 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 及 技 術(shù) 提 出 了 多 種 不 同 的要 求 ， 這 些 要 求 也 同 時(shí) 代 表 了 機(jī) 械 制 造 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 將向 可 編 程 、 適 度 集 成 、 信 息 化 、 智 能 化 方 向 發(fā) 展 的 趨勢(shì) 。 1 高 度 智 能 集 成 性 2 人 機(jī) 結(jié) 合 的 適 度 自 動(dòng) 化 3 強(qiáng) 調(diào) 系 統(tǒng) 的 柔 性 和 敏 捷 性 4 繼 續(xù) 推 廣 單 元 自 動(dòng) 化 技 術(shù) 5 發(fā) 展 應(yīng) 用 新 的 單 元 自 動(dòng) 化 技 術(shù)6 運(yùn) 用 可 重 構(gòu) 制 造 技 術(shù)第 四 節(jié) 自 動(dòng) 化 發(fā) 展 及 趨 勢(shì) 作 業(yè) 1-1、 1-4、 1-5； 1-7、 1-9、 1-11.