機(jī)械制造自動化技術(shù)

機(jī)械制造自動化技術(shù)

岳彥芳

2010年9月30日回顧第一章、緒論第一節(jié)、基本概念：自動化的級別第二節(jié)、機(jī)械制造自動化的類型：剛/柔性…第三節(jié)、機(jī)械制造自動化的控制方式一、自動控制的基本構(gòu)成與要求

1、基本構(gòu)成：存儲、控制、轉(zhuǎn)換、執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、基本要求：保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作等9方面1開環(huán)控制2閉環(huán)控制3分散控制：動作順序進(jìn)行4集中控制（圖1）5程序控制：固定、可變程序6數(shù)字控制：NC系統(tǒng)，邏輯、位移、速度7計(jì)算機(jī)控制：對信息加工、邏輯判斷設(shè)備、生產(chǎn)線、車間3.自動控制方式 二、機(jī)械傳動控制 機(jī)械傳動控制方式一般傳遞的動力和信號都是機(jī)械連接的，所以在高速時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的傳遞與信號處理。

（圖1-2）（待現(xiàn)場演示）

三、液壓、氣動與電氣控制

機(jī)械制造過程中廣泛采用液壓、氣動與電氣對其整個工作循環(huán)進(jìn)行控制。采用高水平高質(zhì)量的液壓、氣動和電氣的控制系統(tǒng)，就成為自動化制造裝置可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。

1．液壓控制

液壓傳動是利用液體工作介質(zhì)的壓力勢能實(shí)現(xiàn)能量的傳遞及控制的。用小的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以輸出較大的力(25-30Mpa)，并且使用壓力控制閥可以很容易地改變它的輸出（力）。 優(yōu)點(diǎn)：功率/重量大、響應(yīng)速度快缺點(diǎn)：漏油、易燃機(jī)械—液壓組合控制（液壓傳動與控制原理圖）電氣—液壓組合控制兩種方式（電氣-液壓控制系統(tǒng)）液壓控制分類

2．氣動控制:簡單、綠色、快速、安全、成本低

力小（0.5Mpa）、速度不穩(wěn)定、不易同步 氣動控制主要形式：

全氣控氣閥系統(tǒng)：防爆1234電-氣控制電磁閥系統(tǒng)：簡單氣-電子綜合控制系統(tǒng)氣動邏輯控制系統(tǒng)各種形式氣動的適用范圍

3．電氣控制

電氣控制通過執(zhí)行預(yù)定的控制程序，使生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動作和目標(biāo)，以達(dá)到正確和安全的自動工作的目的。電氣控制的特點(diǎn)：簡單、可靠、能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜控制決定了生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)用性、先進(jìn)性和自動化程度的高低。電氣控制系統(tǒng)工作循環(huán)的表示方法工作循環(huán)圖工作循環(huán)周期功能流程圖是專用于順序控制程序設(shè)計(jì)的功能說明性語言（略）電氣控制的操作方式：

1、自動循環(huán)（連續(xù)循環(huán)）：自動上下料2、半自動循環(huán)（單次循環(huán)）：手工上下料3、單步動作：設(shè)備調(diào)整4、開工、完成循環(huán)：多工位的開始和結(jié)束連鎖要求：保證機(jī)器正常運(yùn)行，動作正確，避免碰撞，避免傷人

（教科書中指出了一般原則，自學(xué)）常用電氣控制系統(tǒng)1、固定接線控制系統(tǒng)：繼電器—接觸器固體電子電路—電子芯片、半導(dǎo)體邏輯原件2、PLC控制系統(tǒng)：以邏輯控制為主?？煽俊⒊杀镜?、插補(bǔ)功能的PLC系統(tǒng)：位置/速度控制，多軸插補(bǔ)計(jì)算4、分布式數(shù)控（DNC）系統(tǒng)：復(fù)雜的數(shù)控生產(chǎn)線控制四、計(jì)算機(jī)控制

計(jì)算機(jī)在機(jī)械制造中的應(yīng)用已成為機(jī)械制造自動化發(fā)展中的一個主要方向。而且在生產(chǎn)設(shè)備的控制自動化方面起著越來越重要的作用。

3．計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）：通用計(jì)算機(jī)控制+接口卡成本低，性能高，易擴(kuò)展1．普通數(shù)控機(jī)床的控制：數(shù)控系統(tǒng)（NC），動作順序、位移、速度2．加工中心的控制：更復(fù)雜的數(shù)控機(jī)床，多種加工，自動換刀，刀庫4．計(jì)算機(jī)群控

（1）間接式群控：中心計(jì)算機(jī)通過連線把加工程序傳給各機(jī)床 （2）直接式群控（DNC）：中心計(jì)算機(jī)直接控制每臺機(jī)床5．適應(yīng)控制：自動適應(yīng)環(huán)境、工況、系統(tǒng)參數(shù)的變化（切削加工適應(yīng)控制系統(tǒng)的原理圖）第一階段流水線

從1870年到1950年左右：1870自動螺紋機(jī)、1895多軸自動車床，1924流水線，二戰(zhàn)后福特汽車的批量生產(chǎn)系統(tǒng)成組生產(chǎn)工藝，（摩登時(shí)代）第二階段數(shù)控從1952年到1965年：1952麻省理工學(xué)院的數(shù)控技術(shù)，1959工業(yè)機(jī)器人1965計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床第三階段柔性

從1967年到80年代中期：1967英國可變制造系統(tǒng)1969美國機(jī)器人自動焊接線1980日本富士無人化工廠第四階段集成從80年代至今：1974計(jì)算機(jī)集成制造——（CIMS），管理+技術(shù)+質(zhì)量+客戶（錄像）第四