制造自动化技术概述VIP专享VIP免费

第四章制造自动化技术一概述二机床数控技术三工业机器人四柔性制造系统第一节概述一、制造自动化技术内涵自动化（Automation）是美国通用汽车公司D.S.Harder先生于1936年提出来的，其核心含义是“自动地去完成特定的作业”。当时Harder先生所说的特定作业，是指零件在机器之间转移的自动搬运，自动化功能目标是代替人的体力劳动。随着技术的进步，自动化的功能目标在不断地随着自动化手段的提高、时代的进步而变化。在计算机用于自动化之前，自动化的功能目标是以省力为主要目的，以代替人的体力劳动。▲随着计算机和信息技术的发展，计算机和信息技术作为自动化技术的重要手段，使自动化的视野大大扩展，自动化的功能目标不再仅仅是代替人的体力劳动，而且还须代替人的部分脑力劳动。▲▲在“狭义制造”概念下，制造自动化的含义是生产车间内产品的机械加工和装配检验过程的自动化，包括切削加工自动化、工件装卸自动化、工件储运自动化、零件与产品清洁及检验自动化、断屑与排屑自动化、装配自动化、机器故障诊断自动化等。▲在“广义制造”概念下，制造自动化则包含了产品设计自动化、企业管理自动化、加工过程自动化和质量控制自动化等产品制造全过程以及各个环节综合集成自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时、洁净的目标。▲制造自动化促使制造业逐渐由劳动密集型产业向技术密集型和知识密集型产业转变。▲制造自动化技术是制造业发展的重要标志，代表着先进制造技术的水平，也体现了一个国家科技水平的高低。▲采用制造自动化技术不仅显著地提高劳动生产率、大幅度提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益，还有效地改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展，大大提高企业的市场竞争能力。二、制造自动化技术的兴起及现状▲19世纪末期，机械化生产开始出现；20世纪中叶，自动化车床开始出现；1947年，第一个机械加工自动线在美国福特汽车公司投产；20世纪50年代柔性自动化生产开始出现（以数控车床为代表）20世纪70年代诞生了柔性制造系统；20世纪80年代开始出现了计算机集成制造系统。▲回顾历史，可将制造自动化的发展分为刚性自动化、柔性自动化和综合自动化三个发展阶段。■刚性自动化在半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线出现，解决了单一品种大批量生产自动化问题特点是生产效率高、加工品种单一。20世纪50年代达到了顶峰。■柔性自动化为满足多品种小批量甚至单件生产自动化的需要，出现了一系列柔性制造自动化技术:如数控技术（NC）、计算机数控（CNC）、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）等。■综合自动化随着计算机及其应用技术的迅速发展，各项单元自动化技术的逐渐成熟，为充分利用资源，发挥综合效益自20世纪80年代以来以计算机为中心的综合自动化得到了发展，如计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（CE）、精益生产（LP）、敏捷制造（AM）等模式得到了发展和应用当前制造自动化技术研究领域和方向■制造系统中的集成技术和系统技术已成为研究热点■更加注重制造自动化系统中人因作用的研究■数控单元系统的研究占有重要位置■制造过程的计划和调度研究十分活跃■柔性制造技术的研究向着深度和广度发展■现代生产模式制造环境的研究正在兴起■底层加工系统的智能化和集成化研究越来越活跃三、制造自动化技术的发展趋势纵观新世纪的制造自动化技术发展趋势，可用六化来概括，即敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化、绿色化。1制造敏捷化敏捷化制造环境和制造过程是新世纪制造活动的必然趋势，其核心是使企业对面临市场竞争作出快速响应，利用企业内外各方面的优势，形成动态联盟，缩短产品开发周期，尽快抢占市场。2制造网络化基于Internet的制造已成为当今制造业的重要发展趋势，包括企业制造环境的网络化和企业与企业之间的网络化。通过制造环境的网络化，实现制造过程的集成，实现企业的经营管理、工程设计和制造控制等各子系统的集成通过企业与企业间的网络化，可实现异地制造、远程协调作业。3制造虚拟化包括设计过程的拟实技术和加工制造过程的虚拟技术。拟实技术是面向产品的结构...