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1、 自动机械与自动生产线自动机械与自动生产线自动化机械设计第一章 绪论本课程内容 包括自动机械与自动生产线基本原理 自动机械常用机构 常用检测与控制装置和元件 自动机的总体设计 自动机械与自动生产线实例本课程特点 阐述自动机械与自动生产线带有普遍性的理论问题 重点分析自动机械与自动生产线中应用广泛的机构核装置 内容尽量不与其它课程重叠本课程内容章节为：本课程内容章节为：第第1 1章章 绪论绪论 第第2 2章章 自动机械设计与自动生产线的基本原理自动机械设计与自动生产线的基本原理 第第3 3章章 自动机械的常用机构自动机械的常用机构 第第4 4章章 自动机械的供料机构自动机械的供料机构第第5 5章
2、章 自动机械的控制系统自动机械的控制系统 第第6 6章章 自动机的设计自动机的设计第第7 7章章 自动机械设计实例自动机械设计实例自动机械设计第第1 1章章 绪论绪论 1.1自动机械 1.1.1自动机械的特点 1.1.2自动机械的结构 1.1.3自动机械的分类 1.2自动生产线 1.2.1自动生产线的特点 1.2.2自动生产线的结构组成 1.2.3自动生产线的形式 1.3自动机和自动生产线的发展方向自动机械设计第一章 绪论 1.1自动机械 1.1.1自动机械的特点定义：经调整以后，无需工人参与就能自动、连续地完成产品的加工循环的机械设备。前提：经调整；方式：无人、自动、连续优势：工人劳动强度低
3、、生产效率高、结构复杂（多个工艺执行机构组成）特点：1.品种繁多，加工对象多样化因行业、加工对象而异，机器的功能作用不同，原理、结构差异较大2.生产效率高、自动化程度高满足各行业的要求，自动化或半自动化。3.动作复杂，结构多样化完成功能较多，工艺原理和工艺过程复杂，因而动作比较复杂，结构多样化第一章 绪论 1.1.2自动机械的结构分析自动冲压机的分析自动冲压机的构造构造:有有两个两个工艺执行机构工艺执行机构 ： 冲压机构（冲压机构（1010、1111、1212组成组成 ）- -主要主要 供料机构（供料机构（1515、1616等组成等组成 ）- - -辅助辅助 为使上述机构协调完成加为使上述机构
4、协调完成加工工任务，机器还需配置其它机构任务，机器还需配置其它机构: 如驱动电机、传动如驱动电机、传动。第一章 绪论自动机械由自动机械由五大部分组成五大部分组成： 1. 1.驱动系统；驱动系统；2. 2.传动系统；传动系统；3. 3.执行机构；执行机构；4. 4.控制系统；控制系统；5. 5.辅助机构。辅助机构。第一章 绪论一、自动机械的结构组成一、自动机械的结构组成 1. 驱动系统：驱动系统： 动力源。有电力、液压、气压驱动等动力源。有电力、液压、气压驱动等 2. 传动系统：传动系统： 把电机的动力按照要求的运动和动力把电机的动力按照要求的运动和动力 传递给各个执行机构和其它机构传递给各个执
5、行机构和其它机构; 3. 执行机构：执行机构： 工艺动作的执行者工艺动作的执行者; 4. 控制系统控制系统: 控制其它部分按规定的程序控制其它部分按规定的程序(时间、顺时间、顺 序等序等)进行协调、配合的动作；进行协调、配合的动作； 5. 辅助机构辅助机构: 如剔除机构，计数机构等。如剔除机构，计数机构等。比较：机电一体化产品的五大功能组成：机械系统、信息传感系统、能源系统、执行元件系统、信息处理系统(自动机械的辅助机构所占比重较大自动机械的辅助机构所占比重较大) 第一章 绪论第一章 绪论 1.1.3自动机械的分类自动机械自动机械按结构和功能按结构和功能分类分类1.成型成型机械；机械；2.切削
6、切削类类(加工处理类加工处理类)机械；机械；3.装配装配类机械；类机械；4.包装包装机械。机械。 第一章 绪论1. 成型机械成型机械 （非去除材料为主）（非去除材料为主） 通过模具或其它工具施加力使在制品成型通过模具或其它工具施加力使在制品成型。 有热塑、注塑以及冲压等。有热塑、注塑以及冲压等。 如：陶瓷制品的滚压成型；如：陶瓷制品的滚压成型； 各种日用品的冲压成型；各种日用品的冲压成型； 塑料制品的注塑成型等。塑料制品的注塑成型等。 一般经：一般经：上料上料合模合模成型成型开模开模卸制品等。卸制品等。第一章 绪论2. 切削类切削类(加工处理类加工处理类)机械机械 用刀具对在制品切削加工用刀具
7、对在制品切削加工。 如：皮革片皮机；如：皮革片皮机； 烟草切梗机；烟草切梗机； 造纸切草机等。造纸切草机等。最常见：金属切削最常见：金属切削 一般经：一般经：供料供料上下料上下料夹紧夹紧引进引进切削切削松开。松开。第一章 绪论3. 装配类机械装配类机械 以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照以执行工艺动作为主，用各种工具或机械手，按照程序将零件装配成部件或产品。程序将零件装配成部件或产品。 如：缝纫机装配机；如：缝纫机装配机； 计算机装配线；计算机装配线； 制鞋用各种机器等。制鞋用各种机器等。第一章 绪论4. 包装机械包装机械 类似于装配机械，有其特殊性。类似于装配机械，有其特殊性。 如
8、：包封机；如：包封机； 液体料理装机；液体料理装机； 制袋填充饥；制袋填充饥； 捆扎机等。捆扎机等。 一般经：一般经：输送与供料输送与供料称量称量包封包封贴标贴标计数计数产产品输送等。品输送等。第一章 绪论 1.2自动生产线 1.2.1自动生产线的特点按照产品加工的工艺过程工艺过程，用工件存储、传送装置存储、传送装置把专用自动自动机机以及辅助机械设备辅助机械设备连接起来而形成的、具有独立控制装置独立控制装置的的生产系统。运行方式：运行方式：工件上线后以一定的节拍节拍，按照一定的加工顺序加工顺序自动的经过各个加工工位，完成预定的加工，最后成为符合设计要求的成平。操作者的作用：操作者的作用：工人一
9、般不参与直接的工艺操作，只是全面观察、分析生产系统的运转情况，对产品质量进行抽样调查，及时排除设备故障、调整维修、更换刀具或易损零件，保证自动生产线得以连续进行工作。与一般流水生产线的区别：与一般流水生产线的区别：流水线中人员也是构成生产的环节。若工件知识有储送装置送到各个工位，在工位上由人操作机器或工具来完成加工的，是流水线。 自动生产线的自动化程度取决于人参与生产的程度。第一章 绪论生产流水线主要自动传送工件，自动化程度较低。如服装生产线、汽车装配生产线等。（都是流水线）第一章 绪论CIMS（计算机集成制造系统）、FMS（柔性制造系统）、FA（工厂自动化）是高度自动化的生产系统、是自动生产
10、线的最高形式。（注意：此处对CIMS理解有误）两图为自动生产线第一章 绪论采用自动生产线，有利于应用先进的科学技术和现代管理技术，简化生产布局，减少生产成本改善劳动条件促进企业生产实现现代化。第一章 绪论1.2.2自动生产线的结构组成自动生产线的组成：（1）主要的工艺设备：专用的自动机如自动机床、自动装配机包装机等（2）辅助工艺装置：转位、翻转、夹紧、分选、排屑、排渣装置等（3）物料储存、传送装置：传送带、输送辊，料斗、料仓、供料器、机械手等（4）检测控制装置：检测装置（故障、质量、环境）、信号处理装置（数据处理、报警、反馈）、和控制系统第一章 绪论自动生产线的组成形式图1.3第一章 绪论 1
11、.2.3自动生产线的形式生产线的形式随产品的性质、形态、工艺过程、连线设备的性能及布局、生产节拍、生产条件（产房大小形状）、控制方式、人员技术水平、生产习惯等不同而不同。基本形式有：1.直线型2.曲线形3封闭（半封闭）环（矩）形第一章 绪论1.直线型传送装置成一条直线，加工设备布置两侧，产品一端上另一端段下可分为刚性自动生产线、柔性自动生产线、分段柔性自动生产线（1）刚性自动生产线加工机用运输系统和检测系统等连起来，中间无存储器，按同一节拍运行。缺点是任一台自动机发生故障则全线停工。（2）柔性自动生产线每台工作机之间设置了存储装置（储料器）。前一道工序故障，储料器可供应下道工序工作。节拍也可灵
12、活。但增加投资、增大占地面积、增加发生故障几率（储料器也会发生故障）。（3）分段柔性性生产线自动机之间既有刚性又有柔性连接。不容易发生故障的按刚性连，易发生故障的安柔性连。（4）顺序-平行组合生产线：加工时间长的可平行不是数台，可平衡整体自动生产线生产节拍。第一章 绪论1.直线型（1）刚性自动生产线；（2）柔性自动生产线；（3）分段柔性性生产线；（4）顺序-平行组合生产线。第一章 绪论2.曲线形：工件沿曲折线传送，其他与直线型相同空间利用率高，但受生产的零件类型限制3.封闭（半封闭）环（矩）形工件沿封闭形传送。图中设计主要是为了随行夹具返回。第一章 绪论1.3自动机和自动生产线的发展方向自动机
13、和自动生产线的发展方向1.向机电一体化和智能化方向发展；向机电一体化和智能化方向发展；2.自动机械自动机械的设计需采用或提高的设计需采用或提高“三化三化”水平；水平；（产品系列化、部件通用化、零件标准化）可大大缩短制造、设计周期，降低成本、（产品系列化、部件通用化、零件标准化）可大大缩短制造、设计周期，降低成本、便于组织专业化生产、提高可靠性、方便维修。便于组织专业化生产、提高可靠性、方便维修。3. 向高速化方向发展。向高速化方向发展。是提高效率的有效途径。不仅要提高执行机构运动速度，是提高效率的有效途径。不仅要提高执行机构运动速度，还要提高辅助机构运动速度。还要提高辅助机构运动速度。需解决：需解决： 降低振动和噪声降低振动和噪声 提高可靠性提高可靠性 减少摩擦和磨损减少摩擦和磨损 采用新技术采用新技术
