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1、2023/2/17,机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,6.1 自动化的方法及分类6.2 设备自动化的控制方式6.3 生产自动线,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,通用设备的自动化生产线改造,精度和刚度,减少投资,可靠性,当今我国的自动化制造问题,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备是机械制造生产线的基本单元，缩短辅助时间是提高生产效率的重要途径,生产率Q（件/min）,工作循环时间tg（min）,机械加工设备的自动化,6.1 自动化的方
2、法及分类,第6章 机械加工设备的自动化,单个工件的工作循环时间 tg,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,生产率Q（件/min）,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,机床生产曲线,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,切削时间和空程时间之间的制约,成熟的生产工艺,新工艺,提高生产效率有限,减少空程时间,提高生产效率,切削时间较长,必须,自动化,自动化,机械加工设备的自动化,6.1 自动化的方法及分类,第6章 机械加工设备的自动化,自动化设备分类,全（半）自动单机组合机床自动线（TL）数控机床（CNC)柔性制造单元,机械加工设备的自动化,第6章 机械
3、加工设备的自动化,6.1 自动化的方法及分类6.2 设备自动化的控制方式6.3 生产自动线,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,自动控制的构成,传递及转换机构,执行机构,指令存储装置,指令控制装置,自动化的控制方式,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,自动控制方式,分散控制,集中控制,开环控制,闭环控制,程序控制,数字控制,计算机控制,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加
4、工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,电气控制电气控制系统工作循环的表示方法：工作循环图主要用于表示组合机床单机的工作循环；工作循环表用于表示动作复杂的自动线；功能流程图是一种比前两种方式更为完善的，对单机和自动线都适用的表示方法；功能图是由一组顺序动作的“步进链”组成，链中每一个基本功能单元都表示一个独立功能。,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,
5、自动循环组合机床自动线的典型循环程序：,工件定位夹紧,各单机滑台向前快进、工进加工，同时输送带传送机构返回,各滑台加工完成并分别退回原位,拔出定位销松开工件,输送带向前,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.2 设备自动化的控制方式,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,第6章 机械加工设备的自动化,6.1 自动化的方法及分类6.2 设备自动化的控制方式6.3 生产自动线,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工
6、设备的自动化,1、自动线的组成和类型：按工艺设备类型，分为通用机床、组合机床、专用机床和转子自动线四类。按加工设备的连接方式，分为刚性联接的自动线和柔性联接的自动线。按工件的输送方式，分为直接输送的自动线和带随行夹具的自动线。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,图2-11所示是由三台组合机床组成的自动线，加工箱体零件。自动线中有转台9和鼓轮3，使工件转位以便进行多面加工。,1控制台，2组合机床，3鼓轮，4夹具，5切屑输送装置，6液压油泵站；7组合机床，8组合机床，9转台，10工件输送线，11输送带传动装置,图2-11 加工箱体零件的组合机床自动线,机械加工
7、设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线的组成,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,2、自动线的总体设计,1）分析对象产品2）自动线的生产节拍3）自动线总体工艺方案的拟定4）自动线的总体布局5）自动线周期表的绘制6）工件传输系统7）控制方式,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线生产节拍的确定：,式中,d全年有效工作日，d；t每日有效工作时间，h/d；Q该产品年生产数量，台；n每台产品该零件的件数，件/台；备品率；废品率；自动线的利用率，一般为60。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动
8、线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线总体工艺方案的拟定,1）基准的选择,基准：用来确定生产对象上几何要素之间几何关系所依据的那些点、线或面。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,基准的分类,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,2）工艺流程的拟定,第一阶段：选择每一个被加工面的加工方法；第二阶段：安排完成所有工序的先后次序；第三阶段：将工序按照机床和主轴箱编组，进而修订切削用量。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,外圆表面的加工路线,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章
9、机械加工设备的自动化,孔的加工路线,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,平面的加工路线,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,工序顺序的安排原则 1)先加工基准面，再加工其它表面；2)先加工平面，后加工孔；3)先加工主要表面，后加工次要表面保证位置度要求；4)先安排粗加工工序，后安排精加工工序；,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,热处理工序及表面处理工序的安排 1）为改善切削性能的热处理工序应安排在切削加工之前。2）为消除内应力的热处理工序最好安排在粗加工之后。3）为改善材料的力学物理性
10、质安排在半精加工之后。4）对于高精度精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件的尺寸。5）为提高零件表面性能的热处理工序、以装饰为目的热处理工序、表面处理工序一般都放在工艺过程的最后。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,其他工序安排 1）检查、检验工序：每个操作工人在操作过程中和操作结束以后都必须自检。2）切削加工之后，应安排去毛刺处理。3）工件在进入装配之前，一般都应安排清洗。4）去磁处理，并在去磁后进行清洗。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,3）自动线切削用量的选择,4）工序节拍的平衡,平衡生产节拍，首先要按拟订的工艺
11、流程，计算出每一工序的工作循环时间tg，平衡各工序的节拍，使实际的节拍与自动线生产纲领所要求的节拍相等或稍短一些，才能使自动线取得良好的经济效果。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线的总体布局,1、自动线总体布局的方式,工件直接输送时生产线的布局方式有：（1）直通式；（2）折线式；（3）旁通式工件装在随行夹具上输送时生产线的布局：（1）在水平面内返回（2）沿生产线的正上方返回（3）沿生产线的正下方返回（4）沿斜上方或斜下方返回,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机
12、械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械
13、加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,一、通用机床自动线 在通用机床自动线上完成的典型工艺主要是各种车削、车螺纹、磨外圆、磨内孔、磨端面、铣端面、打中心孔、铣花键、拉花键孔、切削齿轮和钻分布孔等。,1.对纳入自动线机床的要求：2.通用机床自动线的连线方法：涉及工件的输送方式、机床间的连接和排列、自动线布局、输送系统的布置等。工件输送：机床间连接：排列：图2-19分料：图2-20输送系统,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,顺序分料示意图,机械加工设备的自动化
14、,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,按需分料示意图,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线的布局形式,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线的布局形式,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,二、组合机床自动线 组合机床自动线是针对一个零件的全部加工要求和加工工序专门设计制成的由若干台组合机床组成的自动生产线。它与通用机床自动线有许多不同点：如每台机床的加工工艺都是指定的不作改变；工件的输送方式除直接输送外，还可利用随行夹具进行输送；线的规模较大，有的多达几十台机床；
15、有比较完善的自动监视和诊断系统，以提高其开动率等。组合机床自动线主要用于加工箱体类零件和畸形件，其数量占加工自动线总数的70%左右。,1组合机床自动线的分类及工件输送形式 2组合机床自动线的布局,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,组合机床划分工段原因,工件在自动线上姿势不同，被转位装置分隔而成工段；机床台数及刀具数量多，为减少由于故障而造成的停车损失，划分为独立工作的工段。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,典型组合机床自动线简介,机械加工设备的自
16、动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,2、自动线的总体联系尺寸图的绘制,机床间距离L及输送步距的确定为了方便工人出入和操作、维修设备，应保证相邻两台机床设备上运动部件的间距不小于600，则机床间的距离为：L600+B（）式中 B主轴箱宽度（）输送步距的确定:一般通用的步距取350-1700mm,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,装料高度的确定选择装料高度，应考虑到自动线管理人员看管、调整和维修设备的方便。根据实践经验，装料高度以取8001200较为适宜。对于较大的工件，装料高度应取低一些，一般取为850。考虑到中间床身排屑的可能性及结构刚
17、性，最小不应小于800。对于较小的工件，装料高度可适当增加，一般可选为10001100。对于采用垂直下方返回随行夹具的自动线，装料高度还可适当增至1200。绘制自动线立面布局图,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,自动线工作循环周期表的绘制,1）自动线基本工艺时间和辅助时间的计算：基本工艺时间 输送带向前时间 动力滑头的快速行程时间,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,2）工作循环周期表的绘制,工作循环周期表以自上而下排列的具有相同高度的矩形方块表示先
18、后顺序的各机构运动，以方块的长短表示运动的时间。工作循环周期表应反映所有机构的移动情况。,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,三、柔性自动线（Flexible Transfer Line-FTL）,为了适应多品种生产，原来由专用机床组成的自动线改用数控机床或由数控操作的组合机床组成柔性自动线。FTL的工艺基础是成组技术。按照成组加工对象确定工艺过程，选择适宜的数控加工设备和物料储运系统组成FTL。因此，一般的柔性自动线由以下三部分构成：数控机床、专用机床及组合机床；托板（工件）输送系统；控制系统。,1FTL的加工设备 2FTL的工件输送设备3FTL的控制设备,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,回转支架式换箱机床模块,机械加工设备的自动化,6.3 生产自动线,第6章 机械加工设备的自动化,数控2坐标和3坐标加工模块,2023/2/17,机械加工设备的自动化,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,
