第4章柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備第4章柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備14.1概述4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵1）在形式上a代替人的體力勞動(dòng)b代替或輔助人的腦力勞動(dòng)c實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。2）在功能上用TQCSE模型描述柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的目標(biāo)，分別為Time、Quality、Cost、Service、Environment.3)在范圍方面，柔性自動(dòng)化涉及到產(chǎn)品的全生命周期的所有過程。4.1概述4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵24.1.2柔性自動(dòng)化制造技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀1.發(fā)展歷程1）第一階段（1913年－）：剛性自動(dòng)化，包括剛性自動(dòng)化和自動(dòng)單機(jī)。2）第二階段（1930年－）：數(shù)控加工，包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控。3）第三階段（1965年－）：柔性制造4）第四階段（1973年－）:計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)5）第五階段（1991年－）：智能制造系統(tǒng)4.1.2柔性自動(dòng)化制造技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀1.發(fā)展歷程32.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1）集成技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)2）人機(jī)一體化系統(tǒng)3）單元系統(tǒng)及其技術(shù)4）制造過程計(jì)劃和調(diào)度5）柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的深度與廣度6）適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境7）加工系統(tǒng)的復(fù)合化和智能化2.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1）集成技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)43.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1）制造全球化2）制造敏捷化3）制造網(wǎng)絡(luò)化4）制造虛擬化5）制造智能化6）制造綠色化3.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1）制造全球化54.3工業(yè)機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人的定義是一種能夠自動(dòng)控制、可以重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)、能夠搬運(yùn)材料、工件或操持工具。操作機(jī)定義為“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可以在空間抓放物體或進(jìn)行其他操作的機(jī)械裝置”4.3工業(yè)機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人的定義6在現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人的作用及其重要性體現(xiàn)在三個(gè)方面：①機(jī)器人化的工序設(shè)備和系統(tǒng)(噴漆、焊裝)；②機(jī)器人裝配設(shè)備和系統(tǒng)(汽車裝配線)；③機(jī)器人搬運(yùn)設(shè)備和系統(tǒng)(自動(dòng)上下料機(jī)械手、加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng))。2．工業(yè)機(jī)器人的基本組成工業(yè)機(jī)器人一般由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元、控制系統(tǒng)三部分組成在現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人的作用及其重要性體現(xiàn)在三個(gè)方7柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備83.工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人可按坐標(biāo)形式、控制方式、驅(qū)動(dòng)方式和用途等進(jìn)行分類。3.工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人可按坐標(biāo)形式、控制方式、驅(qū)動(dòng)方94.3.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)1．工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按動(dòng)力源可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)三種基本類型。選用工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的性能要求、控制功能、運(yùn)行的功耗、應(yīng)用環(huán)境及作業(yè)要求、性能價(jià)格比以及其他因素進(jìn)行綜合考慮。在充分考慮各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，保證工業(yè)機(jī)器人的性能規(guī)范、可行性和可靠性。4.3.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)1．工業(yè)機(jī)器人的102．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)(1)控制系統(tǒng)的基本功能控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的大腦，其基本功能包括：1)記憶功能2)示教功能3)與外圍設(shè)備聯(lián)系功能4)坐標(biāo)設(shè)置功能5)人機(jī)接口6)傳感器接口7)位置伺服功能8)故障診斷與安全保護(hù)功能2．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)11(2)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成(2)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成12(3)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類機(jī)器人控制系統(tǒng)有五種不同的分類方式。1)按控制方式可分為順序控制、程序控制、自適應(yīng)控制和人工智能控制系統(tǒng)。2)按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。3)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制、軌跡控制系統(tǒng)。4)按控制總線標(biāo)準(zhǔn)可分為國際標(biāo)準(zhǔn)總線控制、自定義總線控制系統(tǒng)。5)按編程方式可分為物理設(shè)置編程、在線編程以及離線編程控制系統(tǒng)。(3)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類機(jī)器人控制系統(tǒng)有五種不同的分類方式13(4)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按機(jī)器人控制方式可將其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三類。1)集中控制方式：采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部控制功能，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但實(shí)時(shí)性差，難以擴(kuò)展。(4)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按機(jī)器人控制方式可將其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為142)主從控制方式：

采用主從兩級(jí)處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能，主CPU實(shí)現(xiàn)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生成和系統(tǒng)自診斷等；從CPU實(shí)現(xiàn)所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制。2)主從控制方式：采用主從兩級(jí)處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控15柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備163)分散控制方式：按系統(tǒng)的性質(zhì)和方式將系統(tǒng)控制分成幾個(gè)模塊，每一個(gè)模塊各有不同的控制任務(wù)和控制策略，各模塊之間可以是主從關(guān)系，也是平等關(guān)系。這種方式實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制，易于擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)智能控制，是目前流行的方式，3)分散控制方式：按系統(tǒng)的性質(zhì)和方式將系統(tǒng)控制分成幾個(gè)模塊，17柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備184.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1．弧焊機(jī)器人4.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1．弧焊機(jī)器人192．裝配機(jī)器人2．裝配機(jī)器人203．搬運(yùn)機(jī)器人3．搬運(yùn)機(jī)器人21工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人22一汽——大眾公司焊裝車間的機(jī)器人一汽——大眾公司焊裝車間的機(jī)器人235.其他用途機(jī)器人娛樂機(jī)器人：機(jī)器人演奏家5.其他用途機(jī)器人娛樂機(jī)器人：機(jī)器人演奏家24娛樂機(jī)器人世界上兩個(gè)賽事：微機(jī)器人世界杯和機(jī)器人世界杯1999年11月舉行首屆中國機(jī)器人足球錦標(biāo)賽娛樂機(jī)器人世界上兩個(gè)賽事：微機(jī)器人世界杯和機(jī)器人世界杯25服務(wù)機(jī)器人：清掃機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人：清掃機(jī)器人26保姆機(jī)器人保姆機(jī)器人27軍用機(jī)器人：機(jī)器人戰(zhàn)車軍用機(jī)器人：機(jī)器人戰(zhàn)車28軍用偵察機(jī)器人軍用偵察機(jī)器人29世界上最輕的機(jī)器人世界上最輕的機(jī)器人301997年的NASA第一個(gè)成功登陸火星的Sojourney實(shí)驗(yàn)機(jī)1997年的NASA第一個(gè)成功登陸火星的Sojourney實(shí)31人形機(jī)器人人形機(jī)器人32仿人型機(jī)器人仿人型機(jī)器人33柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備34柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備35壁虎機(jī)器人壁虎機(jī)器人36

世界上最靈巧的機(jī)械手

374．5柔性制造系統(tǒng)(FMS)4.5.1概述1．FMS的定義美國制造工程師協(xié)會(huì)的計(jì)算機(jī)輔助統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)會(huì)把柔性制造系統(tǒng)定義為:使用計(jì)算機(jī)控制柔性工作站和物料運(yùn)儲(chǔ)裝置來完成零件族中某一工序或一系列工序的一種集成制造統(tǒng)。4．5柔性制造系統(tǒng)(FMS)4.5.1概述38“中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語”的定義是：FMS是數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。FMS包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中等批量生產(chǎn)?！爸腥A人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語392．FMS的基本組成（1）FMS的硬件組成1）加工系統(tǒng)：兩臺(tái)以上數(shù)控或加工中心以及其他設(shè)備。2）自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)：工件和刀具運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（2）FMS的軟件組成軟件功能：FMS的計(jì)劃調(diào)度、運(yùn)行控制、系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)通信、質(zhì)量保證等。2．FMS的基本組成（1）FMS的硬件組成403.FMS的主要特征1）自動(dòng)進(jìn)行批量生產(chǎn)2）通過設(shè)置工藝流程及相關(guān)參數(shù)，便制造出相關(guān)零件族的任何零件3）自動(dòng)進(jìn)行物料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存4）具有多臺(tái)設(shè)備狀態(tài)下的零件混合化3.FMS的主要特征1）自動(dòng)進(jìn)行批量生產(chǎn)414.FMS中機(jī)床的配置形式（1）機(jī)床功能互補(bǔ)式（2）機(jī)床功能互換式（3）機(jī)床功能混合式4.FMS中機(jī)床的配置形式（1）機(jī)床功能互補(bǔ)式425.柔性制造系統(tǒng)FMS的類型柔性制造單元(FMC)

FMC由單臺(tái)帶多托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺(tái)以下的CNC機(jī)床組成,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC的柔性最高,可視為柔性制造系統(tǒng)FMS的基本單元,是柔性制造系統(tǒng)FMS向廉價(jià)、小型化方向發(fā)展的產(chǎn)物。FMC問世并應(yīng)用于生產(chǎn)比FMS晚6～8年,現(xiàn)已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

5.柔性制造系統(tǒng)FMS的類型柔性制造單元(FMC)

FM43柔性自動(dòng)制造線(FML)

柔性制造線FML是處于非柔性自動(dòng)線和FMS之間的生產(chǎn)線,對(duì)物料系統(tǒng)的柔性要求低于FMS，但生產(chǎn)效率更高。FML采用的機(jī)床大多為多軸主軸箱的換箱式或轉(zhuǎn)塔式組合加工中心，能同時(shí)或依次加工少量不同的零件。FML技術(shù)已日趨成熟,進(jìn)入實(shí)用階段。

柔性自動(dòng)制造線(FML)

柔性制造線FML是處于非柔性44柔性制造工廠(FMF)

FMF是將多個(gè)FMS連接起來，配置自動(dòng)化立體倉庫，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集成控制，實(shí)現(xiàn)從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整生產(chǎn)過程。柔性制造工廠(FMF)

FMF是將多個(gè)FMS連接起來，454.5.2FMS中的加工系統(tǒng)1.加工系統(tǒng)的配置與要求加工回轉(zhuǎn)體與非回轉(zhuǎn)體兩大類。2.加工系統(tǒng)的遵循原則：1）工序的集中性2）功能的擴(kuò)展性3）剛度、精度和速度4）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性5）操作性、可靠性和可維修性6）自保護(hù)和自維護(hù)性7）環(huán)境的適應(yīng)性和保護(hù)性4.5.2FMS中的加工系統(tǒng)1.加工系統(tǒng)的配置與要求462．常用的加工設(shè)備加工中心是一種備有刀庫并能按預(yù)定程序自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的高效數(shù)控機(jī)床。其最大特點(diǎn)是工序集中和自動(dòng)化程度高，可減少工件裝夾次數(shù)，避免工件多次定位所產(chǎn)生的累積誤差，節(jié)省輔助時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效加工。加工中心按工藝用途可分為鏜銑加工中心、車削加工中心、鉆削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。2．常用的加工設(shè)備加工中心是一種備有刀庫并能按預(yù)定程序自動(dòng)更47(1)加工中心加工中心完成鏜、銑、鉆、攻螺紋等工作，與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別是，加工中心附有刀庫和自動(dòng)換刀裝置。(1)加工中心48加工中心的刀庫類型有鏈?zhǔn)?、盤式和轉(zhuǎn)塔式等。鏈?zhǔn)降稁斓奶攸c(diǎn)是存刀量多、擴(kuò)展性好、在加工中心上的配置位置靈活，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。盤式和轉(zhuǎn)塔式刀庫的特點(diǎn)是構(gòu)造簡單，適當(dāng)選擇刀庫位置還可省略換刀機(jī)械手，但刀庫容量有限。根據(jù)用途，加工中心刀庫的存刀量可為幾把到數(shù)百把，最常見的是20～80把。加工中心的自動(dòng)換刀裝置常采用公用換刀機(jī)械手。公用換刀機(jī)械手有單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式和軌道式等。加工中心的刀庫類型有鏈?zhǔn)?、盤式和轉(zhuǎn)塔式等。鏈?zhǔn)降稁斓奶攸c(diǎn)是存49(2)車削加工中心(3)數(shù)控組合機(jī)床(2)車削加工中心(3)數(shù)控組合機(jī)床504.5.3FMS中的物流系統(tǒng)在FMS中流動(dòng)的物料主要包括工件、刀具、夾具、切屑以及切削液。物流系統(tǒng)是FMS從進(jìn)口到出口，實(shí)現(xiàn)對(duì)上述物料自動(dòng)識(shí)別、存儲(chǔ)、分配、輸送、交換和管理的系統(tǒng)。由于工件和刀具的流動(dòng)頻率較高，故FMS中的物流系統(tǒng)主要由工件流系統(tǒng)和刀具流系統(tǒng)兩部分組成。物流系統(tǒng)主要包括輸送裝置、交換裝置、緩沖裝置和存儲(chǔ)裝置等基本裝置。4.5.3FMS中的物流系統(tǒng)511．物流系統(tǒng)的輸送裝置(1)對(duì)FMS輸送裝置的基本要求1)通用性2)變更性3)擴(kuò)展性4)靈活性5)可靠性6)安全性1．物流系統(tǒng)的輸送裝置52(2)FMS輸送裝置的工作路徑輸送裝置的工作路徑有直線運(yùn)行、環(huán)線運(yùn)行和網(wǎng)線運(yùn)行三種方式。（3）FMS輸送裝置及其分類1）輸送帶2）自動(dòng)小車(2)FMS輸送裝置的工作路徑輸送裝置的工作路徑有直線運(yùn)行、532.物流系統(tǒng)的物料裝卸與交換裝置常見的裝卸與交換裝置有箱體類零件的托盤交換器、加工中心的換刀機(jī)械手、自動(dòng)倉庫的堆垛機(jī)、輸送系統(tǒng)與工件裝卸站的裝卸設(shè)備等。2.物流系統(tǒng)的物料裝卸與交換裝置常見的裝卸與交換裝置有箱體類54第4章柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備第4章柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備554.1概述4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵1）在形式上a代替人的體力勞動(dòng)b代替或輔助人的腦力勞動(dòng)c實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、管理、控制和優(yōu)化。2）在功能上用TQCSE模型描述柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的目標(biāo)，分別為Time、Quality、Cost、Service、Environment.3)在范圍方面，柔性自動(dòng)化涉及到產(chǎn)品的全生命周期的所有過程。4.1概述4.1.1制造自動(dòng)化技術(shù)的內(nèi)涵564.1.2柔性自動(dòng)化制造技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀1.發(fā)展歷程1）第一階段（1913年－）：剛性自動(dòng)化，包括剛性自動(dòng)化和自動(dòng)單機(jī)。2）第二階段（1930年－）：數(shù)控加工，包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控。3）第三階段（1965年－）：柔性制造4）第四階段（1973年－）:計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)5）第五階段（1991年－）：智能制造系統(tǒng)4.1.2柔性自動(dòng)化制造技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀1.發(fā)展歷程572.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1）集成技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)2）人機(jī)一體化系統(tǒng)3）單元系統(tǒng)及其技術(shù)4）制造過程計(jì)劃和調(diào)度5）柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的深度與廣度6）適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境7）加工系統(tǒng)的復(fù)合化和智能化2.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀1）集成技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)583.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1）制造全球化2）制造敏捷化3）制造網(wǎng)絡(luò)化4）制造虛擬化5）制造智能化6）制造綠色化3.柔性自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展趨勢1）制造全球化594.3工業(yè)機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人的定義是一種能夠自動(dòng)控制、可以重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)、能夠搬運(yùn)材料、工件或操持工具。操作機(jī)定義為“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可以在空間抓放物體或進(jìn)行其他操作的機(jī)械裝置”4.3工業(yè)機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人的定義60在現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人的作用及其重要性體現(xiàn)在三個(gè)方面：①機(jī)器人化的工序設(shè)備和系統(tǒng)(噴漆、焊裝)；②機(jī)器人裝配設(shè)備和系統(tǒng)(汽車裝配線)；③機(jī)器人搬運(yùn)設(shè)備和系統(tǒng)(自動(dòng)上下料機(jī)械手、加工中心自動(dòng)換刀系統(tǒng))。2．工業(yè)機(jī)器人的基本組成工業(yè)機(jī)器人一般由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元、控制系統(tǒng)三部分組成在現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展中，工業(yè)機(jī)器人的作用及其重要性體現(xiàn)在三個(gè)方61柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備623.工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人可按坐標(biāo)形式、控制方式、驅(qū)動(dòng)方式和用途等進(jìn)行分類。3.工業(yè)機(jī)器人的分類工業(yè)機(jī)器人可按坐標(biāo)形式、控制方式、驅(qū)動(dòng)方634.3.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)1．工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按動(dòng)力源可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)三種基本類型。選用工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的性能要求、控制功能、運(yùn)行的功耗、應(yīng)用環(huán)境及作業(yè)要求、性能價(jià)格比以及其他因素進(jìn)行綜合考慮。在充分考慮各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，保證工業(yè)機(jī)器人的性能規(guī)范、可行性和可靠性。4.3.2工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)1．工業(yè)機(jī)器人的642．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)(1)控制系統(tǒng)的基本功能控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的大腦，其基本功能包括：1)記憶功能2)示教功能3)與外圍設(shè)備聯(lián)系功能4)坐標(biāo)設(shè)置功能5)人機(jī)接口6)傳感器接口7)位置伺服功能8)故障診斷與安全保護(hù)功能2．工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)65(2)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成(2)機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成66(3)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類機(jī)器人控制系統(tǒng)有五種不同的分類方式。1)按控制方式可分為順序控制、程序控制、自適應(yīng)控制和人工智能控制系統(tǒng)。2)按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。3)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制、軌跡控制系統(tǒng)。4)按控制總線標(biāo)準(zhǔn)可分為國際標(biāo)準(zhǔn)總線控制、自定義總線控制系統(tǒng)。5)按編程方式可分為物理設(shè)置編程、在線編程以及離線編程控制系統(tǒng)。(3)機(jī)器人控制系統(tǒng)的分類機(jī)器人控制系統(tǒng)有五種不同的分類方式67(4)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按機(jī)器人控制方式可將其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三類。1)集中控制方式：采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部控制功能，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但實(shí)時(shí)性差，難以擴(kuò)展。(4)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按機(jī)器人控制方式可將其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為682)主從控制方式：

采用主從兩級(jí)處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控制功能，主CPU實(shí)現(xiàn)管理、坐標(biāo)變換、軌跡生成和系統(tǒng)自診斷等；從CPU實(shí)現(xiàn)所有關(guān)節(jié)的動(dòng)作控制。2)主從控制方式：采用主從兩級(jí)處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全部控69柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備703)分散控制方式：按系統(tǒng)的性質(zhì)和方式將系統(tǒng)控制分成幾個(gè)模塊，每一個(gè)模塊各有不同的控制任務(wù)和控制策略，各模塊之間可以是主從關(guān)系，也是平等關(guān)系。這種方式實(shí)時(shí)性好，易于實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制，易于擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)智能控制，是目前流行的方式，3)分散控制方式：按系統(tǒng)的性質(zhì)和方式將系統(tǒng)控制分成幾個(gè)模塊，71柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備724.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1．弧焊機(jī)器人4.3.3工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例1．弧焊機(jī)器人732．裝配機(jī)器人2．裝配機(jī)器人743．搬運(yùn)機(jī)器人3．搬運(yùn)機(jī)器人75工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人76一汽——大眾公司焊裝車間的機(jī)器人一汽——大眾公司焊裝車間的機(jī)器人775.其他用途機(jī)器人娛樂機(jī)器人：機(jī)器人演奏家5.其他用途機(jī)器人娛樂機(jī)器人：機(jī)器人演奏家78娛樂機(jī)器人世界上兩個(gè)賽事：微機(jī)器人世界杯和機(jī)器人世界杯1999年11月舉行首屆中國機(jī)器人足球錦標(biāo)賽娛樂機(jī)器人世界上兩個(gè)賽事：微機(jī)器人世界杯和機(jī)器人世界杯79服務(wù)機(jī)器人：清掃機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人：清掃機(jī)器人80保姆機(jī)器人保姆機(jī)器人81軍用機(jī)器人：機(jī)器人戰(zhàn)車軍用機(jī)器人：機(jī)器人戰(zhàn)車82軍用偵察機(jī)器人軍用偵察機(jī)器人83世界上最輕的機(jī)器人世界上最輕的機(jī)器人841997年的NASA第一個(gè)成功登陸火星的Sojourney實(shí)驗(yàn)機(jī)1997年的NASA第一個(gè)成功登陸火星的Sojourney實(shí)85人形機(jī)器人人形機(jī)器人86仿人型機(jī)器人仿人型機(jī)器人87柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備88柔性自動(dòng)化制造技術(shù)與裝備89壁虎機(jī)器人壁虎機(jī)器人90

世界上最靈巧的機(jī)械手

914．5柔性制造系統(tǒng)(FMS)4.5.1概述1．FMS的定義美國制造工程師協(xié)會(huì)的計(jì)算機(jī)輔助統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)會(huì)把柔性制造系統(tǒng)定義為:使用計(jì)算機(jī)控制柔性工作站和物料運(yùn)儲(chǔ)裝置來完成零件族中某一工序或一系列工序的一種集成制造統(tǒng)。4．5柔性制造系統(tǒng)(FMS)4.5.1概述92“中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語”的定義是：FMS是數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。FMS包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中等批量生產(chǎn)。“中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語932．FMS的基本組成（1）FMS的硬件組成1）加工系統(tǒng)：兩臺(tái)以上數(shù)控或加工中心以及其他設(shè)備。2）自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)：工件和刀具運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（2）FMS的軟件組成軟件功能：FMS的計(jì)劃調(diào)度、運(yùn)行控制、系統(tǒng)管理和網(wǎng)絡(luò)通信、質(zhì)量保證等。2．FMS的基本組成（1）FMS的硬件組成943.FMS的主要特征1）自動(dòng)進(jìn)行批量生產(chǎn)2）通過設(shè)置工藝流程及相關(guān)參數(shù)，便制造出相關(guān)零件族的任何零件3）自動(dòng)進(jìn)行物料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存4）具有多臺(tái)設(shè)備狀態(tài)下的零件混合化3.FMS的主要特征1）自動(dòng)進(jìn)行批量生產(chǎn)954.FMS中機(jī)床的配置形式（1）機(jī)床功能互補(bǔ)式（2）機(jī)床功能互換式（3）機(jī)床功能混合式4.FMS中機(jī)床的配置形式（1）機(jī)床功能互補(bǔ)式965.柔性制造系統(tǒng)FMS的類型柔性制造單元(FMC)

FMC由單臺(tái)帶多托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺(tái)以下的CNC機(jī)床組成,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。FMC的柔性最高,可視為柔性制造系統(tǒng)FMS的基本單元,是柔性制造系統(tǒng)FMS向廉價(jià)、小型化方向發(fā)展的產(chǎn)物。FMC問世并應(yīng)用于生產(chǎn)比FMS晚6～8年,現(xiàn)已進(jìn)入普及應(yīng)用階段。

5.柔性制造系統(tǒng)FMS的類型柔性制造單元(FMC)

FM97柔性自動(dòng)制造線(FML)

柔性制造線FML是處于非柔性自動(dòng)線和FMS之間的生產(chǎn)線,對(duì)物料系統(tǒng)的柔性要求低于FMS，但生產(chǎn)效率更高。FML采用的機(jī)床大多為多軸主軸箱的換箱式或轉(zhuǎn)塔式組合加工中心，能同時(shí)或依次加工少量不同的零件。FML技術(shù)已日趨成熟,進(jìn)入實(shí)用階段。

柔性自動(dòng)制造線(FML)

柔性制造線FML是處于非柔性98柔性制造工廠(FMF)

FMF是將多個(gè)FMS連接起來，配置自動(dòng)化立體倉庫，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集成控制，實(shí)現(xiàn)從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整生產(chǎn)過程。柔性制造工廠(FMF)

FMF是將多個(gè)FMS連接起來，994.5.2FMS中的加工系統(tǒng)1.加工系統(tǒng)的配置與要求加工回轉(zhuǎn)體與非回轉(zhuǎn)體兩大類。2.加工系統(tǒng)的遵循原則：1）工序的集中性2）功能的擴(kuò)展性3）剛度、精度和速度4）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性5）操作性、可靠性和可維修性6）自保護(hù)和自維護(hù)性7）環(huán)境的適應(yīng)性和保護(hù)性4.5.2FMS中