第三章-自动化加工设备

第三章自动化设备第一节MAS设备的选择原则第二节自动化加工设备第三节MAS的辅助设备第一节MAS设备的选择原则一、设备选择的一般原则1)质量在选择设备时所涉及的质量是一种广义的质量。它包括：①制造的产品满足用户期望值的程度；②设备使用者对设备功能的基本要求，可以称这种要求为功能要求。2)生产率(时间)根据自动化制造系统的设计产量、利润、市场等因素可以规定其生产率，在满足质量约束的方案集内，找出满足生产率约束的方案集。3)柔性当环境条件变化时，如产品品种改变、技术条件改变、零件制造工艺改变等，如果系统不需要多大的调整，不需花费多长时间就可以适应这种变化，仍然低成本高效率地生产出新的产品，我们说这种系统柔性好，反之则柔性差。在自动化制造系统决策过程中，将柔性作为主要因素加以考虑。4)成本在满足以上约束条件的可行方案集内，应按成本最低的原则选择设备，可以采用数学规划法求解。1工序集中2控制功能强、柔性好3具有通信接口4高刚度、高精度、高速度5其它要求a)使用经济性好b)操作性、可靠性、维修性好c)自保护性、自维护性好d)对环境的适应性与保护性好e)技术资料齐全，机床上的各种显示、标记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。二、FMS对机床的要求FMS对机床的要求三、独立工作站的设备配置（一）机械加工工作站机械加工工作站一般泛指各类机床。机床类型、规格、性能、数量，决定了自动化制造系统的加工能力。机床的功能要求：A）满足零件族工艺要求（决定工艺范围）如车削中心用于加工回转体类零件，板材加工中心用于板材加工，卧式加工中心适用于加工箱体、泵体、阀体和壳体等需要多面加工的零件，立式加工中心适用于加工板料零件，如箱盖、盖板、壳体和模具型腔等单面加工零件。B）满足生产能力（生产纲领）。C）与机床配置形式相适应。加工设备类型选择还受到机床配置形式的影响。在互替形式下，强调工序集中，要有较大的柔性和较宽的工艺范围。而在互补形式下，主要考虑生产率，较多用立式机床甚至专用机床。D）选择加工中心时还应考虑它的尺寸及排屑装置的位置等。E）性价比等。通常卧式加工中心工艺比较广泛，但同类规格的机床，一般卧式机床的价格比立式机床贵80％-100％。有时可考虑用夹具来扩充立式机床的工艺范围。（二）工件装卸站装卸站设有机动、液动或手动的工作台。装卸站功能要求：A结构型式与工件或托盘生产率相适应。B操作要求高度统一。工作台至地面的高度以便于操作者在托盘上装卸夹具及工件为宜。（工件自动导引小车可将托盘从工作台上取走或将托盘推上工作台）C自动控制功能。在装卸站设置计算机终端，操作人员通过终端可以接收来自自动化制造系统各单元控制器的作业指令或提出作业请求。D监视识别功能。防止错装的工件进入自动化制造系统。E装卸站的数目取决于自动化制造系统的规模及工件进出自动化制造系统的频率。F对于过重无法用人力搬运的工件，在装卸站还应设置吊车或叉车作为辅助搬运设备。G在装卸站还应设置自动开启式防护闸门或其它安全防护装置，避免自动导引小车取走托盘时误伤操作者。（三）工件检测站在线检测时，检测站布置在线内。测量机的检测过程由NC程序控制。测量结果反馈到自动化制造系统的控制器，用以判断刀具性能的变化，控制刀具的补偿量或实施其它控制行为，迅速判定工件加工中的问题。离线检测时，检测站的设置往往距加工设备较远。通过计算机终端人工将检测信息送入系统。由于整个检测时间及检测过程的滞后性，其检测信息不能对系统进行实时反馈控制。（四）清洗工作站设置在线检测工作站的自动化制造系统，一般都设置清洗工作站．以彻底清除切屑及灰尘，提高测量的准确性。如机械加工工作站本身具有清洗站的功能，则清洗工作站可以单独设置。第二节MAS的设备一、组合机床数控镗铣、加工中心机床的类型立式龙门式卧式高速加工中心二、数控机床数控高速铣削加工高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料常见加工中心的分类按工艺用途可分为镗铣加工中心、车削加工中心、钻削加工中心、攻螺纹加工中心及磨削加工中心等。按主轴在加工时的空间位置可分为立式加工中心、卧式加工中心、立卧两用（也称万能、五面体、复合）加工中心。加工中心（镗铣加工中心）镗铣加工中心与普通数控镗床和数控铣床的区别之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。卧式加工中心三、加工中心五轴车铣中心多轴联动、复合加工五轴加工中心立式加工中心nXYZ图2-41JCS-018立式加工中心1—床身2—滑座3—工作台4—立柱5—数控柜6—机械手7—刀库8—主轴箱9—驱动电柜10—操纵面板加工中心刀库加工中心的刀库有链式、盘式和转塔式等基本类型。双臂式机械手从刀库中挑选所需刀具的方法有：顺序选择法刀座编码法刀具编码法刀具刀座跟踪记忆法常用双臂式机械手的手爪结构形式有钩手、抱手、伸缩手和叉手换料装置加工中心中最为常见的换料装置是托盘交换器（AutomaticPal1etChanger——APC），它不仅是加工系统与物流系统间的工件输送接口，也有物流系统工件缓冲站的作用。托盘交换器按其运动方式有回转式和往复式两种。第三节MAS的辅助设备二、去毛刺设备机加工中去毛刺工作量很大，电解去毛刺效率高，节省费用。加工原理是尖角处电流密度最高。去毛刺时间与加工电压、加工间隙及电解液参数有关。智能控制的电化学齿轮修形工艺源于电解去毛刺和倒圆角。电解倒棱去毛刺图4-24齿轮电解去毛刺一、清洗站超声波清洗切屑处理系统：清除，输送，分离。断屑：刀具断屑等措施加工部位封闭排屑机床、工夹具设计要便于排屑冷却液冲，或压缩空气吹切屑输送（通常采用地下输送管道）切屑再处理（打包）三、切屑和冷却液处理系统图3-34螺旋式切屑输送机1－减速器2－万向接头3－螺旋对于极细碎的切屑或磨屑的处理，一般在冷却站内采用电磁带式输屑装置，将碎屑或粉屑吸在皮带上排送池外。而不易沉淀且无磁性的碎屑（如铝屑），可使用专门的纸质或布质的过滤器。习题1.MAS常用的加工设备种类有哪些？柔性设备是否一定比刚性设备好？为什么？2.MAS设备选择的一般要求。3.FMS中各独立工作站的设备配置内容、形式及其影响因素。。5.MAS包括哪些辅助设备？