自動(dòng)化制造系統(tǒng)-ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化第三章加工設(shè)備自動(dòng)化

加工設(shè)備自動(dòng)化是指在加工過(guò)程中所用的加工設(shè)備能夠高效、精密、可靠地自動(dòng)進(jìn)行加工，此外還應(yīng)能進(jìn)一步集中工序和具有一定的柔性。▲高效——生產(chǎn)率要達(dá)到一定高的水平；▲精密——加工精度要求成品公差帶的分散度??；▲可靠——其設(shè)備已能達(dá)到極少故障。改變傳統(tǒng)工藝，提高效率采用特種加工方法和測(cè)量技術(shù)自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化第一節(jié)加工設(shè)備自動(dòng)化概述▲要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化，首先是加工設(shè)備自動(dòng)化，為什么？各類金屬切削機(jī)床和其他機(jī)械加工設(shè)備是機(jī)械制造的基本生產(chǎn)手段和主要組成單元?！裁词羌庸ぴO(shè)備自動(dòng)化？實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)了輔助工作自動(dòng)化的加工設(shè)備。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化一、加工設(shè)備自動(dòng)化的意義

▲加工設(shè)備工作過(guò)程自動(dòng)化可以縮短輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度?！鴨闻_(tái)加工設(shè)備的自動(dòng)化能較好地滿足零件加工過(guò)程中某個(gè)或幾個(gè)工序的加工半自動(dòng)化和自動(dòng)化的需要，為多機(jī)床管理創(chuàng)造了條件，是建立自動(dòng)生產(chǎn)線和過(guò)渡到全盤自動(dòng)化的必要前提，▲加工設(shè)備的自動(dòng)化是零件整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化的基本問(wèn)題之一，是機(jī)械制造廠實(shí)現(xiàn)零件加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化二、加工設(shè)備自動(dòng)化的途徑▲主要內(nèi)容——加工循環(huán)自動(dòng)化，至于其他內(nèi)容則根據(jù)機(jī)床的加工要求的不同而有所差異。兩方面：機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化，機(jī)床輔助工作自動(dòng)化表3—1加工設(shè)備自動(dòng)化的主要內(nèi)容自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備自動(dòng)化的途徑： ——對(duì)半自動(dòng)加工設(shè)備通過(guò)配置自動(dòng)上下料裝置以實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備的完全自動(dòng)化；——對(duì)通用加工設(shè)備運(yùn)用電氣控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等進(jìn)行自動(dòng)化改造；——根據(jù)加工工件的特點(diǎn)和工藝要求設(shè)計(jì)制造專用的自動(dòng)化加工設(shè)備，如組合機(jī)床等；——采用數(shù)控加工設(shè)備，包括數(shù)控機(jī)床、加工中心等。通用機(jī)床進(jìn)行改造需要注意點(diǎn)：（1）足夠的精度和剛度（2）控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定（3）降低改造工作量，減少成本自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化半自動(dòng)加工設(shè)備

在一般情況下，只實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程自動(dòng)化的設(shè)備，稱為半自動(dòng)加工設(shè)備。自動(dòng)化加工設(shè)備

實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程自動(dòng)化（其主要內(nèi)容為加工循環(huán)自動(dòng)化），并具有自動(dòng)裝卸工件能力的設(shè)備，稱為自動(dòng)化加工設(shè)備。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化因此，由工作循環(huán)時(shí)間所決定的生產(chǎn)率Q（件/min）：三、自動(dòng)化加工設(shè)備的生產(chǎn)率分析與分類

1．生產(chǎn)率分析當(dāng)自動(dòng)化加工設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，加工一個(gè)工件的工作循環(huán)時(shí)間

是由切削時(shí)間和空程輔助時(shí)間組成的，即

顯然，為了提高生產(chǎn)率，必須同時(shí)減少

和。（3—1）（3—2）自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

為進(jìn)一步分析減少

和

之間的相互關(guān)系，將式（3—2）變換一下形式:

式中K為理想的工藝生產(chǎn)率，（3—3）自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

以K為橫坐標(biāo)，Q為縱坐標(biāo)，根據(jù)不同的

值，可將式（3-3）作曲線組，如圖3—1所示。從圖中可以看出：

圖3—1①當(dāng)

為某一定值時(shí)（例如

），雖然減少切削時(shí)間（即增加K），開(kāi)始生產(chǎn)率Q有較顯著的增長(zhǎng)，但往后由于

的比重相對(duì)增大，生產(chǎn)率Q的提高就愈來(lái)愈不顯著了。②如果進(jìn)一步減少

，則

愈小，增加K時(shí)生產(chǎn)率Q的提高就愈顯著。③當(dāng)切削時(shí)間

愈少時(shí)，減少

對(duì)提高生產(chǎn)率Q的收效愈大。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲

和

對(duì)機(jī)床生產(chǎn)率的影響是相互制約和相互促進(jìn)的?！?dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)展到一定水平，即工藝生產(chǎn)率K提高到一定程度時(shí)，必須提高機(jī)床自動(dòng)化程度，進(jìn)一步減少空程輔助時(shí)間，促使生產(chǎn)率不斷提高?！谙鄬?duì)落后的工藝基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化，生產(chǎn)率的提高是有限的。

應(yīng)當(dāng)在先進(jìn)的工藝基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化

生產(chǎn)率與自動(dòng)化的關(guān)系：

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化2．分類 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加工過(guò)程自動(dòng)化水平不斷提高，使得生產(chǎn)率得到了很大的發(fā)展，先后開(kāi)發(fā)了適應(yīng)不同生產(chǎn)率水平要求的自動(dòng)化加工設(shè)備，主要有以下各類：1）全（半）自動(dòng)單機(jī)又分為單軸和多軸全（半）自動(dòng)單機(jī)兩類。4）組合機(jī)床5）自動(dòng)線（TransferLine，簡(jiǎn)稱TL）2）一般數(shù)控機(jī)床（NC）3）加工中心（MC）6）柔性制造單元（FMC）自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化第二節(jié)切削加工自動(dòng)化▲切削加工定義——使用切削工具（包括刀具、磨具和磨料），在工具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，把工件上多余的材料層切除成為切屑，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、精度和表面質(zhì)量的加工方法?！邢骷庸し诸悺辞邢鞣椒ǚ譃椋很囅?、鉆削、鏜削、銑削、刨削、插削、鋸削、拉削、磨削、精整和光整加工等?！邢骷庸どa(chǎn)率的提高——減少切削加工輔助時(shí)間，提高設(shè)備的自動(dòng)化程度▲切削加工的永恒主題——精度、加工效率、節(jié)材、節(jié)能和降低加工成本自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化一、車削加工自動(dòng)化

車削加工主要是通過(guò)車刀對(duì)隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成金屬切削工作的一種加工形式。1.單軸機(jī)械式自動(dòng)車床▲加工對(duì)象——用于棒料、盤料加工▲動(dòng)作控制——采用凸輪和擋塊或數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)控制刀架、主軸箱的運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(yùn)動(dòng)▲類型——單軸縱切自動(dòng)車床、主軸箱固定型單軸自動(dòng)車床、單軸轉(zhuǎn)塔自動(dòng)車床和單軸橫切自動(dòng)車床

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3-2NG-1014B型單軸自動(dòng)車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖1-1號(hào)縱向進(jìn)給凸輪2-接料臂進(jìn)給凸輪3-1、2號(hào)進(jìn)給凸輪4-1、4號(hào)進(jìn)給凸輪5-夾緊松開(kāi)夾緊凸輪6-3號(hào)進(jìn)給凸輪7-銑槽用凸輪8-擋料臂擺動(dòng)凸輪9-螺紋附件進(jìn)給凸輪10-螺紋附件變速凸輪自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化2.數(shù)控車床

▲優(yōu)點(diǎn)——精度高、效率高、柔性大、可靠性好、工藝能力強(qiáng)▲主要特點(diǎn)：①數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度高；②數(shù)控車床具有高精度；③數(shù)控車床能實(shí)現(xiàn)多種工序復(fù)合的全部加工；④數(shù)控車床具有高柔性?！愋汀ㄓ眯?、卡盤型、排刀型、雙主軸型、棒料型以及一些專門化車床等自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化1）傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是把接收來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—3數(shù)控單軸縱切自動(dòng)車床傳動(dòng)系統(tǒng)

1—刀架座2—雙速電動(dòng)機(jī)3—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)4—蝸輪蝸桿副5—滾珠絲杠螺母副自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化進(jìn)給運(yùn)動(dòng)脈沖當(dāng)量（即一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的進(jìn)給軸移動(dòng)量）為：

Z軸（主軸箱進(jìn)給）X軸（刀架進(jìn)給）

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化2）刀架系統(tǒng)——常用轉(zhuǎn)塔刀架和排刀架，各種刀架均可按需要配備動(dòng)力刀座，有的采用帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置。圖3—4液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)塔刀架

1—液壓缸2—液壓馬達(dá)3—小齒輪4—中心齒輪5—中心軸

6—彈簧7、8—齒盤9—編碼器齒輪10—編碼器自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—5排刀架結(jié)構(gòu)自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化3）測(cè)量裝置測(cè)量元件將數(shù)控車床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來(lái)并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對(duì)反饋回來(lái)的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較，并向傳動(dòng)系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。觸發(fā)式測(cè)頭具有三維測(cè)量功能，其工作原理相當(dāng)一個(gè)重復(fù)定位精度很高的觸頭開(kāi)關(guān)。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—6觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量典型過(guò)程

a）測(cè)量系統(tǒng)

b）測(cè)量典型過(guò)程自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化3.車削中心車削加工中心是一種以車削加工模式為主，添加銑削動(dòng)力刀座、動(dòng)力刀盤或機(jī)械手，可進(jìn)行銑削加工模式的車—銑合一的切削加工機(jī)床類型。車削加工中心常見(jiàn)類型有：臥式車削中心和立式車削中心

圖3—7臥式車削中心

圖3—8立式車削中心

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲與數(shù)控臥式車床的區(qū)別：

——車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上帶有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力刀座；

——主軸具有按輪廓成形要求進(jìn)行連續(xù)回轉(zhuǎn)（不等速回轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)；

——主軸具有進(jìn)行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)。

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲主軸定向機(jī)構(gòu)和C軸功能

——C軸功能定義：通過(guò)位置控制使主軸具有在不同角度上定位的能力。

——C軸功能的好處：控制主軸連續(xù)分度，同時(shí)與刀架的X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)來(lái)銑削各種曲線槽、車螺紋、車多邊形等，也可定向停車。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化—C軸功能的實(shí)現(xiàn)圖3—9C軸的機(jī)械傳動(dòng)示意圖

1—主軸2、5—軸承3—柱銷4—蝸桿6—C軸箱體支軸7—齒形帶8—電動(dòng)機(jī)9—蝸輪自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲多主軸、雙主軸和輔助主軸——為了實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上對(duì)車削工件的“全部加工”，可采用帶輔助主軸（第2主軸）的車削中心以及雙主軸、雙輔助主軸的車削中心。

——多主軸的車削中心能在一臺(tái)機(jī)床上完成更多加工工序，既縮短了加工周期，又提高了工件精度。圖3—10雙主軸雙刀塔車削中心的結(jié)構(gòu)及加工示意a)結(jié)構(gòu)b)加工示意

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化二、鉆銑削加工自動(dòng)化1.鉆削自動(dòng)化

鉆削自動(dòng)化大部分都是在各類普通鉆床的基礎(chǔ)上，配備點(diǎn)位數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其定位精度為～。數(shù)控鉆床通常有立式、臥式、專門化以及鉆削加工中心幾種。鉆削加工中心以鉆削為主，可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋等加工，還兼有輕載荷銑削、鏜削功能。除了工作臺(tái)的X、Y向運(yùn)動(dòng)和主軸的Z向運(yùn)動(dòng)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)進(jìn)行外，鉆削中心在此基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—11帶轉(zhuǎn)塔的鉆削中心主傳動(dòng)系統(tǒng)b)轉(zhuǎn)塔頭1—主電動(dòng)機(jī)2—蝸桿副3—槽輪機(jī)構(gòu)4—轉(zhuǎn)塔頭5—主軸6—定位齒盤7—滑移齒輪8—液壓缸

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化2.銑削自動(dòng)化

銑削是通過(guò)回轉(zhuǎn)多刃刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工的一種手段，其對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備稱為銑床。它幾乎應(yīng)用于所有的機(jī)械制造及修理部門，一般用于粗加工及半精加工，有時(shí)也用于精加工。除能加工平面、溝槽、輪齒、螺紋、花鍵軸等外，還可加工比較復(fù)雜的型面。數(shù)控銑床、仿形銑床的出現(xiàn)，提高了銑床的加工精度和自動(dòng)化程度，使復(fù)雜型面加工自動(dòng)化成為可能。特別是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了銑床的自動(dòng)化程度。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

三、加工中心

加工中心是備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床。通常，加工中心僅指主要完成鏜銑加工的加工中心。圖3—12臥式銑鏜加工中心自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

1．加工中心的特點(diǎn)、類型與適用范圍

——適用范圍廣

——加工精度高

——生產(chǎn)率高

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化表3—2加工中心類型及適用范圍類

型布局型式特

點(diǎn)適用范圍立式加工中心

固定立柱型、移動(dòng)立柱型

主軸支承跨距較小。占地面積較小，剛性低于臥式加工中心，刀庫(kù)容量多為16～40

中型零件，高度尺寸較小的零件加工，尤其是蓋板類零件加工臥式加工中心

固定立柱型、移動(dòng)立柱型

主軸及整機(jī)剛性強(qiáng)，鏜銑加工能力較強(qiáng)，加工精度較高，刀庫(kù)容量多為40～80

中、大型零件及工序復(fù)雜且精度較高的零件加工，通常用于箱體類零件加工五面加工中心

交換主軸頭、回轉(zhuǎn)主軸頭、轉(zhuǎn)換圓工作臺(tái)

主軸或工作臺(tái)可立、臥式兼容，并多方向加工而無(wú)需多次裝夾工件，但編程較復(fù)雜，主軸或工作臺(tái)剛性受到一定影響

具有多面、多方向或多坐標(biāo)復(fù)雜型面的零件加工龍門加工中心

工作臺(tái)移動(dòng)型、龍門架移動(dòng)型

由數(shù)控龍門銑鏜床配備自動(dòng)換刀裝置、附件頭庫(kù)等組成。立柱、橫梁構(gòu)成龍門結(jié)構(gòu)，縱向行程大。多數(shù)具有五面加工性能，成為龍門式五面加工中心

大型、長(zhǎng)型、復(fù)雜零件加工自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

2典型自動(dòng)化機(jī)構(gòu)

——自動(dòng)換刀與刀庫(kù)加工中心的刀具存取方式有順序方式和隨機(jī)方式兩種，刀具隨機(jī)存取是最主要的方式。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

——觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)主要用于加工循環(huán)中的測(cè)量。圖3—13觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)原理圖

1—測(cè)桿端球2—觸發(fā)式測(cè)頭3—紅外輻射信號(hào)4—接收器自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

——刀具長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)用以檢查刀具長(zhǎng)度正確性以及刀具折斷、破損現(xiàn)象，檢測(cè)準(zhǔn)確度為±1mm。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格刀具時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)會(huì)發(fā)出停車信號(hào)。圖3—14刀具長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)示意圖

1—光源2—接收器3—立柱4—主軸上刀具自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化——回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是臥式加工中心實(shí)現(xiàn)B軸運(yùn)動(dòng)的部件，B軸的運(yùn)動(dòng)可作為分度運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。分度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用鼠齒盤定位，分度前工作臺(tái)抬起，使上下鼠齒盤分離，分度后落下定位，上下鼠齒盤嚙合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械剛性連接。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用回轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器檢測(cè)及定位，并控制回轉(zhuǎn)速度，也稱為數(shù)控工作臺(tái)。數(shù)控工作臺(tái)和X、Y、Z軸及其他附加運(yùn)動(dòng)構(gòu)成4～5軸輪廓控制，可加工復(fù)雜輪廓表面。。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—15回轉(zhuǎn)工作臺(tái)馬扎克臥式加工中心自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化五軸加工B軸加工自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化四、組合機(jī)床

組合機(jī)床是一種按工件加工要求和加工過(guò)程設(shè)計(jì)和制造的專用機(jī)床。其組成部件分為兩大類——通用部件和專用部件。組合機(jī)床的自動(dòng)化水平主要是通過(guò)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一般有兩種情況：一種是工藝的需要；另一種是在多工序加工或多品種加工時(shí)，為了加速轉(zhuǎn)換和調(diào)整而采用數(shù)控。數(shù)控組合機(jī)床通常利用數(shù)控單坐標(biāo)、雙坐標(biāo)或三坐標(biāo)滑臺(tái)或模塊、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等數(shù)控部件和普通通用部件混合所組成，既有高生產(chǎn)率，在某些工序上又有柔性，應(yīng)用也較多。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3-16三件并行加工活塞的數(shù)控車鏜組合機(jī)床自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化第三節(jié)金屬板材成形加工自動(dòng)化▲什么是金屬塑性加工——利用金屬材料具有延展性，即塑性變形的能力，使其在由設(shè)備給出的外力作用下于模具里成形出產(chǎn)品的一種材料加工方法。

▲塑性成形技術(shù)的特點(diǎn)——高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗?！饘侔宀某尚渭庸ぁ饕抢盟苄猿尚渭夹g(shù)來(lái)獲得所需的零件?！饘侔宀募庸さ闹饕椒ā獩_壓、鍛壓兩大類。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化一、沖壓加工簡(jiǎn)介▲沖壓——通過(guò)模具的作用，使之獲得所需要的零件形狀和尺寸?！庸?duì)象——主要是板材、帶材、管材及其他型材?！鴽_壓件的特點(diǎn)——重量輕、厚度薄、剛度好、質(zhì)量穩(wěn)定?！鴽_壓設(shè)備——主要有機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)?！鴽_壓工藝——分離工序（切斷、落料、沖孔、切口、切邊和剖切）和成形工序（彎曲、拉深、成形）兩大類。分離工序是在沖壓過(guò)程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時(shí)也應(yīng)滿足尺寸公差等方面的要求。

▲適用范圍——沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航空航天、兵器等制造中具有十分重要的地位。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化二、沖壓自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的一般原則 ▲沖壓自動(dòng)化方式——在通用壓力機(jī)上使用自動(dòng)沖模、通用自動(dòng)沖壓壓力機(jī)、專用自動(dòng)沖壓壓力機(jī)以及沖壓自動(dòng)線等幾種。▲一般原則

——安全生產(chǎn)：必須確保操作人員的人身安全。

——沖壓件批量大

——沖壓件結(jié)構(gòu)：決定采用連續(xù)模自動(dòng)沖壓還是多工位自動(dòng)沖壓

——沖壓工藝方案：?jiǎn)闻_(tái)與生產(chǎn)線具體情況具體分析，有時(shí)為利于自動(dòng)化，在不影響性能的情況下，對(duì)工件設(shè)計(jì)可作適當(dāng)修改。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化——材料規(guī)格——壓力機(jī)型式：自動(dòng)送料與自動(dòng)沖模自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化三、沖壓設(shè)備的自動(dòng)化裝置

▲供料裝置——主要是為送料裝置做準(zhǔn)備工作。不同的原材料（板料、條料、卷料）采用的供料裝置不盡相同。如板料（條料）供料裝置通常具有貯料、頂料、吸料、提料、移料和釋料等功能。卷料通過(guò)卷料架來(lái)實(shí)現(xiàn)供料，帶動(dòng)力的卷料架具有開(kāi)卷功能?！土涎b置——主要是為沖壓做原材料的自動(dòng)送進(jìn)。常用的送料裝置有輥式（單邊輥式和雙邊輥式送料兩種型式）和夾持式兩種。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲廢料處理裝置——主要是對(duì)卷料經(jīng)沖壓后的廢料進(jìn)行處理，主要有兩種方法，即將廢料切斷（多數(shù)利用設(shè)在模具上的切刀進(jìn)行）或是將卷料重新卷繞?！蛹b置——主要是對(duì)由沖壓模具中打出、頂出或推出的工件或工序件處于一定的位置，以便整理或輸送，保證操作安全?！詣?dòng)保護(hù)裝置——主要是對(duì)沖壓加工過(guò)程中的原材料、進(jìn)給、出件等狀況進(jìn)行監(jiān)視。一般通過(guò)有接觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)式兩種傳感方式進(jìn)行。

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化四、自動(dòng)沖?！詣?dòng)沖模——具有自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)出件等功能的沖模?！m用場(chǎng)合——一般在普通壓力機(jī)上使用?！愋汀凑者M(jìn)給對(duì)象可分為原材料自動(dòng)進(jìn)給和工序件（包括落料平片）自動(dòng)進(jìn)給兩類。原材料自動(dòng)進(jìn)給沖模：按進(jìn)給機(jī)構(gòu)形式又可分為輥式、夾持式和其他形式，其模具的自動(dòng)進(jìn)給部分與沖壓部分基本上是分開(kāi)的，如圖3—17所示。工序件自動(dòng)進(jìn)給沖模：大都采用推板或回轉(zhuǎn)盤形式，其自動(dòng)進(jìn)給部分與沖壓部分難以分開(kāi)，如圖3—18所示。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—17夾持式自動(dòng)送料沖模

1—支架2—斜契3—滾輪4—螺桿5、11—彈簧

6—送料夾持器7—導(dǎo)板8—滾柱9—定料夾持器10—下座板自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—18

通用自動(dòng)出件校平模

1—支架2、3—彈簧4—小滑塊5—撥桿6—鉤

7—滑板8—校平上模9—校平下模10—斜槽自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化五、先進(jìn)沖壓自動(dòng)化技術(shù) ▲發(fā)展趨勢(shì)：一是側(cè)重于柔性生產(chǎn)的高性能壓力機(jī)生產(chǎn)線配以自動(dòng)化上下料機(jī)械手，二是采用大型多工位壓力機(jī)?！饕夹g(shù)：

——機(jī)電一體化全自動(dòng)壓力機(jī)技術(shù)其關(guān)鍵技術(shù)是全自動(dòng)換模系統(tǒng)，包括：①氣壓自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；②裝模高度、氣墊行程自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)；③模具自動(dòng)夾緊、放松系統(tǒng)；④高速移動(dòng)工作臺(tái)自動(dòng)開(kāi)進(jìn)開(kāi)出系統(tǒng)。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

——單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線汽車覆蓋件自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)工藝技術(shù)之一，一般配置為5～6臺(tái)壓力機(jī)，配備有拆垛、上下料機(jī)械手、穿梭翻轉(zhuǎn)裝置和碼垛裝置等。

——大型多工位壓力機(jī)一般由拆垛機(jī)、大型壓力機(jī)、三坐標(biāo)工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位等組成。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化圖3—19單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線

圖3—20MINSTER公司多工位壓力機(jī)自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化第四節(jié)機(jī)械加工自動(dòng)線▲機(jī)械加工自動(dòng)線（簡(jiǎn)稱自動(dòng)線）——是一組用運(yùn)輸機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)的由多臺(tái)自動(dòng)機(jī)床（或工位）、工件存放裝置以及統(tǒng)一自動(dòng)控制裝置等組成的自動(dòng)加工機(jī)器系統(tǒng)。在自動(dòng)線的工作過(guò)程中，工件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，按照工藝順序自動(dòng)地經(jīng)過(guò)各個(gè)工位，不需要工人直接參與操作，自動(dòng)地完成預(yù)定的加工內(nèi)容。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲特點(diǎn)：——減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，

——大大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，

——減少設(shè)備布置面積，縮減輔助運(yùn)輸工具，

——減少非生產(chǎn)性的工作量，

——建立嚴(yán)格的工作節(jié)奏，保證產(chǎn)品質(zhì)量，

——加速流動(dòng)資金的周轉(zhuǎn)和降低產(chǎn)品成本。自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化 ▲切削加工自動(dòng)線

——組成：通常由工藝設(shè)備、工件輸送系統(tǒng)、控制和監(jiān)視系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等組成，如表3-4所示。

——類型：（見(jiàn)表3-5）通用機(jī)床自動(dòng)線組合機(jī)床自動(dòng)線專用機(jī)床自動(dòng)線轉(zhuǎn)子自動(dòng)線回轉(zhuǎn)體工件加工自動(dòng)線箱體、雜件加工自動(dòng)線自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化▲適用的典型工藝——主要有各種車削、車螺紋、磨外圓、磨內(nèi)孔、磨端面、銑端面、打中心孔、銑花鍵、拉花鍵孔、切削齒輪和鉆分布孔等。▲對(duì)納入自動(dòng)線機(jī)床的要求——比單臺(tái)獨(dú)立使用的機(jī)床要更為穩(wěn)定可靠▲自動(dòng)線的連線方法

——工件的輸送方式有強(qiáng)制輸送：用外力使工件按一定節(jié)拍和速度進(jìn)行輸送自由輸送：利用工件自重在槽形料道中滾動(dòng)或滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸送。一、通用機(jī)床自動(dòng)線自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化

——機(jī)床間的連接有柔性連接：各工序節(jié)拍時(shí)間不一致剛性連接：各工序節(jié)拍時(shí)間大致相近自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化——機(jī)床的排列可縱列（一列或幾列）和橫排（一排或幾排）圖3—21通用自動(dòng)線機(jī)床排列形式串聯(lián)單縱列b)串聯(lián)雙縱列c)串聯(lián)單橫排d)串聯(lián)雙橫排e)并聯(lián)縱列1～6—機(jī)床7—工件輸送系統(tǒng)

自動(dòng)化制造系統(tǒng)_ch03加工設(shè)備自動(dòng)化——分料方式有順序分料和按需分料兩種方式▲自動(dòng)線輸送系統(tǒng)的布局——比較靈活，除了受工藝和工件輸送方式的影響外，還受車間自然