11.1數(shù)控機(jī)床概述及分類11.2數(shù)控機(jī)床的工作過程及工作原理11.3機(jī)械結(jié)構(gòu)11.4典型數(shù)控機(jī)床11.5自動(dòng)化制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介目錄現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是完全新型的自動(dòng)化機(jī)床。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)、形狀和材料的不斷改進(jìn)，精度不斷提高，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。即要求機(jī)床不僅具有較好的通用性和靈活性，而且要求加工過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床就是在這種情況下發(fā)展起來的一種自動(dòng)化機(jī)床。11.1.1數(shù)控機(jī)床概述

數(shù)字控制（numericalcontrol，簡(jiǎn)稱為NC）是數(shù)字程序控制的簡(jiǎn)稱，是通過特定處理后的數(shù)字信息去自動(dòng)控制機(jī)械裝置進(jìn)行動(dòng)作，這種采用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的技術(shù)稱為數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱為數(shù)控。數(shù)控機(jī)床是裝備了數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)的機(jī)床。它適于加工形狀復(fù)雜、精度要求高或在普通機(jī)床難以加工的各類零件。11.1數(shù)控機(jī)床概述及分類在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，已從開始階段的解決單件、小批量復(fù)雜形狀的零件加工，發(fā)展到為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保論質(zhì)量、降低成本等的小批量甚至大批量生產(chǎn)中的應(yīng)用。發(fā)展數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床已經(jīng)廣泛應(yīng)用于宇航、汽車、船舶、機(jī)床、輕工、紡織、電子、通用機(jī)械、工程機(jī)械等幾乎所有的制造行業(yè)。11.1.2數(shù)控機(jī)床的分類1.按工藝用途將分切削加工類切削加工類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床和加工中心。成形加工類成形加工類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控液壓機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)和數(shù)控沖床。電加工類電加工類數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控超聲波加工機(jī)床和加工中心。點(diǎn)位控制特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件只能實(shí)現(xiàn)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中不進(jìn)行任何加工工序，數(shù)控系統(tǒng)只需要控制形成的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)值，而不需要控制運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡。直線控制特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件不僅要實(shí)現(xiàn)從一個(gè)坐標(biāo)位置到另一個(gè)坐標(biāo)位置的精確位移和定位，而且能實(shí)現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的直線禁忌運(yùn)動(dòng)或控制兩個(gè)坐標(biāo)軸實(shí)現(xiàn)斜線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。但不能加工復(fù)雜的工件輪廓。輪廓控制特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，它不僅要求控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)的坐標(biāo)位置，而且要求控制整個(gè)加工過程每一個(gè)點(diǎn)的速度和位移，即藥運(yùn)動(dòng)軌跡。2.按控制的運(yùn)動(dòng)軌跡分11.2數(shù)控機(jī)床的工作過程及工作原理

11.2.1數(shù)控機(jī)床的工作過程1根據(jù)零件圖給出各項(xiàng)內(nèi)容（形狀、尺寸、材料及技術(shù)要求等），編制出零件的數(shù)控加工程序。2零件的數(shù)控加工程序通過存儲(chǔ)介質(zhì)輸送給數(shù)控裝置，也可通過輸入鍵盤將零件的數(shù)控加工程序直接輸送給數(shù)控裝置。3數(shù)控裝置將所接受的信號(hào)進(jìn)行處理，再將處理結(jié)果以電信號(hào)形式向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行的命令。4伺服系統(tǒng)接到執(zhí)行指令后，驅(qū)動(dòng)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)嚴(yán)格按照指令要求運(yùn)動(dòng)，完成相應(yīng)零件的自動(dòng)加工。數(shù)控機(jī)床的工作過程

12.2.2數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控裝置又是數(shù)控系統(tǒng)的核心，數(shù)控裝置有兩種類型：一是完全由硬件邏輯電路構(gòu)成的專用硬件數(shù)控裝置，即NC裝置；二是由計(jì)算機(jī)硬件和軟件構(gòu)成的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置，即CNC裝置。NC裝置是數(shù)控技術(shù)發(fā)展早期普遍采用的數(shù)控裝置，出于NC裝置本身的缺點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)在NC裝置已基本被CNC裝置所取代。

CNC裝置在其硬件環(huán)境支持下，按照系統(tǒng)監(jiān)控軟件的控制邏輯，對(duì)輸入、譯碼、刀具補(bǔ)償、速度規(guī)劃、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制、I/O口處理、顯示和診斷等方面進(jìn)行控制。11.3機(jī)械結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床通常由存儲(chǔ)介質(zhì)、輸入裝置、輸出裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、主軸單元（含電主軸）、滾珠絲杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌副、刀庫和機(jī)械手、數(shù)控回轉(zhuǎn)刀架和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、高速防護(hù)部件和機(jī)床床身等組成。數(shù)控機(jī)床可在一次裝夾下完成大量工序，重調(diào)又方便，故適用于中、小批量生產(chǎn)。近年來，已開始用于汽車制造等行業(yè)的大批量生產(chǎn)。從單件到大批量都可充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床高生產(chǎn)率，低廢品率，減少半成品儲(chǔ)備，縮短生產(chǎn)周期，便于調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。11.3.1總體布局?jǐn)?shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。它比普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，這是因?yàn)槠渥兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無極調(diào)速來承擔(dān)，省去了繁雜的齒輪變速結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床要求主軸調(diào)速范圍大，不但有低速、大轉(zhuǎn)矩功能，而且還要有較高的速度。其主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)于主軸的靜剛度、耐磨性和抗振性要求較高。此外，低溫升和減小熱變形也是對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。11.3.2主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件一個(gè)典型數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的進(jìn)給系統(tǒng)，通常由位置比較和放大單元、驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)裝置及反饋元件等部分組成。這里所說的機(jī)械傳動(dòng)裝置是將驅(qū)動(dòng)源旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，包括減速裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)變移動(dòng)的絲杠螺母副及導(dǎo)向元件等。為了確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和工作穩(wěn)定性，對(duì)機(jī)械部分設(shè)計(jì)總的要求是消除間隙、減小摩擦、減小運(yùn)動(dòng)慣量、提高傳動(dòng)精度和剛度。11.3.3進(jìn)給系統(tǒng)床身是機(jī)床的主體，是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，一般用來放置導(dǎo)軌、主軸箱等重要部件。其結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)床的性能和布局有很大的影響。數(shù)控機(jī)床是高精度、高產(chǎn)率和高可靠性的自動(dòng)化加工設(shè)備。所以其設(shè)計(jì)要求比通用機(jī)床更加嚴(yán)格，加工制造精密度高，并需采用加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度的設(shè)計(jì)措施。為了滿足上述要求，數(shù)控機(jī)床一般采用低摩擦的傳動(dòng)副；采用合理的預(yù)緊、合理的支承形式以保證傳動(dòng)元件的加工精度，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度；盡量消除傳動(dòng)間隙，減小反向死區(qū)誤差，提高位移精度等。11.3.4床身

11.4.1數(shù)控車床數(shù)控車床是車削加工功能齊全的數(shù)控機(jī)床。它可以把車削、螺紋加工、鉆削等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。數(shù)控車床設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀架或旋轉(zhuǎn)刀盤，在加工過程中由程序自動(dòng)選用刀具和更換刀位。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床一樣，主要用于完成軸類或盤套類回轉(zhuǎn)體零件的加工，可以自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，還可以進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工。尤其是高級(jí)數(shù)控車削中心和數(shù)控車銑中心，可在一次裝夾中完成更多的加工工序，從而提高了加工質(zhì)量和效率。11.4典型數(shù)控機(jī)床數(shù)控車床的組成數(shù)控車床床身導(dǎo)軌與水平面的相對(duì)位置如圖所示。它有四種布局形式，即水平床身、水平床身斜滑板、斜床身和立床身。數(shù)控車床床身導(dǎo)軌與水平面的相對(duì)位置數(shù)控車床的坐標(biāo)系是以主軸縱向(軸向)為z軸方向，指向主軸箱的方向?yàn)閦鈾的負(fù)方向，而指向尾架的方向?yàn)閦軸的正方向。以主軸橫向(徑向)為x軸方向，刀具離開工件的方向?yàn)閤軸正方向，如圖所示。數(shù)控車床的坐標(biāo)系如圖所示為一種典型刀架結(jié)構(gòu)。該刀架采用端齒盤作為分度定位元件，刀架轉(zhuǎn)位由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部帶有制動(dòng)機(jī)構(gòu)，刀位由二進(jìn)制絕對(duì)編碼器識(shí)別，并可雙向轉(zhuǎn)位和任意刀位就近選刀。動(dòng)力刀具由交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過同步齒形帶、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、端面齒離合器將動(dòng)力傳遞到動(dòng)力刀夾上，再通過動(dòng)力刀夾內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)，使刀具回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)切削。數(shù)控車床盤型刀架數(shù)控銑床也是機(jī)械和電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)隨著電子控制技術(shù)在銑床上的普及應(yīng)用，以及對(duì)銑床性能提出的技術(shù)要求，而逐步發(fā)展變化。

1952年，美國研制的世界第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，其特點(diǎn)是用三個(gè)數(shù)控伺服系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)。早期的數(shù)控銑床同普通銑床相比，除進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控伺服系統(tǒng)外，外形和結(jié)構(gòu)基本相同。我國現(xiàn)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床．就屬于這種類型，因?yàn)檫@些產(chǎn)品是在普通銑床的總體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上經(jīng)局部改進(jìn)而發(fā)展出來的。11.4.2數(shù)控銑床1.數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)組成數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)除銑床基礎(chǔ)部件外，由下列各部分組成：（1）主傳動(dòng)系統(tǒng)。（2）進(jìn)給系統(tǒng)。（3）實(shí)現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、定位裝置和附件。（4）實(shí)現(xiàn)某些部件動(dòng)作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動(dòng)、潤滑、冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。（5）刀架或自動(dòng)換刀裝置。（6）自動(dòng)托盤交換裝置。（7）特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測(cè)和監(jiān)控裝置。（8）為完成自動(dòng)化控制功能的各種反饋信號(hào)裝置及元件。XK5040A型數(shù)控銑床的外形1—底座；2—強(qiáng)電柜；3—變壓器箱；4—垂直升降進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)；5—主軸變速手柄和按鈕板；6—床身；7—數(shù)控柜；8、11—保護(hù)開關(guān)；9—擋鐵；10—操縱臺(tái)；12—橫向溜板；13—縱向進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)；14—橫向進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)；15—升降臺(tái)；16—縱向工作臺(tái)如圖所示為XK5040A型數(shù)控銑床的外形。

2.數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸部件

1）主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)是指將主軸電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力通過該傳動(dòng)系統(tǒng)變成可供切削加工用的切削力矩和切削速度。為了適應(yīng)各種不同材料的加工及各種不同的加工方法，要求數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。

2）主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)和主軸箱的變速齒輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。主軸電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速時(shí)輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化。3)主傳動(dòng)系統(tǒng)的分類為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動(dòng)系統(tǒng)大致分為以下三類：數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的分類加工中心（machiningcenter，簡(jiǎn)稱為MC）是適應(yīng)省力、省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代要求而迅速發(fā)展起來的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。它是綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、拖動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測(cè)量及傳感技術(shù)以及通信診斷、刀具和編程技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品。它是集銑床、鏜床和鉆床三種機(jī)床的功能于一體，增加了自動(dòng)換刀裝置，由計(jì)算機(jī)來控制的高效、高自動(dòng)化程度的機(jī)床。所以加工中心又稱為多工序自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝手段，使工件經(jīng)一次裝夾后，能對(duì)兩個(gè)以上的表面自動(dòng)完成加工。11.4.3加工中心

1.加工中心的結(jié)構(gòu)組成加工中心在機(jī)械制造領(lǐng)域承擔(dān)精密、復(fù)雜的多任務(wù)加工，可按給定的工藝指令自動(dòng)加工出所需幾何形狀的工件，完成大量人工直接操作普通設(shè)備所不能勝任的加工工作，尤其對(duì)于形狀復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中、小批量生產(chǎn)更為適用，而且還節(jié)省工裝，調(diào)換工藝時(shí)能體現(xiàn)出相對(duì)的柔性。加工中心控制系統(tǒng)功能較多，機(jī)床運(yùn)動(dòng)至少用三個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，多的達(dá)十幾個(gè)。其控制功能最少需要兩軸聯(lián)動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)刀具運(yùn)動(dòng)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，多的可進(jìn)行五軸聯(lián)動(dòng)，以完成更復(fù)雜曲面的加工。典型的多工位加工中心加工中心的突出特征是設(shè)有刀庫，刀庫中存放著各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動(dòng)選用和更換，這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。此外，加工中心還具有各種輔助機(jī)能，這些對(duì)提高設(shè)備的加工效率，而且對(duì)產(chǎn)品的加工精度和加工質(zhì)量都起到了保證作用。加工中心的造價(jià)較高，使用成本也較高。在正常情況下加工中心能創(chuàng)造高產(chǎn)值。但無論設(shè)備自身原因造成的意外停機(jī)還是人為原因的事故停機(jī)，都會(huì)造成較大的浪費(fèi)，為使加工中心高效地生產(chǎn)運(yùn)行，培養(yǎng)出一大批具有較高素質(zhì)的操作人員尤為重要?？蓪?shí)現(xiàn)多軸控制的鏜銑床2.加工中心的分類加工中心按使用功能和加工特征，可分為鏜銑加工中心、鉆削加工中心、車削加工中心和復(fù)合加工中心。1）鏜銑加工中心鏜銑加工中心主要用于鏜削、銑削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等工序，適用于箱體、殼體加工以及各種復(fù)雜零件的特殊曲線和曲面輪廓的多工序加工，適用于多品種、小批量、零件加工工序集中的生產(chǎn)方式。

2）鉆削加工中心鉆削加工中心以鉆削為主，其刀庫形式以轉(zhuǎn)塔頭形式為主，適用于中、小批量攻螺紋及連續(xù)輪廓銑削等多工序加工。

3）車削加工中心車削加工中心除用于加工軸類零件外，還可進(jìn)行銑(如銑六角等)、鉆(如鉆橫向孔)等工序。

4）復(fù)合加工中心復(fù)合加工中心主要指五面復(fù)合加工，可自動(dòng)回轉(zhuǎn)主軸頭，進(jìn)行立、臥加工。主軸自動(dòng)回轉(zhuǎn)后，在水平面和垂直面可實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)交換。如圖所示為五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的復(fù)合加工中心。五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的復(fù)合加工中心1—立軸主軸箱；2—臥軸主軸箱；3—刀庫；4—機(jī)械手；5—工作臺(tái)自動(dòng)化制造是人類在長期的生產(chǎn)活動(dòng)中不斷追求的主要目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化制造的水平也越來越高。廣義地講，自動(dòng)化制造系統(tǒng)(automaticmanufacturingsystem，簡(jiǎn)稱為AMS)是由一定范圍的被加工對(duì)象、一定柔性和自動(dòng)化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)的人組成的一個(gè)有機(jī)整體，它接受外部信息、能源、資金、配套件和原材料等，在人和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性自動(dòng)化制造，最后輸出產(chǎn)品、文檔資料、廢料。11.5自動(dòng)化制造系統(tǒng)簡(jiǎn)介人機(jī)一體化的自動(dòng)化制造系統(tǒng)的概念模式信息流及其控制系統(tǒng)。具有一定技術(shù)水平和決策能力的人。一定范圍的被加工對(duì)象。能量流及其控制系統(tǒng)。物料流及物料處理系統(tǒng)。12345自動(dòng)化制造系統(tǒng)具有以下五個(gè)典型組成部分：自動(dòng)化制造系統(tǒng)是在較少的人工直接或間接干預(yù)下，將原材料加工成零件或產(chǎn)品，并在加工過程中實(shí)現(xiàn)工藝過程自動(dòng)化。工藝過程涉及的范圍很廣，它包括工件的裝卸、儲(chǔ)存和輸送，刀具的裝配、調(diào)整、輸送和更換，工件的切削加工、排屑、清洗和測(cè)量，切屑的輸送、切屑液的凈化處理等。11.5.1自動(dòng)化制造系統(tǒng)的常見類型自動(dòng)化加工設(shè)備組成剛性自動(dòng)線的自動(dòng)化加工設(shè)備有組合機(jī)床和專用機(jī)床。它們只針對(duì)某一種或某一組零件的加工工藝而設(shè)計(jì)、制造，由于采用多面、多軸、多刀同時(shí)加工，所以自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率均很高。工件輸送裝置工件輸送裝置包括工件裝卸工位、自動(dòng)上下料裝置、中間貯料裝置、輸送裝置、隨行夾具返回裝置、升降裝置和轉(zhuǎn)位裝置。切屑輸送裝置剛性自動(dòng)線常采用集中排屑方式。切屑輸送裝置有刮板式、螺旋式等?？刂葡到y(tǒng)剛性自動(dòng)線的控制系統(tǒng)可對(duì)全線機(jī)床、工件輸送裝置、切屑輸送裝置進(jìn)行集中控制。其采用的是傳統(tǒng)的電氣控制(繼電器—接觸器)，目前傾向于用可編程控制器。刀具加工機(jī)床上的切削刀具可由人工安裝、調(diào)整，以實(shí)行定時(shí)強(qiáng)制換刀。如果出現(xiàn)刀具破損、折斷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行換刀。1.剛性自動(dòng)線

2.柔性制造系統(tǒng)柔性是指生產(chǎn)組織形式和自動(dòng)化制造設(shè)備對(duì)加工任務(wù)(工件)的適應(yīng)性。柔性制造系統(tǒng)FMS是在加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動(dòng)化。其基本組成部分有自動(dòng)化加工設(shè)備、工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等。自動(dòng)化加工設(shè)備組成FMS的自動(dòng)化加工設(shè)備有數(shù)控機(jī)床、加工中心、車削中心等，也可能是柔性制造單元。工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)FMS的工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)由工件庫、工件運(yùn)輸設(shè)備和工件更換裝置等組成。刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)FMS的刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)由刀具庫、刀具輸送裝置和刀具交換裝置等組成。多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)FMS的多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用多層計(jì)算機(jī)控制單元層、工作站層和設(shè)備層。除了上述四個(gè)基本組成部分外，F(xiàn)MS還可以加以擴(kuò)展。其擴(kuò)展部分有自動(dòng)清洗工作站、自動(dòng)去毛刺設(shè)備、自動(dòng)測(cè)量設(shè)備、集中切屑運(yùn)輸系統(tǒng)、集中冷卻潤滑系統(tǒng)等。具有柔性裝配功能的柔性制造系統(tǒng)。1—控制柜；2—手工工位；3—緊固機(jī)器人；4—裝配機(jī)器人；5—雙臂機(jī)器人；6—清洗站；7—立體倉庫；8—車削加工中心；9—多坐標(biāo)測(cè)量儀；10—鏜銑加工中心；11—刀具預(yù)調(diào)站；12—裝載機(jī)器人；13—小件裝配站；14—裝夾站；15—AGV(自動(dòng)導(dǎo)引小車)；16—控制區(qū)柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)柔性高，適應(yīng)多品種中、小批量生產(chǎn)?？蛇M(jìn)行第三班無人干預(yù)生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床在工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互替代的。可混流加工不同的零件。多層計(jì)算機(jī)控制，可以和上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。

3.柔性制造單元柔性制造單元FMC

由1～3臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心，工件自動(dòng)輸送及更換系統(tǒng)，刀具存儲(chǔ)、輸送及更換系統(tǒng)，設(shè)備控制器和單元控制器等組成。其內(nèi)的機(jī)床在工藝能力上通常是相互補(bǔ)充的，可混流加工不同的零件，具有單元層和設(shè)備層兩級(jí)計(jì)算機(jī)控制，對(duì)外具有接口，可組成柔性制造系統(tǒng)。加工回轉(zhuǎn)體零件的柔性制造單元1—裝卸工位；2—加工中心；3—機(jī)器人；4—機(jī)外刀庫；5—機(jī)器人控制器；6—加工中心控制器；7—單元控制器；8—小車控制器；9—龍門式機(jī)械手控制器；10—車床數(shù)控裝置；11—龍門式機(jī)械手；12、14—運(yùn)輸小車；13—數(shù)控車床如圖所示為加工多面體零件的柔性制造單元。單元主機(jī)是一臺(tái)臥式加工中心，刀具庫容量為70把，采用雙機(jī)械手換刀，配有8工位自動(dòng)交換托盤庫。托盤庫為環(huán)形轉(zhuǎn)盤，其臺(tái)面支承在圓柱環(huán)形導(dǎo)軌上，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動(dòng)而回轉(zhuǎn)，鏈輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。它旁邊設(shè)有工件裝卸工位，機(jī)床兩側(cè)設(shè)有自動(dòng)排屑裝置。托盤的選擇和定位由可編程控制器控制。托盤庫具有正反向回轉(zhuǎn)、隨機(jī)選擇及跳躍分度等功能。托盤的交換由設(shè)在環(huán)形臺(tái)面中央的液壓推送機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。加工多面體零件的柔性制造單元1—刀具庫；2—換刀機(jī)械手；3—托盤庫；4—裝卸工位；5—托盤交換機(jī)構(gòu)自動(dòng)化加工設(shè)備組成FML的自動(dòng)化加工設(shè)備包括數(shù)控機(jī)床、可換主軸箱機(jī)床?？蓳Q主軸箱機(jī)床是介于加工中心和組合機(jī)床之間的一種中間機(jī)型。其周圍有主軸箱庫，可根據(jù)加工工件的需要來更換主軸箱。工件輸送系統(tǒng)FML的工件輸送系統(tǒng)和剛性自動(dòng)線類似，采用各種傳送帶輸送工件，工件的流向與加工順序一致，可依次通過各加工站。刀具可換主軸箱上裝有多把刀具，主軸箱本身起著刀具庫的作用，刀具的安裝、調(diào)整一般由人工進(jìn)行，可采用定時(shí)強(qiáng)制換刀。4.柔性制造線柔性線制造FML由自動(dòng)化加工設(shè)備、工件輸送系統(tǒng)和刀具等組成。如圖所示為加工箱體零件的柔性制造線。它由兩臺(tái)面對(duì)面布置的數(shù)控銑床、兩臺(tái)面對(duì)面布置的轉(zhuǎn)塔式換箱機(jī)床和一臺(tái)循環(huán)式換箱機(jī)床組成。該柔性制造線采用輥?zhàn)觽魉蛶л斔凸ぜ?，看起來和剛性自?dòng)線沒有什么區(qū)別，但它具有一定的柔性。加工箱體零件的柔性制造線裝配站FAL中的裝配站可以是可編程的裝配機(jī)器人，不可編程的自動(dòng)裝配裝置和人工裝配工位等。工件輸送系統(tǒng)FAL上的輸入是組成產(chǎn)品或部件的各種零件，輸出是產(chǎn)品或部件。根據(jù)裝配工藝流程，物料輸送裝置將不同的零件和已裝配成的半成品送到相應(yīng)的裝配站中。物料輸送裝置由傳送帶和換向機(jī)構(gòu)等組成?？刂葡到y(tǒng)FAL的控制系統(tǒng)對(duì)全線進(jìn)行調(diào)度和監(jiān)控，主要是控制物料的流向、自動(dòng)裝配站和裝配機(jī)器人。5.柔性裝配線柔性裝配線（flexibleassemblyline，簡(jiǎn)稱為FAL）通常由裝配站、物料輸送裝置和控制系統(tǒng)等組成。如圖所示為柔性裝配線。它由無人駕駛輸送裝置1、傳送帶2、雙臂裝配機(jī)器人3、裝配機(jī)器人4、擰螺紋機(jī)器人5、自動(dòng)裝配站6、人工裝配工位