机 械 工 程 导 论
第十三章 机械制造自动化概念
第一节 概 述
19世纪末期，机械化生产开始出现；
20世纪中叶，自动化车床开始出现；
1947年，第一个机械加工自动线在美国福特汽车公司投产；
20世纪 50年代柔性自动化生产开始出现（以数控车床为代表）
20世纪 70年代诞生了柔性制造系统；
20世纪 80年代开始出现了计算机集成制造系统。
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
把机床和其它工艺设备按工件的加工
工艺顺序依次排列，月自动输送装置和其
它辅助装置将他们连接成为一个整体，并
用控制系统将各个部分的动作协调起
来．使其按照规定的程序自动地进行工作，
这种机械加工过程称为机械加工刚性 自动
生产线 。
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
一、自动生产线的功能
二、自动生产线的组成和分类
1.自动线的组成
2.自动线的分类
通用机床自动线
组合机床自动线
专用机床生产线
数控机床自动线
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
一、数控机床
数控机床是数字程序控制机床的简
称，常称 NC机床。
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
二、计算机数控机床
计算机数控机床是用小
型或微型计算机代替普通数
控机床的专用计算机，用可
编程逻辑电路代替普通数控
机床的固定逻辑电路。
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
三、数控加工中心
数控加工中心是具有
自动刀具交换系统和自动工
作台交换系统的多功能数控
机床，在工件一次装夹后可
自动转位、自动换刀、自动
调整转速和进给量、自动完
成多工序的加工。
机 械 工 程 导 论
具有灵活加工的适应性；
能加工普通车床难以加工的形状复杂的零件；
能有效地缩短生产准备时间；
可以改善劳动条件，提高劳动生产率；
第三节 数控加工
四、数控加工中心的特点
机 械 工 程 导 论
第四节 工业机器人
工业机器人是近 30年来在自动操作机
基础上发展起来的一种能模仿人的某些动
作和控制功能，并按照可变的预定程序、
轨迹和其他要求，操纵工具实现多种操作
的自动化机械系统。
它综合了精密机械、控制传感和自动
按制技术等领域的最新成果。
机 械 工 程 导 论
第四节 工业机器人
一、机器人的组成
机器人由执行机构、驱动系统和控制系统三部分组成。
二、机器人的运动形式和运动功能
三、工业机器人的工作程序输入方式
工作程序输入方式分为编程输入和示教输入两类。
四、机器人的应用和发展
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
柔性制造系统是通过局域网把
数控机床 (加工中心 )、坐标测量仪、
物料输送装置、对刀仪、立体刀库、
机器人等设备联结起来，在计算机
及控制软件的控制下，形成一个加
工系统。
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
典型的柔性制造系统由以下四
个部分构成：
1、加工设备
2、加工流支持系统
3、刀具流支持系统
4、信息流支持系统
一、柔性制造系统的组成
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
1、柔性制造单元
2、柔性制造系统
二、柔性制造系统的类型
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
人们通过计算机网络和系统集成技术将
生产的全过程连结成一个整体，使企业内部
的信息和数据处理具有充分的及时性、准确
性、一致性和共享性，这就是计算机集成制
造技术产生的背景。
机 械 工 程 导 论
CIMS的发展
信息集成
过程集成
企业间集成
第六节 集成制造系统
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
一、计算机集成制造系统的组成
1、管理信息系统
2、技术信息系统
3、制造自动化系统
4、质量保证系统
5、两个支持分系统
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
现代的组织结构
面向过程的组织结构
Teamwork
产品形成过程 昨天 -今天 -明天
产品规划 概念设计 生产准备详细设计昨天过程序列
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
PDM
数字模型
过程管理
明天
过程流
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
PDM
今天
过程链
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
二、计算机集成制造系统在制造行业的应用
机 械 工 程 导 论
丰田汽车公司的并行工程系统
规划 车型设计 产品设计 生产准备 生产
财务, 会计
Finance
/Accounting
开发期
Length of Development Time
规划
Planning 车形设计
Styling
design
Engineering
产品
设计
Design
PrototypeFabrication
& Testing
试制
评价
Production
engineering
生产
准备 生产
Production
零部件厂家
Parts suppliers
Production engineering
Production
规划 Planning
车形设计
Styling design
产品设计
Engineering Design
试制, 评价
Prototype
Fabrication
& Testing
生产准备
生产
试制评价
第十三章 机械制造自动化概念
第一节 概 述
19世纪末期，机械化生产开始出现；
20世纪中叶，自动化车床开始出现；
1947年，第一个机械加工自动线在美国福特汽车公司投产；
20世纪 50年代柔性自动化生产开始出现（以数控车床为代表）
20世纪 70年代诞生了柔性制造系统；
20世纪 80年代开始出现了计算机集成制造系统。
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
把机床和其它工艺设备按工件的加工
工艺顺序依次排列，月自动输送装置和其
它辅助装置将他们连接成为一个整体，并
用控制系统将各个部分的动作协调起
来．使其按照规定的程序自动地进行工作，
这种机械加工过程称为机械加工刚性 自动
生产线 。
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
一、自动生产线的功能
二、自动生产线的组成和分类
1.自动线的组成
2.自动线的分类
通用机床自动线
组合机床自动线
专用机床生产线
数控机床自动线
机 械 工 程 导 论
第二节 自动生产线
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
一、数控机床
数控机床是数字程序控制机床的简
称，常称 NC机床。
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
二、计算机数控机床
计算机数控机床是用小
型或微型计算机代替普通数
控机床的专用计算机，用可
编程逻辑电路代替普通数控
机床的固定逻辑电路。
机 械 工 程 导 论
第三节 数控加工
三、数控加工中心
数控加工中心是具有
自动刀具交换系统和自动工
作台交换系统的多功能数控
机床，在工件一次装夹后可
自动转位、自动换刀、自动
调整转速和进给量、自动完
成多工序的加工。
机 械 工 程 导 论
具有灵活加工的适应性；
能加工普通车床难以加工的形状复杂的零件；
能有效地缩短生产准备时间；
可以改善劳动条件，提高劳动生产率；
第三节 数控加工
四、数控加工中心的特点
机 械 工 程 导 论
第四节 工业机器人
工业机器人是近 30年来在自动操作机
基础上发展起来的一种能模仿人的某些动
作和控制功能，并按照可变的预定程序、
轨迹和其他要求，操纵工具实现多种操作
的自动化机械系统。
它综合了精密机械、控制传感和自动
按制技术等领域的最新成果。
机 械 工 程 导 论
第四节 工业机器人
一、机器人的组成
机器人由执行机构、驱动系统和控制系统三部分组成。
二、机器人的运动形式和运动功能
三、工业机器人的工作程序输入方式
工作程序输入方式分为编程输入和示教输入两类。
四、机器人的应用和发展
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
柔性制造系统是通过局域网把
数控机床 (加工中心 )、坐标测量仪、
物料输送装置、对刀仪、立体刀库、
机器人等设备联结起来，在计算机
及控制软件的控制下，形成一个加
工系统。
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
典型的柔性制造系统由以下四
个部分构成：
1、加工设备
2、加工流支持系统
3、刀具流支持系统
4、信息流支持系统
一、柔性制造系统的组成
机 械 工 程 导 论
第五节 柔性制造系统
1、柔性制造单元
2、柔性制造系统
二、柔性制造系统的类型
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
人们通过计算机网络和系统集成技术将
生产的全过程连结成一个整体，使企业内部
的信息和数据处理具有充分的及时性、准确
性、一致性和共享性，这就是计算机集成制
造技术产生的背景。
机 械 工 程 导 论
CIMS的发展
信息集成
过程集成
企业间集成
第六节 集成制造系统
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
一、计算机集成制造系统的组成
1、管理信息系统
2、技术信息系统
3、制造自动化系统
4、质量保证系统
5、两个支持分系统
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
机 械 工 程 导 论
现代的组织结构
面向过程的组织结构
Teamwork
产品形成过程 昨天 -今天 -明天
产品规划 概念设计 生产准备详细设计昨天过程序列
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
PDM
数字模型
过程管理
明天
过程流
产品规划 概念设计 详细设计 生产准备
PDM
今天
过程链
机 械 工 程 导 论
第六节 集成制造系统
二、计算机集成制造系统在制造行业的应用
机 械 工 程 导 论
丰田汽车公司的并行工程系统
规划 车型设计 产品设计 生产准备 生产
财务, 会计
Finance
/Accounting
开发期
Length of Development Time
规划
Planning 车形设计
Styling
design
Engineering
产品
设计
Design
PrototypeFabrication
& Testing
试制
评价
Production
engineering
生产
准备 生产
Production
零部件厂家
Parts suppliers
Production engineering
Production
规划 Planning
车形设计
Styling design
产品设计
Engineering Design
试制, 评价
Prototype
Fabrication
& Testing
生产准备
生产
试制评价
