绿山墙的安妮读后感时间过得真快

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1、第一章第一章 现代制造系统的现代制造系统的基本原理基本原理l制造系统概述l新一代制造系统什么是制造业，制造业的范围有多大什么是制造业，制造业的范围有多大l 只要是对各种各样的原材料进行加工处理，生产出为用户所需要的最终产品，他们可以是飞机、汽车、计算机、电子仪器，也可以是成衣、制鞋、食品加工，都可以归属于“制造业”。其所涉及的活动范围则是从原材料采购、定单处理、产品设计、工艺设计，经过整个生产活动的计划、调度和加工、装配活动本身，直到销售发货和售后服务，还包括仓库管理、财务管理、人事管理等等，一句话，覆盖一个企业的全部活动。l大制造和小制造l 小制造指传统的机械制造，重点是加工和装配l 大制造

2、指产品的生命周期中，从供应市场到需求市场整个供应链中的所有活动。制造系统概述制造系统概述l输入（资源和能量）输入（资源和能量）l 1、有形资源、有形资源 如土地、厂房、机器、设备、能源、动力、各种自然资源、人力资源等、l 2、无形资源、无形资源 主要有管理、市场、技术、信息、知识、智力资源以及企业形象、产品品牌、客户关系、公众认可等、l 输出输出 （企业系统的基本要素）企业系统的基本要素）l1、产品、产品 硬件产品软件产品，还包括无形产品如决策咨询、战略规划等l2、服务、服务 售前售后、技术输出、人员培训、咨询服务l3、创造客户、创造客户 要留住和开拓新客户l4、社会责任社会责任 环境保护、公

3、共建设、人文环境精良生产精良生产l二次大战后，日本丰田公司的总裁丰田英二和其总工艺师大野耐一，敏锐的认识到大量生产工艺的弱点，认为它们不适合日本当前的情况，决定要走出一条新的适合日本条件取得更快发展的道路，而且事实证明他们确实是成功了。他们真可以说是穷则思变，变出了一条新路。精良生产精良生产l第一个突出的例子就是钣金件的冲压。转向开发简单的换膜技术，并创造了一种简单的调整机构。l“减少一切不必要的活动，杜绝浪费”。从生产操作、组织管理、经营方式等各个方面，找出一切不能为产品增值(Value adding)的活动或人员，就加以革除。l综合了单件生产与大量生产的优点，克服了传统经营方式中不和理的做

4、法，开创了一种新的经营方式LP，既避免单件生产的高成本，又避免了大量生产的僵化不灵活。精良生产（精良生产（LP）基本思想）基本思想l把工作任务集成为复杂的多面手的工作，或组成小组的任务，来消除多余和重复的工作，减少一切不必要的活动，杜绝浪费。l大量生产方式的目标是使产品足够好，而精良生产则要求产品尽善尽美。精良生产的生产操作与对工人的要求精良生产的生产操作与对工人的要求l减少以至撤消非增值的人员和岗位，彻底消除各种浪费。l总装线上工人的集体责任制。l对效率的看法。l与西方传统不同的劳资关系，很大的激发了工人工作的主动性。精良生产认为有下面七种浪费精良生产认为有下面七种浪费l修复次品是浪费l过量

5、生产是浪费l加工过程中的浪费l搬运的浪费l库存是浪费l动作是浪费l窝工是浪费敏捷制造的基本思想敏捷制造的基本思想l敏捷制造可被看作是一种包括组织、高度熟练和学识渊博的人、和先进技术三者的集成，以达到合作和创新，来回答向顾客提供高质量的按用户要求定做的产品需要。敏捷性敏捷性l敏捷性是对于在急速变化、连续分裂的全球市场中提供高质量、高性能、按用户要求配置的商品和服务而盈利的挑战 的反应l敏捷性是动态的没有尽头的，是专门承上启下预见到未来的，是进攻性的抓住变化，和始终面向企业发展的。敏捷性敏捷性l敏捷可以和产品的生产周期联系在一起表示快速；l它可以和大批用户化生产联系在一起表示适应性；l也可以和动态

6、联盟联系在一起表示畅通的供应链和各种方式的联系；l它可以和重购联系在一起-表示生产过程的不断改进；l它可以和一个具有自学习、自调整能力的组织形式联系在一起-表示一系列的职业培训和教育；l它可以和精良生产联系在一起-表示更高的资源利用率。敏捷性敏捷性l敏捷性意味着关于转变-它允许企业以任何方式来高速、低耗的完成它需要的任何调整。敏捷性还意味着高的开拓创新能力。把敏捷制造（和上述各种提法）相比较是不合适的，因为敏捷制造描述的不是一个具体的生产过程或运行模式。并行工程并行工程l以前的工作模式l串行与并行的差别需求分析产品设计过程设计原形试制需求分析产品设计过程设计原形试制串串 行行 工工 程程并并

7、行行 工工 程程时间并行工程的定义并行工程的定义l并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程。（包括制造过程和支持过程）的系统方法。这种方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。关于并行工程的几点解释关于并行工程的几点解释l并行工程是一个关于设计过程的方法，它需要在设计中全面的考虑到相关过程的各种问题但并非包含制造及其它过程。相反，应强调的是所有设计工作要在生产开始前完成，而不要求在设计产品的同时就进行生产。l并行工程不是指同时或交错的完成设计和生产任务，而是对产品及其下游过程进行并行设计，它并不能随

8、意消除一个完整过程中现存的顺序的向前传递信息的任一必要阶段。关于并行工程的几点解释关于并行工程的几点解释l并行设计的思想是对设计过程的集成，所以它是企业集成的一个侧面，并不是超出企业集成的一个新概念。l并行工程期望作到的是优化设计，依靠集成各学科专业人员的智慧作到设计的一次成功。所以必然应该包括对设计的各方面的需求，如生产性、可靠性、可维护性等。实施并行工程的几点建议实施并行工程的几点建议l并行工程的目标是缩短周期（包括新产品开发或用户定制产品）提高质量。l一开始就组成多学科联合设计组，对概念设计阶段投入的力量比传统方式多得多。有很多问题提前到该阶段解决，为设计一次性成功打下基础。l所用的方法

9、和工具除了计算机辅助设计方法和软件外，着重在数据交换，数据管理和通讯技术。l应将并行工程的开发和实施整个企业集成的总体规划之下。第四章第四章 制造自动化制造自动化l第一节 制造自动化技术概述l制造自动化技术的定义、内涵及技术地位l 制造自动化是人类在长期的生产活动小不断追求的主要目标，制造自动化技术足先进制造技术中的重要组成部分，也是当今制造上程领域小涉及面广、研究十分活跃的技术。第一节第一节 制造自动化技术概述制造自动化技术概述l 制造自动化的内涵l 制造自动化是在“大制造概念(广义)”的制造过程的所有环节采用自动化技术，实现刺造全过程的自动化。制造自动化的任务就是研究对制造过程的规划、管理

10、、组织、控制与协调优化等的自动化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。制造自动化的广义内涵主要包括以下几个方面：第一节第一节 制造自动化技术概述制造自动化技术概述l(1)在形式方面，制造自动化有二个方向的含义，即：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机器及整个系统的协调、管理、控制和优化。l(2)在功能方面，制造自动化的功能目标是多方面的该体系可用TQCSE功能目标模型描述。TQCSE模型中，T、Q、C、S、E是相互关联的它们构成了一个制造自动化功能目标的有机体系，他们的主要含义分别是：第一节第一节 制造自动化技术概述制造自动化技术概述l T表示时间，是

11、指采用自动化技术，缩短产品制造周期，产品上市快，提高牛产率；Q表示质量，是指采用自动化技术，提高和保证产品质量：C表示成本，是指采用自动化技术有效地降低成本，提高经济效益；S表示服务，是指利用自动化技术，更好地做好市场服务工作，也能通过替代或减轻制造人员的体力和脑力劳动，直接为制造人员服务；E表示环境友善性，是制造自动化应该有利于充分利用资源，减少废弃物和环境污染，有利于实现绿色制造及可持续发展制造战略。第一节第一节 制造自动化技术概述制造自动化技术概述l在范围方面，制造自动化不仅仅涉及到具体生产制造过程，而且涉及到产品生命周期所有过程。其主要有制造系统开放式智能体系结构及优化与调度理论，生产

12、过程和设备自动化技术以及产品研究与开发过程自动化技术等。产品研究与开发过程自动化技术包括：CAD/CAPP/CAM一体化技术、并行工程技术、虚拟现实技术及快速原型制造技术等，生产过程和设备自动化技术是本章介绍重点，主要有：数控技术、工业机器人、柔性制造技术、智能制造技术、自动化制造系统中的检测与监控技术等。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l 制造自动化技术的发展历程l 生产模式的发展过程l 制造自动化技术的发展和制造技术的发展是密切相关的。制造自动化技术服务的生产模式经历了以下几个主要发展阶段：l用机器代替手工，从作坊形成工厂。l从单件生产方式发展到大量生产方式

13、。l从大量生产方式发展到多品种、小批量的柔性自动化生产方式。l目前已是高效、敏捷与集成经营生产方式。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l 制造自动化的发展过程l 制造自动化的历史和发展可分为五个阶段。l第一阶段：刚性自动化，包括自动单机和刚性自动线。l第阶段：数控加工，包括数控(NC)和计算机数控(CNC)。l第三阶段：柔性制造。本阶段特征是强调制造过程的柔性和高效率。l 第四阶段：计算机集成制造(CIM)和计算机集成制造系统(CIMS)。其特征是强调制造全过程的系统性和集成性，以解决现代企业生存与竞争的TQCS问题。l 第五阶段：新的制造自动化模式，如智能制造、

14、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、全球制造、绿色制造等。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l 制造自动化技术的研究现状l 国内外对制造自动化技术的研究非常重视，主要有以下几个方面l单元系统的研究；以一台或多台数控加工设备和物料储运系统为主体的单元系统在计算机统控制管理下，可进行多品种、中小批量零件自动化加工生产，它是现代集成制造系统的重要组成部分，是自功化工厂车间作业计划的分解决策层和具体执行机构。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造过程的计划和调度研究l INGERSOLL公司曾分析了在传统的制造工厂中从原材料进厂到产品出厂的制造过

15、程，结果友明，对个机械零件来说，只有5的时间是在机床上，而另外的95时间中，零件在不同的地方和不同的机床之间运输或等待。减少这95的时间，是提高制造生产率的重要方向。优化制造过程的计划和调度是减少95的时间的主要手段。有鉴于此，国内外对制造过程的计划和调度的研究非常活跃。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l柔性制造技术的研究l FMS的研究已有较长历史，但由于其复杂性和不断地发展，至今仍有大量学者对此进行研究。目前的研究主要围绕FMS的系统结构、控制、管理和优化运行等方面进行。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造系统的系统技术和集

16、成技术已成为制造自动化研究热点l 集成技术包括制造系统中的信息集成和功能集成技术、过程集成技术(如并行工程CE)、企业间集成技术(如敏捷制造AM)等；系统技术包括制造系统分析技术、制造系统建模技术、制造系统运筹技术、制造系统管理技术和制造系统优化技术等等。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l更加注重制造自动化系统中人因作用的研究l 在过去一段时期，人们曾认为全盘自动化和无人化工厂或车间是制造自动化发展的目标。随着实践的深入和一些无人化工厂实施的失败，人们对无人化制造自动化问题进行了反思，并对于人在制造自动化系统中有着机器不可替代的重要作用进行了重新认识。近年来，提

17、出了“人机一体化制造系统”、“以人为中心的制造系统”等新思想，其内涵就是发挥人的核心作用，采用人机一体的技术路线，将人作为系统结构中的有机组成部分，使人与机器处于优化合作的地位，实现制造系统个人与机器一体化的人机集成的决策机制。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l适应现代生产模式的制造环境的研究l 当前，并行工程、精益生产、敏捷制造、虚拟制造、仿生制造和绿色制造等现代制造模式的提出和研究推动了制造自动化技术研究和应用的发展，以适应现代制造模式应用的需要。围绕敏捷制造这一21世纪占主导地位的制造模式的研究，主要包括敏捷制造模式下的制造自动化系统体系结构、高效柔性制造

18、系统的建模与重构、制造能力测量、评价与控制和制造加工过程的拟实制造等等。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l底层加工系统的智能化和集成化研究l 目前世界上IMS计划中，提出了智能完备制造系统HMS(Holonic Manufacturing system)。HMS是由智能完备单元复合而成，其底层设备具有开放、自律、合作、适应柔性、可知、易集成和鲁棒性好等特性。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l 制造自动化技术的发展趋势l 制造自动化技术发展趋势主要是敏捷化、网络化、虚拟化、智能化、全球化和制造绿色化。l 制造敏捷化是制造环境和制造过

19、程的必然趋势，主要内容有：l a 柔性。包括机器柔性、工艺柔性、运行柔性、扩展柔性、劳动力的柔性及知识供应链。l b 重构能力。能实现快速重组重构，增强对新产品开发的快速响应能力。l c 快速化的集成制造工艺。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造网络化l 制造的网络化，特别是基于Internet/intranet的制造已成为重要的发展趋势。包括以下几个方面：制造环境内部的网络化，实现制造过程的集成：制造环境与整个制造企业的网络化，实现制造环境与企业中工程设计、管理信息系统等各子系统的集成；企业与企业间的网络化，实现企业间的资源共享、组合与优化利用：通过网络，实

20、现异地制造。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造虚拟化l 基于数字化的虚拟化技术主要包括虚拟现实(VR)、虚拟产品开发(VPD)、虚拟制造(VM)和虚拟企业(VE)。制造虚拟化主要指虚拟制造，又称拟实制造，是以制造技术和计算机技术支持的系统建模技术和仿真技术为基础，集现代制造工艺、计算机图形学、并行工程、人工智能、人工现实技术和多媒体技术等多种高新技术为一体，由多学科知识形成的一种综合系统技术。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l 制造智能化l 智能化是制造系统在柔性化和集成化基础上进步的发展和延伸，当前和未来的研究重点是具有自律

21、、分布、智能、仿生、敏捷、分形等特征的新一代自动化制造系统。智能制造技术的宗指在于通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制池过程中的脑力劳动，以实现制造过程的优化。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造全球化l 随着“网络全球化”、“市场全球化”、“竞争全球化”、“经营全球化”的出现，全球化制造的研究和应用发展迅速，包括以下主要内容：市场的国际化，产品销售的全球网络正在形成；l产品设计和开发的国际合作及产品制造的跨国化；制造企业在世界范围内的重组与集成；制造资源的跨地区、跨国家酌办调、共亨和优化利用：全球制造购体系结构将会形成。第二节制造

22、自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造绿色化l 近年来，个新的概念已经提出：最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是当前世界上环境问题的治本之道。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源使用效率最高。绿色制造已成为全球可持续发展战略对制造业的具体要求和体现。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造自动比技术的关键技术l 制造自动化技术涉及的学科范围很广，其核心仍是制造科学和技术，其学科领域主要有：系统工程学、设计与制造

23、科学、质量控制工程、信息科学、计算机科学、人机工程学、生产管理、自动控制理论、运筹学、工业工程、规划论、电气工程、技术经济学等。其关键技术主要有以下几个方面：第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造自动化系统开放式智能体系结构研究；目标是使制造系统具备自组织和并行作用的能力。l智能4M系统中关键技术的研究；智能4M系统就是将建模(Modeling)、加工(Manufacturing)、测量(Measuring)、机器人操作(Manipulation)四者一体化的智能系统，实现信息共享，促进建模、加工、测量、装夹、操作的一体化，其目的是实现快速制造、快速检测、快速响

24、应和快速重组。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l制造自动化系统的优化理论与调度方法l 制造系统是一类离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System，DEDS)，其物流、信息流以及各种资源的规则、调度和控制等有独特的要求。对这类系统的更精确的描述、分析和控制，需要在离散事件动态系统理论方面进一步突破。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l面向制造自动化的虚拟制造技术研究l 虚拟制造关键技术的研究分为四个层次，即：虚拟制造哲理研究、虚拟制造技术层、虚拟制造原型系统层、虚拟制造集成开发平台层。它由三大主体技术群

25、和个支撑技术群组成。l建模技术群。用来开发VMS中各种模型的所有技术与方法，包括产品过程及生产系统建模技术，虚拟公司建模技术，虚拟制造环境与现实制造环境之间结构、功能映射关系的管理、维护、监控和更新问题。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状l仿真技术群。即运行和操作构成VMS的各种模型的所有方法和技术。l控制技术群。即建模过程、仿真过程所用到的各种管理、组织与控制技术与方法。l支撑技术群。即支持虚拟制造系统开发控制与运行的基础性技术。第二节制造自动化技术的发展及现状第二节制造自动化技术的发展及现状lCAD/CAPP/CAM一体化技术的研究l 主要研究内容有：CAD系

26、统面向产品的整个生命周期，充分考虑产品信息的继承性，满足并行设计的要求，CAD与产品信息标准化相结合，产品模型的可转换性，面向全国乃至全球的产品信息编码系统等方面的研究；具有很好的可移植性和自组织性的软件系统、智能化CAD系统的研究、虚拟现实设计技术的研究。CADCAPPCAM一体化技术中个重要研究内容就是CAPP技术的研究，主要有：基于并行工程的CAPP技术；虚拟制造模式下的CAPP技术：基于PDM的CADCAPPCAM集成系统；第二节第二节 制造自动化技术的发展及现状制造自动化技术的发展及现状l面向制造自动化的数控技术研究l 数控技术是自动化技术的基础及关键单元技术，又是精密、高效、高可靠

27、性加工技术的支撑，它正朝着集成化和实用化方向发展。数控技术的研究与开发重点是：开放性结构系统的发展，采用新元件、新工艺；不断改善和扩展以高精、高速、高效为代表的功能，改善和发展伺服处术，采用通信技术，研制开发超精数控系统等。第二节第二节 制造自动化技术的发展及现状制造自动化技术的发展及现状l柔性制造技术和智能制造技术的研究l 柔性制造系统的理论和技术所涉及领域很广，主要包括：生产调度理论与算法的研究；计算机通信及数据库技术的研究；计算机仿真技术的研究；生产组织及控制模式理论和技术的研究；制造资源控制管理理论和技术的研究。第二节第二节 制造自动化技术的发展及现状制造自动化技术的发展及现状l 机器

28、人化制造技术的研究l 机器入是一种高度柔性化的自动化设备，未来的典型制造工厂将是计算机网络控制的包含多个机器人加工单元的分布式自主制造系统，工业机器人(1R)、智能加工中心(1Mc)、坐标测量机(CMM)、自动导引小车(AGV)均被观为“智能机器”，这些智能机器依据不同的要求有机地组成机器人化制造单元，实现多元化产品生产。第二节第二节 制造自动化技术的发展及现状制造自动化技术的发展及现状l先进制造智能传感与检测的研究l 未来的桃测系统必须与制造自动化、智能化、柔性化及集成化相适应，是一通用型模型化、集成化、智能化的具备自学习训练与自适应调整功能的多传感器、多参数、多模型综合决策系统。第三节第三

29、节 数控技术数控技术l 数控技术处指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的种自动化技术。它是一种可编程的自动控制方式，它所控制的量一般是位置、角度、速度等机械量，也有温度、压力、流量、颜色等物理量，这些量的大小不仅可用数字表示，而且是可测的。第四节第四节 工业机器人工业机器人l 工业机器人定义、组成、分类、运动轴系、自由度和技术地位l 机器人学是关于设计、制造和应用机器人的一门正在发展中的新兴学科。工业机器人技术涉及机构学、控制理论和技术、计算机、传感技术、人工智能、仿生学等诸领域，是一门多学科的综合性高新技术。第四节第四节 工业机器人工业机器人l工业机器人定义及组成l 综合各国对工业机

30、器人(Industrial Robot)的定义，其在“可编程”、“计算机控制”和“机械装置”三方面的共同点是：工业机器人，是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；由计算机进行控制，是无人参与的自主自动化控制系统：它是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。可以通俗地理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；它与传统的自动机的区别在于有更大的万能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能。”这一概念反映了人类研制机器人的最终日标是为了创造一种能够综合人的所有动作和智能特征，延伸人的活动范围，使其具有通用性、柔性和灵活性的自动机械。第

31、四节第四节 工业机器人工业机器人l 机器人的分类l 按自动化功能层次分类为l a 专用机器人。以固定程序在固定地点工作的机器人，结构简单，造价低，适用于在大量生产系统中工作。l b 通用机器人。具有独立的控制系统，动作灵活多样，通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。它的工作范围大，定位精度高，通用性能强，但结构复杂，适用于柔性制造系统。l c 示教再现机器人。这是具有记忆功能、能完成复杂动作的机器人，它在由人示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。l d 智能机器人。具有各种感觉功能和识别功能，能做出决策自动进行反馈纠正的机器人。它采用计算机控制，依赖于识别、学习、

32、推理和适应环境等智能，决定其行动或作业。第四节第四节 工业机器人工业机器人l按驱动方式分类可分为：气压传动机器人、电气传动机器人、液压传动机器人以及复合传动机器人。l按控制方式分类l (1)固定程序控制机器人。采用固定程序的继电器控制器或固定逻辑控制器组成控制系统，按预先设定的顺序、条件和位置，迈次执行各阶段动作，但不能用编程的方法改变己设定的信息。l (2)可编程控制机器人。可利用编程方法改变机器人的动作顺序和位置。第四节第四节 工业机器人工业机器人l工业机器人的运动轴系和自由度l工业机器人的运动轴系l 机器人执行机构的运动轴系通常分为四类：直角坐标系、圆柱坐标系，球坐标系和关节系。l工业机

33、器人的自由度l 为了使工业机器人能够按必要的动作顺序运动，需要六个基本运动轴即所谓六个自内度。这六个自由度用来模仿人手臂的各种功能动作，并非所有的机器人都需要具备全部六个自由度。这六个基本运动中三个是腕部的，三个是臂部和机身。第四节第四节 工业机器人工业机器人l机器人技术的发展l 机器人技术发展进程及现状l 机器人的发展 1954年，美国人发明了一种称为可编程序的关节型搬运装置，发表了“通用重复型机器人”专刊论文，首先提出了工业机器人和示教再现的概念。1958年，美国联合控制公司研制出第一台数控工业机器人原型机，揭开了研制机器人的序幕。20世纪60年代初，美国机床和铸造公司(AMF)研制出示教

34、再现型工业机器人商品，是圆柱坐标机构、点位和连续路径两种控制方式。第四节第四节 工业机器人工业机器人l 从此以后，机器人技术进入高速发展阶段。到20世纪80年代，工业机器人普及应用，其操作机、驱动器、控制系统不断改进，以适应高速、高精度、轻量化和智能化。80年代后期，各类带焊缝跟踪的弧焊机器人、高功能装配机器人相继应用于柔性自动化生产系统中，以满足多品种、少批量的各类需求。第四节第四节 工业机器人工业机器人l 90年代是具有各类传感功能的第二代工业机器人走向实用化的年代。瑞典ABB机器人公司推出TR5002、TR5003、67轴新型交流伺服喷漆机器人，并推出IRB6000交流伺服点焊机器人新系

35、列，负载达1176N。近年来，各种类型具有视觉、触觉、高灵巧手指、能行走的智能机器人相继出现，开始用于精密装配、核工业、宇航和深海开发、各种恶劣环境和农业部门，并出现了多传感器融合、具有一定语言能力的机器人。机器人正朝着学习、自适应控制、自治行动的智能化第三代方向发展。第四节第四节 工业机器人工业机器人l 机器人技术的现状；机器人技术发展到今天，正朝着自学习、自适应控制、自主性(自治行动)、智能性等方向发展。人们将在更现实基础上开拓机器人在各个领域的应用，开发的机器人应当是具有灵活的可操作性和移动性，丰富的传感器及其处理系统，全面的智能行为和友好协调的人机器人交互能力的高级机器人。第四节第四节

36、 工业机器人工业机器人l机器人技术的前沿课题l操作机l 在智能机器人操作机研究方面，人们重点集中在各种具有柔性感、灵巧性的手爪和手臂上。研究前沿有：手臂结构，关键是其轻质化，研究新型高刚度、抗震结构和材料：机器人手、手腕及其连接机构，实现快速、准确、灵活性、柔顺性以及结构的紧凑性；冗余自由度柔性操作机，为适应狭小环境中的灵活操作，需要像人手那样地灵巧、需达到27个自由度且结构可变的柔性操作机；微型操作机，其线径小于1mm，用于军事侦察和各种微型操作。第四节第四节 工业机器人工业机器人l动力源和驱动；智能机器人的机动性要求动力源轻、小、出力大，研究重点是改善动力源的现状，以提高机器人的自主性。智

37、能机器人的主要驱动器是电动机。为使智能机器人的作业能力与人相当，它的指、肘、肩、腕各关节大致需要3300Nm的输出力矩和3060r/min的输出转速。减轻电动机质量的措施有：采用交流电动机、优化电气及结构参数。l 新型驱动器，如形状记忆合金、人工肌肉、压电元件、挠性轴丝绳集束传动等已得到人们关注，在实用方面近来已达到伺服电动机水平。第四节第四节 工业机器人工业机器人l移动技术l 移动技术是智能机器人与一般机器人显著的区别之一。研究前沿有：新型移动机构，开发用于凹凸不平路面、楼梯、高山、弯管、海面、水下、高空等环境中的移动机构；用于行走的传感技术，主要是高级的三维视觉、触觉和接近觉等；移动路途分

38、析，采用动态规划等方法，对移动环境、成本、时间等进行综合分析、规划最佳路径；人机协调行走控制，：行走动作选择，对于复杂环境多自由度行走，选择最佳动作，研究最佳关节配置及动作级语言等。第四节第四节 工业机器人工业机器人l微机器人l 微机器人是近期机器入研究一个热点，其可能引起机器入结构的变革。微机器人是一个智能机器入系统，最终目标是将移动、传感、控制、能源集于一身，具有广泛应用前景，研究前沿课题有：执行元件和认识机构的微型化：从感觉传感器回路的微型化向微小的位置姿态控制方向发展：从微型电池向化学能源和外部能源场的方向发展：各种材料的微型部件的加工装配向缩小法和自动生成方向发展；微小生物运动机构、

39、生物执行器、生物能源机构规律的探索和人工化。第四节第四节 工业机器人工业机器人l仿生机构l 开展仿生机构的研究，可以从生物体构造、移动模式、运动机理、能量分配、信息处理与综合，以及感知和认识等方面多层次得到启发。目前人工肌肉、以躯体为构件的蛇形移动机构、仿象鼻子柔性臂、人造关节、假肢、多肢体动物的运动协调等得到关注。第四节第四节 工业机器人工业机器人l机构与控制的一体化设计l 机器人学的新问题是，如何进行机构控制传感器驱动的一体化优化设计，以满足机械手高速高精度定位的要求。机器入机电一体优化设计的目标函数除动作时间外，还可以选择能量、误差、力矩、成本等，除成本一项外，其余指标都与机器人的运动性

40、能有密切关系。第四节第四节 工业机器人工业机器人l智能控制与人工智能及示教技术l 智能控制方面发展动向主要是多级分布式计算机控制、基于神经网络的控制，以及实现通用模块、智能机器人核心程序模块、机器入操作系统的通用化等。l 人工智能在机器人技术方面应用主要有：规划和知识表述；机器人数据库；自治功能；智能通信。l 示教技术方面发展动向主要是：实现复杂柔性作业的机器入综合语言，带有三维动态显示的离线示教以适应多机群控操作，满足复杂环境行走和野外作业的智能主从操作示教。第五节第五节 柔性制造技术和智能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l柔性制造技术概述；柔性制造技术(F1exible Manufact

41、uring TechnologyFMT)就是一种主要用于多品种中小批量或变批量生产的制造自动化技术，它是对各种不同形状加工对象进行有效地且适应性转化为成品的各种技术总称。FMT的根本特征即“柔性”，是指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力，可分为瞬时、短期和长期柔性三种：瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力；短期柔性是指系统在短时期内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时刻混合地进行加工两种以上零件的能力：长期柔性则是指系统在长期使用中，能进行加工各种不同零件的能力。迄今为止，柔性还只能定性地加以分析，

42、还没有科学的量化指标，因此，凡具备上述三种柔性特征之一的具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性自动化。第五节第五节 柔性制造技术和智能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l 柔性制造系统概述；FMS是数控机床或设备自动化的延伸，FMS的一般定义可以用以下三方面来概括；FMS是一个计算机控制的生产系统；系统采用半独立的NC机床；这些机床通过物料输送系统联成一体。其中，数控机床提供灵活的加工工艺，物料输送系统将数控机床互相联系起来，计算机则不断对设备的动作进行监控，同时提供控制作用并进行工程记录，计算机还可通过仿真来预示系统各部件的行为，并提供必要、准确的检测。第五节第五节 柔性制造技术和智

43、能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l FMT及FMS的发展趋势：l (1)利用技术相对成熟的标消化模块去构造不向用途的系统。l (2)FMC功能进一步发展和完善 FMC比MC功能全，比FMS规模小可靠，也便于连成功能可扩展的FMS。l (3)FMS效益显著，有向小型化、多功能化方向发展。l (4)在已有的传统组合机床及其自动线基础上发展起来了FTL，用计算机控制管理保留了组合机床模块结构和高效特点，又加入了数控技术的有限柔性。l (5)向集成化、智能化方向发展。第五节第五节 柔性制造技术和智能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l智能制造技术概述l 随着专家系统、人工神经网络等计算智能在制造系

44、统及其各环节的广泛应用，制造知识的获取、表示、存贮和推理成为可能，出现了制造智能与制造技术的智能化。制造智能主要表现在智能设计、智能加工、机器人、智能控制、智能工艺规划、智能调度以及测量和诊断等方面。智能制造技术集成了传统制造技术、计算机技术、自动化科学及人工智能技术。第五节第五节 柔性制造技术和智能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l智能制造的主要研究内容 l(1)智能制造理论和系统设计技术。IM的概念体系、MS的开发环境与设计方法以及制造过程中的各种评价技术等。l (2)智能制造单元技术的集成。智能设计，应用并行工程和虚拟制造技术、实现产品的并行智能设计，生产过程的智能规则；生产过程智能调

45、度；智能检测、诊断和补偿。生产过程智能控制；智能质量控制；生产与经营智能决策。第五节第五节 柔性制造技术和智能制造技术柔性制造技术和智能制造技术l(3)智能机器的设计：智能机器人、智能加工中心、智能CNC机床、自动引导小车等；l (4)人机智能柔性交互与协同设计。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。22.9.1222.9.12Monday,September 12,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。5:08:545:08:545:089/12/2022 5:08:54 AM11、以我独沈久，愧君相见频。22.9.125:08:545:08Sep-2212-Sep-2212、故人江海别，几度隔山川。

46、5:08:545:08:545:08Monday,September 12,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。22.9.1222.9.125:08:545:08:54September 12,202214、他乡生白发，旧国见青山。2022年9月12日星期一上午5时8分54秒5:08:5422.9.1215、比不了得就不比，得不到的就不要。2022年9月上午5时8分22.9.125:08September 12,202216、行动出成果，工作出财富。2022年9月12日星期一5时08分54秒5:08:5412 September 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚

47、为起点的射线向前。上午5时8分54秒上午5时8分5:08:5422.9.129、没有失败，只有暂时停止成功！。22.9.1222.9.12Monday,September 12,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。5:08:545:08:545:089/12/2022 5:08:54 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。22.9.125:08:545:08Sep-2212-Sep-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。5:08:545:08:545:08Monday,September 12,202213、不知香积寺，数里入

48、云峰。22.9.1222.9.125:08:545:08:54September 12,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2022年9月12日星期一上午5时8分54秒5:08:5422.9.1215、楚塞三湘接，荆门九派通。2022年9月上午5时8分22.9.125:08September 12,202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022年9月12日星期一5时08分54秒5:08:5412 September 202217、空山新雨后，天气晚来秋。上午5时8分54秒上午5时8分5:08:5422.9.129、杨柳散和风，青山澹吾虑。22.9.1222.9

49、.12Monday,September 12,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。5:08:545:08:545:089/12/2022 5:08:54 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。22.9.125:08:545:08Sep-2212-Sep-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。5:08:545:08:545:08Monday,September 12,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。22.9.1222.9.125:08:545:08:54September 12,202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。202

50、2年9月12日星期一上午5时8分54秒5:08:5422.9.1215、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2022年9月上午5时8分22.9.125:08September 12,202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022年9月12日星期一5时08分54秒5:08:5412 September 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午5时8分54秒上午5时8分5:08:5422.9.12MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blanditut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉