机电一体化概论邵泽强第三章3节至6节课件教学.pptVIP

3.6.2计算机集成制造系统的系统构成 一般CIMS包括6个子系统，其中4个为功能分系统，2个为支撑分系统。图3-6-2所示为CIMS的组成框图。 图3.6.2 CIMS的组成框图 1.经营管理信息子系统（MIS）：具有生产计划与控制、经营管理、销售管理、采购管理、财会管理等功能，处理生产任务方面的信息。 2.工程设计自动化子系统（CADCAM）：由计算机辅助设计、计算机辅助工艺规程编制和数控程序编制等功能组成，用以支持产品的设计和工艺准备，处理有关产品结构方面的信息。 3.制造自动化子系统：也可称为计算机辅助制造子系统，它包括各种不同自动化程度的制造设备和子系统，用来实现信息流对物流的控制和完成物流的转换，它是信息流和物流的接合部，用来支持企业的制造功能。 4.质量保证子系统（CAQ）：具有制订质量管理计划、实施质量管理、处理质量方面信息、支持质量保证等功能。 5.数据库子系统（DR）：用以管理整个CIMS的数据，实现数据的集成与共享。 6.计算机网络子系统（NET）：用以传递CIMS各子系统之间和子系统内部的信息，实现CIMS的数据传递和系统通信功能。 3.6.3 计算机集成制造系统的控制系统实例——工业锅炉计算机控制系统 常见的锅炉设备的主要工艺流程如图3-6-3所示。 燃料和热空气按一定比例送入燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽Ds。然后经过热器，形成一定温度的过热蒸汽D，汇集至蒸汽母管。压力为Pm的过热蒸汽，经负荷设备控制供给负荷设备用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变为过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱，排入大气。 锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水送风和引风等；主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气（烟气含氧量）等。这些输入变量与输出变量之间相互关联。 图3.6.3 锅炉设备主要工艺流程图 如果蒸汽负压发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度等的变化；燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、过剩空气和炉膛负压；给水量的变化不仅影响汽包水位，而且对蒸汽压力、过热蒸汽温度等亦有影响；等等。 运输贮存装置 它是自动生产线上的必要辅助装置，主要包括输送装置、分流合流及转向装置、贮存装置和机械手四大部分。 控制系统 它由两部分组成：①全线工作循环控制装置，它根据确定的工作循环来控制自动生产机及运输贮存装置工作。②信号及检测系统，它由数量检查、质量检查、安全保护及现实记录四个装置组成，实现信号采集、检测及其他辅助控制功能。 通常，在自动生产线的终端，由人驾驶运输工具（如铲车）将生产成品运往仓库或集装箱运输车上，个别的也有设置移动式堆码机来完成最后这一道工序。 3.4.2 自动生产线的类型 根据自动生产线的组成方式，可以将其分为以下三类： 1.刚性自动线（或称同步自动线） 如图3.4.2(a) 所示，这种自动线中各自动机用运输系统和检测系统等联系起 来，以一定的生产节拍进行工作。这种自动线的缺点是，当某一台自动机或个别机构发生故障时，将会引起整条线停止工作。 2.柔性自动线（或称非同步自动线） 如图3.4.2(b) 所示，这种自动线中各自动机之间增设了储料器。 当后一工序的自动机出现故障停机时，前一道工序的自动机可照样工作，半成品送到储料器中储存；如前一道工序的自动机因故障停机，则由储料器供给所需半成品，使后面的自动机能继续工作下去。可见，柔性自动线比刚性自动线有较高的生产率。但是，储料器的增加，不但使投资加大，多占用场地，同时也增加了储料器本身出现故障的机会，因此，应全面考虑各方面因素，合理选用和设置自动线种类。 3.组合自动线 如图3.4.2(c) 所示，这种自动线中一部分自动机利用刚性（同步）联接，即把不容易出故障的相邻自动机按刚性联接，另一部分则采用柔性（非同步）联接。 图3.4.2 自动生产线的类型 3.4.3 自动生产线的发展趋势 目前，国内外自动生产线的主要发展趋势呈现出了以下特点。 高速化 提高自动线速度是提高劳动生产率的主要途径。据报道，在国外，糖果包装机达1200粒/min，卷烟机达到4000支/min，工业缝纫机达7500r/min，而我国现有水平分别为500粒/min，1000支/min，3000r/min。由此可见，高速化是提高单机生产率的主要途径之一。 综合自动化 生产过程自动化是现代生产的重要标志。在自动化机械中，采用机、电、液、气相结合的综合自动化，可使自动化轻工机械的结构进一步简化。另外，采用电子自控技术，使