示所舉例那樣，兩個在橫軸加工中心截面圖底部的切削傳送帶這些特殊的加工傳送帶是螺旋形或螺桿型，他們沿著導槽收集切削並
且將他們輸送到收集點，另壹條系統會選用鏈式傳送帶。
刀具的選擇
（23）加工中心能夠有能力需求有效的花費可以說進行有效的成本控制，他們通常不得不每天做至少兩次移動，所以他們必須有效
並且可以連續調整在加工中心中產品的購買需求，因為他們固定的多功能性，但是加工中心可用於及時的制造大範圍的特殊產品。
（24）種類的選擇和加工中心的尺寸依賴於以下幾種因素。
a．產品的種類，尺寸和模具的復雜性。
b．加工方法的種類及執行方式和切削工具的需求次數。
c．精確補償的需求。
d．生產速率的需求。
（25）盡管多功能性是選取加工中心的壹個關鍵因素，我們必須考慮到權衡高成本高精度需求和比較在運用傳統加工工具制造相同
產品時的成本。
Unit5 工業機器人
介紹
工業機器人是相對來說較新的機電設備，它已經開始改變現代工業的面貌。工業機器人不像科幻小說中的那個模樣具有人壹樣的能力並且能與其它移動物建立友誼。機器人能夠看見聽到觸覺聽的研究已經進行了20多年，現在開始開花結果了。然而，通常所說的工業機器人技術是是大多數機器人只包含了壹條臂而不是擁有人解剖學上的全部結構。通常的控制只允許這些機器人在空間上從點到點的移動，完成相對簡單的工作。美國機器人學會定義機器人為“壹個可再編程序，多功能的機器手，它通過各種可編程的運行來完成不同的任務，用於搬用原料、零件、刀具、以及專用裝置。如果認為不同類型的加工有不同的作用。那麽壹個數控加工中心也可以被認為是機器人。大部分制造工程師認為數控加工中心不是機器人，盡管他們有很多相似之處。數控機構和機器人的動力驅動和控制十分相似。想數控機構壹樣機器人能夠由發動機、液壓系統、氣壓系統提供動力。兩種設備都能由開環控制或閉環控制。實際上，許多應用於機器人發展技術由數控工業演變過來並且許多機器人制造商也制造數控機床和數控控制器。
實際的機器人由帶有腕（或稱為臂）的主機身和機器端部的工具（通常是某些的支撐器）組成。機器人也可能有壹個輔助動力系統。機器人系統還包括壹個有壹些控制環模、操作桿、鍵的控制器。壹種典型的機器人系統如圖5、1
機器人特點通常由機械系統的設計表現，壹個主要框架包括三條移動軸的機器人稱為笛卡爾機器人。笛卡爾機器人它的名字來源於笛卡爾坐標系沿三維空間的直線移動。壹些笛卡爾機器人由龍門結構構成以便使沿每個軸的偏差最小。這些機器人稱為龍門機器人。圖5.2展示了笛卡爾機器人，這些機器人的動作控制都相似於傳統的三坐標機床。龍門結構壹般來說是最正確的機器人實際結構。龍門機器人通常用於公差較小和位置度要求較高的裝配中。
圓柱機器人由兩個移動軸和壹個旋轉軸組成，這種機器人的名稱來源自包圍軌跡（它的功作範圍），它由軸移動的極限位置構成。圖5.3展示了典型的圓柱機器人。圓柱機器人有許多應用，最常見的是材料的搬運操作。
給機器人編程。
為了是設備具有資格作為機器人，它必須是容易可再編程的。不可編程的機構，無論其通過重新裝配或再接線可實現的潛在柔性有多大，也不能算坐機器人。許多這類設備是固定的或可變的序列機器人。很多這樣的機器人是由氣壓驅動的。這種機器人借助某種梯形邏輯圖被驅動至壹些固定的擋塊活行程開關處，而不是控制它的軌跡。雖然梯形圖編程可滿足機器人的運動要求，但行程開關和擋塊必須正常的被整體移動，以改變所需執行的工作任務。動力開動或發動機打開到“開”或“關”依據工序的要求和轉換狀態。機器人對這類系統操作通常局限於相當簡單應用。
傳統機器人的程序通常采用以下三個形式之壹：（1）操作器編程（2）導入式程序（3）脫機程序。每個機器人通常具有壹個或更多這種程序類型的系統。每種形式的優缺點依不同的應用而不同。
操作器編程最常用的機器人編程方式，這種類型編程，A pendant 通常包括幾個用於使機器人在它工作範圍移動的操作桿。在每個工序的終點，機器人的位置被保存。像數控機床壹樣，壹些機器人允許編程人員選擇定義兩點間路線。另外，這些機器人被稱為連續路徑系統。不允許用戶指定路徑系統稱為點到點系統。許多連續路徑機器人允許用戶定義在兩個主要點之間連線的路徑。那麽，用戶可以定義直線、圓弧的、指定某壹位置的路徑。在直線路徑中，機器人在笛卡爾空間中，以直線兩兩端點移動。顧名思義，圓弧運動就是在某壹主平面上沿圓弧運動。機器人以插入某處方案執行路線很不容易確定。在接點插補中，機器人的每壹關節都以壹恒定速度移動以保證所有的軸同時啟動和停止。對於笛卡爾機器人，直線和結點插補方案產生相同的路徑。對於其他類型機器人系統，這不成立。
操作器編程系統通常提供允許編程人完成輔助操作的命令，如關閉終端，等待，暫停，檢查壹種或幾種轉換狀態，返回全部狀況給機床，等等。編程人員使機器人走過要求完成壹項工作的必要步驟，保存每壹中間步驟和輔助的信息。用於給fanuc M1機器人編程的操作器，如圖5.4所示。
導入式程序是最簡單的機器人程序設計過程之壹。顧名思義，編程人簡單實際的是機器人沿著路線輪廓移動。機器人控制器反饋它的位置並且像編程人壹樣引導機器人完成操作。當編程人員負責引導機器人完成必要動作時，動力降低以便機器人不產生傷害操作人員。盡管導入式編程是最容易學的程序語言，但它也反映了壹些機器人應用的限制，例如，當機器人正在進行操作時，操作人員搬運機器人。齒輪，電動機和絲杠會引入錯誤的運算讀數值，這樣當機器人的重量，也許是工件的重量必須由系統承擔時，端部執行器的 實際位置可能與機器人的訓練位置有很大差異。這種方式的另壹個問題是由於在機器人的位置和速度被記錄指引通過期望的路徑是，大量的數據信號產生，這些數據不需存儲後調用，存儲和從新調用的空間和時間可能會引起匯編器問題 ，也許與導入方程式協調的主要問題是引導機器人完成工藝過程的人能夠做有限的準確可能引起工藝過程的不協調，人為錯誤和不準確性削弱了使用機器人的優點。
脫機程序對機器人來說是 相對較新的技術，它能夠提供導入式和控制板編程的壹些優點。脫機程序的規律與對數控技術應用脫機語言類似。幾種脫機語言已經在美國的主要大學和工業種發展。這些語言主要有unimation的VAL,美國機器人協會的ar-basic,microbot,lnc的arm-basic和ibm的ami，以ar-basic為例解釋說明脫機語言，ar-bisic允許用戶
定義機器人的位置
控制機器人的運動
輸入輸出控制數據
ar-basis系統的細化，他采用的許多相同的功能采用了我們熟悉的basic程序語言，在ar-basic中，點和刀具定義為初始化數據點由以下協議定義
x,y,z,r,y
X,,y,z表示由端部執行器占據笛卡爾空間，r p y表示刀具旋轉進給和yaw.每個點的定義既可以是絕對的夜可以是相對的（也和數控機床有相似的規則）
刀具定義命令常用於定義操作要求的所有刀具的位置，刀具定義指定機器人面板的中心，包括等定義點相同的六個數據
機器人通過運動控制命令執行運動，運動命令允許編程人定義采取的路徑類型（直線，圓弧，結點插補）
定義刀具的最終速度
定義參考櫃架
定義刀尖的類別
AR-Basic也允許程序編譯人員輸入，輸出數據到與機器人連接的設備，模擬的數字信號可以傳送到模—數轉換轉換器並行的或串行的I/O口。表5—1是點和刀具定義的舉例。表5—2舉例說明了AR-Basic的運動控制。
Unit6 成組技術
成組技術是壹個制造業的哲學概念，它涉及到具有相似或相關屬性零件的標識和分組，這樣我們可利用產品的相似性這種特點把這種技術應用於產品的生產的設計制造生產過程中。歷史上，這項新奇的技術首先出現在1920年的美國，當時Frederick Taylor也認同成組部件需要特殊工藝的觀點緊隨其後的是瓊斯和拉姆森機械公司在20世紀20年代初，這個公司使用的是壹種簡陋的成組加工方式來生產機床，他們使用這壹原理的方法就是以產品來劃分部門而不是以工藝或縮短路徑來劃分部門。現如今，成組技術通過良好的結構分類和編碼系統和應用支持軟件采取的相似組成部分取得優勢。
現代制造技術正投許多日益增長的國際化競爭與快速變更的市場需求所引起的挑戰進行著比拼。下列的這些挑戰已在成組技術中遇到過。
第壹段 略。
作為第壹個因素的結果，傳統的銷售組織變得非常低效和浪費，這都是因為產品在不同的加工部門之間奢侈的路徑（直接翻譯的不很對）。
為了縮短準備時間有必要使設計與生產環節緊湊起來，從而獲得在國際市場中相對有利的位置。
1. 產品設計中的益處。涉及到產品的設計，組成技術的原理益處就是它能夠是產品設計者避免”重新設計車輪”(即重復改造)，或者加大設計的影響，換句話說，它排除設計壹個已經被設計過的產品的可能性，因為他使儲存變得容易並且使工程設計的檢索相對容易些。（下句書中有） 如果精確部件的設計不包括在公司的電腦檔案中，壹個設計將足夠接近那種被需要的能夠被檢索並且調整調整到為了滿足需求的程度。成組技術的進壹步優勢是它促進了設計特征的標準化，諸如角半徑，倒角這壹類的，從而導致了生產工具和生產設備的標準化。
2. 模具和安裝的標準化。自從部件被分門別類處理後，壹個柔性的生產設備的設計能夠使得其適應用同壹種方式加工的同種類別內的各種加工，從而通過減少夾具來減少其所需的費用。同樣的，壹個機器的安裝也可以適應整個類別而不是獨立部件。
3. 已有
4．提高問題式生產的經濟體系。通常，間歇式生產涉及了許多非標準部件。似乎毫無***同之處。因此，不同類別的分組部件使得經濟效益的 獲得只存在於大批量生產中。
5．更容易調度。將部件分組方便了任務的調度，使得工作時是完成壹類的加工而不是只加工單個部件。
6． 減少工作進程和準備時間。
7 更快更合理的工藝設計。成組技術為自動化流程規劃鋪平了道路，這可以通過適當的零件分類和編碼系統來實現，在每個部分的詳細過程圖中儲存代碼，從而方便檢索。
Unit7
1 CAD/CAM (計算機輔助設計)是壹個以電腦為輔助設計或用電腦輔助設計的壹個術語。 它是壹種在設計和生產過程中運用數字電腦來完成特定功能的壹種技術。這壹技術正朝著設計和制造，這兩個曾被傳統的認為在生產過程中有名自獨立分工職能的兩個過程相結合的過程發展。總之，CAD/CAM將會為今後的計算機結合產業提供技術基礎。
2、由硬件和軟件組成的電腦系統將執行由特定用戶所提出的特殊的設計功能基礎的CAP硬件包括：電腦。壹個或多個終端器圖像顯示、鍵盤、及其他的壹些外部設備。CAD的軟件包括能在其系統內運行計算機圖表的計算機程序及能為公司用戶的設計工作提供便利的應用程序。例如：分力壓力分析（程序）機器的動力回應（程序）熱交換計算程序、及各種控制程序等。由於生產線、制造工序及顧客市場的不同，各種應用程序也會隨不同用戶的需求的轉變，因而這些工廠也帶來了對CAD系統需要的差異
3計算機輔助制造（CAM）可以被定義為通過擁有車間生產信息的直接或間接的電腦界面利用計算機系統來計劃、管理和控制制造工廠的運作。其定義表明，計算機輔助制造的應用可分為兩大類：壹
計算機監控和管理，這是計算機為了監控和管理生產過程最直接的應用且於生產過程直接相聯系
二、以制造為支撐的應用、這是計算機被直接用於工廠的生產運作，但其中並沒有計算機與制造過程直接聯系的界面
CAD/CAM系統具有壹套全新的制圖基本原理，其中的任何壹個都能提高制圖效率 。例如：目前市場上大多系統都是具有能將新興的實用的制圖技術制動化固有功能。如分層技術使得制圖能按邏輯結構制圖，立刻組成壹個整體， 並被分開保存以便識別，但這些部件並演示整個制作過程。 這壹過程與我們在生物中所見到的解剖圖樣類似。骨骼，神經，內臟，血管和肌肉分別由具有不同顏色的塑料所替代。他們被看做個體，或者把他們疊加在壹起，來顯示各個部件之間是如何相匹配的。通過圖象系統來分層設色，采用相同的原則，除非覆蓋物是邏輯的而不是非物理的 。諸如此類的應用有很多。分層也可用於區分英文和數字維度信息，數據信息。文本信息，電子需要鋸錘測探、機械部件路徑等。結果是清晰、明了的圖樣
其它分析的好處：
CAD/CAM也可以通過其它方式影響壹個公司的工程系統，它能把所有的物理過程流線化，並且允許對現代化的工程技術方法和工藝過程進行重新評估。CAD/CAM提高了確保質量的技術，自然而然的適合於保持精度完善文件材料，並且保存了零件的數量與材料清單的精確記錄。
壹個完全集成CAD/CAM系統的正確安裝，促進了壹個公司對設計及生產方法的評估，並且開創了那些方法所適合的標準。通常這個評估證明是有效的，但也能給那些沒做好準備的人帶來意外傷害。對這兩方面的問題都考慮到的管理者是很聰明的，CAD/CAM的應用始終都是壹件復雜的事。
缺點是什麽呢？
CAD/CAM的缺點或許並不明顯，但即使對於最好的設計也是‘具有破壞性的。其中最大 的缺點是來自於從手工草圖和保存的記錄到CAD/CAM系統徑直移動所必須的跳躍。這就好像是把噴氣式飛機的引擎安裝在大眾汽車上，汽車開始可能在很短的時間內行駛的很快，但是，如果底盤不夠堅固來處理作用力，那麽所有的設計將震動分離。
換句話說，CAD/CAM將突出工作最脆弱的區域的不完全性，這對於人和不能保持的規則來說是殘忍的，就像壹個對它的描述：“如果壹個公司內部對繪圖材料清單和部分數字系統不能很好的使用，CAD/CAM系統將使問題惡化。”
當這種令人不滿的結果發生時，通常會把矛頭指向CAD/CAM系統---雖幾乎是不能譴責的是，但通常比將矛頭指向人或組織更好。任何壹臺計算機將只能在輸入數據時工作，這是最基本的數據處理規則：廢物進，廢物出。如果壹個公司正在使用壹個不完全的目錄控制系統，僅僅是因為它是自動的。這個系統將得不到改善。事實上，自動化將會使這個不完全更加明顯。並且可能更混亂。因此當實施CAD/CAM系統是不僅評估技術的需要很重要，而且對於期望提高的現存的規則也是很重要的。
如果管理者不願對現存的操作條件，標準，工藝過程進行評估，那對CAD/CAM的使用將很可能會失敗----因為壹系列的原因。原因之壹，管理政策將因為CAD/CAM系統與標準操作過程的分離而不能被很好的組織。在低水平的管理者中將產生壹種這個系統永遠不會被人們有效使用的感覺。另壹個原因，不同的部門之間的信息通道還沒有建立起來，這也導致產生CAD/CAM系統不能被長期使用的感覺。還有壹個原因，就是操作員對系統實施的方面沒有輸入，這就導致了繪圖標準的缺點，系統管理的貧乏，系統使用者的無知，這種循環是不可原諒的。特別是對於標準操作條件的評價將直接給提高這些工藝過程提供意見，即使是CAD/CAM系統從來沒被使用過。
CAD/CAM的應用
CAD/CAM技術從畫圖板發展到如今已經經過了壹個很長的歷程，它已經廣泛的應用在各種工業生產，涉及範圍從航天飛機控制到武器研究。從繪圖到動態診斷，從電路分析到結構鋼分析。CAD/CAM廣泛應用於繪圖和制造的各個環節，從繪制影視音像設備草圖到控制大量的機器人組裝線，它的用途在不斷的發展。
CAD/CAM首先應用於電子制作業。這是因為CAD/CAM並不是壹項公認的超越計算機產業的技術。人們才覺察到CAD/CAM在航空民用工業等領域的市場需求。新的復雜的設計已經無法由借助查圖手冊的手工繪圖所滿足。CAD/CAM成了必然的解決方法。如今這項技術已經具備了強大的技術和資金基礎。因此，潛在的CAD/CAM的用戶能夠滿足最終所采用的挑剔要求，他們再也不用購買低劣的或不會使用的設備了。
當今的CAD/CAM市場：
現在，市場上有4種CAD/CAM的提供商。第壹種是大型公司的附屬機構或部門。IBM的CAD/CAM分部就是壹個例子。這些分公司和他的總公司喲著大宗的商業買賣，他們不僅銷售鑰匙系統，還稱作售後服務處。因為這些公司有著強大的後盾，所以他們的運作良好。但是他們同樣受束縛作風的影響，使得他們的不能對市場變化作出快速反應，也不能把先進的技術用於生產線來提高設備的性能。
第二種是專門的交鑰匙系統銷售商。這些公司提供各種各樣的作用於不同工業環境的CAD/CAM系統。這些公司已經從事CAD/CAM行業幾年或幾十年。他們已經在不斷的技術發展中建立了良好的 聲譽，這類公司有。。。。，這些企業由於規格較小，有時不能提供很好的售後服務，但他們對市場反靈敏，能很好的滿足客戶的要求，能夠提供各種可以使用的CAD/CAM系統。
第壹種是新興的CAD/CAM銷售企業。這些公司比較小，年輕，富有創新精神，但他們的市場占有率僅為5%,但是每個公司都擅長為部分市場單人獨特的高品質的系統。通常，這些企業銷售的微型監控系統對需要小型化專業化 的CAD/CAM系統的客戶非常有用。事實上，這些客戶在購買設備前都是經過深思熟慮的。
第二種是服務機構，這些企業專門從事CAD/CAM服務。來滿足很小的或協調性的需求。服務機構越來越普遍並成為那些不能承擔購買CAD/CAM系統費用或不具備購買條件的公司的首選。這些機構不僅參與CAD/CAM的相關商業行為，他們還能為那些將要考慮購買他們設備的企業進行相關培訓和研討。
和任意壹種銷售商做生意都有利有弊，大公司不容易討價還價，而且他們技術革新緩慢，但他們大多能提供良好的服務和可靠的產品，專門的銷售企業對客戶的需求都加靈活，並且產品升級周期較短。
1、 CAD/CAM是指壹個以計算機為輔助設計或輔助制造的術語。它是壹種在設計和生產過程中運用數字計算機來完成特定功能的壹項技術，這壹技術正朝著與設計和制造兩個壹直被認為在生產過程中各自獨立、分工明確的兩個過程相結合的過程發展。總之，CAD/CAM將會為今後的計算機融合產業提供技術基礎。
2、 這壹計算機系統由硬件和軟件兩部分組成，執行由特定用戶所提供的特殊的設計功能。基本的CAD硬件包括計算機、壹個或多個終端圖樣顯示器、鍵盤及其他的壹些外部設備。CAD的軟件包括能在計算機系統內部運行的圖標和程序。例如，分力壓力分析程序動力回應程序，熱交換計算程序及各種控制程序等。由於生產線、制造工序及顧客市場的不同，應用程序會隨用戶的不同需求而轉變。這也導致了CAD系統需求的差異。
3、 計算機輔助制造CAM可被定義為通過擁有車間生產信息的直接或間接的計算機界面，利用計算機系統來規劃、管理和控制制造車間的運作。其定義表明，計算機輔助制造的應用分為兩大類： <1> 計算機監控和管理，這是計算機為了監控和管理
提高制圖效率
1、
2、
3、它的潛能確實是無限的，生產率的提高只受管理原則性的限制。比如，可以把制圖中心看做是壹個專門設計貨倉的建築方。他們的多數工作都是重復的，可以在壹項項工作中被反復使用。
例如，壹個標準的地板或樓梯；亦或是壹個標準的門或門框，系統可以再幾秒內完成這項工作，同時制圖者可以不必每次都重新設計必須插入到圖中的部分。
4、此外還有許多使用的宏程序。壹組放在壹起的按鈕可以自動的將圖樣的規格用英文自動轉化為數字單元，或自動調節整個繪圖，並使之旋轉到理想的方位，或生成壹張關於復雜工程繪圖的材料清單。
5、更進壹步的講，整個設計過程都能被儲存到系統中。當制圖者接到壹個與所儲存的繪圖規格相似的工作時，他只需重新調用它，把它引入工作存儲庫，再重新修改新工作中與原圖的不匹配的部分的規格。這樣效率就被提高了，原始工序被提高了效率，而反過來，下壹步的工序也被提高了效率，這說明需保持和對用戶易於操作的有完善與分進的數據庫。
Unit8 柔性制造系統
關於柔性制造系統，有很多不同的定義，多數情況下，如何對其定義依賴於其使用者對其組成部分和使用方法的個人看法。
然而，接下來的描述是對FMS定義的概括，那就是有源可尋和無源可尋的資源。
美國政府：壹系列的自動機床和生產加工設備項目與自動物料處理系統聯系在壹起普通級別的數據事先編程計算機控制，為任意生產加工的零件或組合列入預先給定的零件組中做準備。
Kvearney和Tvrecker：FMS是數控機床的組成。它能任意地執行零件組，自動化物料的處理和中央計算機控制動態平衡資源的利用。因此，系統能自動的適應在零件生產，產品的品種組成和輸出方面的變化。
FMS是壹種可隨意的指定任務的自動化系統，這種系統基於承租制造技術，結合了計算機集成控制和壹組可連續進行零件的自動處理和加工的機床。
FMS結合了微電子技術和機械工程能夠使批量生產更具有經濟性，中央在線計算機控制的機床，其他工作站，能完成零部件的傳輸和加工。計算機也能提高監控和信息控制，這種結合了靈活性和全局控制的方式使小批量大範圍的產品的生產成為可能。
在已有的能力和預先定義的規劃範圍內，在控制中執行零部件和產品的多樣化生產。
壹種將幫助精良工廠獲得較快的加工時間的技術，是在壹個較高水平的管理和中心控制下，實現較低的單元成本，較高的質量的生產。
基本上FMS是有軟件和硬件組成的。硬件部分是可見的，可觸摸的。例如：計算機數控化機床，旋轉式托盤，物料傳輸設備（機器人和自動引導小車），集中是排屑系統，刀庫，坐標測量機，工件清洗站和計算機硬件設備。軟件部分是不可見的無形的，例如：數控程序，交通管理軟件，刀具信息，坐標測量儀的工作順序文件和復雜的FMS軟件。圖8.1是典型的FMS布局和它的主要動態性組成和可確認的組成部件。
Unit9
為了理解提高自動化綜合生產力的限制因素，進行下面的類比，假設壹輛汽車的多種輔助系統都已經自動化了，司機的工作會變得更加輕松，自動加速、減速、轉向、剎車
將會比人工操作更有效。然而，考慮壹下將會發生的事，如果這些自動化的輔助系統在壹定程度上沒有聯系在壹起，即不能即時的連續的交流與分享精確的最新的信息，壹個系統試圖加速，而另壹個系統試圖剎車。在自動化制造設備上有同樣的制約，這些制約導致了如今制造技術發展的另壹個階段：集成。
Unit15
滑尺的平移運動是通過使用空氣軸實現的，為了盡量減少摩擦，也為了減少因滑道缺陷引起的後果，壹個合適的空氣源是必需的。
基軸的運動完全依靠於廉價的手動三坐標測量儀，大多數手動機器都配有壹個精確地手輪裝置，盡管許多用戶更喜歡直接用手來移動滑尺。
更昂貴的機器采用馬達驅動的軸驅動裝置，采用直流伺服電機通過特殊的機制運作，各軸均有即斷開關來控制並允許手動控制運動。