柔性制造技术的发展及现状

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1、柔性制造技术及其发展趋势摘要：通过介绍柔性制造系统的关键技术和发展阶段，归纳现代柔性制造系统的特点和性能，进而阐述了柔性制造系统的发展趋势以及在现代制造业中的重要地位和作用。关键词：柔性关键技术发展趋势0引言柔性制造技术是当代的一种高新技术，它是对今后制造业的发展影响最大的先进制造技术之一。它是电子计算机技术在生产过程及其装备上的应用，是以微电子技术、智能化技术与传统加工技术融合在一起，具有先进性、柔性化、自动化、智能化、省力化、效率化的制造技术。它也是从机械转换、刀具更换、夹具可调、模具转位等硬件柔性化的基础上发展成为自动变换、人机对话转换、智能化任意变化地

2、对不同加工对象实现程序化柔性制造加工的一种崭新技术。1发展过程柔性制造技术的发展大致可分为三个过程，即刚性自动化、柔性自动话、综合自动化刚性自动化阶段的设备主要是自动或半自动机床、组合机床以及组合机床自动线，主要用于单一品种大批量的自动化生产，生产效率高，但只适用于加工单一品种。刚性自动化是通过机电液气等硬件方式实现的，因而是刚性的，所以变动困难。柔性自动化阶段的设备主要包括NC、CNC、FMC、FMS等，主要用于多品种小批量甚至单件生产自动化。柔性自动化阶段是以硬件为基础，以软件为支持，改变程序即可实现所需的转变，因而是柔性的。其中的关键技术主要有数控技术，

3、计算机控制，现代控制理论等。综合自动化则是在柔性自动化优点的基础上，提高了设计工作与管理工作的效率和质量，提高了对市场的响应能力。综合自动化不仅针对具体操作和工人的体力劳动，而且涉及脑力劳动以及设计、经营管理等各方面。其主要技术有系统工程，信息技术，计算机技术，管理技术等。柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统,它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来,理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。具体优点如下。1)设备利用率高，占地面积小；2)减少制品库存量；3)生产能力相对稳定。自动加工系统由一自或多台机床组成，发生故障时，有降级

4、运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。4)产品质量高。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度高，加工形式稳定。5)运行灵活。有些柔性制造系统的检验、装卡和维护工作可在第一班完成,第二、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性制造系统中，其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。6)产品应变能力大。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性,且系统平面布置合理,便于增减设备,满足市场需要。7）投资高、风险大，开发周期长、管理水平要求高由此可见,正是由于柔性制造技术的这种高效、灵活的特性使其成为实施敏捷制造、并行工程

5、、精益生产和智能制造系统的基础,且应用日益广泛，已成为整个机构制造领域的核心技术。2基本概念2.1柔性柔性，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。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。柔性主要包括：1)机器柔性:当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。2)工艺柔性:一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。3)产品柔性:一是产品更新或

6、完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。4)维护柔性:采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。5)生产能力柔性:当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。6)扩展柔性:当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一个更大系统的能力。7)运行柔性:利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。2.2柔性制造系统根据“中华人民共和国国家军用标准有关武器装备柔性制造系统术语”的定义

7、，柔性制造系统（FMS）是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种、中小批量生产。美国制造工程师协会(SME)的计算机辅助系统和应用协会把柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统。FMS包含2台以上具有自动刀具交换和自动工件托盘交换装置的数控机床，以加工中心为核心设备，配有自动物料传递和管理系统，如有轨运输小车或自动导引运输小车，并在中央计算机统一控制和管理下，动态地平衡资源地有效利用，具有生

8、产调度和对加工过程的实时监控能力，可动