柔性制造系统的组成.ppt

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1、柔性制造系统柔性自动化的兴起FMS的形成与发展FMS的工作原理柔性制造系统的组成柔性制造系统的优点柔性制造技术的研究向着深度和广度发展柔性制造系统(flexible manufacturing system)是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机软件科学，把工厂生产活动中的自动化设备有机地集成起来，打破设计和制造的界限，取消图纸、工艺卡片，使产品设计、生产相互结合而成的，适用于中、小批量和较多品种生产的高柔性、高效率的制造系统。手工操作的生产车间小量生产大量不同的零件柔性制造系统中

2、小批量生产相似类型的零件专用设备大批量生产接近相同的零件产品增加柔性增加图1柔性制造系统的应用范围柔性自动化的兴起随着科学技术的发展，对产品的功能与质量的要求提高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设

3、备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。 　　同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。FMS的形成与发展1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简

4、称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。70年代末期，FMS在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备组成的FMS为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，

5、另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。 　　这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有FMS基本特征，但自动化程度不很完善的经济型FMS，使FMS的设计思想和技术成就得到普及应用。FMS的工作原理FMS的工作过程可以这样来描述：柔性制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和技术信息后，由其信息系统进行数据信息的处理、分配，并按照所给的程序对物流系统进行控制。物料库和夹具根据生产的

6、品种及调度计划信息提供相应品种的毛坯，选出加工所需要的夹具。毛坯的随行夹具由输送系统送出。工业机器人或自动装卸机按照信息系统的指令和工件及夹具的编码信息，自动识别和选择所装卸的工件及夹具，并将其安装到相应机床上。机床的加工程序识别装置根据送来的工件及加工程序编码，选择加工所需的加工程序，并进行检验。全部加工完毕后，由装卸及运输系统送入成品库，同时把加工质量、数量信息送到监视和记录装置，随行夹具被送会夹具库。当需要改变加工产品时，只要改变传输给信息系统的生产计划信息、技术信息和加工程序，整个系统即能

7、迅速、自动地按照新要求来完成新产品的加工。中央计算机控制着系统中物料的循环，执行进度安排、调度和传送协调等功能。它不断收集每个工位上的统计数据和其它制造信息，以便作出系统的控制决策。柔性制造系统的优点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。第一，设备利用率高。由于采用计算机对生产进行调度，一旦有机床空闲，计算机便分配给该机床加工任务。在典型情况下，采用柔性制造系统中的一组

8、机床所获得的生产量是单机作业环境下同等数量机床生产量的3倍。第二，减少生产周期，在制品减少80%左右。由于零件集中在加工中心上加工,减少了机床数和零件的装卡次数。采用计算机进行有效的调度也减少了周转的时间。第三，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，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。第四，产品质量高。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度嵩，加工形式稳定。FMS减少了卡具和机床的数量，并且卡具与机床匹配得当，从而保证了零件的一致性