柔性制造系统.docx

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1、柔性制造系统概述摘要：本文主要阐述了柔性制造系统的概念、优缺点，了解柔性制造系统的发展历史以及对柔性制造系统的工艺基础，系统组成和分类进行阐明，探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势。关键词：柔性制造优缺点发展1.柔性制造系统的定义　FMS至今仍未有统一、明确、公认的定义，不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法，所强调的关键特征也各有差异。所以，确切地定义FMS要比具体地描述一个FMS困难得多。　　美国国家标准局定义FMS为：由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自动换刀装置的加工中心机床)组成，传输装置把工件放在托盘或其他联接装置上送到各加工设备，加工设备和传输系统在中央计算

2、机控制下，使工件加工准确、迅速和自动化。柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。　　日本国际贸易与工业部定义FMS为：由2台或更多NC机床组成的系统，这些机床与自动物料管理设备一一连接，在计算机或类似设备控制下完成自动加工或处理操作，从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。　　中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇编》中，定义FMS为：将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产型的柔性化系统。FMS包括：(1)机械加工中心等加工作业机床；(2)加工对象的辅助作业工业机器人和托盘；(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车；(4)存贮工件的

3、自动仓库；(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。2.柔性制造系统（FMS）的发展历史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。　　1967年，美国的怀特·森斯特兰公司建成OmnilineI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。

4、日本、前苏联、德国等也都先后开展了FMS的研制工作。　　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12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。　　随着时间的推移，FMS在技术上和数量上都有较大发展，实用阶段，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

5、机器人）和一个立体仓库组成，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。3.柔性制造系统的特征　　对于柔性制造的定义还有的很多。但是，不管怎样，对于一个制造系统而言，如果它是柔性的，就应具备如下特点：　　(1)有能力通过重新编制机床操作程序就能加工多种不同零件；　　(2)有能力在已有的机床上提供零件加工所需求的全部工具；　　(3)有能力实现工件

6、在不同机床间的传递，并实现工件的自动加卸载。　　显然，根据上述的FMS系统所应具备的基本特征，可以认为，FMS应包含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，能动态地平衡资源的有效利用，具有生产调度和对加工过程的实时监控能力，可动态地实现多种零件族的自动加工。4.柔性制造系统的优缺点　FMS由于与传统的制造系统相比具有许多突出的优点，所以一经问世就引起了工业界的极大重视，各工业化国家有关部门纷纷投入极大的人力、物力和财力积极研究、开发。FMS的优点在许多技

7、术文献中已有详细叙述，本文不再讨论具体内容，仅罗列其主要条目：　　(1)高柔性制造能力；　　(2)高设备利用率，典型的数据为75%～90％；　　(3)减少设备费用；　(4)减少占地面积，典型的可减少20%～50%；　　(5)减少直接劳动费用，可节约30%～50%；　　(6)减少生产准备时间，压缩在制品数量，改善对市场的响应能力；　　(7)简化制造并提高经营控制能力；　　(8)缓慢的系统衰变，即制造系统在意外情况下可降级运行；　　(9)高产品质量