现代机械制造技术ppt课件

。柔性制造技术，目录，1。柔性制造系统的组成和原理。柔性制造系统的定义根据中华人民共和国国家军事标准中“武器装备柔性制造系统术语”的定义，柔性制造系统(FMS)是由数控加工设备、物料搬运和存储设备以及计算机控制系统组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元。可根据生产任务或生产环境的变化快速调整，适合多品种、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将柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工单元和集成材料存储和运输设备来完成零件族中的一个过程或一系列过程的集成制造系统”。一个更直观的定义是：FMS是一组数控机床和其他自动化加工设备，它是计算机信息控制系统和自动化物料储运系统的有机结合。柔性制造系统由加工、物流和信息流三个子系统组成。它在加工自动化的基础上实现了物流和信息流的自动化。我国柔性制造系统的研究现状采用进口和开发相结合的政策，进口箱体零件、旋转零件和钣金零件柔性制造系统加工的全部或部分硬件技术。1984年是中国FMS发展的起点，比其他国家晚了17年。北京机床研究所于1985年10月开发了中国第一个柔性制造系统(JCS-FMS-1)。用于加工数控机床DC伺服电机的主轴、端盖、法兰盘、外壳和刷握。它由5个国内加工中心、日本富士电机公司的自动导向车(AGV)和4个日本制造的机器人组成。其控制系统由FANUC提供。据分析，其投资回收期约为2.5年。从1983年到1985年，在国家的支持下，北京第一机床厂、湖南江璐机床厂、郑州纺织机械厂和广西柳州开关厂分别率先从德国和日本进口第一批柔性制造系统。自1985年以来，在国家机械和电力部“七五”科技攻关项目的支持和国家863高技术发展计划自动化领域工作的推动下，柔性制造系统得到了高度重视和发展。柔性制造系统已经进入了自我发展和部分进口的交叉阶段。1988年，北京机床研究所向天津减速机厂提供的加工减速机基地用的JCS-FMS-2系统得到了充分的开发和配套，表明中国有实力自主开发FMS系统。近年来，国内一些经济实力较强的工厂(北京第一机床厂、上海第二纺织机械厂、天津减速机总厂、山西经纬纺织机械厂等)。)引进了一些国外的FMS系统来实施CIMS。柔性制造系统、柔性制造系统、加工系统、物流系统、控制和管理系统、加工设备、辅助设备、检验设备、工件流程、刀具流程、过程控制、过程调度、过程监控、各种工件的任意顺序自动加工、工件和刀具的自动更换、添加功能后工件的自动清洗和测量等组成。满足可变节拍生产的物料的自动识别、储存、运输和交换的要求。它可以实现刀具预调整管理、加工系统和物流系统的自动控制和操作协调、在线数据的自动采集和处理、操作模拟和故障诊断等.综上所述，虽然各种定义的描述方法不同，但它们都反映了柔性制造系统的以下特点：硬件组成：(1)两个以上的数控机床或加工中心及其他加工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种专用加工设备等。(2)能够自动装卸的运输系统，包括工具储存和运输、工件和ra因此，FMS有三种类型：a)替代型b)互补型c)混合型。通过对比柔性制造系统机床的配置形式和特点，可以看出这些配置主要取决于机床功能、柔性制造系统的物流和信息流，而不是加工设备的物理布局。配备可互换机床的这种类型的柔性制造系统机床的配置形式使用多个同构或可互换的机床来形成柔性制造系统。例如，FMS由八个处理中心、一个物料存储系统、一条往复式物料输送线和计算机控制设备组成。在这种类型的系统中，工件可以被送到任何适合加工它的加工中心。根据每台机床的任务数量和状态，计算机将加工零件分配给机床。每台机床都有一个自动换刀装置，可以完成部分或全部加工程序。这种FMS的最大优点是，当设备发生故障时，系统只需要在本地关闭。然而，由于机床类型单一，可能导致加工能力不足或成本过高。配有配套机床的柔性制造系统这种柔性制造系统通过一个材料运输和储存系统将几个不同的数控机床连接起来，以便不同机床的工艺加工能力可以互补。工件通过安装站进入系统，然后在计算机的控制下从一个工作站到另一个工作站依次进行处理。每台机床完成的工序数量取决于工件的设计和加工技能。不同的零件可以由不同的机床加工。这种FMS相对经济，并且具有互补的处理能力，但是一旦设备发生故障，系统可能会由于对系统处理能力的影响而关闭。备用机床可以用来弥补这一不足。混合动力柔性制造系统在一个柔性制造系统中包括不同类型的机床，但每种机床都有多台机器。在实际使用中，前两种类型的柔性制造系统很少。通常，集成了两种类型的柔性制造系统，即一种柔性制造系统包含不同类型的机床，但每种类型的机床都有多台机器。这样，不同类型的机床在加工能力上可以互补，避免了单一设备故障造成的系统瘫痪。只是在系统控制上比较复杂。不同类型的柔性制造设备柔性制造模块(FMM)相当于功能齐全的加工中心。柔性制造单元(FMC)由1-2台机床组成的小型FMS，可自动更换刀具并自动装卸工件。柔性制造系统比柔性制造系统具有更强的控制和管理功能，并要求更高的管理沟通要求。柔性生产线(FML)数控模块化机床设备具有较强的专用性和较高的生产率，相当于数控自动化生产线。用于小品种、大批量生产，是一种特殊的柔性制造系统。FMF完全自动化了企业范围内的生产管理、设计和开发、加工和制造以及材料运输和存储。柔性制造系统的应用、实际柔性制造生产线、柔性制造系统加工系统的功能和要求：加工系统是柔性制造系统最基本的组成部分，也是柔性制造系统中最昂贵的部分，其任务是将原材料转化为最终产品。具体要求如下：(1)工序集中，减少物流负担，减少装夹次数；(2)控制功能强，扩展性好；(3)高刚性、高精度、高速度；(4)良好的自我保护和自我维护；(5)使用经济性好；(6)对环境有良好的适应性和保护性。(1)棱形(2)旋转加工中心(MC)是一种高效的数控机床，配备有刀库，能够根据预定程序自动更换刀具，以在多道工序中加工工件。(1)棱镜：普通镗铣加工中心(2)回转体：普通车削加工中心。水平加工中心、1、刀库2、旋转刀架3、换刀机械手4、上下工件机器人5、工件储存站、车削加工中心、4、FMS材料运输和存储系统，由FMS材料运输和存储系统组成的工件装卸站位于FMS入口处，可手动装卸；(1)输送带：用于小零件的短距离传动，占用空间大，易磨损。(2)自动运输小车：分为轨道小车和无轨小车；(3)搬运机器人：灵活性高，控制水平高。FMS物料输送基本回路线性输送回路沿着线性路线在一个方向或两个方向上移动，并依次在每个连接点处停止。环形输送环载体沿环形路线单向或双向移动；筛网传送环由多个相互交叉的环组成，并且可以从一个环移动到另一个环。自动化仓库的货架是带有地址码的存储单元。货架之间有通道，每个通道都配有一个特殊的堆垛机。堆垛机是由支架、货叉、支柱、上下导轨、移动电机和传感器组成的三维输送装置。控制和管理系统负责材料信息的登记和识别、自动材料存取和仓库管理。自动化仓库示意图、柔性制造系统的工具管理系统和工具运输和储存系统的工具预调整站位于柔性制造系统之外，以便根据需要组装和调整工具。工具装卸站是工具进出柔性制造系统的入口，主要是机架结构。刀库系统存储当前加工所需的机床刀库，容量小；所有加工单元共用的中央刀库容量大。工具搬运和更换装置负责运输和更换工具，并及时向处理单元提供所需的工具；计算机控制管理系统控制切割工具的运输、储存和管理，监控和管理切割工具的使用，并及时带走已经报废或使用寿命终止的切割工具。刀具运输和存储系统的操作过程、刀具刃磨的手动装配、刀具预置、刀具装卸站、中心刀库、待修磨或报废的刀具、加工单元刀库、加工单元刀库、FMS控制系统、FMS控制和管理系统的分级控制结构：复杂系统分层次、分模块设置，各层相对独立，便于系统开发和维护。分级控制特点：级别越低，实时性越强；级别越高，处理的信息越多，实时性要求越低。FMS三级分层控制结构系统管理和控制层(单元控制层)-接受上级任务，制定系统运行计划，分配任务，并监控系统执行；过程协调和监控层(工作站层)-加工程序分配、工件流的协调、运行状态的收集和监控、以及向上层的信息反馈；设备控制层-控制设备工作周期，执行上层控制指令，并反馈现场数据。单元控制器、铣削工作站、车削工作站、物流管理工作站、cncno1、cnno2、可编程逻辑控制器、自动化仓库、AGV、机器人、工具管理、氯化萘1，氯化萘2，可编程序控制器，单元层、工作站层、设备层、F