柔性制造系统

1、柔性制造系统柔性制造系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式刚性生产系统刚性生产系统 刚性生产系统是用于工件输送系统将各种刚性自动刚性生产系统是用于工件输送系统将各种刚性自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，在控制化加工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。特点：适合进行大批量生产，效率高、成本低、质量稳特点：适合进行大批量生产，效率高、成本低、质量稳定、程序固化。定、程序固化。缺点：生产单一，转产困难。缺点：生产单一，转产困难。先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编

2、辑母版标题样式柔性制造系统（柔性制造系统（Flexible Manufacturing SystemFlexible Manufacturing System） 建立在成组技术的基础上，由计算机控制的自动化建立在成组技术的基础上，由计算机控制的自动化生产系统，可同时加工形状相近的一组或一类产品。英生产系统，可同时加工形状相近的一组或一类产品。英文简称文简称FMS。特点：适合多品种、小批量的高效制造模式特点：适合多品种、小批量的高效制造模式; ;减少毛坯和减少毛坯和在制品的库存量在制品的库存量 ; ;减少直接劳动力减少直接劳动力 。先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 F

3、MS概述概述 FMS的加工系统的加工系统FMS的物料运储系统的物料运储系统FMS的刀具管理系统的刀具管理系统 工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS概述概述FMSFMS的概念的概念 由数控加工设备、物料储运系统和计算机控制系统等由数控加工设备、物料储运系统和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根组成的自动化制造系统。它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进行调整，适用于多品据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。种、中小批量生产。先进制造技术单击此处编辑母版标题样式

4、单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的发展的发展 19671967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMSFMS基本基本概念，研制了概念，研制了“系统系统24”24”； 同年，美国的怀特同年，美国的怀特森斯特兰公司建成森斯特兰公司建成 Omniline IOmniline I系统；系统； 1976 1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人年，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组成的柔性制造单元( (简称简称FMC)FMC)； 1982 1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由年，日本发那科公司建成自动

5、化电机加工车间，由6060个柔性制造单元（包括个柔性制造单元（包括5050个工业机器人）和一个立体仓库组成，个工业机器人）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，它们都能连续电机装配车间，它们都能连续2424小时运转。小时运转。 FMSFMS概述概述先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式加工系加工系统和物统和物流系统流系统的自动的自动控制控制实现在实现在线数据线数据的自动的自动采集和采集和处理处理FMSFMS的组成的组成 集中冷却润滑系统、切屑运输系统、自动清洗装置、自动

6、去毛集中冷却润滑系统、切屑运输系统、自动清洗装置、自动去毛刺设备等。刺设备等。FMSFMS概述概述先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的组成的组成FMSFMS概述概述先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的功能的功能自动制造功能自动制造功能自动交换工件和刀具的功能自动交换工件和刀具的功能自动输送工件和刀具的功能自动输送工件和刀具的功能自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能自动监控、自动补偿、自动诊断等功能自动监控、自动补偿、自动诊断等功能作业计划与调度作业计划与调度FMS

7、FMS概述概述先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的优点的优点具有良好的柔性具有良好的柔性1主要设备利用率高、投资少主要设备利用率高、投资少2直接生产工人少，劳动生产率高直接生产工人少，劳动生产率高3在制品数量少，对市场的反应能力高在制品数量少，对市场的反应能力高4产品质量高产品质量高5加工费用低加工费用低6FMSFMS概述概述先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 FMSFMS的加工系统的加工系统加工系统的性能要求加工系统的性能要求使用经济性好使用经济性好控制功能强控制功能强兼顾柔性和生产率兼顾柔性和生产率高刚度、高精度、高速度高刚度

8、、高精度、高速度加工工序集中加工工序集中对环境的适应性和保护性好对环境的适应性和保护性好自保护和自维护性好自保护和自维护性好先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式机床的选用机床的选用棱柱类零件棱柱类零件箱体箱体框架框架平板平板立式加工中心立式加工中心卧式加工中心卧式加工中心立卧两用加工中心立卧两用加工中心 FMSFMS的加工系统的加工系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式回转类零件回转类零件轴类轴类轮盘类轮盘类机床的选用机床的选用数控车削机床数控车削机床车削加工中心车削加工中心 FMSFMS的加工系统的加工系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式

9、单击此处编辑母版标题样式机床的配置形式机床的配置形式互替式互替式互补式互补式混合式混合式 FMSFMS的加工系统的加工系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式加工系统的辅助装置加工系统的辅助装置加工系统加工系统的辅助装置的辅助装置机床机床夹具夹具自动上下自动上下料装置料装置托盘托盘 FMSFMS的加工系统的加工系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 FMSFMS的加工系统的加工系统加工系统的辅助装置加工系统的辅助装置1 1、机床夹具、机床夹具 一个好的夹具应能允许一次装夹便能完成零件上所有一个好的夹具应能允许一次装夹便能完成零件上所有部位的加工

10、，减少装夹定位次数，避免不必要的累积误差。部位的加工，减少装夹定位次数，避免不必要的累积误差。FMSFMS机床夹具机床夹具的发展趋势的发展趋势大量使用组合夹具大量使用组合夹具开发柔性夹具开发柔性夹具先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 FMSFMS的加工系统的加工系统加工系统的辅助装置加工系统的辅助装置2 2、托盘、托盘 托盘既是工件的承载体，又是一种工件和机床之间托盘既是工件的承载体，又是一种工件和机床之间的硬件接口。的硬件接口。在同一条在同一条FMSFMS中的所有托盘，必须采用同一种结构形式。中的所有托盘，必须采用同一种结构形式。先进制造技术单击此处编辑母版标题样式

11、单击此处编辑母版标题样式 FMSFMS的加工系统的加工系统加工系统的辅助装置加工系统的辅助装置3 3、自动上下料装置、自动上下料装置指机床与托盘之间工件指机床与托盘之间工件/ /托盘的装卸装置。托盘的装卸装置。托盘交换装置（托盘交换装置（ACPACP）、工业机器人）、工业机器人 托盘交换装置是连接托盘交换装置是连接FMSFMS加工设备和物料运送系统加工设备和物料运送系统的桥梁，不仅起到连接作用，还可以作为工件的暂时储的桥梁，不仅起到连接作用，还可以作为工件的暂时储存器。存器。先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式往复式往复式回转式回转式 FMSFMS的加工系统的加工系统加

12、工系统的辅助装置加工系统的辅助装置3 3、自动上下料装置、自动上下料装置先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料运储系统的物料运储系统FMSFMS的刀具管理系统的刀具管理系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料运储系统的物料运储系统作用作用 在加工系统之间及内部的物料自动搬运及控制、自动在加工系统之间及内部的物料自动搬运及控制、自动装卸及存储。装卸及存储。自动小车自动小车有轨运输车有轨运输车物料输送系统物料输送系统物料存储系统物料存储系统传送带传送带机器人机器人无轨运输车无轨运输车一般机器人一般机器人门架机器人门架

13、机器人自动化仓库自动化仓库托盘库托盘库刀具库刀具库物物料料运运储储系系统统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料输送系统工具的物料输送系统工具1 1、有轨运输车（、有轨运输车（RGVRGV） 往返于加工设往返于加工设备、装卸站与立体备、装卸站与立体仓库之间，按指令仓库之间，按指令自动运行到指定工自动运行到指定工位自动存取物料。位自动存取物料。优点：定位精度高、载重量大优点：定位精度高、载重量大、运行速度快、控制简单。、运行速度快、控制简单。缺点：改动困难，距离有限、缺点：改动困难，距离有限、容易引发堵塞。容易引发堵塞。FMSFMS的物料运储系统的物料运储

14、系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料输送系统工具的物料输送系统工具2 2、无轨运输车（自动导向小车；、无轨运输车（自动导向小车；AGVAGV）FMSFMS的物料运储系统的物料运储系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式优点：柔性强、不会堵塞物流、扩展性能好、传送距离远、成本低。优点：柔性强、不会堵塞物流、扩展性能好、传送距离远、成本低。缺点：传送量小、控制复杂。缺点：传送量小、控制复杂。FMSFMS的物料运储系统的物料运储系统2 2、无轨运输车（自动导向小车；、无轨运输车（自动导向小车；AGVAGV）先进制造技术单击此处编辑

15、母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料输送系统工具的物料输送系统工具3 3、传送带、传送带皮带式、辊筒式、链板式、高架式皮带式、辊筒式、链板式、高架式 优点：传送量大、传送频率高、传送可靠。优点：传送量大、传送频率高、传送可靠。缺点：改动困难。缺点：改动困难。FMSFMS的物料运储系统的物料运储系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料输送系统基本回路的物料输送系统基本回路直线输送回路直线输送回路环形输送回路环形输送回路网状输送回路网状输送回路先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料存储系统的物料存储

16、系统1 1、分类、分类工件装卸站工件装卸站托盘缓冲区托盘缓冲区自动化立体仓库自动化立体仓库FMSFMS的的物料存储系统物料存储系统先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式FMSFMS的物料存储系统的物料存储系统2 2、自动化仓库的计算机控制与管理、自动化仓库的计算机控制与管理物料信息的登录和识别物料信息的登录和识别1物料的自动存取物料的自动存取2仓库管理仓库管理3先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加工单元提负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加工单元提

17、供所需的刀具，监控刀具的使用以及取走已报废或寿命已供所需的刀具，监控刀具的使用以及取走已报废或寿命已耗尽的刀具。耗尽的刀具。FMSFMS的刀具管理系统的刀具管理系统刀具管理系统的职能刀具管理系统的职能先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式刀具管理系统的组成及运作刀具管理系统的组成及运作先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式刀具的交换与存储刀具的交换与存储加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换1 1刀具装卸站、中央刀具库以及各加工机床之间的刀具交换刀具装卸站、中央刀具库以及各加工机床之间的刀具交换2 2顺序选择方式

18、顺序选择方式刀座编码方式刀座编码方式刀具编码方式刀具编码方式先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式运载工具上的刀架与机床刀库之间的刀具交换运载工具上的刀架与机床刀库之间的刀具交换3 3刀具的交换与存储刀具的交换与存储加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换1 1刀具装卸站、中央刀具库以及各加工机床之间的刀具交换刀具装卸站、中央刀具库以及各加工机床之间的刀具交换2 2先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式刀具监控与信息管理刀具监控与信息管理 刀具监控的目的：及时了解所使用刀具因磨损、破损而发生的性质刀具监控的目的：及

19、时了解所使用刀具因磨损、破损而发生的性质的变化。的变化。直接法直接法接触法接触法图像匹配法图像匹配法间接法间接法工件表面质量监测工件表面质量监测切削温度监测切削温度监测超声波监测超声波监测振动监测振动监测切削力监测切削力监测功率监测功率监测声发射监测声发射监测先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式 FMS概述概述 FMS的加工系统的加工系统FMS的物料运储系统的物料运储系统FMS的刀具管理系统的刀具管理系统 工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式6.5 6.5 工业机器人工业机器人柔性制造系统（柔性制造系统（FMSFMS）先进制造

20、技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式机器人的概念机器人的概念工业机器人的发展历程工业机器人的发展历程工业机器人的组成工业机器人的组成工业机器人的分类工业机器人的分类工业机器人的工作过程工业机器人的工作过程工业机器人的技术参数工业机器人的技术参数工业机器人的应用工业机器人的应用工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人的发展历程工业机器人的发展历程1920 1920 年年卡里洛卡里洛奇别克的科幻剧奇别克的科幻剧Rossums Universal Robo

21、tsRossums Universal Robots首次使用了首次使用了ROBOTROBOT这个名词，意思是这个名词，意思是“人造的人人造的人”。 5050、6060年代年代 AMFAMF公司生产了柱坐标型公司生产了柱坐标型VersatranVersatran机器人机器人 70年代年代19741974年年Cincinnati MilacronCincinnati Milacron公司成功开发了多关节机器人公司成功开发了多关节机器人 19791979年，年，UnimationUnimation公司又推出了公司又推出了PUMAPUMA机器人机器人 80年代年代第二代机器人第二代机器人有感觉的机器人

22、有感觉的机器人 目前目前第三代机器人第三代机器人智能机器人智能机器人 工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式机器人的概念机器人的概念 Click to add Text Click to add Text Click to add Text Click to add Text Click to add Text Click to add Text美国机器人协会美国机器人协会(RIA)(RIA) 机器人是一机器人是一种用于移动各种种用于移动各种材料、零件、工材料、零件、工具或专用装置，具或专用装置，通过程序动作来通过程序动作来执行各种任务，执行各种任务，

23、并具有编程能力并具有编程能力的多功能操作机的多功能操作机。ISO 机器人是一机器人是一种自动的、位置种自动的、位置可控的、具有编可控的、具有编程能力的多功能程能力的多功能操作机。操作机。GBGBT1264390T1264390 机器人是一机器人是一种能自动控制、种能自动控制、可重复编程、多可重复编程、多功能、多自由度功能、多自由度的操作机，能搬的操作机，能搬运材料、工件或运材料、工件或操持工具，用以操持工具，用以完成各种作业。完成各种作业。工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人的组成工业机器人的组成执行系统执行系统 驱动系统驱动系统传感系统传

24、感系统控制系统控制系统行走机构行走机构机座机座手臂手臂手腕手腕手部手部工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人的分类工业机器人的分类1 1、按系统功能分类、按系统功能分类专用机器人专用机器人1通用机器人通用机器人2示教再现机器人示教再现机器人3智能机器人智能机器人4 以固定地点、固定程序工作结构简单、以固定地点、固定程序工作结构简单、无独立控制系统、造价低廉。适用于大批量无独立控制系统、造价低廉。适用于大批量生产。生产。 有独立控制系统，工作程序可变，可完成有独立控制系统，工作程序可变，可完成多种作业，结构复杂，工作范围大，定位精度多种作业，结

25、构复杂，工作范围大，定位精度高，通用性强。适用于柔性制造系统。高，通用性强。适用于柔性制造系统。 由人示教后，能按示教的顺序、位置、条由人示教后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现复杂的示教动作。适用件与其他信息反复重现复杂的示教动作。适用于多工位和经常变化工作路线的工作。于多工位和经常变化工作路线的工作。 具有视觉、听觉、触觉功能，通过比较和具有视觉、听觉、触觉功能，通过比较和识别识别, ,作出决策和规划，完成预定的动作。作出决策和规划，完成预定的动作。工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人的分类工业机器人的分类2 2、按驱动方式

26、分类、按驱动方式分类液压式机器人液压式机器人气压式机器人气压式机器人电力式机器人电力式机器人采用液压驱动，负载能力强、传动平稳、结采用液压驱动，负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏，使用广泛；构紧凑、动作灵敏，使用广泛；以压缩空气作为动力源，动作迅速、结构简以压缩空气作为动力源，动作迅速、结构简单、成本低，适用于高速轻载、高温和粉尘单、成本低，适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境；大的环境；电机驱动，结构简单、响应快、精度高，近电机驱动，结构简单、响应快、精度高，近来发展迅速。来发展迅速。工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式工业机器人的分类工业机器

27、人的分类3 3、按手臂动作形态分类、按手臂动作形态分类直角坐标机器人直角坐标机器人圆柱坐标型机器人圆柱坐标型机器人易于编程、定位精度高、结构简易于编程、定位精度高、结构简单，所占空间大、灵活性较差；单，所占空间大、灵活性较差；相比直角坐标型相比，所占体积相比直角坐标型相比，所占体积小、运动范围大；小、运动范围大；工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式多关节机器人多关节机器人球坐标机器人球坐标机器人工业机器人的分类工业机器人的分类3 3、按手臂动作形态分类、按手臂动作形态分类直角坐标机器人直角坐标机器人圆柱坐标型机器人圆柱坐标型机器人易于编程、定位精度高

28、、结构简易于编程、定位精度高、结构简单，所占空间大、灵活性较差；单，所占空间大、灵活性较差；相比直角坐标型相比，所占体积相比直角坐标型相比，所占体积小、运动范围大；小、运动范围大；结构紧凑、工作范围大、结构较复结构紧凑、工作范围大、结构较复杂；杂；工作范围大、动作灵活、通用性强、工作范围大、动作灵活、通用性强、应用较广。应用较广。工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式1 1 机器人接受命令，机器人接受命令，形成作业过程控制形成作业过程控制 策略策略完成作业任务完成作业任务2 23 3保证正确完成作业保证正确完成作业4 4告诉机器人要做什么告诉机器人要做什么工业机器人的工作过程工业机器人的工作过程工业机器人工业机器人先进制造技术单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版标题样式机器人机器人技术参数技术参数工业机器人的技术