现代制造技术第6章-柔性制造技术课件

1、第6章 柔性制造技术 6.1 柔性制造系统（FMS）概述6.2 FMS的自动加工系统6.3 FMS的物料输送与储存系统6.4 FMS的刀具管理系统6.5 FMS的控制系统6.6 FMS的信息流支持系统6.7 FMS的应用与实施6.1 柔性制造系统（FMS）概述6.1.1 FMS的产生和发展6.1.2 FMS的基本组成及主要功能6.1.3 FMS的优点及效益6.1.1 FMS的产生和发展世界上第一条FMS是英国Molins公司于20世纪60年代生产的Molins System（图6-1），到20世纪70年代末80年代初，FMS开始走出实验室而逐渐成为先进制造企业的主力装备。目前反映工厂整体水平的

2、FMS是第一代FMS，日本从1991年开始实施的“智能制造系统（IMS）”国际性开发项目，属于第二代FMS；而真正完善的第二代FMS在21世纪将会实现。图6-1Molins System6.1.2 FMS的基本组成及主要功能1FMS的定义及基本组成 在我国有关标准中，FMS（Flexible Manufacturing System）被定义为：由数控加工设备、物流贮运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。 国外有关专家对FMS进行了更为直观的定义：柔性制造系统是至少由两台机床、一套物料运储系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计算机控制系统所组成的制造系统，它通过简单地改变软件的方法便

3、能制造出多种零件中任何一种零件。 从上述定义可以看出，FMS主要由以下三部分组成：多工位的数控加工系统、自动化的物料储运系统和计算机控制的信息系统。其构成框图如图6-3所示。图6-3 FMS的构成框图（1）加工系统 加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。加工系统的要求：工序集中；控制功能强、可扩展性好；高刚度、高精度、高速度；使用经济性好； 操作性好、可靠性好、维修性好； 具有自保护性和自维护性； 对环境适应性与保护性好； 其他如技术资料齐全，机床上的各种显示、标 记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。 （2）物流系统 在FMS中，工件、工具流统称为物流，物

4、流系统即物料储运系统，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。物流系统由输送系统、储存系统和操作系统组成，通常包含有传送带、有轨小车、无轨小车（AGV），如图6-4所示为机器人与AGV，图6-5为平行式上下料托盘交换器。图6-4机器人与AGV 图6-5平行式上下料托盘交换器（3）信息系统 信息系统包括过程控制及过程监视两个系统。其功能分别为：过程控制系统进行加工系统及物流系统的自动控制；过程监控系统进行在线状态数据自动采集和处理。图是一个典型的柔性制造系统示意图 典型柔性制造系统示意图2FMS的主要功能常见的FMS一般具有以下功能：（1）能自动管理工件的生产过程，自动控制制造质量，自动进行故障诊断

5、及处理，自动进行信息收集及传输。（2）简单地改变软件或系统参数，便能制造出某一工件族的多种零件。 （3）物料的运输和贮存必须是自动的. （4）能解决多机床条件下工件的混流加工，且不用额外增加费用。 （5）具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。6.1.3 FMS的优点及效益从FMS的构成和功能可以看出，FMS具有下列的优点和效益：（1）有很强的柔性制造能力（2）主要设备利用率高、投资减少。（3）减少设备成本与占地面积 （4）减少直接生产工人，提高劳动生产率 （5）减少在制品数量，提高对市场的反应能力 （6）产品质量提高 （7）FMS可以逐步地实现实施计划 6.2 FMS的自动加工系统6

6、.2.1 自动加工系统的功能和机床配置6.2.2机床辅具及自动上下料装置6.2.3FMS对加工系统的控制功能和其它项目的要求6.2.1自动加工系统的功能和机床配置1加工系统的作用和机床设备的选用 FMS是一个计算机化的自动制造系统，能以最少的人工干预加工任一范围零件族的零件。在FMS中，用于把原料转变为最后产品的机床设备与夹具、托盘和自动上下料机构等机床附件一道共同构成了FMS的加工系统。加工系统是FMS最基本的组成部分，FMS的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系统所决定的。 目前，在FMS上加工的零件可分为两大类、一类为棱体类零件、如箱体、框架等；另一类为回转体零件。表6-1所示加工单元

7、机床配置。表6-1加工单元机床配置2FMS对加工设备的要求及配置形式（1）FMS对机床的要求 柔性制造系统对集成于其中的加工设备是有一定要求的，不是任何加工设备均可纳入柔性制造系统。它对加工机床的具体要求如下： 加工工序集中 控制方便 兼顾柔性和生产率 具有通信接口 （2）FMS机床配置形式 柔性制造系统在兼顾柔性和生产率的要求之外，还要考虑到系统的工作可靠性和机床的负荷率。因此，数控加工设备在FMS中的配置有互替形式（并联）、互补形式（并联）和混合形式（串并联）三种，其特征如图6-10所示。机床配置形式与特征比较特征互替形式互补形式混合形式简图生产柔性低中高生产率低高中技术利用率低中高系统可

8、靠性高低中投资强度比高低中图6-10 机床配置形式和特征比较6.2.2机床辅具及自动上下料装置1 机床夹具 在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。 FMS机床夹具的合理选用具有如下主要作用：易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定；缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本；减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求；扩大机床的工艺范围，实现一机多能；减少生产准备时间，缩短新产品试制周期。 目前，用于FMS机床的夹具有两个重要的发展趋势：其一，大量使用组合夹具，使夹具零部件标准化，组合夹具如图所示；其二，开发柔性夹具，使一台夹具能为多个加工对象服务，图所示为柔性夹具。 组合夹具柔性夹具

9、2托盘 它是FMS加工系统中的重要配套件。在物料（工件）流动过程中，托盘不仅是一个载体，也是各单元间的接口。对加工系统来说，工件被装夹在托盘上，由托盘交换器送给机床并自动在机床支承座上定位、夹紧，这时托盘相当于一个可移动的工作台。图6-13为ISO标准规定的托盘基本形状 图6-13ISO标准规定的托盘基本形状 1-托盘导向面 2-侧面定位面 3-安装螺孔 4-工件安装面 5-中心孔 6-托盘搁置面 7-底面8-工件固定孔 9-托盘夹紧面 10-托盘定位面3自动上下料装置 这里所谓的自动上下料装置是指机床与托盘站之间工件托盘的装卸装置，常见的这类装置有托盘交换装置（Automated Palle

10、t Changing，ACP）、多托盘库运载交换器、机器人等。（一）回转式托盘交换器回转式托盘交换器如图6-14所示，其上有两条平行的导轨以供托盘移动导向之用，托盘的移动和交换器的回转通常由液压驱动。 图6-14回转式托盘交换器（二）往复式托盘交换装置 图6-15所示为6位往复式两托盘交换装置，它由一个托盘库和一个托盘交换器组成，托盘库可以存放5个托盘。图6-15往复式托盘交换器6.2.3 FMS对加工系统的控制功能和其它项目的要求1FMS对控制装置的要求 （1）加工系统的控制装置必须是CNC或相当的设备，并具有DNC通信和数据交换功能，其加工控制程序应为整个FMS控制系统的一个组成部分。（2

11、）必须提供自动和手动两种操作方式。自动方式：所要输入的命令、程序和数据可由FMS控制器及输入设备自动进行输入；手动方式：通过按钮或键盘由人工进行输入。这样，以保证在FMS出现故障或调整时机床能独立地进行工作。（3）具有足够存储容量，以便存储任意工位加工所需的最大零件加工程序，零件程序必须能随机地而不是按照顺序地进行选择。（4）必须提供确定的手段，保证零件在开始下一道切削工序之前完成前一道工序。（5）在电源中断或其它非计划停机的情况下，至少在12小时内不应丢失控制装置中任何数据和失去任何同步。2FMS对支持设备的要求 （1）系统中每台机床在接受夹具、托盘、刀具、零件程序时应具有互换性。 （2）机

12、床应备有足够容量和速度的切屑输送装置，以便清除所有零件加工时产生的切屑。 （3）喷射冷却系统应在无需人工调整的情况下，不管刀具的长度和直径如何，都能使切削液指向所有正在工作的刀具刃部进行喷射。提供可靠的切削液回收系统，保证向任意长的加工工序提供足够的、并经过过滤的切削液。（4）要为所有机床安装切屑和切削液溅射防护罩，并安装合适的工作照明设备。（5）如果主控制设备安装在其它地方，则应在装卸工位再提供一个悬垂式操纵板或小型控制台。它应包括主轴起动停止、紧急停机、加工循环准备中断、托盘运送停止、程序输入、进给停止等控制项目。6.3FMS的物料输送与储存系统6.3.1 物料输送与储存系统简介6.3.2

13、 物料的输送系统6.3.3 自动存贮与检索系统6.3.1 物料输送与储存系统简介 物料输送与储存系统是柔性制造系统中的一个重要组成部分。一个工件从毛坯到成品的整个生产过程中，只有相当小的一部分时间是用于机床的切削加工，而大部分时间则消耗于物料的输送与储存过程。FMS的物流系统包括：工件流支持系统和刀具支持流系统。（如图6-16所示） 图6-16 物流系统的组成框图工件流支持系统主要有两种形式：（1）面向大、中批量生产的柔性制造系统；（2）面向中、小批量生产的柔性制造系统； 在柔性制造系统中，自动化物流系统执行搬运的输送装置目前比较实用的主要有三种：有轨运输车、无轨运输车和机器人。物料存储设备主

14、要有：自动化仓库（包括堆垛机）、托盘站和刀具库。6.3.2 物料的输送系统1有轨运输车（RGV） 有轨运输车（Rail Guided Vehicle，RGV），用于直线往返输送物料。它往返于加工设备、装卸站与立体仓库之间，按指令自动运行到指定的工位（加工工位、装卸工位、清洗站或立体仓库位等）自动存取工件。如图6-20a、图6-20b所示图6-20 有轨运输车（RGV）有轨运输车有三种工作方式： 在线工作方式 、 离线自动工作方式 、手动工作方式有轨小车的优点如下：（1）控制技术相对成熟，可靠性比无轨小车好。 （2）控制系统相对简单，因而制造成本低，便于推广应用。（3）加速过程和移动速度都比较快

15、，适合搬运重型工件。（4）轨道固定，行走平稳，停车时定位精度较高，输送距离大。2无轨运输车（AGV） 无轨运输车即自动导向小车（Automatic Guided Vehicle）。AGV是FMS实际工作中广泛使用的运输工具。自动导向小车如图所示 自动导向小车AGV具有以下特点：（1）配置灵活，可实现随机存取,几乎可完成任意回流曲线的输送任务。当主机配置有改动或增加时，很容易改变巡行路线及扩展服务对象。适应性、可变性好，具有一定的柔性。 （2）由于不设输送轨道等固定式设备，因此不占用车间地面及空间，使机床的可接近性好，便于机床的管理和维修。（3）可保证物料分配及输送的优化，使用数量最少的托盘，减

16、少产品损坏和物流噪声。（4）使托盘和其它物料贮存库简化，并远离加工设备区。能够与各种外围系统，如机床、机器人和传输系统相联接。 （5）AGV能以低速运行，一般在1070m/min范围内运行。通常AGV由微处理器控制，能同本区的控制通信，可以防止相互之间的碰撞，以及工件卡死的现象。 （6）缺点是制造成本高，技术难度较大。 无轨小车如图： 无轨小车 无轨举升小车3物料输送系统的基本回路零件运输系统是为FMS服务的，它决定着FMS的布局及运行方式，但物料运送线路的布局往往是一个比较复杂的问题，其主要原因为：（1）运输路线较长，柔性很大的机器人无法使用。（2）运送物料的种类多，除了工件之外，至少还需考

17、虑刀具运输问题。（3）联接点的性质不一。除通常的加工工作站作为联接点之外，往往还需要联接自动化仓库、装卸站、托盘缓冲站以及各种辅助处理工作站。 FMS中物料输送系统的基本回路可分为以下5种形式（图6-25）： 图6-25 FMS中物料输送系统的基本回路（1）直线顺序装卸运输回路 ，运输工具只能沿线路单向移动，顺序地在各个联接点装卸物料。（2）环形顺序装卸运输回路，载工具也只能沿环形线路单向移动，顺序到达各个联接点，通过环形线路自动返回起始点。（3）带支路直线移动运输回路，运载工具具有随时地改变运动方向的能力，且包含有支路。（4）带支路环形运输回路 ，它是以一个环形回路作为基础，包含有若干支路。

18、（5）网络式运输回路 ，由多个回路交叉组成的，运载工具可由一个环路移动到另一环路。6.3.3 自动存贮与检索系统 自动化存贮与检索系统，通常称为ASRS。它与机器人、AGV和传输线等其它设备连接，以提高加工单元和FMS的生产能力。1工件装卸站 工件装卸站设在FMS的入口处，用于完成工件的装卸工作。在这里，通常由人工完成对毛坯和待加工零件的装卸。2托盘缓冲站 在FMS物流系统中，除了必须设置适当的中央料库和托盘库外，还必须设置各种形式的缓冲贮区来保证系统的柔性。托盘缓冲站是一种待加工零件的中间存储站，也称为托盘库。3自动化仓库自动化仓库是指用巷式起重堆垛机的立式仓库。自动化仓库主要有库房、堆垛起

19、重机、控制计算机、状态检测器等组成。图6-30为有平面仓库和立体仓库的FMS。 图6-30 有平面仓库和立体仓库的FMS6.4FMS的刀具管理系统6.4.1 FMS的刀具管理系统的组成及其作业过程6.4.2 刀具的交换与存贮6.4.3 刀具的监控与信息管理6.4.1 FMS的刀具管理系统的组成及其作业过程 刀具管理系统主要负责刀具的运输、存储和管理，适时地向加工单元提供所需的刀具，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或耐用度已耗尽的刀具，在保证正常生产的同时，最大程度地降低刀具的成本，刀具管理系统的功能和柔性程度直接影响到整个FMS的柔性和生产率。典型的FMS的刀具管理系统通常由刀库系统、刀具预

20、调站、刀具装卸站、刀具交换装置以及管理控制刀具流的计算机组成，如图6-32所示。图6-32 FMS的刀具流FMS的刀具管理系统的作业过程（图6-33）描述如下： 图6-33刀具管理系统作业过程6.4.2 刀具的交换与存贮FMS中的刀具运载通常由换刀机器人或刀具运输小车来实现。它们负责来完成在刀具装卸站、中央刀库以及各加工单元（机床）之间的刀具搬运和交换。FMS中的刀具交换包含有三个不同方面的内容：（1）加工机床刀具库与工作主轴之间的刀具交换，这由加工机床附设的换刀装置自动完成换刀任务；（2）刀具装卸站、中央刀库以及各加工单元之间的刀具交换；（3）AGV运载刀架与机床刀库之间的刀具交换。1加工机

21、床刀具库与工作主轴之间的刀具交换 FMS中的所有加工中心都备有自动换刀装置（ATC），用于将机床刀库中的刀具更换到机床主轴上，并取出使用过的刀具放回到机床刀库。机械手是一种常见的自动换刀装置，因为它灵活性大、换刀时间短。换刀机械手一般具有一个或两个刀具夹持器，因而又可称为单臂式机械手和双臂式机械手，图6-35所示的为双臂式机械手。 图6-35机械手 a) 钩手 c) 伸缩手 d)叉手 b) 抱手 目前常用的加工中心机床自动换刀的方式有如下几种：（1）顺序选择方式这种方式是将所需使用的刀具按加工顺序依次放入刀库的每个刀座内。每次换刀时，刀具按顺序转动一个刀座的位置取出所需的刀具，并将已使用过的刀

22、具放回原来的刀位。（2）刀座编码方式刀座编码方式是对刀库的刀座进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具一一放入指定的刀座内，然后根据刀座编码选取刀具。刀座编码方式分为永久性和临时性（图6-36示）。 永久性 临时性图6-36刀座编码方式（3）刀具编码方式这种方式采用特殊结构的刀柄对每把刀具进行编码。对于特殊刀柄结构编码方式分为接触式和非接触式（图6-37示）。 接触式 非接触式图6-37 特殊刀柄结构编码方式2刀具装卸站、中央刀库以及各加工机床之间的刀具交换 在FMS的刀具装卸站、中央刀库以及各加工机床之间进行远距离的刀具交换，必须有刀具运载工具的支持。3运载工具（如AGV）上的刀架与机床刀库之间

23、的刀具交换 有些柔性制造系统是通过AGV将待交换的刀具输送到各台加工机床，在AGV上放置一个装载刀架，该刀架可容纳520把刀具，由AGV将这刀架运送到机床旁边。 在如今的FMS中，将刀具由AGV装载刀架自动装入机床刀库的方法通常有以下几类： （1）采用过渡装置 利用机床主轴作为过渡装置，把刀具由AGV装载刀架自动装入机床刀库。（2）采用专门的刀具取放装置 AGV把装载刀架运送到机床尾部，在那里通过刀具取放装置将刀架上的刀具逐个装入机床刀库内，并把旧刀具送回装载刀架。这种方法的优点在于可在机床工作时进行交换刀具，其不足之处是增加了设备费用。（3）AGV-ROBOT换刀方式 在AGV上装有专用换刀

24、机器手，当AGV到达换刀位置时，由机器手进行刀具交换操作。其原理如图6-40所示。 图6-40 AGV-ROBOT换刀方式1AGV；2装载刀架；3机器人；4机床刀库（4）更换刀库以实现刀具的交换 将机床刀库作为交换对象进行刀具交换，日本YAMAZAKI公司的FMS即采用这一方案。机床上的刀库可以拆卸，另一个备用刀库放在机床旁边的滑台上，交换时机床上的刀库滑到AGV上，滑台上的刀库装入机床。这种可交换式刀库的容量较小，大约有25把刀左右。这是一种新型刀具交换方法，很有发展前途。6.4.3 刀具的监控与信息管理 FMS工作时，刀具始终处于动态的变化过程。由于FMS中所使用的刀具品种多、数量大、规格

25、型号不一，涉及的信息量较大，刀具的实际工作状态对加工质量、切削效率、制造系统正常运行有直接影响，因此，刀具的监控与信息管理就显得十分复杂和必要。 1.刀具监控 刀具监控主要是为了及时地了解每时每刻所使用的刀具因磨损、破损而发生的性质的变化。2.刀具的信息管理 FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其它几何参数。而静态信息是一些加工过程中固定不变的信息，如刀具的编码、类型、属性、几何形状以及一些结构参数等。刀具数据的组织和数据流如图6-41所示。 图6-41 刀具数据的组织和信息流

26、 为便于刀具信息的输入、检索、修改和输出控制，FMS以数据库形式对刀具信息进行集中的管理，其数据库模式通常采用四层次式结构，如图所示6-42。图6-42 FMS的刀具数据库层次结构6.5 FMS的控制系统6.5.1 对FMS控制系统结构的要求6.5.2 控制系统的体系结构6.5.3 控制系统的任务6.5.1 对FMS控制系统结构的要求 作为柔性制造系统(Flexible Manufacture System)核心部件的控制系统,对FMS的性能起着决定性的作用。一个FMS整体性能优劣，除了制造系统内设备(如机床、运输装置等)性能的优劣外，在很大程度上还取决于控制系统性能的优劣。控制系统是FMS的

27、大脑，负责控制整个系统协调、优化、高效的运行。由于FMS是一个复杂的自动化集成体，其控制系统的体系结构和性能直接影响整个FMS的柔性、可靠性和自动化程度。6.5.2 控制系统的体系结构 FMS系统的最小单元是柔性加工单元，因此研究加工单元的控制是研究FMS控制系统的基础，如图6-43所示。 图6-43 FMS控制系统控制系统的具体要求如下：（1）能够容纳大量的加工程序 （2）要具备高度的可靠性 （3）具有适合无人化运行的功能 目前几乎所有的FMS都采用了多级计算机递阶控制结构。多级分布式控制系统是对柔性制造自动化过程进行管理和控制的完备形式，计算机网络技术是其技术基础。FMS的控制系统通常采用

28、两级或三级递阶控制结构形式，其参考模型如图6-44所示。 图6-44 FMS多级递阶控制系统在上述三级递阶控制结构中，每层的信息流都是双向流动的：向下可下达控制指令，分配控制任务，监控下层的作业过程；向上可反馈控制状态，报告现场生产数据。然而，在控制的实时性和处理信息量方面，各层控制计算机是有所区别的：愈往底层，其控制的实时性要求愈高，而处理的信息量则愈小；愈到上层，其处理信息愈大，而对实时性要求则愈小。例如，设备层的控制规划时间通常在几毫秒到几分钟范围内；在工作站层，作用时间可以从几分钟到几小时；而最上层其规划期可达几小时到几周范围。6.5.3 控制系统的任务 在FMS控制系统的递阶控制结构

29、中，各层计算机相互通信、相互协同地工作，但又分担着各自不同的任务。1中央管理计算机 中央管理计算机管理着整个系统的营运状态，在综合数据库的支持下，它收集并处理市场和销售的信息，制定中、长期生产计划，收集并积累产品制造数据，它通过如下的三个方面与下层系统进行联接：（1）控制系统方面，主要用来向下层实时地发送控制命令和分配数据。为了支持控制系统的工作，FMS的中央计算机能够接受它上层计算机所提供的工艺过程设计、NC零件程序、工时标准以及生产计划和调度信息，及时合理地向它下层系统分配任务、发送控制指令。 （2）系统方面，主要用来实时采集现场工况，把收集的信息看作系统的反馈信号，以它们为基础做出决策，

30、控制被监控的过程。（3）监测系统方面，主要用来观察系统的运行情况，将所收到信息登录备用，计算机将利用这些信息定期打印报告，供决策系统检索。2. 工作站层计算机 为了提高生产设备的运行效率和系统的运行效果，为了实现车间管理工作自动化，多级分布式控制系统让单元计算机承担起制造单元的管理任务。3. 设备层计算机 该层计算机的任务是执行各种操作。系统中的主要设备是由CNC系统控制的，只要下达的程序和命令没有差错，所有设备都能按照指令完成规定的操作。这一级控制系统要完成的主要操作任务有：接收程序和命令；接受调度命令，运输物料；各类工作站设备按程序执行操作；为下一步操作准备刀夹具或更换掉已磨损的刀具；传感

31、器信息采样，部分采样信息作为CNC系统的反馈信息，其它送往上层计算机。6.6 FMS的信息流支持系统6.6.1 FMS的信息流模型6.6.2 FMS的信息流要素、联系和特征6.6.1 FMS的信息流模型信息流支持系统，指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装置(液压、气压装置等)，对机床或运输设备实行分级控制的系统。实施对整个FMS的控制和监督管理。由一台中央计算机 (主机)与各设备的控制装置组成分级控制网络，构成信息流。图6-45所示是柔性制造自动化生产系统的信息网络模型。 图6-45 柔性制造自动化信息模型从上图可以看出柔性制造自动化生产系统的信息网络

32、模型从上到下，可以分为5层，其中底三层为FMS的信息网络模型：（1）计划层 这是属于工厂一级，包括产品设计、工艺设计、生产计划、库存管理等。其规划的时间范围（指任何控制级完成任务的时间长度）可从几个月到几年。（2）管理层这是属于车间或系统管理级，包括作业计划、工具管理、在制品及毛坯管理、工艺系统分析等。其规划时间从几周到几个月。（3）单元层 这是指系统控制级，各分布式数控、运输系统与加工系统的协调，工况和机床数据采集等。其规划时间可从几小时到几周。（4）设备控制层这是指设备控制级，各机床数控、机器人控制、运输和仓储控制等。其规划时间范围可从几分钟到几小时。（5）动作执行层 通过伺服系统执行控制

33、指令而产生机械运动，或通过传感器采集数据和监控工况等。6.6.2 FMS的信息流要素、联系和特征 要实现FMS的控制管理，首先必须明确了解在制造过程中有哪些信息和数据需要采集；这些信息和数据从哪里产生；它们流向何处；又是怎样进行处理、交换和利用的。（1）归纳起来，FMS系统中中共有三种不同类型的数据：基本数据、控制数据和状态数据。 基本数据 这是在柔性制造系统开始运行时一次建立的，并在运行中逐渐补充，它包括系统配置数据和物料基本数据，系统配置数据有机床编号、类型、存贮工位号、数量等。控制数据 它是有关加工零件的数据，包括：工艺规程、数控程序和刀具清单技术控制数据；加工任务单，指明加工任务种类、

34、批量及完成期限（组织控制数据）。状态数据 它描述了资源利用的工况，包括：设备的状态数据；物料的状态数据；零件实际加工进度，如零件实际加工工位、加工时间、存放时间、输送时间的记录以及成品数、废品数的统计等。（2）在系统运行过程中，这些数据互相之间发生了各种联系，它们主要表现在以下三种形式：数据联系 这是指系统中不同功能模块或不同任务需要同种数据或者有相同的数据产生时，就产生数据联系。决策联系 当各个功能模块对各自问题的决策相互有影响时，就产生决策联系，这不仅是数据联系，更重要的是逻辑和智能的联系。组织联系 系统运行的协调性对FMS来说是极其重要的。工件、刀具等物料流是在不同地点、不同时刻完成控制

35、要求，这种组织上的联系不仅是一种决策联系，而且具有实时动态性和灵活性。（3）FMS管理控制信息流程，是由加工作业计划、加工准备、过程控制与系统监控等功能模块组成，如图6-46所示。 图6-46 FMS管理和控制信息流程FMS管理和控制信息流程特点如下：结构特征 按照计算机分级分布式控制系统的要求，FMS控制系统可以划分为制定与评价管理、过程协调控制及设备控制三个层次，这种模块化的结构，它们在功能上和时间上既独立又相互联系。时间特征根据信息流不同层次，它们对能通信数据量与时间的要求也并不相同，计划管理模块内的通信主要是文件传送和数据库查询、更新、存取、传送大量数据，因此，往往需要较长时间。6.7

36、 FMS的应用与实施6.7.1 FMS的应用6.7.2 FMS的实施步骤6.7.1 FMS的应用 FMS可广泛用于汽车、船舶、航空、计算机和纺织机械等制造行业中。自动堆垛机作文高柔性化的物流技术贮备在FMS生产系统的应用具有很好的发展前景。如图6-47为汽车制造车间中的FMS设备。 图6-47 汽车制造车间中的FMS设备 图6-48为一个柔性制造单元FMC的结构简图。它的加工系统是由一台车削加工中心和一台NC机床组成、由刀具仓库和刀具交换器构成了刀具支持系统、由工业机器人、运输小车构成了工件流支持系统。通过工业局域网，FMC的计算机控制系统与上位计算机联网协调计划控制FMC系统的工作，形成了信息流支持系统。 图6-48 柔性制造单元FMC的结构简图FMS在航空发动机行业的应用实例见表6-3 表6-36.7.2 FMS的实施步骤工厂引进FMS将冒巨大的投资风险，出现差错会使整个工厂陷入困境。为防止重大差错出现，应该按照以下步骤来实施FMS：1选择零件和机床