柔性制造课件2015培训课件

柔性制造系统技术一、学习要求1、了解：柔性制造系统的产生和特点；2、掌握：柔性制造系统的定义、组成及类型。二、学习要点1、柔性制造系统的产生、特点；

2、FMS的定义、组成及类型；

3、物料运送装置；

1刚性自动化

设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线；对象--单一品种大批量生产自动化；特点--生产效率高、加工品种单一。刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工工件变化时，需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行调整或更换（如更换主轴箱、刀具、夹具等），通常调整工作量大，停产时间较长。柔性自动化

设备--NC、CNC、FMC、FMS等。对象--多品种小批量甚至单件生产自动化；综合自动化

经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS、CE、LP、AM等。

1.2柔性自动化制造技术的发展历程及现状一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）2第二节柔性制造系统技术概述一、柔性制造系统的产生和特点1、产生背景：（1）市场变化导致中小批量、多品种生产方式成为需要。市场竞争的加剧及顾客需求的多样化，导致传统的以规模效应带动成本降低的刚性生产线不再适应市场的变化。刚性生产线忽略了可能增加的库存而带来的成本的增加；1973年石油危机，使大批量生产的缺点暴露。（2）科学技术的进步推动了自动化程度和制造水平的提高。NC、CNC、DNCCAD、CAMGT（成组技术）

、CAPP（计算机辅助工艺过程设计

）ROBOT32、柔性自动化制造技术的产生世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林（Molin）机床公司1967年建成的“MolinSystem-24”；20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运，刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及CAD/CAM技术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系统。20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世界范围得到广泛应用。43、我国FMS的研究状况

我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。我国第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中心、日本富士电机公司的AGV（自动导引车）及4台日本产的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投资回收期约为两年半。1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。51985年后在国家机电部“七五”重点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的工作的带动下，FMS得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的交叉阶段。1988年北京机床研究所为天津减速机厂提供的加工减速机机座的JCS-FMS-2系统是全部自行开发和配套的，它标志着我国已具有自主开发FMS系统的实力。近几年来，国内一些经济实力比较雄厚的工厂（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），为实施CIMS，又进口了一些国外的FMS系统。

6二、FMS的定义、组成和类型FMS的组成自动仓库工厂计算机中央计算机物流控制计算机运输小车加工单元1加工单元2加工单元n信息传输网络工夹具站7柔性制造实体891、FMS的定义根据“中华人民共和国国家军用标准”有关“武器装备柔性制造系统术语”的定义，柔性制造系统（FMS）是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，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调整，适用于多品种、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把柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统”。10更直观的定义是：“柔性制造系统是至少由两台数控机床，一套物料运输系统（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自动化系统。它采用简单改变软件的方法便能制造出某些部件中的任何零件”。综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但都反映了FMS应具备以下特点：硬件组成两台以上的数控机床或加工中心以及其他加工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种特种加工设备等；一套能自动装卸的运输系统，包括刀具储运和工件及原材料储运。具体结构可采用传输带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘站等；一套计算机控制系统及信息通信网络。11软件组成FMS的运行控制系统；FMS的质量保证系统；FMS的数据管理和通信网络系统。FMS必须具备的功能能自动管理零件的生产过程，自动控制制造质量，自动进行故障诊断及处理，自动进行信息收集及传输；简单地改变软件或系统参数，便能制造出某一零件族的多种零件；物料的运输和储存必须为自动(包括刀具等工装和工件的自动运输)；能解决多机床条件下零件的混流加工，且无需额外增加费用；具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。122、FMS的组成（硬件）

典型的FMS主要有三个子系统组成：加工系统运储系统计算机控制系统13典型的柔性制造系统示意图

1-自动仓库；2-装卸站；3-托盘站；4-检验机器人；5-自动小车；

6-卧式加工中心；7-立式加工中心；8-磨床；9-组装交付站；

10-计算机控制室

144、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）小型FMS，由1-2台机床组成，自动更换刀具，自动上下工件；柔性制造系统（FMS）控制与管理功能比FMC强，管理通信要求高；柔性制造生产线（FML）数控组合机床设备，专用性强、生产率高，相当于数控自动生产线，用于少品种、中大批量生产，为专用FMS。柔性制造工厂（FMF）全企业范围生产管理、设计开发、加工制造和物料运储全盘自动化。1516实际柔性制造生产线17柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell，简称FMC）是一种最简单的柔性加工系统，通常由单台加工中心及托盘输送装置（或工业机器人）组成。由一台卧式镗铣类加工中心和自动化的托盘库组成的柔性制造单元18相对于柔性制造系统，柔性制造单元投资小，实现周期短，见效快，更适合于广大的中小企业。因此，表现出比柔性制造系统更广泛的市场需求和发展前景。19第二节FMS的加工系统一、加工系统的功能与要求加工系统是FMS的最基本的组成部分，也是FMS中耗资最多的部分，担任把原材料转化为最终产品的任务。加工系统的要求如下：工序集中，减轻物流负担，减少装夹次数；控制功能强、扩展性好；高刚度、高精度、高速度；自保护与自维护性好；使用经济性好；对环境的适应性与保护性好。20二、加工系统中常用的加工设备简介1、目前FMS的加工对象主要有两大类：棱柱体类回转体类2、加工中心

加工中心（MachiningCenter，MC）是一种备有刀库并能按预定程序自动更换刀具，对工件进行多工序加工的高效数控机床。棱柱体类：常用镗铣加工中心回转体类：常用车削加工中心Real21卧式加工中心

1-主轴头2-刀库3-刀库4-立柱底座

5-回转工作台、6-工作台底座

22卧式加工中心23车削加工中心

1-刀库2-回转刀架3-换刀机械手4-上下工件机器人5-工件存储站

243、加工系统的辅助装置机床夹具组合夹具：利用标准化夹具零部件快速拼装所需夹具；柔性夹具：一部夹具能为多个加工对象服务。托盘（Pallet）承载工件和夹具完成加工任务，是各加工单元间的硬件接口。自动上下料装置托盘交换器：联接加工系统和物料运储系统桥梁；工业机器人：具有较大的柔性度。25工件装卸站设在FMS入口，由人工完成装卸；托盘缓冲站工件中间存储站，起缓冲物料作用；物料存储装置自动化仓库、自动料架、缓冲料架；物料运送装置负责在机床、自动化仓库和托盘缓冲站之间物料搬运作业。传送带：用于小零件短程传送，占据空间大、易磨损；自动运输小车：分有轨小车、无轨小车；搬运机器人：具有较高柔性和控制水平。一、FMS的物料运储系统组成第三节FMS的物料运储系统26二、FMS物料输送基本回路直线输送回路沿直线路线单向或双向移动，顺序地在各个连接点停靠；环形输送回路运载工具沿环形路线单向或双向移动；网状输送回路由多个回路相互交叉组成，可由一条环路移动到另一回路。