先进制造技术FMS CIMS.ppt

1、机械制造自动化经过操作机械、动力机械、电动机与自 动控制三个阶段的发展，开始进入智能化机械（机械自动化） 阶段，此阶段中，机械制造业自动化正经历着“三部曲” CNCFMSCIMS 此三部曲使机械制造业自动化朝着设计、制造、管理全自动化的高层次方向发展。,一、柔性制造单元 （FMC),柔性指一个生产系统适应加工对象变化的能力。柔性 和生产率是评价系统自动化程度的主要因素。,1、FMC（Flexible Manufacturing Cell) 一台数控机床或加工中心MC（Maching Center)装上自动装卸工件的装置AWC(Automated Workpiece Changer)及自动交换装

2、置APC(Automated Pallet Changer)构成。,2、FMC按构成形式可分为,1）（随行）托盘Paller搬运式箱体件或大件,2）机器人Robot搬运式小件或回转体,二、柔性制造系统（FMS）,二）FMS的组成,1、加工系统有互补和互替两种配置,2、传输系统（物料系统）,3、控制系统进行整个系统的生产计划；作业调度；集中 监控以及加工程序管理。,随行托盘搬运式 托盘支承在圆柱形导轨上，由内侧的环链拖动而回转，链轮由电动机驱动。托盘的选定和停位，可由可编程序控制器PLC进行控制，借助终端开关，光电识码器来实现。托盘的交换是由设在环形交换系统中的液压或电机推拉机构来实现。这样的托

3、盘系统具有存储、运送功能、自动检测功能、工件和刀具的归类功能、切削状态监视功能等。,FMS中加工系统的机床有“互补”和“互替”两种配置原则： 互补在系统中配置完成不同工序的机床，彼此相互补充而 不可代替，一个工件顺次通过机床进行加工。 互替系统中的配置存在相同的机床，一台机床有故障则空 闲的一台可以替代加工，避免等待。, 刀具物流系统 系统设有中央刀库，由工业机器人在中央刀库和各机床刀库间进行输送和交换刀具。系统备有监控刀具寿命和刀具故障功能。（刀具寿命的监控，目前多采用定时换刀方式即：记录每把刀具的使用时间，达到预定使用寿命后即强行更换；此外可直接检测刀具磨损，根据磨损情况更换刀具。）, 工

4、件物流系统 包括工件、夹具输送、装卸以及仓储等装置。 存储FMS中，工件和夹具的存贮仓库多用立体仓库，由 仓库计算机进行控制和管理。 运输运输设备有传输带，有轨或无轨小车以及行走机器 人等。,立体仓库控制功能：记录在库货物的名称、货位、数量以 及重量，入库时间；接受中央计算机 的出入库指令，控制堆垛机和输送车 的运动；监督情况及故障报警。 各设备输送路线按布局可分： 直线往复；封闭环路；网格方式等。,无轨小车又称自动引导小车AGVAutomated Guide- Vehicle),工件与托盘由交换台推上工件台进行加工，加工好的工件连同托盘拉回小车交换台上，送至装卸工位，由人工卸下并装上新的待加

5、工工件。,电缆引导原理： 在地面下埋有导向电缆，并通以低频电流，即而在电缆周围形成磁场。固定在小车车身内两感应线圈随即产生电压。当小车运行偏离电缆，两线圈产生电压不相等时，转向电机随即正向或反向旋转以校正小车的运行位置。 光电引导原理： 在地面上铺设反光的不锈钢带，利用光的反射使小车上的一排光电管产生信号，以引导小车沿着所铺设的反光带的方向运动。,三、计算机集成制造系统CIMS,1、CIMS的含义： 1）功能上，CIMS包含了一个工厂的全部生产经营活动，即 从市场预测，产品设计，加工制造，管理，售后服务的全 部活动。 2）CIMS模式的自动化是工厂各个环节的有机集成，包括物 资，设备，信息为特

6、征的技术集成以及人的集成。 3）CIMS的构成 主要将工程设计，经营管理和加工制造三大自动化子 系统集成。,技术集成关系图,一、工程设计系统 CAD（ Computer Aided-Manufacturing） CAM（Computer Aided-Manufacturing） CAE(Computer Aided-Engineering)：计算机辅助工程分析 CAPP（ Process Planning)：计算机辅助工艺规程设计 GT(Group Technology)：成组技术,二、加工制造系统 CNC FMC FMS PLC RC（Robot Controller)：机器人控制器 CAT

7、（Computer Automated Testing）：自动测试,三、经营管理系统,MIS（Management Information System）：管理信息系统 MRP（Manufacturing Resource Planning）：制造资源计划 PM(Production Management)：生产管理 FM(Financial Management)：财务管理 BM(Business Management)：经营计划管理 MP(Man Power Resources Management)：人力资源管理 QC(Quality Control)：质量管理,MRP 、ERP 、 P

8、DM,MRP: 制造资源计划，实现企业的生产计划和供应计划的管理，能更详 细的编制能力需求计划和物流需求计划，并可方便地对几种计划 方案进行测试和评价。（完成对企业有效的管理）,ERP（Enterprise Resource Planning)：企业资源计划，在MRP的基础上 扩展了管理范围，把企业内部的制造活动与客户需求以及供应商的 制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想面向 企业物资资源，侧重于有形资产管理、整合。,PDM(Product Data Management)：产品数据管理，20世纪80年代初产 生的一种辅助工具用于在企业范围构造一个从产品策划到产品实现 的并行协助环境以企业产品为核心，侧重于无形资产管理（图 纸、CAD文档、数字化文档、产品结构等，使企业内共享与产品 有关的所以数据。,80年代（1985年），美国制造工程师协会（ASME）提出：CIMS结构基于数据库支持下，