淺議柔性制造系統(tǒng)FMS

1、淺議柔性制造系統(tǒng)FMS摘要本文根據(jù)柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生,對(duì)柔性制造系統(tǒng)的組成、分類、優(yōu)勢(shì)及開(kāi)展方向等做了詳細(xì)闡述。關(guān)鍵詞柔性制造系統(tǒng)(fs)組成優(yōu)勢(shì)開(kāi)展方向70年代末80年代初,隨著計(jì)算機(jī)輔助管理、物料自動(dòng)搬運(yùn)、刀具管理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)展以及ad/a技術(shù)、成組技術(shù)(gt)、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)的成熟,更加系統(tǒng)化、規(guī)?；娜嵝灾圃煜到y(tǒng)(fs)就出現(xiàn)了。所謂fs,是一組數(shù)控機(jī)床和其他自動(dòng)化的工藝設(shè)備,由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體,能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)(flexibleanufaturingsyste)。下面就柔性制造系統(tǒng)的組成、分類、優(yōu)勢(shì)及開(kāi)展趨勢(shì)進(jìn)展闡

2、述。一、柔性制造系統(tǒng)(fs)的組成1.加工系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定,主要有加工中心、車(chē)削中心或計(jì)算機(jī)數(shù)控(n)車(chē)、銑、磨及齒輪加工機(jī)床等,用以自動(dòng)地完成多種工序的加工。2.物料系統(tǒng)物料系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)工件及工裝夾具的自動(dòng)供應(yīng)和裝卸,以及完成工序間的自動(dòng)傳送、調(diào)運(yùn)和存貯工作,包括各種傳送帶、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)、工業(yè)機(jī)器人及專用起吊運(yùn)送機(jī)等。3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用以處理柔性制造系統(tǒng)的各種信息,輸出控制n機(jī)床和物料系統(tǒng)等自動(dòng)操作所需的信息。通常采用三級(jí)(設(shè)備級(jí)、工作站級(jí)、單元級(jí))分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),其中單元級(jí)控制系統(tǒng)(單元控制器)是柔性制造系統(tǒng)的核心。4.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件

3、用以確保柔性制造系統(tǒng)有效地適應(yīng)中小批量多品種消費(fèi)的管理、控制及優(yōu)化工作,包括設(shè)計(jì)規(guī)劃軟件、消費(fèi)過(guò)程分析軟件、消費(fèi)過(guò)程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。二、柔性制造系統(tǒng)的分類1.柔性制造單元(f)f由單臺(tái)帶多托盤(pán)系統(tǒng)的加工中心或3臺(tái)以下的n機(jī)床組成,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈敏性。f的柔性最高。2.柔性制造線(fl)柔性制造線fl是處于非柔性自動(dòng)線和fs之間的消費(fèi)線,對(duì)物料系統(tǒng)的柔性要求低于fs,但消費(fèi)效率更高。3.柔性制造系統(tǒng)(fs)fs通常包括3臺(tái)以上的n機(jī)床(或加工中心),由集中的控制系統(tǒng)及物料系統(tǒng)連接起來(lái),可在不停機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。fs是使用柔性制造技術(shù)最具代表性的制造

4、自動(dòng)化系統(tǒng)。三、柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)1.設(shè)備利用率高。由于采用計(jì)算機(jī)對(duì)消費(fèi)進(jìn)展調(diào)度,一旦有機(jī)床空閑,計(jì)算機(jī)便分配給該機(jī)床加工任務(wù)。在典型情況下,采用柔性制造系統(tǒng)中的一組機(jī)床所獲得的消費(fèi)量是單機(jī)作業(yè)環(huán)境下同等數(shù)量機(jī)床消費(fèi)量的3倍。2.減少消費(fèi)周期。由于零件集中在加工中心上加工,減少了機(jī)床數(shù)和零件的裝卡次數(shù)。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)展有效的調(diào)度也減少了周轉(zhuǎn)的時(shí)間。3.具有維持消費(fèi)的才能。當(dāng)柔性制造系統(tǒng)中的一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí),計(jì)算機(jī)可以繞過(guò)出現(xiàn)故障的機(jī)床,使消費(fèi)得以繼續(xù)。4.消費(fèi)具有柔性。可以響應(yīng)消費(fèi)變化的需求,當(dāng)市場(chǎng)需求或設(shè)計(jì)發(fā)生變化時(shí),在fs的設(shè)計(jì)才能內(nèi),不需要系統(tǒng)硬件構(gòu)造的變化,系統(tǒng)具有制造不同產(chǎn)品的

5、柔性。并且,對(duì)于臨時(shí)需要的備用零件可以隨時(shí)混合消費(fèi),而不影響fs的正常消費(fèi)。5.產(chǎn)品質(zhì)量高。fs減少了卡具和機(jī)床的數(shù)量,并且卡具與機(jī)床匹配得當(dāng),從而保證了零件的一致性和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)補(bǔ)償裝置可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,并采取相應(yīng)的有效措施,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。6.加工本錢(qián)低。fs的消費(fèi)批量在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,其消費(fèi)本錢(qián)是最低的。它除了一次性投資費(fèi)用較高外,其他各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)的消費(fèi)方案。四、fs開(kāi)展方向1.fs仍將迅速開(kāi)展fs在20世紀(jì)80年代末就已進(jìn)入了實(shí)用階段,技術(shù)已比擬成熟。由于它在解決多品種、中小批量消費(fèi)上比傳統(tǒng)的加工技術(shù)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,因此隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇,無(wú)論興

6、旺國(guó)家還是開(kāi)展中國(guó)家都越來(lái)越重視柔性制造技術(shù)。從機(jī)械制造行業(yè)來(lái)看,如今fs不僅能完成機(jī)械加工,而且還能完成鈑金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和激光、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、注塑和橡膠模制等工作。從整個(gè)制造業(yè)所消費(fèi)的產(chǎn)品看,如今fs已不再局限于汽車(chē)、車(chē)床、飛機(jī)、坦克、火炮、艦船等,還可用于計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、木制產(chǎn)品、化工等產(chǎn)品消費(fèi)。從消費(fèi)批量來(lái)看,fs已從中小批量應(yīng)用向單件和大批量消費(fèi)方向開(kāi)展。隨著計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)和系統(tǒng)(is)日漸成為制造業(yè)的熱點(diǎn),很多專家學(xué)者紛紛預(yù)言is是制造業(yè)開(kāi)展的必然趨勢(shì)。柔性制造系統(tǒng)作為is的重要組成局部,必然會(huì)隨著is的開(kāi)展而開(kāi)展。2.fs系統(tǒng)性能不斷進(jìn)步構(gòu)成

7、fs的各項(xiàng)技術(shù),如加工技術(shù)、運(yùn)儲(chǔ)技術(shù)、刀具管理技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速開(kāi)展,毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)大大進(jìn)步fs系統(tǒng)的性能。在加工中采用噴水切削加工技術(shù)和激光加工技術(shù),并將許多加工才能很強(qiáng)的加工設(shè)備如立式、臥式鏜銑加工中心,高效萬(wàn)能車(chē)削中心等用于fs系統(tǒng),大大進(jìn)步了fs的加工才能和柔性,進(jìn)步了fs的系統(tǒng)性能。avg小車(chē)以及自動(dòng)存儲(chǔ)、提取系統(tǒng)的開(kāi)展和應(yīng)用,為fs提供了更加可靠的物流運(yùn)儲(chǔ)方法,同時(shí)也能縮短消費(fèi)周期,進(jìn)步消費(fèi)率。刀具管理技術(shù)的迅速開(kāi)展,為及時(shí)而準(zhǔn)確地為機(jī)床提供適用刀具提供了保證。同時(shí)可以進(jìn)步系統(tǒng)柔性、消費(fèi)率、設(shè)備利用率,降低刀具費(fèi)用,消除人為錯(cuò)誤,進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量,延長(zhǎng)無(wú)人操作時(shí)間。3.從is的高度考慮fs規(guī)劃設(shè)計(jì)盡管fs本身是把加工、運(yùn)儲(chǔ)、控制、檢測(cè)等硬件集成在一起,構(gòu)成一個(gè)完好的系統(tǒng)。但從一個(gè)工廠的角度來(lái)講,它還只是一局部,不能設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品或