自動(dòng)化制造系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)的課件

精品課件1第8章自動(dòng)化制造系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

自動(dòng)化制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，采取什么樣的設(shè)計(jì)步驟與方法對(duì)于系統(tǒng)的成功實(shí)施至關(guān)重要。有人估計(jì)，系統(tǒng)分析與規(guī)劃階段造成的失誤在后續(xù)階段可能要花兩倍時(shí)間才能找到，而糾正需要花五倍時(shí)間。因此，必須采用合理的系統(tǒng)工程方法與步驟進(jìn)行自動(dòng)化制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。精品課件2第8章自動(dòng)化制造系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本章將討論自動(dòng)化制造系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)問(wèn)題，其內(nèi)容如下：8.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容8.2零件族的選擇及工藝分析8.3設(shè)備選擇與配置和總體布局設(shè)計(jì)精品課件38.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

自動(dòng)化制造系統(tǒng)往往是個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，它包括許多相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)，如多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)化物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)、加工中心及其它工作站等。而各個(gè)子系統(tǒng)本身又可能是一個(gè)較復(fù)雜的系統(tǒng)，倘若設(shè)計(jì)不當(dāng)，它們就不能很好地連接，也不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造系統(tǒng)的有機(jī)集成。因此，必須做好自動(dòng)化制造系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)工作。精品課件48.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用如圖8.1所示的設(shè)計(jì)步驟。精品課件58.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

在如圖8.1所示中，總體設(shè)計(jì)各個(gè)步驟涉及的主要內(nèi)容有：

（1）組織隊(duì)伍，明確分工。本階段應(yīng)選擇專(zhuān)業(yè)配套、熟悉業(yè)務(wù)、工作責(zé)任心強(qiáng)的精干班子組成總體組，并指定技術(shù)總負(fù)責(zé)人。如果自動(dòng)化制造系統(tǒng)是用戶(hù)委托供應(yīng)商設(shè)計(jì)制造，則需求分析、可行性論證、系統(tǒng)驗(yàn)收及運(yùn)行應(yīng)以用戶(hù)為主，供應(yīng)商為輔；而總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)制造、安裝與調(diào)試應(yīng)以供應(yīng)商為主，用戶(hù)積極配合。精品課件68.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

（2）選擇加工零件類(lèi)型和范圍，并進(jìn)行工藝分析，制定工藝方案，確定設(shè)備選型。

（3）按功能劃分設(shè)計(jì)模塊，初步制定技術(shù)指標(biāo)和各自的接口，同時(shí)進(jìn)行概要設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)。

（4）總體方案初步設(shè)計(jì)，這一階段包括總體布局和各分系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)。

精品課件78.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

（5）總體組討論初步形成的總體布局及各分系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)方案。

（6）根據(jù)初步形成的零件族、工藝分析、生產(chǎn)率、總體布局、物料儲(chǔ)運(yùn)方案等進(jìn)行系統(tǒng)的仿真分析，確定刀庫(kù)容量、托盤(pán)緩沖站數(shù)量及工件運(yùn)輸小車(chē)與換刀機(jī)器人利用率等參數(shù)。

（7）組織專(zhuān)家評(píng)審總體設(shè)計(jì)方案。精品課件88.1總體設(shè)計(jì)的步驟及內(nèi)容

（8）文檔撰寫(xiě)，最終要形成以下文檔：總體設(shè)計(jì)的總技術(shù)報(bào)告；總體布局圖；零件族選擇及工藝分析說(shuō)明書(shū)；工藝設(shè)計(jì)文件及圖冊(cè)；機(jī)床設(shè)備選型報(bào)告；系統(tǒng)仿真分析報(bào)告；機(jī)械系統(tǒng)與接口設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖冊(cè)；電氣接口設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖冊(cè)；網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖冊(cè)；運(yùn)行控制軟件及其它軟件接口設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；質(zhì)量控制方案說(shuō)明書(shū)；檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)方案和接口設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；系統(tǒng)安裝、調(diào)試、驗(yàn)收與運(yùn)行維護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析報(bào)告；系統(tǒng)運(yùn)行效益評(píng)估說(shuō)明書(shū)等。精品課件98.2零件族的選擇及工藝分析

要使自動(dòng)化制造系統(tǒng)具有滿(mǎn)意的運(yùn)行效率，必須從用戶(hù)的實(shí)際要求出發(fā)，選擇好上線的零件，并進(jìn)行工藝分析。這是設(shè)計(jì)或引進(jìn)自動(dòng)化制造系統(tǒng)必須解決的問(wèn)題。根據(jù)確定的零件族和工藝分析，就可以決定自動(dòng)化制造系統(tǒng)的類(lèi)型和規(guī)模、必須的覆蓋范圍和能力、機(jī)床及其他設(shè)備的類(lèi)型和所需的主要附件、夾具的類(lèi)型和數(shù)量、刀具的類(lèi)型和數(shù)量、托盤(pán)及其緩沖站點(diǎn)數(shù)量，并可初步估算所需的投資額。精品課件108.2零件族的選擇及工藝分析8.2.1零件族的選擇

1.零件族選擇的定義

2.影響零件族選擇的因素

3.零件選擇方法8.2.2零件工藝分析

1.工藝分析的目的（書(shū)中解釋?zhuān)?/p>

2.零件工藝分析的要點(diǎn)（書(shū)中解釋?zhuān)?/p>

3.工藝分析的步驟（書(shū)中解釋?zhuān)┚氛n件111.零件族選擇的定義

在對(duì)自動(dòng)化制造系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，面對(duì)的是一大批形狀各異的零件，但并不是所有零件都適合采用自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工，因此需要確定進(jìn)線零件，即零件族的選擇。所謂零件族選擇，即是根據(jù)成組技術(shù)原理，從零件的結(jié)構(gòu)與工藝相似性出發(fā)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的各類(lèi)零件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從中選出適合采用自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工的一組零件。一般來(lái)說(shuō)形狀相似的工件，工藝也相似。精品課件12成組技術(shù)

成組技術(shù)（GT-GroupTechnology）揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類(lèi)成組，同組事物能夠采用同一方法進(jìn)行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱(chēng)為成組技術(shù)。日本、美國(guó)、前蘇聯(lián)和德國(guó)等許多國(guó)家把成組技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)發(fā)展成柔性制造系統(tǒng)，使多品種、中小批量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。

精品課件13成組技術(shù)

全面采用成組技術(shù)會(huì)從根本上影響企業(yè)內(nèi)部的管理體制和工作方式，提高標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化程度。在機(jī)械制造工程中，成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)，將成組哲理用于設(shè)計(jì)、制造和管理等整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，改變多品種小批量生產(chǎn)方式，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。精品課件14成組技術(shù)

成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族（組），按零件族制定工藝進(jìn)行加工，從而擴(kuò)大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎(chǔ)，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面所導(dǎo)出的相似性，稱(chēng)為二次相似性或派生相似性。精品課件151.零件族選擇的定義

如圖8.2所示的零件族從幾何外形是相似的。

精品課件161.零件族選擇的定義

如圖8.3所示的零件族具有相似的加工工藝，但外形上相差較大。

精品課件172.影響零件族選擇的因素

從工廠的大量零件中選出適合于自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工的零件族并不是一件容易的事，它的影響因素很多，其中最主要的影響因素有：（1）零件類(lèi)型；（2）零件尺寸大?。唬?）加工精度；（4）材料硬度；（5）裝夾次數(shù)；（6）生產(chǎn)批量。（書(shū)中解釋?zhuān)┛傊?，在具體選擇零件族的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際情況對(duì)以上因素綜合考慮。精品課件183.零件選擇方法

剛性自動(dòng)線等剛性自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工零件單一或很少，零件的選擇比較簡(jiǎn)單。對(duì)于多品種、中小批量加工的柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)，加工零件的選擇是一項(xiàng)很重要也很復(fù)雜的工作，零件選擇是否合理對(duì)系統(tǒng)的組成和運(yùn)行效果都有很大的影響。對(duì)于后一種情況，進(jìn)線零件的選擇通常有人工挑選和計(jì)算機(jī)自動(dòng)挑選兩種方法。精品課件193.零件選擇方法

（1）人工挑選法由經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員根據(jù)藍(lán)圖和工藝路線來(lái)選擇。這種方法較簡(jiǎn)單，能充分發(fā)揮人的作用。其缺點(diǎn)是要耗去大量人力和時(shí)間，且易造成人為失誤，甚至導(dǎo)致失敗的選擇。

（2）計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇法是按成組技術(shù)的原理，以計(jì)算機(jī)為工具，建立數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)的算法，自動(dòng)從眾多的零件中挑選合適的候選零件，最終由人—機(jī)結(jié)合確定進(jìn)入自動(dòng)化制造系統(tǒng)加工的零件族。精品課件208.3設(shè)備選擇與配置和總體布局設(shè)計(jì)

自動(dòng)化制造系統(tǒng)的設(shè)備配置與總體布局是千變?nèi)f化的，自動(dòng)化制造系統(tǒng)的類(lèi)型不同，其設(shè)備配置及總體布局是不一樣的，需視具體情況而定。由于柔性制造系統(tǒng)是自動(dòng)化制造系統(tǒng)的發(fā)展方向，下面以柔性制造系統(tǒng)為例介紹設(shè)備選擇與配置和總體布局設(shè)計(jì)內(nèi)容。8.3.1設(shè)備選擇與配置8.3.2總體平面布局設(shè)計(jì)精品課件218.3.1設(shè)備選擇與配置

如前所述一個(gè)典型的柔性制造系統(tǒng)主要由下述三個(gè)子系統(tǒng)組成：

（1）加工子系統(tǒng)。即加工裝備，主要采用數(shù)控機(jī)床和加工中心等。

（2）物流子系統(tǒng)。常包括工件與刀具的搬運(yùn)系統(tǒng)、托盤(pán)緩沖站、刀具進(jìn)出站、中央刀庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)等。

（3）控制子系統(tǒng)。多采用計(jì)算機(jī)控制。除此之外，柔性制造系統(tǒng)還可以擴(kuò)展清洗、檢測(cè)和排屑等裝置。精品課件228.3.1設(shè)備選擇與配置

本節(jié)內(nèi)容包括：

1.加工裝備的選擇與配置

2.各獨(dú)立工位及其配置原則

3.物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及其配置

4.檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)置原則及其內(nèi)容精品課件231.加工裝備的選擇與配置

本節(jié)內(nèi)容包括：

1）柔性制造系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求

2）選擇機(jī)床的原則

3）確定系統(tǒng)中機(jī)床種類(lèi)和數(shù)量的方法及步驟

4）柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置形式精品課件241）柔性制造系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求

柔性制造系統(tǒng)對(duì)集成于其中的加工設(shè)備是有一定要求的，不是任何加工設(shè)備均可納入自動(dòng)化制造系統(tǒng)中。一般來(lái)說(shuō)，納入柔性制造系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)床主要有如下特點(diǎn)。

（l）加工工序集中（2）控制方便（3）兼顧柔性和生產(chǎn)率精品課件25（l）加工工序集中

由于柔性制造系統(tǒng)是適應(yīng)小批量多品種加工的高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)，造價(jià)昂貴，這就要求加工工位的數(shù)目盡可能少，而且接近滿(mǎn)負(fù)荷工作。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%的現(xiàn)有柔性制造系統(tǒng)的加工工位數(shù)目不超過(guò)10個(gè)。此外，加工工位較少，還可減輕工件流的輸送負(fù)擔(dān)，所以同一機(jī)床加工工位上的加工工序集中就成為柔性制造系統(tǒng)中機(jī)床的主要特征。精品課件26（2）控制方便

柔性制造系統(tǒng)所采用機(jī)床的控制系統(tǒng)不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)加工循環(huán)，還要能夠適應(yīng)加工對(duì)象的改變，易于重新調(diào)整，也就是說(shuō)要具有“柔性”。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)（CNC）和可編程序控制器（PLC），在柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床和輸送裝置的控制中獲得日益廣泛的應(yīng)用。精品課件27（3）兼顧柔性和生產(chǎn)率

為了適應(yīng)多品種工件加工的需要，就不能像大批量生產(chǎn)那樣采用為某一特定工序設(shè)計(jì)的專(zhuān)用機(jī)床，但是又不能像單件生產(chǎn)那樣采用普通萬(wàn)能機(jī)床，這不符合工序集中的原則。另外，柔性制造系統(tǒng)中的所有裝備受到本身數(shù)控系統(tǒng)和柔性制造系統(tǒng)中央計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)度和指揮，要能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度、資源共享、提高效率，就必須在各機(jī)床之間建立必要的接口和標(biāo)準(zhǔn)，以便準(zhǔn)確及時(shí)地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與交換，使各個(gè)生產(chǎn)裝備、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等協(xié)調(diào)地工作。精品課件282）選擇機(jī)床的原則

對(duì)于箱體類(lèi)工件，通常選擇立式和臥式加工中心，以及有一定柔性的專(zhuān)用機(jī)床，如可換主軸箱的組合機(jī)床，帶有轉(zhuǎn)位主軸箱的專(zhuān)用機(jī)床等。帶有大孔或圓支承面的箱體工件，也可以采用立式車(chē)床進(jìn)行加工。需要進(jìn)行大量銑、鉆和攻螺紋加工，且長(zhǎng)徑比又小于2的回轉(zhuǎn)體類(lèi)工件，通常也可以在加工箱體工件的柔性制造系統(tǒng)中進(jìn)行加工。精品課件292）選擇機(jī)床的原則

數(shù)控加工中心的類(lèi)型很多，可以是基本形式的臥式或立式三坐標(biāo)機(jī)床，這些機(jī)床只加工工件的一個(gè)側(cè)面，或者只能對(duì)鄰近幾個(gè)面上的一些表面進(jìn)行加工。采用這類(lèi)機(jī)床一般需要多次裝夾才能完成工件各個(gè)面的加工。若在臥式加工中心上增加一個(gè)或兩個(gè)坐標(biāo)軸，如稱(chēng)為第四個(gè)坐標(biāo)軸的托盤(pán)旋轉(zhuǎn)和稱(chēng)為第五坐標(biāo)軸的主軸頭傾斜，就可以對(duì)工件進(jìn)行更多表面的加工。精品課件302）選擇機(jī)床的原則

加工純粹回轉(zhuǎn)體工件（桿和軸）時(shí)可以把具有加工軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)工件能力的標(biāo)準(zhǔn)CNC車(chē)床結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)加工回轉(zhuǎn)體工件的柔性制造系統(tǒng)。要在立式加工中心上實(shí)現(xiàn)工件多面加工，必須在基本形式機(jī)床上增加一個(gè)可傾式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。通常選用五坐標(biāo)軸加工中心主要是為了滿(mǎn)足一些非正交平面內(nèi)的特殊加工的需要。除上述增加坐標(biāo)軸的方法外，還可在一套夾具上裝夾多個(gè)工件，以提高柔性制造系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。精品課件312）選擇機(jī)床的原則

柔性制造系統(tǒng)應(yīng)能完成某一成組零件族的全部工序的加工，系統(tǒng)內(nèi)需要配置不同工藝范圍和精度的機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。最理想的配置方案是所選機(jī)床的工藝范圍有較大的兼容性，即每道工序有多臺(tái)機(jī)床可以勝任，這樣可以有效地排除因?yàn)槟硞€(gè)關(guān)鍵工序或某臺(tái)關(guān)鍵機(jī)床成為瓶頸，影響了整條生產(chǎn)線的正常作業(yè)，可以大大地提高裝備的利用率，但這樣做必然提高了每臺(tái)機(jī)床的復(fù)雜性，增加了柔性制造系統(tǒng)的造價(jià)。精品課件323）確定系統(tǒng)中機(jī)床種類(lèi)和數(shù)量的方法及步驟

根據(jù)給定的技術(shù)條件，把要進(jìn)行的各類(lèi)操作分派給指定的機(jī)床，并計(jì)算出每種操作的加工時(shí)間，確定整個(gè)工作量是多少，需要多少臺(tái)機(jī)床，或許還可能因此而對(duì)選用的方案作出修改。只有對(duì)所規(guī)劃的機(jī)床成本加以估計(jì)，才有可能估計(jì)出選定的機(jī)床方案的經(jīng)濟(jì)性能。如果加工能力低或者經(jīng)濟(jì)效果不好，則要對(duì)機(jī)床的方案另作修改，一直到獲得圓滿(mǎn)的結(jié)果為止。精品課件333）確定系統(tǒng)中機(jī)床種類(lèi)和數(shù)量的方法及步驟

柔性制造系統(tǒng)的所有加工中心都具有刀具存儲(chǔ)能力，采用鼓形、鏈形等各種形式的刀庫(kù)。為了滿(mǎn)足柔性制造系統(tǒng)內(nèi)工件品種對(duì)刀具的要求，通常要求有很大的刀具存儲(chǔ)容量。在一個(gè)刀庫(kù)中需要100個(gè)以上的刀座是很常見(jiàn)的。這樣的容量加上某些大質(zhì)量的刀具，特別是大的鏜桿或平面銑刀，都要求對(duì)刀具傳送和更換機(jī)構(gòu)的可靠性給以很好的注意。精品課件344）柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置形式

柔性制造系統(tǒng)適用于中小批量生產(chǎn)，既要兼顧對(duì)生產(chǎn)率和柔性的要求，也要考慮系統(tǒng)的可靠性和機(jī)床的負(fù)荷率。因此，就產(chǎn)生了互替形式、互補(bǔ)形式以及混合形式等多種類(lèi)型的機(jī)床配置方案。精品課件354）柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置形式

所謂互替形式就是納入系統(tǒng)的機(jī)床是可以互相代替的。例如，由數(shù)臺(tái)加工中心組成的柔性制造系統(tǒng)，由于在加工中心上可以完成多種工序的加工，有時(shí)一臺(tái)加工中心就能完成箱體的全部工序，工件可輸送到系統(tǒng)中任何恰好空閑的加工工位，使系統(tǒng)具有較大的柔性和較寬的工藝范圍，而且可以達(dá)到較高的裝備利用率。從系統(tǒng)的輸入和輸出來(lái)看，它們是并聯(lián)環(huán)節(jié)，因而增加了系統(tǒng)的可靠性，即當(dāng)某一臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作。精品課件364）柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置形式

所謂互補(bǔ)形式就是納入系統(tǒng)的機(jī)床是互相補(bǔ)充的，各自完成某些特定的工序，各機(jī)床之間不能互相替代，工件在一定程度上必須按順序經(jīng)過(guò)各加工工位。它的特點(diǎn)是生產(chǎn)率較高，對(duì)機(jī)床的技術(shù)利用率較高，即可以充分發(fā)揮機(jī)床的性能。從系統(tǒng)的輸入和輸出的角度來(lái)看，互補(bǔ)機(jī)床是串聯(lián)環(huán)節(jié)，它減少了系統(tǒng)的可靠性，即當(dāng)一臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)就不能正常工作。精品課件374）柔性制造系統(tǒng)的機(jī)床配置形式

現(xiàn)有的柔性制造系統(tǒng)大多是互替機(jī)床和互補(bǔ)機(jī)床的混合使用，即柔性制造系統(tǒng)中的有些裝備按互替形式布置，而另一些機(jī)床則以互補(bǔ)方式安排，以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。

精品課件382.各獨(dú)立工位及其配置原則

通常情況下，柔性制造系統(tǒng)具有多個(gè)獨(dú)立的工位。工位的設(shè)置與柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模、類(lèi)型與功能需求有關(guān)。本節(jié)內(nèi)容包括：

1）機(jī)械加工工位

2）裝卸工位

3）檢測(cè)工位

4）清洗工位精品課件391）機(jī)械加工工位

機(jī)械加工工位是指對(duì)工件進(jìn)行切削加工（或其他形式的機(jī)械加工）的地點(diǎn)，一般泛指機(jī)床。柔性制造系統(tǒng)的功能主要由它所采用的機(jī)床來(lái)確定，被確定的工件族通常決定柔性制造系統(tǒng)應(yīng)包含的機(jī)床類(lèi)型、規(guī)格、精度以及各種類(lèi)型機(jī)床的組合。一條柔性制造系統(tǒng)中機(jī)床的數(shù)量應(yīng)根據(jù)各類(lèi)被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工序時(shí)間來(lái)確定。必要時(shí)，應(yīng)有一定的冗余。

精品課件401）機(jī)械加工工位

加工箱體類(lèi)工件的柔性制造系統(tǒng)通常選用臥式加工中心或立式加工中心，根據(jù)工件特別的工藝要求，也可選用其他類(lèi)型的CNC機(jī)床。

加工回轉(zhuǎn)體類(lèi)工件的柔性制造系統(tǒng)通常選用車(chē)削加工中心機(jī)床。

臥式加工中心和立式加工中心應(yīng)具備托盤(pán)上線的交換工作臺(tái)（APC），加工中心都應(yīng)具有刀具存儲(chǔ)能力，其刀位數(shù)的多少應(yīng)顧及被加工零件混合批量生產(chǎn)時(shí)采用刀具的數(shù)量。精品課件411）機(jī)械加工工位

選擇加工中心時(shí)，還應(yīng)考慮它的尺寸、加工能力、精度、控制系統(tǒng)以及排屑裝置的位置等。加工中心的尺寸和加工能力主要包括控制坐標(biāo)軸數(shù)、各坐標(biāo)的行程長(zhǎng)度、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)的分度范圍、托盤(pán)（或工作臺(tái)）尺寸、工作臺(tái)負(fù)荷、主軸孔錐度、主軸直徑、主軸速度范圍、進(jìn)給量范圍、主電動(dòng)機(jī)功率等。

精品課件421）機(jī)械加工工位

加工中心的精度包括工作臺(tái)和主軸移動(dòng)的直線度、定位精度、重復(fù)精度以及主軸回轉(zhuǎn)精度等。加工中心的控制系統(tǒng)應(yīng)具備上網(wǎng)和所需控制功能。加工中心排屑裝置的位置將影響FMS的平面布局，應(yīng)予以注意。精品課件432）裝卸工位

裝卸工位是指在托盤(pán)上裝卸夾具和工件的地點(diǎn)，它是工件進(jìn)入、退出柔性制造系統(tǒng)的界面。裝卸工位設(shè)置有機(jī)動(dòng)、液壓或手動(dòng)工作臺(tái)。通過(guò)自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)可將托盤(pán)從工作臺(tái)上取走或?qū)⑼斜P(pán)推上工作臺(tái)。操作人員通過(guò)裝卸工位的計(jì)算機(jī)終端可以接收來(lái)自柔性制造系統(tǒng)中央計(jì)算機(jī)的作業(yè)指令或提出作業(yè)請(qǐng)求。裝卸工位的數(shù)目取決于柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模及工件進(jìn)入和退出系統(tǒng)的頻度。精品課件442）裝卸工位

一條柔性制造系統(tǒng)可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)裝卸工位，裝卸工作臺(tái)至地面的高度應(yīng)便于操作者在托盤(pán)上裝卸夾具及工件。操作人員在裝卸工位裝卸工件或夾具時(shí)，為了防止托盤(pán)被自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)取走而造成危險(xiǎn)，一般在它們之間設(shè)置自動(dòng)開(kāi)啟式防護(hù)閘門(mén)或其他安全防護(hù)裝置。精品課件453）檢測(cè)工位

檢測(cè)工位是指對(duì)完工或部分完工的工件進(jìn)行測(cè)量或檢驗(yàn)的地點(diǎn)。對(duì)工件的檢測(cè)過(guò)程既可以在線進(jìn)行也可以離線進(jìn)行。在線測(cè)量過(guò)程通常采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，有時(shí)也采用其他自動(dòng)檢測(cè)裝置。在CIMS環(huán)境下，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量工件的NC檢測(cè)程序可通過(guò)CAD/CAM集成系統(tǒng)生成。離線檢測(cè)工位的位置往往離柔性制造系統(tǒng)系統(tǒng)較遠(yuǎn)。精品課件464）清洗工位

清洗工位是指對(duì)托盤(pán)（含夾具及工件）進(jìn)行自動(dòng)沖洗和清除滯留在其上的切屑的工位。對(duì)于設(shè)置在線檢測(cè)工位的柔性制造系統(tǒng)，往往亦設(shè)置清洗工位，將工件上的切屑和灰塵徹底清除干凈后再進(jìn)行檢測(cè)，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。有時(shí)，清洗工位還具有干燥（如吹風(fēng)干燥）功能。當(dāng)柔性制造系統(tǒng)中的機(jī)床本身具備沖洗滯留在托盤(pán)、夾具和工件上的切屑的功能時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)置清洗工位。精品課件473.物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)及其配置

柔性制造系統(tǒng)的物料是指工件（含托盤(pán)和夾具）和刀具（含刀具柄部），因此就有工件搬運(yùn)系統(tǒng)和刀具搬運(yùn)系統(tǒng)之分。

1）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

2）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)精品課件481）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

工件搬運(yùn)系統(tǒng)指工件（含托盤(pán)、夾具）經(jīng)工件裝卸站進(jìn)入或退出系統(tǒng)以及在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)送的裝置?？晒┻x擇的工件運(yùn)送方案有：

無(wú)軌道式自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)（AGV）運(yùn)送方式；直線軌道式自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)（RGV）運(yùn)送方式；環(huán)形滾道運(yùn)送方式；纜索牽引拖車(chē)運(yùn)送方式；行走機(jī)器人運(yùn)送方式；固定導(dǎo)軌式（龍門(mén)式）機(jī)器人運(yùn)送方式；無(wú)軌吊掛運(yùn)送方式。精品課件491）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

通常，工件的搬運(yùn)由有軌或無(wú)軌自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)擔(dān)任。

有軌自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)搬運(yùn)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，小車(chē)的運(yùn)行速度快、定位精度高、承載能力大和造價(jià)低等特點(diǎn)。但是，小車(chē)只能在固定的軌道上運(yùn)行，靈活性差，小車(chē)和軌道離機(jī)床較近，使檢修作業(yè)區(qū)較為狹窄，一般使用與機(jī)床臺(tái)數(shù)較少（2～4臺(tái)）且按直線布局的場(chǎng)合。精品課件501）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

無(wú)軌自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)搬運(yùn)系統(tǒng)目前技術(shù)發(fā)展較快，小車(chē)行走方式主要有固定路徑和自由路徑兩種。在固定路徑中，有電磁感應(yīng)制導(dǎo)、光電制導(dǎo)、激光制導(dǎo)等多種形式。在自由路徑中，有一種方法是采用地面支援系統(tǒng)，如用激光燈塔、超聲波系統(tǒng)等移動(dòng)的信號(hào)標(biāo)志進(jìn)行引導(dǎo)；另一種方法則是靠小車(chē)上的環(huán)境識(shí)別裝置來(lái)達(dá)到自主行走。精品課件511）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

工件在托盤(pán)上的夾具中裝夾，一般由人工操作。當(dāng)工件被裝夾完畢，操作者通過(guò)裝卸工位處的計(jì)算機(jī)終端將操作有關(guān)信息向單元反饋，自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)接收到單元控制器的調(diào)度指令后，將工件送到指定地點(diǎn)，即機(jī)床、清洗站、檢測(cè)站上的托盤(pán)自動(dòng)交換裝置（APC）或托盤(pán)緩沖站。進(jìn)行回轉(zhuǎn)體零件加工的柔性制造系統(tǒng)，除了工件搬運(yùn)之外，還必須采用機(jī)器人才能將工件抓往機(jī)床。進(jìn)行鈑金加工的柔性制造系統(tǒng)通常采用帶吸盤(pán)的輸送裝置來(lái)搬運(yùn)鈑料。

精品課件521）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

作為毛坯和完工零件存放地點(diǎn)的倉(cāng)庫(kù)分為平面?zhèn)}庫(kù)（單層）及立體倉(cāng)庫(kù)兩大類(lèi)。廣義上講，自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)也是柔性制造系統(tǒng)托盤(pán)緩沖站的擴(kuò)展與補(bǔ)充，其中使用的托盤(pán)及大型夾具也可存放在立體倉(cāng)庫(kù)中。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可分為多巷道、單巷道堆垛機(jī)控制方式，個(gè)別的也有采用單側(cè)叉式控制方式。立體倉(cāng)庫(kù)的巷道數(shù)及貨架數(shù)的設(shè)置，應(yīng)考慮車(chē)間面積、車(chē)間高度、車(chē)間中柔性制造系統(tǒng)的數(shù)量、各種加工設(shè)備的能力以及車(chē)間的管理模式等。精品課件531）工件搬運(yùn)系統(tǒng)

在立體倉(cāng)庫(kù)中自動(dòng)存取物料的堆垛機(jī)，能把盛放物料的貨箱推上滾道式輸送裝置或從其上取走。有時(shí)，還與無(wú)軌道自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)進(jìn)行物料的傳遞。鈑金加工的柔性制造系統(tǒng)通常帶有存放板材的立體倉(cāng)庫(kù)，不設(shè)其他緩沖站。立體倉(cāng)庫(kù)的管理計(jì)算機(jī)具有對(duì)物料進(jìn)出貨架的管理以及對(duì)貨架中物料的檢索查詢(xún)能力。精品課件542）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)

刀具搬運(yùn)系統(tǒng)指刀具（含刀具柄部）經(jīng)刀具進(jìn)出站進(jìn)入或退出系統(tǒng)以及在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)送的裝置?？晒┻x擇的運(yùn)送方案有：

盒式刀夾—無(wú)人自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)方式；直線軌道機(jī)器人—中央刀庫(kù)方式；帶中間刀具架及換刀機(jī)器人的自動(dòng)導(dǎo)向小車(chē)方式；龍門(mén)式機(jī)器人—中間刀庫(kù)方式；直接更換機(jī)床刀庫(kù)方式。精品課件552）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)

刀具進(jìn)入系統(tǒng)之前，必須在刀具準(zhǔn)備間內(nèi)完成刀具的刃磨、刀具刀套的組裝、刀具預(yù)調(diào)儀的對(duì)刀，并將刀具的有關(guān)參數(shù)信息送到柔性制造系統(tǒng)單元控制器（或刀具工作站控制器）中。刀具準(zhǔn)備間的規(guī)模及設(shè)備配置，由柔性制造系統(tǒng)系統(tǒng)的目標(biāo)、生產(chǎn)綱領(lǐng)確定。

精品課件562）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)

刀具進(jìn)出站是刀具進(jìn)出柔性制造系統(tǒng)系統(tǒng)的界面。由人工將相應(yīng)的刀具置于刀具進(jìn)出站的刀位上，或從刀位上取走退出系統(tǒng)的刀具。在刀具進(jìn)出站處，通常設(shè)置一個(gè)條碼閱讀器，以識(shí)別置于刀具進(jìn)出站的成批刀具，避免出現(xiàn)與對(duì)刀參數(shù)不吻合的錯(cuò)誤。精品課件572）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)

換刀機(jī)器人是FMS系統(tǒng)內(nèi)的刀具搬運(yùn)裝置，換刀機(jī)器人的手爪既要能抓住刀具柄部又要便于將刀具置于刀具進(jìn)出站、中央