自動化制造系統(tǒng)課件：加工設(shè)備自動化

加工設(shè)備自動化2.1加工設(shè)備自動化的意義及分類2.2自動化加工設(shè)備的特殊要求及實現(xiàn)方法2.3實現(xiàn)單機自動化的方法和方案2.4數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床2.5加工中心2.6剛性自動化生產(chǎn)線2.7柔性制造單元2.8柔性制造系統(tǒng)2.9自動線的輔助設(shè)備2.10實例視頻2.1加工設(shè)備自動化的意義及分類2.1.1加工設(shè)備自動化的意義2.1.2自動化加工設(shè)備的分類2.1.3自動化加工設(shè)備的選擇與布局2.1.1加工設(shè)備自動化的意義

加工設(shè)備工作過程自動化可以縮短輔助時間，改善工人的勞動條件和減輕工人的勞動強度。單臺機床或加工設(shè)備的自動化，能較好地滿足某個或幾個工序的加工半自動化和自動化的需要，為多機床管理創(chuàng)造了條件，是建立自動生產(chǎn)線和過渡到全盤自動化的必要前提。加工設(shè)備的自動化是零件整個機械加工工藝過程自動化的基本問題之一。2.1.2自動化加工設(shè)備的分類

按照不同生產(chǎn)率水平要求，自動化加工設(shè)備主要有以下種類。

1.全（半）自動單機

2.專用自動機床

3.組合機床

4.數(shù)控機床

5.加工中心

6.柔性制造單元

7.加工自動線2.1.3自動化加工設(shè)備的選擇與布局1.自動化加工設(shè)備的選擇

2.自動化加工設(shè)備的布局

3.柔性制造系統(tǒng)的布局

1.自動化加工設(shè)備的選擇

首先根據(jù)產(chǎn)品批量的大小以及產(chǎn)品變型品種數(shù)量的大小確定加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。對于中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，可選用加工單元形式或可換多軸箱形式。對于大批量生產(chǎn)，可以選用自動生產(chǎn)線形式。對于多品種中小批量生產(chǎn)，選擇適當?shù)膶Ｓ脵C床、數(shù)控機床或加工中心。

2.自動化加工設(shè)備的布局

自動化加工設(shè)備的布局形式是指組成自動化加工系統(tǒng)的機床、輔助裝置以及聯(lián)接這些設(shè)備的工件傳送系統(tǒng)中各種裝置的平面和空間布置形式。它是由工件加工工藝、車間的自然條件、工件的輸送方式和生產(chǎn)綱領(lǐng)所決定的。自動線的布局形式有多種如圖2.1所示。

1）旋轉(zhuǎn)體加工自動線的布局形式

2）箱體、雜類工件自動線的布局形式

1）旋轉(zhuǎn)體加工自動線的布局形式

（1）貫穿式。工件傳送系統(tǒng)設(shè)置在機床之間，特點是上下料及傳送裝置結(jié)構(gòu)簡單，裝卸料工件輔助時間短，布局緊湊，占地面積小，但影響工人通過，料道短，貯料有限，如圖2.2所示。1）旋轉(zhuǎn)體加工自動線的布局形式

（2）架空式。工件傳送系統(tǒng)設(shè)置在機床的上空，輸送機械手懸掛在機床上空的架上，如圖2.3。機床布局呈橫向或縱向排列，工件傳送系統(tǒng)完成機床間的工件傳送及上下料。這種布局結(jié)構(gòu)簡單，適于生產(chǎn)節(jié)拍較長且各工序工作循環(huán)時間較均衡的軸類零件。

1）旋轉(zhuǎn)體加工自動線的布局形式

（3）側(cè)置式。如圖2.4所示，工件傳送系統(tǒng)設(shè)置在機床外側(cè)，機床呈縱向排列，傳送裝置設(shè)在機床的前方，安裝在地上。輸送料道還同時具有貯料作用。這種布局的自動線有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。2）箱體、雜類工件自動線的布局形式

（1）直線通過式和折線通過式。如圖2.5所示為直線通過式自動線。步伐式輸送帶按一定節(jié)拍將工件依次送到各臺機床上加工，工件每次輸送一個步矩。工人在自動化生產(chǎn)線起端上料，末端卸料。2）箱體、雜類工件自動線的布局形式

（2）框型?？蛐褪钦劬€式的封閉形式。框式布局更適用于輸送隨行夾具及尺寸較大和較重的工件自動化生產(chǎn)線，且可以節(jié)省隨行夾具的返回裝置，如圖2.6所示。

2）箱體、雜類工件自動線的布局形式

（3）環(huán)型。環(huán)型自動化生產(chǎn)線工件的輸送軌道是回環(huán)形，多為中央帶立柱的環(huán)型線。它不需要高精度的回轉(zhuǎn)工作臺，工件輸送精度只需滿足工件的初定位要求。

環(huán)型自動線可以直接輸送工件，也可借助隨行夾具。

對于直接輸送工件的環(huán)型線，裝卸料可集中在一個工位。

對于隨行夾具輸送工件的環(huán)型線，不需要隨行夾具返回裝置。

2）箱體、雜類工件自動線的布局形式

（4）非通過式。非通過式布局的自動化生產(chǎn)線，工件輸送不通過夾具，而是從夾具的一個方向送進和拉出，使每個工位可能增加一個加工面，也可增設(shè)鏜模支架。

非通過式自動化生產(chǎn)線適于由單機改裝聯(lián)成的自動化生產(chǎn)線，或工件不宜直接輸送而必須吊裝，以及工件各個加工表面需在一個工位加工的自動化生產(chǎn)線。

3．柔性制造系統(tǒng)的布局

柔性制造系統(tǒng)的總體布局可以概括為以下幾種布置原則，如圖2.7所示。

1）隨機布置原則

2）功能原則（工藝原

則）

3）模塊式布置原則

4）加工單元布置原則

5）加工階段劃分原則1）隨機布置原則

如圖2.7（a），這種布局方法是將若干機床隨機地排列在一個長方形的車間內(nèi)。它的缺點是很明顯的，只要多于三臺機床，運輸路線就會非常復(fù)雜。2）功能原則（或叫工藝原則）

如圖2.7（b），這種方法是根據(jù)加工設(shè)備的功能，分門別類地將同類設(shè)備組織到一起，如車削設(shè)備、鏜銑設(shè)備、磨削設(shè)備等。這樣，工件的流動方向是從車間的一頭流向另一頭。

這種布局方法的零件運輸路線也比較復(fù)雜，因為工作的加工路線并不一定總是按車、銑、磨這樣的順序流動。3）模塊式布置原則

如圖2.7（c），這種布局方式的車間是由若干功能類似的獨立模塊組成。這種布局方式看來好像增加了生產(chǎn)能力的冗余度，但在應(yīng)酬緊急任務(wù)和意外事件方面有明顯的優(yōu)點。

4）加工單元布置原則

如圖2.7（d），采用這種布局方式的車間，每一個加工單元都能完成相應(yīng)的一類產(chǎn)品。這種構(gòu)思的產(chǎn)生是建立在成組技術(shù)思想基礎(chǔ)上的。

5）加工階段劃分原則

如圖2.7（e），將車間分為準備加工階段、機械加工階段和特種加工階段。

2.2自動化加工設(shè)備的特殊要求2.2.1高生產(chǎn)率2.2.2加工精度的高度一致性2.2.3自動化加工設(shè)備的高度可靠性2.2.4自動化加工設(shè)備的柔性表現(xiàn)為：

1.自動變換加工程序的機能。

2.自動完成多種產(chǎn)品或零件族加工的機能。

3.對加工順序及生產(chǎn)節(jié)拍隨機應(yīng)變的機能。

4.高效率的自動化加工及自動換刀機能。

5.自動監(jiān)控及故障診斷機能。2.3實現(xiàn)單機自動化的方法和方案2.3.1實現(xiàn)單機自動化的方法

實現(xiàn)單機自動化的方法概括有以下四種。

1.采用通用自動化或半自動機床實現(xiàn)單機自動化

2.采用組合機床實現(xiàn)單機自動化

3.采用專用機床實現(xiàn)單機自動化

4.采用通用機床進行自動化改裝實現(xiàn)單機自動化2.3.2單機自動化方案2.3.1實現(xiàn)單機自動化的方法1.采用通用自動化或半自動機床實現(xiàn)單機自動化這類機床主要用于軸類和盤套類零件的加工自動化，例如單軸自動車床、多軸自動車床或半自動車床等。這類自動機床的最大特點是可以根據(jù)生產(chǎn)需要，在更換或調(diào)整部分零部件（例如凸輪或靠模等）后，即可加工不同零件，適合于大批量多品種生產(chǎn)。因此，這類機床用比較廣泛。2.3.1實現(xiàn)單機自動化的方法

2.采用組合機床實現(xiàn)單機自動化

組合機床一般適合于箱體類和雜件類(如發(fā)機的連桿等）零件的平面、各種孔和孔系的加工自動化。組合機床一般只能對一種（或一組）工件進行加工，往往能在同一臺機床上對工件行多面、多孔和多工位加工，加工工序可高度集中，具有很高的生產(chǎn)率。

組合機床具有設(shè)計、制造周期短，投資省的優(yōu)點，是箱體類零件和雜體類零件大批量生產(chǎn)實現(xiàn)單機自動化的最主要手段。

2.3.1實現(xiàn)單機自動化的方法

3.采用專用機床實現(xiàn)單機自動化

專用機床是為一種零件（或一組相似的零件）的一個加工工序而專門設(shè)計制造的自動化機床。專用機床的結(jié)構(gòu)和部件一般都是專門設(shè)計和單獨制造的，這類機床的設(shè)計、制造時間往往較長，投資也較多。

因此采用這類機床時，必須考慮以下基本原則：

1）被加工的工件必須結(jié)構(gòu)定型；2）工件的加工工藝必須是合理可靠的；3）采用新的方案時，必須進行結(jié)構(gòu)性能試驗；4）必須進行技術(shù)經(jīng)濟分析。

2.3.1實現(xiàn)單機自動化的方法

4.對通用機床進行自動化改裝實現(xiàn)單機自動化

為了充分發(fā)揮設(shè)備潛力，可以通過對通用機床進行局部改裝，增加或配置自動上、下料裝置和機床的自動工作循環(huán)系統(tǒng)等，實現(xiàn)單機自動化。

改裝涉及的問題比較復(fù)雜，必須有選擇地進行改裝?？偟膩碚f，機床改裝的投資少，見效快，能充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的潛力，是實現(xiàn)單機自動化的重要途徑。

2.3.2單機自動化方案

單機的“自動”主要體現(xiàn)在自動化機床的加工循環(huán)自動化、裝卸工件自動化、刀具自動化和檢測自動化四個方面，其自動化大大減少了空程輔助時間，降低了工人的勞動強度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

1.加工過程運動循環(huán)自動化

2.裝卸工件自動化

3.自動換刀裝置（刀具自動化）

1.加工過程運動循環(huán)自動化

加工過程運動循環(huán)是指在工件的一個工序的加工過程中，機床刀具和工件相對運動的循環(huán)過程。實現(xiàn)機床運動循環(huán)自動化，切削加工過程就可以自動進行。自動循環(huán)可以通過機械傳動、液壓傳動和氣動—液壓傳動方法實現(xiàn)。對于比較復(fù)雜的加工循環(huán)，一般采用繼電器程序控制器控制其動作，采用擋塊或各種傳感器控制其運動行程。1.加工過程運動循環(huán)自動化1）機械傳動系統(tǒng)運動循環(huán)自動化主要實現(xiàn)運動的接通及停止和快速空行程運動及工作進給的自動轉(zhuǎn)換。運動的接通和停止有三種方式，分別是凸輪控制、擋塊—杠桿控制、擋塊—開關(guān)—離合器控制。

2）氣動和液壓傳動的自動循環(huán)在機床改裝中．還經(jīng)常采用氣動—液壓傳動，即用壓縮空氣作動力，用液壓系統(tǒng)中的阻尼作用使運動平穩(wěn)和便于調(diào)速。

1.加工過程運動循環(huán)自動化

動力氣缸與阻尼液壓缸有串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。實現(xiàn)氣動和液壓自動工作循環(huán)的方法相同，都是通過方向閥來控制。液壓傳動系統(tǒng)中，運動的接通和切斷靠換向閥控制，可以切斷液壓源或用固定擋塊來使運動停止。

2.裝卸工件自動化

機床實現(xiàn)加工循環(huán)自動化之后，還只是半自動機床，在半自動機床上配備自動裝卸工件裝置后，即成為自動機床。自動裝卸工件裝置通常稱為自動上料裝置，它所完成的工作包括將工件自動安裝到機床夾具上，以及加工完成后從夾具中卸下工件。其中的重要部分為自動上科過程采用的各種機構(gòu)和裝備，而卸料機構(gòu)在結(jié)構(gòu)上比較簡單，原理上與上料裝置類似。

自動上料裝置有以下三大類型

1）卷料（或帶料）上料裝置。當以卷料或帶料作毛坯時，將毛坯裝上自動送料機構(gòu)，然后從軸卷上拉出來經(jīng)過自動校直被送向加工位置。在一卷材料用完之前，送料和加工是連續(xù)進行的。

2）棒料上料裝置。將一定長度的棒料裝在機床上，按每一工件所需的長度自動送料。在用完一根棒料之后，需要進行一次手工裝料。

3）單件毛坯上料裝置。

單件毛坯自動上料裝置有料倉式上料裝置和料斗式上料裝置兩種形式。

料倉式上料裝置是一種半自動上料裝置，不能使工件自動定向，需要由工人定時將一批工件按照一定的方向和位置，順序排列在料倉中，然后由送料機構(gòu)將工件逐個送到機床夾具中去。

料斗式上料裝置是自動化的上料裝置，工人將單個工件成批地任意倒進料斗后，料斗中的定向機構(gòu)能將雜亂堆放的工件進行自動定向，使之按規(guī)定的方位整齊排列，并按一定的生產(chǎn)節(jié)拍把工件送到機床夾具中去。

圖2.11所示為這兩種自動上料裝置的原理圖。

圖2.11（a）、（b）所示是料倉式上料裝置，可以適當加長輸料槽使之兼有料倉的作用，。

圖2.11（c）所示是料斗式上料裝置，在料斗上還設(shè)有剔除器3，用以防止定向不正確的工件混入輸料槽。

料斗式上料裝置由于能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動定向，因而能進一步減輕工人的體力勞動，便于多機床管理。這種裝置多適用于工件外形比較簡單，體積和質(zhì)量都比較小，而且生產(chǎn)節(jié)拍短，要求頻繁上料的場合。料倉式上料裝置雖然需要工人周期性地將工件按規(guī)定的方向和順序進行裝料，但結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠性較強，適用于工件外形較復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量較大以及加工周期比較長的情況。

近年來，在各種類型的自動化機床上，廣泛應(yīng)用了機械手來實現(xiàn)裝卸工件自動化。它從料倉或輸料槽中抓取工件，直接送入機床夾具；當工件加工完成后，也能從夾具中把工件卸到固定的地點。

機械手代替了圖2.11（d）中送料器8、上料桿7和卸料桿9的作用。所以，從作用原理上看，仍然可以把它當作上述兩類上料裝置的組成部分。

3.自動換刀裝置（刀具自動化）

在自動化加工中，要減少換刀時間，提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)加工過程中的換刀自動化就需要刀架轉(zhuǎn)位自動化，自動轉(zhuǎn)位刀架應(yīng)當有較高的重復(fù)定位精度和剛性，應(yīng)便于控制。刀架的轉(zhuǎn)位可以由刀架的退刀（回程）運動帶動，也可以由單獨的電動機、氣缸等帶動。由退刀運動帶動的轉(zhuǎn)位，不需單獨的驅(qū)動源，而用擋塊和杠桿操縱。2.4數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床

數(shù)控機床是—種高科技的機電一體化產(chǎn)品，是由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機床主體和其他輔助裝置構(gòu)成的可編程的通用加工設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用在加工制造業(yè)的各個領(lǐng)域。數(shù)控機床最適宜加工結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求高的零件，以及產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的多品種小批量零件的生產(chǎn)?，F(xiàn)在的數(shù)控機床正朝著高速度、高精度化、智能化、多功能化、高可靠性等方向發(fā)展。2.4數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床2.4.1概述及特點(看書自學)

2.4.2NC與CNC的定義2.4.3數(shù)控機床系統(tǒng)的基本構(gòu)成2.4.4數(shù)控機床的分類2.4.5數(shù)控機床的基本技術(shù)

(看書自學)

2.4.2NC與CNC的定義1.數(shù)字控制（NumericalControl，NC）：用數(shù)字化信號對機床的運動及其加工過程進行控制的一種方法，簡稱為數(shù)控。2.數(shù)控機床（NCMachine）：是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。2.4.2NC與CNC的定義3.數(shù)控系統(tǒng)（NCSystem）：

就是上述定義中所指的程序控制系統(tǒng)，能自動閱讀輸入載體上事先給定的程序，并將其譯碼，從而控制機床運動和加工零件過程。4.計算機數(shù)控系統(tǒng)（ComputerizedNumericalControlSystem，CNC）：

是一種數(shù)控系統(tǒng)，由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計算機、輸入/輸出設(shè)備、可編程序控制器（PLC）、存儲器、主軸驅(qū)動及進給驅(qū)動裝置等部分組成。習慣上稱為CNC系統(tǒng)。2.4.3數(shù)控機床系統(tǒng)的基本構(gòu)成

數(shù)控機床基本結(jié)構(gòu)如圖2.l3所示，包括加工程序、輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、輔助控制裝置、檢測裝置及機床本體等幾部分。

數(shù)控機床完成的基本動作主要有以下幾種:

1.主軸運動。和普通機床一樣，主運動主要完成切削任務(wù)，其動力占整個機床動力的70%～80%?；究刂剖侵鬏S的正、反轉(zhuǎn)和停止，可自動換擋及無級調(diào)速。對加工中心和有些數(shù)控車床還必須具有定向控制和C軸控制。

2.進給運動。數(shù)控機床與普通機床最根本的區(qū)別在于，用電氣驅(qū)動替代了機械驅(qū)動。數(shù)控機床的進給運動由進給伺服系統(tǒng)完成，伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動裝置、伺服電動機、進給傳動及位置檢測裝置。

3.輸入/輸出（I/O）。數(shù)控系統(tǒng)對加工程序處理后輸出的控制信號除了對進給運動軌跡進行連續(xù)控制外，還要對機床的各種狀態(tài)進行控制。這些狀態(tài)控制包括主軸的變速控制，主軸的正、反轉(zhuǎn)及停止，冷卻和潤滑裝置的啟動和停止，刀具自動交換，工件夾緊和放松及分度工作臺轉(zhuǎn)位等。2.4.4數(shù)控機床的分類

數(shù)控機床的種類很多，按不同的分類方法可以分成不同類別，歸納起來主要有以下幾種分類方式。

1.按運動軌跡分類

2.按用途分類

3.按進給伺服控制系統(tǒng)分類

4.按數(shù)控裝置分類

1.運動軌跡分類。它可分為點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、輪廓控制系統(tǒng)。

點位控制系統(tǒng)控制刀具相對于工件定位點的坐標位置，對定位移動的軌跡無要求，在定位移動過程中不進行切削加工，如數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標鏜床等。

直線控制系統(tǒng)是指能控制刀具或工作臺以給定的速度，沿平行于某一坐標軸方向進行直線切削加工的控制系統(tǒng)，如數(shù)控車床、數(shù)控鏜、銑床和加工中心等。

輪廓控制系統(tǒng)也稱為連續(xù)控制系統(tǒng)，它能對兩個或兩個以上的坐標軸同時進行連續(xù)控制，在加工過程中，需要不斷進行插補運算，然后進行相應(yīng)的速度和位移控制。采用輪廓控制系統(tǒng)的數(shù)控機床的功能比較完善。

2.按用途分類。它可分為金屬切削類、金屬成型類數(shù)控機床和數(shù)控特種加工機床。

金屬切削類機床主要有數(shù)控車、銑、鉆、鏜、磨床等。

金屬成型類機床主要有數(shù)控折彎機、彎管機和壓力機等。

數(shù)控特種加工機床主要有數(shù)控線切割機床、電火花加工機床和激光加工機床等。

3.按進給伺服控制系統(tǒng)分類。它可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。

開環(huán)伺服系統(tǒng)對執(zhí)行機構(gòu)不進行位置檢測，多采用步進電動機或電液脈沖馬達作為伺服驅(qū)動元件，其控制精度較低。

閉環(huán)伺服系統(tǒng)通過檢測工作臺的實際移動位移，并將其反饋回伺服控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過與理想值相比較，從而調(diào)整工作臺的位移偏差。這種方式控制精度高、速度快，但系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。

半閉環(huán)伺服系統(tǒng)與閉環(huán)伺服系統(tǒng)的區(qū)別在于，檢測裝置是檢測伺服電動機的轉(zhuǎn)角而不是檢測工作臺的實際位置。它的構(gòu)造成本比閉環(huán)伺服系統(tǒng)要低、調(diào)試容易些，精度比開環(huán)伺服系統(tǒng)高。

4.按數(shù)控裝置分類。它可分為硬線數(shù)控系統(tǒng)和軟線數(shù)控系統(tǒng)。

硬線數(shù)控系統(tǒng)由專用的固定組合邏輯電路實現(xiàn)，其靈活性差、制造成本高，現(xiàn)在基本不采用。

軟線數(shù)控系統(tǒng)由小型或微型計算機和一些通用或?qū)Ｓ玫募呻娐窐?gòu)成，其主要功能由軟件實現(xiàn)，系統(tǒng)的適應(yīng)性強、利用率高、構(gòu)造成本相對較低。2.4.5數(shù)控機床的基本技術(shù)

1.數(shù)控編程技術(shù)

2.數(shù)控機床插補原理

3.數(shù)控機床的伺服控制系統(tǒng)

5.數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償

4.數(shù)控機床的位置檢測裝置

6.數(shù)控機床中新技術(shù)的應(yīng)用2.5加工中心2.5.1加工中心的基本概念2.5.2加工中心的技術(shù)特點、加工精度、類型

與適用范圍2.5.3加工中心的典型自動化機構(gòu)2.5.4臥式加工中心的布局結(jié)構(gòu)形式2.5.5立式加工中心2.5.6五面加工中心2.5.1加工中心的基本概念

加工中心是備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序集中加工的數(shù)控機床。工件經(jīng)一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序（或工步）自動選擇和更換刀具，自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及實現(xiàn)其他輔助功能，依次完成工件多種工序的加工。通常，加工中心僅指主要完成鏜銑加工的加工中心。2.5.1加工中心的基本概念

現(xiàn)已擴展到各種類型的數(shù)控機床，例如車削中心、滾齒中心、磨削中心等。并出現(xiàn)了能實現(xiàn)切削、磨削以及特種加工的復(fù)合加工中心。加工中心具有刀具庫及自動換刀機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺、交換工作臺等，有的加工中心還具有可交換式主軸頭或臥——立式主軸。

2.5.1加工中心的基本概念

加工中心和普通數(shù)控機床的主要區(qū)別有以下四點：

1.有自動換刀裝置（包括刀庫和換刀機械手），能實現(xiàn)工序間的自動換刀，這是加工中心最突出的標志性結(jié)構(gòu)。

2.三坐標以上的全數(shù)字控制。

3.具有多工序的功能。

4.可配置自動更換的雙工作臺，實現(xiàn)機床上、下料的自動化。2.5.1加工中心的基本概念

世界上第一臺加工中心是在1958年由美國卡尼一特雷克公司研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動換刀裝置，從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進行銑削、削鉆、鏜削、鉸削和攻螺紋等多種工序的集中加工。目前，一些主要經(jīng)濟發(fā)達國家如美、德、日等都把發(fā)展加工中心作為發(fā)展數(shù)控機床的首要任務(wù)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)和國防安全。2.5.2加工中心的技術(shù)特點、加工精度、類型與適用范圍

1.加工中心的技術(shù)特點加工中心的技術(shù)特點主要表現(xiàn)在以下四個方面：

1）帶有自動換刀裝置（ATC）。

2）加上托板自動交換裝置（APC）。

3）“柔性”大，換品種調(diào)整方便。

4）生產(chǎn)率高。2.5.2加工中心的技術(shù)特點、加工精度、類型與適用范圍

2.加工中心的加工精度

加工中心的加工精度主要與其位置精度有關(guān)，加工孔的位置精度（例如孔距誤差）大約是相關(guān)運動坐標定位精度的1.5倍。銑圓精度是綜合評價加工中心相關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的指標，其允差普通級為0.03~0.04mm，精密級為0.02mm。

2.5.2加工中心的技術(shù)特點、加工精度、類型與適用范圍

3.加工中心的類型與適用范圍見表2-1。

2.5.3加工中心的典型自動化機構(gòu)

加工中心必須具有刀具庫及刀具自動交換機構(gòu)，還有單臂和雙臂換刀機械手，180°布置的雙臂機械手應(yīng)用最普遍。

1.自動換刀與刀庫。加工中心刀具的存取方式有順序方式和隨機方式，刀具隨機存取是最主要方式。

2.觸發(fā)式測頭測量系統(tǒng)。用于循環(huán)測量，觸發(fā)式測頭具有三維測量功能，測量系統(tǒng)信號的傳輸和接收除紅外輻射式外，常用的還有電磁耦合式。

2.5.3加工中心的典型自動化機構(gòu)

3.刀具長度測量系統(tǒng)。用以檢查刀具長度正確性以及刀具折斷、破損現(xiàn)象，也可以用觸發(fā)式測頭檢測刀具長度的變化。

4.回轉(zhuǎn)工作臺。是臥式加工中心實現(xiàn)B軸運動的部件，B軸的運動可作為分度運動或進給運動?；剞D(zhuǎn)工作臺有兩種結(jié)構(gòu)形式，僅用于分度的回轉(zhuǎn)工作臺用鼠齒盤定位。用于進給運動的回轉(zhuǎn)工作臺用伺服電動機驅(qū)動。加工中心的交換工作臺和托盤交換裝置配合使用，實現(xiàn)了工件的自動更換。2.5.4臥式加工中心的布局結(jié)構(gòu)形式

臥式加工中心的主要運動包括三個移動軸（X、Y、Z）和一個回轉(zhuǎn)軸（B軸），在四個運動軸的分配上，四個相對運動既可以分配給刀具，也可以分配給工件，或者由工件和刀具共同來完成。從目前機床結(jié)構(gòu)看，回轉(zhuǎn)軸一般都由工作臺的回轉(zhuǎn)來完成（B軸），所以機床的布局主要在三個移動軸的分配上。其移動軸的主要結(jié)構(gòu)形式及特點如表2-2所示。2.5.4臥式加工中心的布局結(jié)構(gòu)形式2.5.5立式加工中心

立式加工中心是指主軸軸線與工作臺垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件。能完成銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋等工序。立式加工中心最少是三軸二聯(lián)動，可實現(xiàn)三軸三聯(lián)動，有的可進行五軸、六軸控制。對箱體類工件加工范圍小，但裝夾、定位方便、刀具運動軌跡易觀察、調(diào)試程序檢查測量方便、切屑易排除和掉落、結(jié)構(gòu)簡單，占地面積較小，價格較低。2.5.5立式加工中心

立式加工中心分類一般如下：

1.依據(jù)導軌分類。依據(jù)立式加工中心各軸導軌的形式可分硬軌及線軌。硬軌適合重切削，線軌運動更靈敏。

2.依據(jù)轉(zhuǎn)速分類。立式加工中心主軸轉(zhuǎn)速6000~l5000r/min為低速型，l8000r/min以上為高速型。

3.依據(jù)結(jié)構(gòu)分類。依據(jù)立式加工中心的床身結(jié)構(gòu)可分為C型及龍門型。2.5.6五面加工中心

五面加工中心是在工件一次裝夾后，能完成除安裝底面外的五個面的加工設(shè)備，兼有立式和臥式加工中心的功能。常見的五面加工中心有兩種形式，一種是主軸按相應(yīng)角度旋轉(zhuǎn)，可成為立式加工中心或臥式加工中心；另一種是工作臺帶著工件作旋轉(zhuǎn)，主軸不改變方向而實現(xiàn)五面加工。無論是哪種五面加工中心都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴的缺點。2.5.6五面加工中心

五面加工中心的坐標系統(tǒng)如圖2.24所示。

2.6剛性自動化生產(chǎn)線

機械加工自動化生產(chǎn)線（簡稱自動線）是一組用運輸機構(gòu)聯(lián)系起來的由多臺自動機床（或工位）、工件存放裝置以及統(tǒng)一自動控制裝置等組成的自動加工機器系統(tǒng)。2.6.1自動線的特征2.6.2自動線的組成2.6.3自動線的類型2.6.4自動線的控制系統(tǒng)2.6.1自動線的特征

自動線能減輕工人的勞動強度，并大大提高勞動生產(chǎn)率，減少設(shè)備布置面積，縮短生產(chǎn)周期，縮減輔助運輸工具，減少非生產(chǎn)性的工作量，建立嚴格的工作節(jié)奏，保證產(chǎn)品質(zhì)量，加速流動資金的周轉(zhuǎn)和降低產(chǎn)品成本。自動線的加工對象通常是固定不變的，或在較小的范圍內(nèi)變化，而且在改變加工品種時要花費許多時間進行人工調(diào)整。由于其初始投資較多，自動線只適用于大批量的生產(chǎn)場合。2.6.1自動線的特征

自動線是在流水線的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它具有較高的自動化程度和統(tǒng)一的自動控制系統(tǒng)，并具有比流水線更為嚴格的生產(chǎn)節(jié)奏性。在自動線的工作過程中，工件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，按照工藝順序自動地經(jīng)過各個工位，在不需工人直接參與的情況下，自行完成預(yù)定的工藝過程，最后成為合乎設(shè)計要求的制品。2.6.2自動線的組成

自動線通常由工藝設(shè)備、質(zhì)量檢查裝置、控制和監(jiān)視系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)以及各種輔助設(shè)備等所組成。其基本部分如圖2.25所示。2.6.2自動線的組成

如圖2.26所示了常見的加工箱體類零件的組合機床自動線。從圖中可以看出，該自動線主要由三臺組合機床1、2和3，輸送帶4，輸送帶傳動裝置5，轉(zhuǎn)位臺6，轉(zhuǎn)位鼓輪7，夾具8，切屑運輸裝置9，液壓站10以及操縱臺11等所組成。2.6.2自動線的組成2.6.3自動線的類型

自動線的類型可從以下三方面分類。

1.按工件外形和工件運動狀態(tài)分類

2.按所用的工藝設(shè)備類型分類

3.按設(shè)備連接方式分類1.按工件外形和工件運動狀態(tài)分類

1）旋轉(zhuǎn)體工件加工自動線這類自動線由自動化通用機床、自動化改裝的通用機床或用機床組成，用于加工軸、盤及環(huán)類工件，在切削加工過程中工件旋轉(zhuǎn)。這類自動線完成的典型工藝是：車外圓、車內(nèi)孔、車槽、車螺紋、磨外圓、磨內(nèi)孔、磨端面、磨糟等。1.按工件外形和工件運動狀態(tài)分類

2）箱體、雜類工件加工自動線這類自動線由組合機床或?qū)Ｓ脵C床組成，在切削過程中工件固定不動，可以對工件進行多刀、多軸、多面加工。這類自動線完成的典型工藝是：鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、銑平面、銑槽、車端面、套車短外圓、加工內(nèi)外螺紋以及徑向切槽等。隨著技術(shù)的發(fā)展，車削、磨削、拉削、仿形加工、珩磨、研磨等工序也納入了組合機床自動線。2.按所用的工藝設(shè)備類型分類

1）通用機床自動線這類自動線多數(shù)是在流水線基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的通用機床進行自動化改裝后聯(lián)成的。其建線周期短、制造成本低、收效快，一般多用于加工盤類、環(huán)類、軸、套、齒輪等中小尺寸、較簡單的工件。2.按所用的工藝設(shè)備類型分類

2）專用機床自動線這類自動線所采用的工藝設(shè)備以專用自動機床為主。專用自動機床由于是針對某一種（或某一組）產(chǎn)品零件的某一工序而設(shè)計制造的，因而其建線費用較高。這類自動線主要針對結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定、生產(chǎn)綱領(lǐng)比較大的產(chǎn)品。2.按所用的工藝設(shè)備類型分類

3）組合機床自動線用組合機床連成的自動線，在大批量生產(chǎn)中日益得到普遍的應(yīng)用。由于組合機床設(shè)計周期短，制造成本低，而且已經(jīng)在生產(chǎn)中積累了較豐富的實踐經(jīng)驗，因此組合機床自動線能收到較好的使用效果和經(jīng)濟效益。這類自動線在目前大多用于箱體、雜類工件的鉆、擴、餃、鏜、攻螺紋和銑削等工序。3.按設(shè)備連接方式分類

1）剛性連接的自動線在這類自動線中沒有貯料裝置，機床按照工藝順序依次排列，工件由輸送裝置從一個工位傳送到下一工位，直到加工完畢。其工件的加工和輸送過程具有嚴格的節(jié)奏性，當一個工位出現(xiàn)故障時，會引起全線停車。因此，這種自動線采用的機床和輔助設(shè)備都要具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。3.按設(shè)備連接方式分類

2）柔性連接的自動線在這類自動線中設(shè)有必要的貯料裝置，可以在每臺機床之間或相隔若干工位設(shè)置貯料裝置，貯備一定數(shù)量的工件，當一臺機床（或一段）因故障停車時，其上下工位（或工段）的機床在一定時間內(nèi)可以繼續(xù)工作。2.6.4自動線的控制系統(tǒng)

自動線按照嚴格的工藝順序依靠控制系統(tǒng)將自動機床和輔助設(shè)備連成一個有機的整體，以完成預(yù)定的連續(xù)的自動工作循環(huán)。自動線的可靠性在很大程度上決定于控制系統(tǒng)的完善程度和可靠性。自動線的控制系統(tǒng)可分為三種基本類型：行程控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)和混合控制系統(tǒng)。行程控制系統(tǒng)

行程控制系統(tǒng)沒有統(tǒng)一發(fā)出信號的主令控制裝置，每一運動部件或機構(gòu)在完成預(yù)定的動作后發(fā)出執(zhí)行信號，啟動下一個（或一組）運動部件或機構(gòu)，如此連續(xù)下去直到完成自動線的工作循環(huán)。由于控制信號一般是利用觸點式或無觸點式行程開關(guān)，在執(zhí)行機構(gòu)完成預(yù)定的行程量或到達預(yù)定位置后發(fā)出，因而稱之為行程控制系統(tǒng)。行程控制系統(tǒng)

行程控制系統(tǒng)實現(xiàn)起來比較簡單，電氣控制元件的通用性強，成本較低。在自動循環(huán)過程中，若前一動作沒有完成，后一動作就得不到啟動信號，因而控制系統(tǒng)本身具有一定的互鎖性。當順序動作的部件或機構(gòu)較多時，行程控制系統(tǒng)不利于縮短自動線的工作節(jié)拍；同時，控制線路電器元件增多，接線和安裝會變得復(fù)雜。集中控制系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)由統(tǒng)一的主令控制器發(fā)出各運動部件和機構(gòu)順序工作的控制信號。一般主令控制器的結(jié)構(gòu)原理是在連續(xù)或間歇回轉(zhuǎn)的分配軸上安裝若干凸輪，按調(diào)整好的順序依次作用在行程開關(guān)或液壓（或氣動）閥上；或在分配圓盤上安裝電刷，依次接通電觸點以發(fā)出控制信號。分配軸每轉(zhuǎn)動一周，自動線就完成一個工作循環(huán)。集中控制系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)是按預(yù)定的時間間隔發(fā)出控制信號的，所以也稱為“時間控制系統(tǒng)”。集中控制系統(tǒng)電氣線路簡單，所用控制元件較少，但其沒有行程控制系統(tǒng)那樣嚴格的連鎖性，后一機構(gòu)按一定時間得到啟動信號，與前一機構(gòu)是否已完成了預(yù)定的工作無關(guān)，可靠性較差。集中控制系統(tǒng)適用于比較簡單的自動線，在要求互鎖的環(huán)節(jié)上，應(yīng)設(shè)置必要的連鎖保護機構(gòu)?；旌峡刂葡到y(tǒng)

混合控制系統(tǒng)綜合了行程控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，根據(jù)自動線的具體情況，將某些要求連鎖的部件或機構(gòu)用行程控制，以保證安全可靠，其余無連鎖關(guān)系的動作則按時間控制，以簡化控制系統(tǒng)。混合控制系統(tǒng)大多在通用機床自動線和專用（非組合）機床自動線中應(yīng)用。2.7柔性制造單元

2.7.1概述2.7.2柔性制造單元的組成形式2.7.3柔性制造單元的特點和應(yīng)用2.7.4柔性制造單元的發(fā)展趨勢2.7.1概述1967年Molins公司研制了第一個柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem，F(xiàn)MS）。FMS的產(chǎn)生標志著傳統(tǒng)的機械制造行業(yè)進入了一個發(fā)展變革的新時代，自其誕生以來就顯示出強大的生命力。它克服了傳統(tǒng)的剛性自動線只適用于大量生產(chǎn)的局限性，表現(xiàn)出了對多品種、中小批量生產(chǎn)制造自動化的適應(yīng)能力。2.7.1概述1975年，出現(xiàn)了柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell，F(xiàn)MC），它是FMS向大型化、自動化工廠發(fā)展時的另一個發(fā)展方向—向廉價化、小型化發(fā)展的產(chǎn)物。

FMC本身具備了FMS絕大部分的特性和功能，因此FMC可以看作獨立的最小規(guī)模的FMS。2.7.1概述

柔性制造單元通常由1~3臺數(shù)控加工設(shè)備、工業(yè)機器人、工件交換系統(tǒng)以及物料運輸存儲設(shè)備構(gòu)成。它具有獨立的自動加工功能，一般具有工件自動傳送和監(jiān)控管理功能，以適應(yīng)于加工多品種、中小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，是實現(xiàn)柔性化和自動化的理想手段。

FMC的投資比FMS小，技術(shù)上容易實現(xiàn)，是一種常見的加工系統(tǒng)。2.7.2柔性制造單元的組成形式

通常，F(xiàn)MC有兩種組成形式：托盤交換式和工業(yè)機器人搬運式。

1.托盤交換式FMC:主要以托盤交換系統(tǒng)為特征，一般具有5個以上的托盤，組成環(huán)形回轉(zhuǎn)式托盤庫，如圖2.27所示。2.7.2柔性制造單元的組成形式1.托盤交換式托盤支承在環(huán)形導軌上，由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動而回轉(zhuǎn)，鏈輪由電動機驅(qū)動。托盤的選擇和定位由可編程控制器（PLC）進行控制，借助終端開關(guān)、光電編碼器來實現(xiàn)托盤的定位檢測。這種托盤交換系統(tǒng)具有存儲、運送、檢測、工件和刀具的歸類以及切削狀態(tài)監(jiān)視等功能。2.7.2柔性制造單元的組成形式1.托盤交換式

該系統(tǒng)中托盤的交換由設(shè)在環(huán)形交換導軌中的液壓或電動推拉機構(gòu)來實現(xiàn)。這種交換首先指的是在加工中心上加工的托盤與托盤系統(tǒng)中備用托盤的交換。如果在托盤系統(tǒng)的另一端再設(shè)置一個托具工作站，則這種托盤系統(tǒng)可以通過托具工作站與其他系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系，若干個FMC通過這種方式，可以組成一條FMS線。2.7.2柔性制造單元的組成形式2.工業(yè)機器人搬運式

對于回轉(zhuǎn)體零件，通常采用工業(yè)機器人搬運的FMC形式，如圖2.28所示。

2.7.2柔性制造單元的組成形式2.工業(yè)機器人搬運式

搬運機器人3在車削中心和緩沖儲料裝置（毛坯臺4、成品臺5）之間進行工件的自動交換。工件毛坯及成品到倉庫的運輸由自動導向小車6完成。由于工業(yè)機器人的抓取力和抓取尺寸范圍的限制，工業(yè)機器人搬運式FMC主要適用于小件或回轉(zhuǎn)體零件。2.7.2柔性制造單元的組成形式FMC由于屬于無人化自動加工單元，因此一般都具有較完善的自動檢測和自動監(jiān)控功能。如刀尖位置的檢測、尺寸自動補償、切削狀態(tài)監(jiān)控、自適應(yīng)控制、切屑處理以及自動清洗等功能，其中切削狀態(tài)的監(jiān)控主要包括刀具折斷或磨損、工件安裝錯誤的監(jiān)控或定位不準確、超負荷及熱變形等工況的監(jiān)控，當檢測出這些不正常的工況時，便自動報警或停機。2.7.3柔性制造單元的特點和應(yīng)用

柔性制造單元具有如下特點

1.柔性。柔性制造單元的柔性是指加工對象、工藝過程、工序內(nèi)容的自動調(diào)整性能。

2.自動化。柔性制造單元使用數(shù)控機床進行加工，采用自動輸送裝置實現(xiàn)工件的自動運輸和自動裝卸，由計算機對工件的加工和輸送進行控制，實現(xiàn)了制造過程的自動化。2.7.3柔性制造單元的特點和應(yīng)用

3.加工精度和效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。由于柔性制造單元由數(shù)控設(shè)備構(gòu)成，所以其具備數(shù)控設(shè)備的效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和精度高的特點。

4.同F(xiàn)MS相比，F(xiàn)MC的投資和占地面積相對較小。由于受其設(shè)備數(shù)量的限制，設(shè)備種較少，所以一個柔性制造單元不可能同時具備加工主體結(jié)構(gòu)不同的各類零件的能力。2.7.4柔性制造單元的發(fā)展趨勢

1.FMC正向裝配FMC及其他功能FMC方向發(fā)展。

2.FMC的發(fā)展趨勢之一是以FMC為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化。它是由FMC與局部網(wǎng)絡(luò)（LAN）組成的所謂“中小企業(yè)分散綜合型FMS”?？梢怨餐褂肅AD/CAM站的信息、技術(shù)等，構(gòu)成了物料和信息有機結(jié)合的生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.目前，國外正致力于開發(fā)研究分散型FMC的課題。2.8柔性制造系統(tǒng)2.8.1柔性制造系統(tǒng)的定義和組成2.8.2系統(tǒng)柔性的概念2.8.3柔性制造系統(tǒng)的特點和應(yīng)用2.8.1柔性制造系統(tǒng)的定義和組成

柔性制造系統(tǒng)（FMS）是在計算機統(tǒng)一控制下，由自動裝卸與輸送系統(tǒng)將若干臺數(shù)控機或加工中心連接起來構(gòu)成的一種適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的先進制造系統(tǒng)。

如圖2.29所示是一個典型的柔性制造系統(tǒng)示意圖。2.8.1柔性制造系統(tǒng)的定義和組成2.8.1柔性制造系統(tǒng)的定義和組成

FMS主要由以下三個子系統(tǒng)組成

1.加工系統(tǒng)：是FMS的主體部分，主要用于完成零件的加工。

加工系統(tǒng)一般由兩臺以上的數(shù)控機床、加工中心以及其他的加工設(shè)備構(gòu)成，包括清洗設(shè)備、檢驗設(shè)備、動平衡設(shè)備和其他特種加工設(shè)備等。

加工系統(tǒng)的性能直接影響著FMS的性能，加工系統(tǒng)在FMS中是耗資最多的部分。2.8.1柔性制造系統(tǒng)的定義和組成

2.物流系統(tǒng)：該系統(tǒng)包括運送工件、刀具、夾具、切屑及冷卻潤滑液等加工中所需“物流”的搬運裝置、存儲裝置和裝卸與交換裝置。

搬運裝置有傳送帶、軌道小車、無軌小車、搬運機器人、上下料托盤等。

存儲裝置主要由設(shè)置在搬運線始端或末端的自動倉庫和設(shè)在搬運線內(nèi)的緩沖站構(gòu)成。

裝卸與交換裝置有托盤交換器、換刀機械手、堆垛機等。

3.控制和監(jiān)控系統(tǒng)。2.8.2系統(tǒng)柔性的概念

柔性的概念可以表現(xiàn)在兩個方面：一是指系統(tǒng)適應(yīng)外部環(huán)境變化的能力，可采用系統(tǒng)所能滿足新產(chǎn)品要求的程度來衡量。二是指系統(tǒng)適應(yīng)內(nèi)部變化的能力，可采用在有干擾（如各種機器故障）的情況下系統(tǒng)的生產(chǎn)率與無干擾情況下的生產(chǎn)率期望之比來衡量。2.8.2系統(tǒng)柔性的概念

一個理想的FMS應(yīng)具備多方面的柔性

1.設(shè)備柔性：指系統(tǒng)中的加工設(shè)備具有適應(yīng)加工對象變化的能力。

2.工藝柔性：指系統(tǒng)能以多種方法加工某一族工件的能力。

3.產(chǎn)品柔性：指系統(tǒng)能夠經(jīng)濟而迅速地轉(zhuǎn)換到生產(chǎn)一族新產(chǎn)品的能力。

4.工序柔性：指系統(tǒng)改變每種工件加工工序先后順序的能力。2.8.2系統(tǒng)柔性的概念

5.運行柔性：指系統(tǒng)處理其局部故障，并維持繼續(xù)生產(chǎn)原定工件族的能力。

6.批量柔性：指系統(tǒng)在成本核算上能適應(yīng)不同批量的能力。

7.擴展柔性：指系統(tǒng)能根據(jù)生產(chǎn)需要方便地模塊化進行組建和擴展的能力。

8.生產(chǎn)柔性：指系統(tǒng)適應(yīng)生產(chǎn)對象變換的范圍和綜合能力。

2.8.2系統(tǒng)柔性的概念

上述各種柔性是相互影響、密切相關(guān)的，一個理想的FMS系統(tǒng)應(yīng)該具備所有的柔性。功能上說，柔性越強，其加工能力和適應(yīng)性就越強。但過度的柔性會大大地增加投資，造成不必要的浪費。所以在確定系統(tǒng)的柔性前，必須對系統(tǒng)的加工對象（包括產(chǎn)品變動范圍、加工對象規(guī)格、材料、精度要求范圍等）作科學的分析，確定適當?shù)娜嵝浴?.8.3柔性制造系統(tǒng)的特點和應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.設(shè)備利用率高

2.減少生產(chǎn)周期

3.具有維持生產(chǎn)的能力

4.生產(chǎn)具有柔性

5.產(chǎn)品質(zhì)量高

6.加工成本低。2.8.3柔性制造系統(tǒng)的特點和應(yīng)用

柔性制造系統(tǒng)的主要缺點是：

1.系統(tǒng)投資大，投資回收期長。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對操作人員的要求高。

3.復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)的可靠性降低。2.8.3柔性制造系統(tǒng)的特點和應(yīng)用

目前FMS主要用于生產(chǎn)機床、重型機械、汽車、飛機和工業(yè)產(chǎn)品等。從加工零件的類型來看，大約70%的FMS用于箱體類的非回轉(zhuǎn)體的加工，30%左右的FMS用于回轉(zhuǎn)體的加工。大約有一半的系統(tǒng)是加工切屑處理比較容易的鑄鐵件，其次是鋼件和鋁件，加工這三種材料的FMS占總數(shù)的85%~90%。2.9自動線的輔助設(shè)備

在自動化制造過程中，為了提高自動線的生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，除了采用高柔性、高精度及高可靠性的加工設(shè)備和先進的制造工藝外，零件的運儲、翻轉(zhuǎn)、清洗、去毛刺及切屑和切削液的處理也是不可缺少的工序。零件在檢驗、存儲和裝配前必須要清洗及去毛刺；切屑必須隨時被排除、運走并回收利用；切削液的回收、凈化和再利用，可以減少污染，保護工作環(huán)境。2.9自動線的輔助設(shè)備2.9.1清洗站2.9.2去毛刺設(shè)備2.9.3工件輸送裝置2.9.4自動線上的夾具2.9.5轉(zhuǎn)位裝置2.9.6儲料裝置2.9.7排屑裝置2.9.1清洗站

清洗站一般按其工作是否連續(xù)分為間歇式（批處理式）和連續(xù)通過式（流水線式）。

批處理式清洗站用于清洗質(zhì)量和體積較大的零件，屬中小批量清洗。批處理式清洗機有傾斜封閉式清洗機、工件搖擺式清洗機和機器人式清洗機。

流水線式清洗站用于零件通過量大的場合。2.9.2去毛刺設(shè)備

最常用的去毛刺方法有機械法、振動法、熱能法、電化學法等。

1.機械法

機械法去毛刺包括在AMS中使用工業(yè)機器人，機器人手持鋼絲刷、砂輪或油石打磨毛刺。機械去毛刺常用的工具有砂帶、金屬絲刷、塑料刷、尼龍纖維刷、砂輪、油石等。2.9.2去毛刺設(shè)備

2.振動法

振動法去毛刺機適用于清除小型回轉(zhuǎn)體或棱體零件的毛刺。零件分批裝入一個筒狀的大容器罐內(nèi)，用陶瓷卵