柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem，簡稱FMS)專業(yè)：機械設計及理論學號：2021412133姓名：張謠精選課件“剛性〞含義◆“剛性〞是指該生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某種或生產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品，表現(xiàn)為生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性。剛性制造包括組合機床、專用機床、剛性自動化生產(chǎn)線等?！叭嵝渊暫x◆“柔性〞是指制造系統(tǒng)對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應產(chǎn)品變化的能力，可分為瞬時、短期和長期柔性三種。自動化制造剛性制造柔性制造自動化制造系統(tǒng)是指在較少的人工直接或間接干預下，將原材料加工成零件或?qū)⒘慵M裝成產(chǎn)品，在加工過程中實現(xiàn)管理過程和工藝過程自動化。精選課件

柔性制造系統(tǒng)根據(jù)?中華人民共和國國家軍用標準?有關“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術語〞的定義，柔性制造系統(tǒng)被定義為：是數(shù)控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)。美國制造工程師協(xié)會的計算機輔助系統(tǒng)和應用協(xié)會把柔性制造系統(tǒng)定義為：“使用計算機控制柔性工作站和集成物料運儲裝置來控制并完成零件族某一系列工序的，或一系列工序的一種集成制造系統(tǒng)。〞精選課件FMS的組成自動倉庫工廠計算機中央計算機物流控制計算機運輸小車加工單元1加工單元2加工單元n信息傳輸網(wǎng)絡工夾具站精選課件柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點1、產(chǎn)生背景：〔1〕市場變化導致中小批量、多品種生產(chǎn)方式成為需要。市場競爭的加劇及顧客需求的多樣化，導致傳統(tǒng)的以規(guī)模效應帶動本錢降低的剛性生產(chǎn)線不再適應市場的變化；剛性生產(chǎn)線忽略了可能增加的庫存而帶來的本錢的增加；1973年石油危機，使大批量生產(chǎn)的缺點暴露。2〕科學技術的進步推動了自動化程度和制造水平的提高。NC、CNC、DNCCAD、CAMGT、CAPPROBOT精選課件莫林斯系統(tǒng)艾利斯·查默斯系統(tǒng)富士通工廠系統(tǒng)1967年，英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS根本概念，研制了“系統(tǒng)24〞。60年代后期70年代初期,德國、日本、前蘇聯(lián)、美國、意大利等相繼開發(fā)了本國的第一代FMS。1976年，日本Fanuc公司展出了由加工中心和工業(yè)機器人組成的柔性制造單元(簡稱FMC)，為發(fā)展FMS提供了重要的設備形式。柔性制造系統(tǒng)開展史上的三個典型系統(tǒng)：精選課件我國FMS的研究狀況我國采取引進和開發(fā)相結合的方針，引進箱體類零件、旋轉體件及鈑金件加工FMS的全部或局部硬件技術。1984年是我國研制FMS的起步時間，比國外晚了17年。我國第一套FMS系統(tǒng)是由北京機床研究所于1985年10月開發(fā)完成的〔JCS-FMS-1〕，用于加工數(shù)控機床直流伺服電機中的主軸、端蓋、法蘭盤、殼體和刷架體等，它由5臺國產(chǎn)加工中心、日本富士電機公司的AGV〔自動導引車〕及4臺日本產(chǎn)的機器人組成，其控制系統(tǒng)由FANUC提供，據(jù)分析它的投資回收期約為兩年半。1983年－1985年，在國家的支持下北京第一機床廠、湖南江麓機床廠、鄭州紡織機械廠、廣西柳州開關廠等一些單位分別率先從德國、日本進口了國內(nèi)第一批FMS。1988年北京機床研究所為天津減速機廠提供的加工減速機機座的JCS-FMS-2系統(tǒng)是全部自行開發(fā)和配套的，它標志著我國已具有自主開發(fā)FMS系統(tǒng)的實力。近幾年來，國內(nèi)一些經(jīng)濟實力比較雄厚的工廠〔北京第一機床廠，上海第二紡織機械廠，天津減速機總廠，山西經(jīng)緯紡織機械廠等〕，為實施CIMS，又進口了一些國外的FMS系統(tǒng)。精選課件FMS根本組成物料儲運系統(tǒng)加工系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)精選課件FMS的主要功能：1.自動進行零件的批量生產(chǎn)(數(shù)控機床承擔自動制造任務)；2.簡單地改變軟件,便能制造出某一零件族中的任何零件；3.自動運輸、儲存、交換物料〔毛坯、工件、刀具等〕；4.自動監(jiān)視功能(刀具磨損、破損的監(jiān)測等〕,自動補償、自診斷等；5.作業(yè)方案與調(diào)度功能。精選課件FMS的分類按FMS承擔的制造任務分類：柔性加工系統(tǒng)柔性裝配系統(tǒng)柔性檢測系統(tǒng)精選課件FMS的分類按機床與物料輸送系統(tǒng)的組合方式分類一、柔性制造模塊〔FMM〕主機(配有工具交換裝置)+工件自動交換裝置

例:(1)加工中心+工件托盤交換器

柔性制造模塊（FMM）精選課件(2)加工中心+機器人+工件托盤存放站柔性制造模塊〔FMM〕FMM特點:能獨立運行,能承擔由多種零件組成的混流作業(yè)方案,但不具備工件、刀具的供給管理功能，沒有生產(chǎn)調(diào)度功能。精選課件二、柔性制造單元〔FMC〕由工件自動輸送設備連接的2~3個FMM組成，能獨立工作，具有一定的生產(chǎn)調(diào)度能力。例(1):采用有軌小車連接兩臺具有托盤交換器的加工中心,屬直線型(FMC)精選課件例(2):用無人搬運小車連接兩臺CNC加工中心的環(huán)路型FMC

精選課件三、FMC的變種——柔性自動線(FTL)FTL是工藝設備按照所采用的工藝操作順序布置時的FMC,適用于少品種、大批量生產(chǎn)。例：某公司的連桿加工FTL

連桿加工FTL精選課件按物料輸送路線的布置方式分類一、直線型FMS

9臺CNC機床配備檢驗站,工件托板裝卸站用有軌小車完成運送任務精選課件二、環(huán)路型FMS

10臺CNC機床配備鏈式牽引式搬運小車兩個裝卸站,一個檢驗站計算機系統(tǒng)控制下,可隨機加工28種不同零件精選課件三、機器人型FMS

*兩臺單設的機器人效勞于6臺CNC機床精選課件FMS的效益

FMS所帶來的技術經(jīng)濟效益：1.主要設備利用率高2.設備數(shù)量減少3.工人數(shù)量減少4.在制品庫存壓縮,生產(chǎn)周期縮短5.生產(chǎn)具有柔性,能響應生產(chǎn)變化的要求6.產(chǎn)品質(zhì)量提高7.具有自診斷和維持生產(chǎn)的能力8.機床連續(xù)24小時運行,生產(chǎn)效率提高9.占地面積減少10.加工本錢降低精選課件柔性制造生產(chǎn)線柔性制造單元FMC柔性制造系統(tǒng)FMS獨立制造島AMI柔性制造生產(chǎn)線精選課件柔性制造系統(tǒng)〔柔性制造生產(chǎn)線〕視頻：精選課件謝謝！精選課件MolinsSystem<24系統(tǒng)>*計算機控制整個系統(tǒng),可加工一系列不同的零件*類似加工中心的數(shù)控機床*自動為機床提供工件和工藝裝備*每天工作24小時(中班和晚班的16小時內(nèi)進行無人化加工)返回最早的FMS系統(tǒng)最終由于經(jīng)濟和技術上的困難而未全部建成！精選課件Allischalmers系統(tǒng)平面布置Allischalmers系統(tǒng)自動牽引車返回艾利斯·查默斯系統(tǒng)二十世紀六十年代后期，美國建立了艾利斯·查默斯系統(tǒng)。工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動線。*6臺加工中心,4臺雙分度頭機床*自動牽引車工件搬運系統(tǒng)精選課件FanucHino系統(tǒng)〔富士通工廠系統(tǒng)〕FanucHino系統(tǒng)平面布置FanucHino系統(tǒng)供料器及機床柔性制造單元(FMC)一般由12臺數(shù)控機床與物料傳送裝置組成，有獨立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應用。返回*8臺數(shù)控車床*每臺車床旁均有一個裝有工件的圓盤傳送帶式供料器*機器人在圓盤供料器和車床之間,以及車床與車床之間傳送工件精選課件加工設備輔助設備檢測設備柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)返回加工系統(tǒng)：是FMS的主體局部，也是FMS中耗資最多的局部用于加工產(chǎn)品零件。以任意順序自動加工多種工件，自動更換工件和刀具，增加功能后可實現(xiàn)工件自動清洗與測量等。FMS的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系統(tǒng)所決定的。加工系統(tǒng)的要求

(1)工序集中;(2)控制功能強、可擴展性好;(3)高剛度、高精度、高速度;(4)使用經(jīng)濟性好;(5)操作性好、可靠性好、維修性好;(6)具有自保護性和自維護性;(7)對環(huán)境適應性與保護性好;(8)其他如技術資料齊全，機床上的各種顯示、標記等清楚，機床外形、顏色美觀且與系統(tǒng)協(xié)調(diào)。精選課件(刀具運送系統(tǒng))（工件儲運系統(tǒng))工件流刀具流物料儲運系統(tǒng)〔物流系統(tǒng)〕：實施對毛坯、工件、夾具、刀具等的存儲、運輸、交換工作。物料儲運系統(tǒng)滿足可變節(jié)拍生產(chǎn)的物料自動識別、存儲、輸送和交換的要求。增加功能后可實現(xiàn)刀具預調(diào)和管理等。返回精選課件過程控制計算機控制系統(tǒng)過程調(diào)度過程監(jiān)視返回計算機控制系統(tǒng)〔控制與管理系統(tǒng)〕：由管理FMS的信息、控制FMS各設備協(xié)調(diào)一致工作的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)和FMS管理與控制軟件構成。加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的自動控制和作業(yè)協(xié)調(diào)；在線數(shù)據(jù)自動采集和處理；運行仿真及故障診斷等。車間計算機中央管理計算機制造單元1計算機物流處理計算機制造單元2計算機CNCNo.1CNCNo.2機器人CNCNo.1CNCNo.2機器人自動倉庫AGV機器人…………交通管理最高層中間層設備層控制系統(tǒng)的結構：通常采用遞階控制的結構形式，即通過對系統(tǒng)的控制功能進行正確、合理地分解，劃分成假設干層次，各層次分別進行獨立處理，完成各自的功能，層與層之間在網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫的支持下，保持信息交換，上層向下層發(fā)送命令，下層向上層回送命令的執(zhí)行結果。精選課件*加工單元(MC):有自動換刀及換工件功能的數(shù)控機床、加工中心。精選課件*加工單元機床配置加工零件類型機床配置箱體類回轉體類箱體類+回轉體類特殊類CNC加工中心+CNC車削中心CNC加工中心CNC車削中心、CNC磨床專用CNC機床返回精選課件*工件儲運系統(tǒng)：〔1〕毛坯、半成品、夾具組件的存儲倉庫及緩沖存儲站

精選課件〔2〕工件托盤運輸小車，輸送帶輸送裝置

*工件儲運系統(tǒng)：精選課件〔3〕托盤交換器，上料機器人等交換裝置*工件儲運系統(tǒng)：

精選課件〔4〕工件、夾具裝卸站*工件儲運系統(tǒng)：

返回精選課件*刀具運送系統(tǒng)：〔1〕刀具存儲庫

精選課件〔2〕交換刀具裝置*刀具運送系統(tǒng)：

交換刀具裝置

精選課件*刀具運送系統(tǒng)：〔3〕刀具刃磨、組裝及預調(diào)工作站返回精選課件柔性制造單元〔FMC〕通常由1~2臺加工中心構成，并具有不同形式的刀具交換和工件的裝卸、輸送及儲存功能。除了機床的數(shù)控裝置外，還有一個單元計算機來進行程序的管理和外圍設備的管理。FMS適合于小批量生產(chǎn)，加工形狀比較復雜，工序不多而加工時間較長的零件。返回精選課件柔性制造系統(tǒng)〔FMS〕由2臺以上的