现代制造技术 教学课件 ppt 作者 第3版 隋秀凛ppt 第6章 柔性制造技术.ppt

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1、第6章柔性制造技术6.1柔性制造系统（FMS）概述6.2FMS的自动加工系统6.3FMS的物料输送与储存系统6.4FMS的刀具管理系统6.5FMS的控制系统6.6FMS的信息流支持系统6.7FMS的应用与实施6.1柔性制造系统（FMS）概述6.1.1FMS的产生和发展6.1.2FMS的基本组成及主要功能6.1.3FMS的优点及效益6.1.1FMS的产生和发展世界上第一条FMS是英国Molins公司于20世纪60年代生产的MolinsSystem（图6-1），到20世纪70年代末80年代初，FMS开始走出实验室而逐渐成为先进制造企业的主力装

2、备。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS，日本从1991年开始实施的“智能制造系统（IMS）”国际性开发项目，属于第二代FMS；而真正完善的第二代FMS在21世纪将会实现。图6-1MolinsSystem6.1.2FMS的基本组成及主要功能1．FMS的定义及基本组成在我国有关标准中，FMS（FlexibleManufacturingSystem）被定义为：由数控加工设备、物流贮运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。国外有关专家对FMS进行了更为直观的定义：柔性制造系统是至少由两台机床、一套物料运储系统（从装载到卸载具有高度自

3、动化）和一套计算机控制系统所组成的制造系统，它通过简单地改变软件的方法便能制造出多种零件中任何一种零件。从上述定义可以看出，FMS主要由以下三部分组成：多工位的数控加工系统、自动化的物料储运系统和计算机控制的信息系统。其构成框图如图6-3所示。图6-3FMS的构成框图（1）加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。加工系统的要求：①工序集中；②控制功能强、可扩展性好；③高刚度、高精度、高速度；④使用经济性好；⑤操作性好、可靠性好、维修性好；⑥具有自保护性和自维护性；⑦对环境适应性与保护性好；⑧其他如技术

4、资料齐全，机床上的各种显示、标记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。（2）物流系统在FMS中，工件、工具流统称为物流，物流系统即物料储运系统，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。物流系统由输送系统、储存系统和操作系统组成，通常包含有传送带、有轨小车、无轨小车（AGV），如图6-4所示为机器人与AGV，　　　图6-5为平行式上下料托盘交换器。图6-4机器人与AGV图6-5平行式上下料托盘交换器（3）信息系统信息系统包括过程控制及过程监视两个系统。其功能分别为：过程控制系统进行加工系统及物流系统的自动控制；过程监控系统进行在线状态数据自动

5、采集和处理。图是一个典型的柔性制造系统示意图典型柔性制造系统示意图2．FMS的主要功能常见的FMS一般具有以下功能：（1）能自动管理工件的生产过程，自动控制制造质量，自动进行故障诊断及处理，自动进行信息收集及传输。（2）简单地改变软件或系统参数，便能制造出某一工件族的多种零件。（3）物料的运输和贮存必须是自动的.（4）能解决多机床条件下工件的混流加工，且不用额外增加费用。（5）具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。6.1.3FMS的优点及效益从FMS的构成和功能可以看出，FMS具有下列的优点和效益：（1）有很强的柔性制造能力（2

6、）主要设备利用率高、投资减少。（3）减少设备成本与占地面积（4）减少直接生产工人，提高劳动生产率（5）减少在制品数量，提高对市场的反应能力（6）产品质量提高（7）FMS可以逐步地实现实施计划6.2FMS的自动加工系统6.2.1自动加工系统的功能和机床配置6.2.2　机床辅具及自动上下料装置6.2.3　FMS对加工系统的控制功能和其它项目的要求6.2.1自动加工系统的功能和机床配置1．加工系统的作用和机床设备的选用FMS是一个计算机化的自动制造系统，能以最少的人工干预加工任一范围零件族的零件。在FMS中，用于把原料转变为最后产品的机床设备与

7、夹具、托盘和自动上下料机构等机床附件一道共同构成了FMS的加工系统。加工系统是FMS最基本的组成部分，FMS的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系统所决定的。目前，在FMS上加工的零件可分为两大类、一类为棱体类零件、如箱体、框架等；另一类为回转体零件。表6-1所示加工单元机床配置。表6-1加工单元机床配置2．FMS对加工设备的要求及配置形式（1）FMS对机床的要求柔性制造系统对集成于其中的加工设备是有一定要求的，不是任何加工设备均可纳入柔性制造系统。它对加工机床的具体要求如下：①加工工序集中②控制方便③兼顾柔性和生产率④具有通信接口（2

8、）FMS机床配置形式柔性制造系统在兼顾柔性和生产率的要求之外，还要考虑到系统的工作可靠性和机床的负荷率。因此，数控加工设备在FMS中的配置有互替形式（并联）、互补形式（并联）和混合形式（串并联