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1、第八章集成制造系统教学目的及要求了解制造系统的构成，系统集成的要求、方式，掌握“集成”的思想了解柔性制造系统、CIMS系统的基本概念了解其它先进制造技术第一节基本概念1.制造系统的构成1)机械制造系统的特征结构方面：制造过程涉及的硬件及相关软件的统一整体功能方面：将制造资源转变为成品或半成品的输入输出系统过程方面：制造生产的运行过程，多个制造环节的统一共同体2)机械制造系统内部的三个组成部分：物料流：加工过程是物料输入和输出的动态过程，这些物料(包括各种材料、工具、量具、夹具以及其他辅助材料)在系统内的运动，构成
2、了物料流。信息流：加工过程中静态信息与动态信息和机械加工过程的各个组成部分之间的交换、交流以及相互作用，构成了信息流。能量流：机械制造系统内各部件的运转所消耗的能量以及加工过程中发生的能量转移构成了系统的能量流。三个组成部分相互联系、相互影响，不可分割。2.集成的概念集成来源于企业的实际需求，是系统概念的延伸，它强调组成系统各部分之间的有机、协调工作已发挥整体效益，达到整体优化的目的。企业实现集成的收获：•减少数据冗余，实现信息共享•便于合理的规划和分布数据•便于进行规模优化•便于实现并行工程，提高效率和效益3.
3、集成的要求和方式集成的要求：•应包括各种加工设备以及通信设备在内的部分或全部硬件资源•应包括软件资源•应建立企业信息模型，做到信息共享•企业各部门应协调一致，各职能紧密联系•强调人的地位和作用方式：硬件集成、软件集成、数据和信息集成、各功能集成、人和组织的集成，尤其是要注意人和组织的集成。第二节柔性制造技术应用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中心、物料自动储存传送装置和辅助控制装置等在计算机的统一控制下，形成柔性加工自动生产线，既柔性制造系统。1.柔性制造技术中“柔性”的概念1)设备柔性：指制造系统中能加工不
4、同类型零件所具备的转换能力，其中包括刀具转换、夹具转换等。2)工艺柔性：能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。3)工序柔性：能自动改变零件加工工序的能力。4)路径柔性：能自动更变零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等待时间。5)产品柔性：产品改变时能经济、迅速的转产。6)批量柔性：能在不同批量下运行都能获取经济效益。7)扩展柔性：能根据生产的需要组建和扩展生产能力。1)FMC柔性制造单元通常配
5、置有零件缓冲区、刀具自动更换装置的数控机床或加工中心与工件存储运输装置组成。柔性制造单元中数控机床数量约1--3台，具有加工多品种,中小批量灵活的生产能力。可以作为FMS中的基本单元,也可视为小规模的FMS。它的自动化程度略低于FMS,但其投资比FMS少得多，而经济效益相接近。这是中小型企业优先发展的机型,当生产规模扩大时,FMC可以重组和扩展,以适应生产规模的需求。2.柔性制造技术的类型柔性制造系统是由数控加工设备(或FMC),物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。一个柔性制造系统一般可概括为由下
6、列三个部分组成，一是可编程控制的加工系统，二是自动化的物料储运系统，三是计算机控制系统。三个系统的有机结合，构成了一个制造系统的能量流(通过制造工艺改变工件的形状和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造过程的信息和数据处理)。2)FMS柔性制造系统FMF是FMS扩大达到全厂范围内的生产管理过程。机械加工过程和物料储运过程全盘自动化。它的主要特点是：1)分布式多级计算机系统，生产计划、日生产进度计划的生产管理的主计算机，它与CAD/CAM系统相联，以取得自动编制加工用的数控程序数据。2)FMF全部的日
7、程计划进度和作业可以由主计算机和各级计算机通过在线控制系统进行调整，并可以进行无人化加工。3)CNC机床的数量一般在十几台到几十台。可以是各种形式的加工中心、车削中心、CNC机床等。4)系统可以全自动地加工各种形状、尺寸和材料的工件。全部刀具可以自动交换、自动检测磨损或损坏的刀具，能自动更新废旧刀具。5)物料储运系统必须包括自动立体仓库，以满足存取为数众多的工件和刀具的需求。系统可以从自动立体仓库中提取所需的坯料，并以最有效的途径实现物流和进行加工。3)FMF柔性制造工厂1)加工系统加工系统实际是完成改变物性任务
8、的执行系统，主要由数控机床、加工中心等加工设备(有的FMS还带有工件清洗、在线检测等辅助与检测设备)构成。对加工箱体类零件为主的FMS而言,通常配置数控加工中心,CNC铣床等；对于加工轴类零件为主的FMS,则配有CNC车削中心,CNC车床和CNC磨床；对于加工复杂零件的FMS,由于数控机床的刀库容量有限,必要时要增加机外自动交换刀库。3.柔性制造系统的组成2)物料储运系统
