柔性制造系统简述

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1、柔性制造系统简述1刖S20世纪60年代以來,随着牛活水平的提高，用户对产品的需求向着多样化、新颖化的方向发展，传统的适用于大批量生产的自动线生产方式C不能满足企业的要求，企业必须寻找新的生产技术以适应多品种、中小批量的市场需求。同吋，计算机技术的产生和发展,CAD/CAM.计算机数控、计算机网络等新技术新概念的出现以及口动控制理论、牛产管理科学的发展也为新生产技术的产生奠定了技术基础。在这种情况下，柔性制造技术应运而生。柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem—FMS)的雏形源于美国马尔罗西(MAL—ROSE)公司，该公司在19

2、63年制造了世界上第1条加工多种柴油机零件的数控牛产线°FMS的概念是由英国莫林(MOLIN)公司最早止式提出，并在1965年取得了发明专利。FMS止式形成后，世界上各工业发达国家争相发展和完善这项新技术，使之在实际应川屮取得了明显的经济效益。柔性制造系统作为一种新的制造技术，在零件加工业以及与加工和装配相关的领域都得到了广泛的应用。2FMS的定义和组成FMS指在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机软件科学，把工厂生产活动中的自动化设备有机地集成起來，打破设计和制造的界限，取消图纸、工艺卡片，使产品设计、牛产相互结合而成的，适用于中、小批量和

3、较多品种牛产的高柔性、高效率、高口动化程度的制造系统。下图是典型的FMS示意图。柔性制造系统组成从从图中可以看出,FMS—般山5个功能系统构成：(1)自动加工系统。一般由2台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元(FMC)以及其他的加工设备构成。⑵自动物流系统。该系统包折运送工件、刀具、冷却润滑液等加工过程屮所需“物资”的搬运装置以及装卸工作站。(3)口动仓库系统。由设置在搬运线始端或末端的口动仓库和设在搬运线内的缓冲站构成，用以存放毛坯、半成品和成品。(4)自动监视系统。山各种传感器检测和识别整个FMS及各分系统的运行状态，対系统进行故障诊断和处理，保证

4、系统的正常运行。(3)计算机控制系统。实现对FMS的运行控制、刀具管理、质量控制及数据管理和网络通信。1FMS在高精尖制造业中的应用在美国，休斯公司经过谨慎规划建成一套FMS,以制造飞机和导弹上的激光测距仪及其它光学系统上的精密、复杂的铝合金壳体零件。麦道公司为了提高制造技术，经过充分论证与规划，于1987年建成一套FMS,以加工捕鲸叉和战斧导弹的舱段及其它机加工件。沃特宇航公司建成了一套价值1000万美元的FMS,以加工B-1B飞机的600个机加工件。普・惠公司在空军的资助下，投资800万美元建成一套FMS,以加工喷气发动机的涡轮盘、压气机盘和叶片；GE

5、公司和GM公司的FMS也用来加工发动机零件。在英国，罗・罗公司为了提高对市场需求和响应M场变化的能力，正在实施一项投资800力英镑的ATMS(H动化集成制造系统)计划,打算在4—5年内分批建成16套FMS,以生产涡轮叶片和压气机叶片、轴件、轮盘及大机匣等。英国宇航公司在实现飞机生产自动化方面也拟定了一项计划。该公司将分期分批新建和改建复合材料构件自动化车间、鞭金自动化车间及各种自动化加工单元，争取建成具有高技术水平的集成柔性生产体系;在1983-1987年期间，该公司对大型FMS的设计、研制和实施进行了可行性研究。该系统将用于加工不同的钢/钛和铝合金的E机

6、结构零件。徳国花费10年时间，投资6000万美元建成一套目前世界上最先进的讣算机集成自动化柔性制造系统，以加工旋风飞机的耐热合金零件，以解决800架旋风飞机订货问题。VFW公司投资2000万美元建成一套PMS,以加工A300空中客车、A310运输机及MRCA旋风战斗机的4500种不同零件。2FMS的特点FMS经过40多年的发展，柔性和自动化是其最大特点，柔性主要包含以下8个方而。(1)设备柔性系统中的加工设备具有适应加工对象变化的能力。其衡量指标是当加工对彖的类、族、品种变化时，加工设备所需刀、夹、辅具的准备和更换时间;硬、软件的交换与调整时间；加工程序的

7、准备与调校时间等。(2)工艺柔性系统能以多种方法加工某一族工件的能力。工艺柔性也称加工柔性或混流柔性，其衡量指标是系统不采用成批生产方式而同时加工的工件品种数。(3)产品柔性系统能经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。产品柔性也称反应柔性。衡量产品柔性的指标是系统从加工一族工件转向加工另一族工件时所需的时间。(4)工序柔性系统改变每种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实时方式进行工艺决策和现场调度的水平。(5)运行柔性系统处理其局部故障，并维持继续生产原定工件族的能力。其衡量指标是系统发生故障时生产率卜降程度或处理故障所需的时间。(6)批量柔

8、性系统在成木核算上能适应不同批量的能力。其衡量指标是系统保持经济效