面向箱体加工的FMS中四轴加工中心的刀库开题报告.pdf

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1、华中科技大学开题报告题目：面向箱体加工的FMS中四轴加工中心的刀库院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：叶进学号：012005028316指导老师：张芬2009年3月18日.1选题背景1.1课题研究的目的和意义：课题来源于实验室项目的一个研究分支，目的是通过本次的设计工作，能够在对面向箱体加工的FMS应用的四轴加工中心的了解的基础上，实现对加工中心刀库的设计，并与同组人的对主轴部件、工作台、夹具的设计相应，最终设计出整个机床。1.2柔性制造技术产生的背景对于大批量、少品种的情况，一般采用自动流水线，包括物流设备和相对

2、固定的加工工艺，这可称为固定自动化方式。自动流水线通常相当昂贵，设备基本固定，不灵活，只能加工一个零件，或者几个相互类似的零件。如果要改变产品的品种，自动流水线要作较大的改动，在投资和时间方面的耗费很大。自动流水线的优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，缺点是成本高，不具有灵活性。对于小批量、多品种的情况，一般可采用单台数控(NC)机床。它可提供加工一族产品系列的灵活性。从一种类型的零件转换到另一种类型的零件，不需要改变机床硬件，仅需要改变控制程序(NC程序)及夹具刀具。NC机床加工产品生产率低，成本高；优

3、点是灵活性较大。对于中等批量、中等品种的情况，就要考虑一个折中方案。在金属品制造中，中等批量、中等品种的情况是最主要的一种情况。根据美国统计资料，在金属加工工业中，这类情况约占75％。因此如何解决这种情况下的制造问题，是一个十分关键的问题。如果采用以上两种较为传统的方式，将会产生如下一系列不利情况：1.机床利用率太低；2.加工时间增长；3.中间缓冲库存增大；4.刀具利用率太低；5.车间空间利用率太低等；这些因素都将导致成本的提高。因此，结合自动流水线与NC机床的特点，将NC机床与物料料输送设备通过计算机联系起来，形成一个系统，

4、来解决中等批量、中等品种的问题。这就形成了所谓“柔性制造系统”(FMS)。可以讲，FMS是NC机床或设备自动化的延伸。柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。由加工、物流、信息流三个子系统组成。采用FMS的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无

5、人化生产”；提高产品质量的一致性。在这种背景下，柔性制造系统诞生了。1.3柔性制造技术的国内外发展动态;..按规模大小FMS可分为如下4类：1.柔性制造单元(FMC)；2.柔性制造系统(FMS)；3.柔性制造线(FML)；4.柔性制造工厂(FMF)。FMS关键技术1.计算机辅助设计2.模糊控制技术3.人工智能、专家系统及智能传感器技术4.人工神经网络技术柔性制造系统未来将向发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS；完善FMS的自动化功能；扩大FMS完成的作业内容，并与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合，向全

6、盘自动化工厂方向发展。1.FMC将成为发展和应用的热门技术这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。2.发展效率更高的FML多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。3.朝多功能方向发展由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造

7、企业未来发展前途的具有战略意义的举措。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS，90年代此种状况仍将会持续下去，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预计至21世纪才会实现。届时，智能化机械与人之间将相互融合、柔性地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。80年代中期以来，FMS获得迅猛发展，几乎成了生产自动化之热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展，提供了可供集成一个整体系统

8、的技术基础；另一方面，世界市场发生了重大变化，由过去传统、相对稳定的市场，发展为动态多变的市场，为了从市场中求生存、求发展，提高企业对市场需求的应变能力，人们开始探索新的生产方法和经营模式。近年来，FMS作为一种现代化工业生产的科学“哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际上所公