柔性制造技术-1

         柔性制造技术(一)

授课方式：

讲课、提问题、讨论

教学目标：

1．了解FMS的起源与发展。

2．掌握FMS的基本概念。

3．了解FMS解系统组成原理。

教学重点：

FMS的概念及系统组成原理

设疑：

在一个生产线上加工不同的零件或制造不同的产品可能吗？

授课内容：

2.4 柔性制造技术（FMS）

一．柔性制造系统的概念

1．刚性生产线及特点。

2．英国的首件关于柔性制造系统的专利。

3．柔性制造单元（FMC）：

FMC可以看作FMS发展历程中的一个阶段。

    1-材料托盘；

    2-CNC机床；

    3-工件翻转台；

    4-加工中心；

    5-制品托盘；

    6-机器人；

两台机床组成的FMC

   柔性制造单元通常由1至3台机床组成，单元中配备有某种形式的托盘交换装置，如一台机器人或通用托盘和夹具搬运装置。柔性制造单元通常有固定的加工过程，零件在各工序间顺序流动。单元计算机作实时程序，负荷平衡和作业计划控制。

由多台机床组成的柔性制造单元往往将机床和辅助设备围成一圈，其中心配置一台工业机器人，用以装卸工件和在机床间输送工件。图示为由一台计算机数控机床、一台加工中心和一台工业机器人组成的柔性制造单元用以加工回转体类零件。

柔性制造单元还常和物料输送系统和成品输送网联在一起工作。

4．柔性制造系统的基本概念

FMS（Flexible Manufacturing System）是由数控制造设备、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。它能根据制造任务或生产环境变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。

柔制造单元和FMS常常能24小时连续工作，操作者只需要在白天进行工作。日班的工作内容是准备数控程序、制定生产作业计划，热处理、以及将工件装夹在夜班工作时需调用的夹具和托盘上。

   5．柔性制造的发展：智能化、网络化

二．柔性制造系统的组成

  FMS通常应包括如下要素：

   （1）标准的数控机床或制造单元。我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位，具有加工型及装配型的数控机床称之为制造单元，它是FMS的基本制造“细胞”。

  （2）在机床和装卡工位之间运送零件和刀具的传送系统。

   （3）一个发布指令、协调机床、工件和刀具传送装置的控制系统。

  （4）中央刀具库及其管理系统。

  （5）自动化仓库及其管理系统。

   在当前FMS发展的进程中，组合方案是多种多样的。简单一点的小型的FMS，只具备前三个要素，复杂一点的功能强的FMS，除具备上述五个要素外，还可能有一些附属设备。FMS主要由三部分组成：加工系统、物流系统和信息系统。其组成原理如图所示。

柔性制造系统的组成

三．柔性制造系统的效益

   在FMS中，由于从机加工到计划管理，加工件的储存、搬运和装卸到加工过程控制的全部自动化，以及二、三班无人化加工的实现，使FMS具有明显的技术经济效益，归纳起来，FMS具有如下效益：

   （1）机床利用率高。通过中央监控计算机的控制，可以减少机床等待零件安装的时间，提高机床的利用率。组成FMS的一套机床完成的加工量，为同样机床在单机数控使用下的加工量的三倍。

   （2）机床数量减少。由于FMS中机床利用率高，所以FMS中完成同样加工所需的机床台数大为减少，通常可减少2/3。

  （3）减少了操作人员，还可实现无人化加工；

   （4）在制品压缩。与一般的加工车间相比，FMS的在制品大为减少，有的可减少80%。减少在制品数量和库存数量。

  （5）生产具有柔性、能适应市场需求的变化。

   （6）生产效益提高，一般可提高50%。大大地提高了劳动生产率；大大地缩短了生产周期。

   （7）具有自诊断和维持生产的能力。FMS具有比单机数控更为完善的自诊断系统，能以降低的生产率继续生产。

  （8）产品质量提高。

   （9）占地面积减少。FMS比单机数控的生产过程占地面积减少40%。

  （10）加工成本降低，一般为50%。

实际上安装大型的FMS的工厂并不多，世界上目前销路最好的FMS，是由五台或五台以下的加工中心组成的小型FMS。

小结：

FMS（Flexible Manufacturing  System）是由数控制造设备、物料运储装置和计算机控制系统等构成的自动化制造系统。它能根据制造任务或生产环境变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。FMS主要由三部分组成：加工系统、物流系统和信息系统。

思考题：

1．柔性制造的基本概念是什么？

2．FMS主要由哪几部分组成？