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1、FMS的发展及关键技术,介绍内容,什么是FMS？ FMS组成 FMS的关键技术 具体实例 发展趋势 参考文献,1、什么是FMS,柔性制造系统(FMS)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。,2、FMS的组成,加工系统,自动加工系统主要是由几台加工中心组成。加工中心一般是由加工机床、数控系统和刀库组成。,物料系统,实现工件及工装夹具的自动供给和装卸，以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作，包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机。,控制系统,用以处理FMS的各种信息，输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信
2、息。通常采用三级（设备级、工作站级、单元级）分布式计算机控制系统，其中单元级控制系统是FMS的核心。,CNC数控装置,群控计算机,主计算机,生产计划、控制指令,运转状况信息,典型的柔性制造系统,3、关键技术,（1） 集成化技术 在开发制造系统时强调“多集成”的概念, 即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成, 这更适合未来制造系统的需求。,3、关键技术,（2）网络技术 网络技术包括硬件与软件的实现。各种通讯协议及制造自动化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等是实现各种制造系统自动化的基础。,3、关键技术,3模糊控制技术 模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出中不断获取新的信息并
3、自动地对控制量作调整, 使系统性能大为改善。 4人工智能及专家系统技术 迄今为止, FMS 中所采用的人工智能大多数是基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理, 求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。,4.我国第一条柔性制造系统,机械部北京机床研究所于1984年研制出FMC-1和FMC-2柔性加工单元后，随即开始了柔性制造系统的开发。并与日本FANUC公司合作，于1985年10月，在北京机床研究所内建立了第一条柔性制造系统（JCS-FMS-1型）,加工单元由五台国产机床组成。它们分别是沈阳第三机床厂的（STAR-TURN1200）
4、数控车床、上海机床厂的（H160/1）数控端面外圆磨床、长城机床厂的CK7815数控车床、北京精密机床厂的(JCS-018)立式加工中心和青海第一机床厂的XH754卧式加工中心)。,物流控制系统包括：搬运管理装置（PMS-200）、搬运控制装置（MCP）、平面仓库工件出入托盘站（15个）、机床前托盘（5个）和自动搬运车（一辆）。,中央管理系统包括：计算机CPU（FM-11AD2+）、光缆传输的信息传输网络LAN UNIT (PC-J)、自动编程机（P-G）和程序库（PROGRAMFILE）。,4、南京航空航天大学柔性制造系统,图示是南京航空航天大学CIMS工程研究中心在九十年代购置的一套柔性制
5、造系统，它主要用于学生的教学和培训。,这套FMS教学系统主要由以下设备组成： 1）自动化物料仓库（Automatic Storage and Retrieval System,AS/RS），它主要完成毛坯和成品的存储。 2）传送带（Conveyer），它是一个环形物料传送设备，具有缓冲的能力，把工件传送带各个工作站。 3）CNC车削中心（CNC Lathe），它完成工件的车削加工。 4）CNC铣削加工（CNC Mill），它完成工件的铣削加工。 5）机器人1（Robot1），它完成工件在自动化物料仓库与传送带之间的传递。,4、南京航空航天大学柔性制造系统,6）机器人2（Robot2），它完成工
6、件在传送带、车削中心和铣削中心之间的传递。 7）设备控制计算机。在此计算机上安装了威达工控设计的工业控制卡，它对应每一个FMS设备都有相应的I/O点，与设备进行交互。并且，在此计算机上还实现了一个针对此工业控制卡的OPC Server，对外提供了标准的控制接口。 8）中央控制计算机。在FMS监控系统的支持下，实现对系统的管理、调度和控制。,南京航空航天大学柔性制造系统,FMS意义,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,FMS意义,减少直接劳动力，在少人看管条件下
7、可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”； 提高产品质量的一致性。,5、发展趋势,1、向小规模的柔性制造单元（FMC）发展 由于FMC 的规模小，投资少，技术综合性和复杂性低，规划、设计、论证和运行相对简单，易于实现，风险小，而且易于扩展。另外，现在的FMC 已经具有FMS 所具有的加工、制造、运储、控制、协调功能，还具有监控、通讯、仿真、生产调度管理以至于人工智能等功能，在某一具体类型的加工中可获得更大的柔性，提高生产率，,5、发展趋势,2 、朝多功能方向发展 真正完善的新一代FMS 将是智能化机械与人之间相互融合、柔性地全面协调从接受订单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。由单纯加工型F
8、MS 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。,5、发展趋势,3、从计算机/现代集成制造系统 （CIMS）的高度考虑FMS规划设计 无论从理论上还是实践中都可以清楚意识到FMS 是CIMS 的重要组成部分，FMS 必须集成到CIMS 大家庭，只有从整个工厂优化的角度来考虑FMS 才能获得预期的效果。,FMS系统,5、发展趋势,4、FMS 实施会越来越重视组织管理和人的因素 除了现代化的硬、软件外，人在自动化中的作用已经变得很重要，因为人的创造性、主观能动性是任何机器所无法代替的，所以要想成功实施FMS 必须通过管理把技术、组织、人和策略集成在一起。,6、
9、参考文献,戴淑芝。 柔性机械制造技术及关键技术应用 李卫京 。面向二十一世纪的柔性制造系统 杜昕。柔性制造系统（FMS）之发展 杨志毅。国内外柔性制造技术的发展趋势 张卫星 柔性制造系统底层模块的研究与应用 王令其 左健民 张四弟 张兆祥。 PF M S小型柔性制造系统 张秀文 我国第一条柔性制造系统在北京试生产运行 黎荣 江磊 丁国富 马术文 张静海。开放式数控及柔性制造实验系统的构建 N.G. BILALIS and A. G. MAMALIS。The Flexible Manufacturing Systems (FMS) in Metal Removal Processing: An Overview DAVID H. BEN-ARIEH, COLIN L. MOODIE, AND CHI-CHUNG CHU。Control Methodology for FMS,谢谢！,
