《柔性制造技术》ppt课件

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1、柔性制造技术,柔性制造系统的组成、原理 柔性制造系统的类型、应用 成组技术与零件分类编码 FMS 加工系统的配置 FMS 物流系统的组成 FMS 控制管理系统简介,主要内容：,柔性制造技术和柔性制造系统,柔性制造技术（FMTFlexible Manufacturing Technology）是集数控技术、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术，主要用于多品种小批量或变批量生产。 柔性指制造系统能够适应产品变化的能力,柔性制造系统（FMS）是由数控加工设备、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。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适

2、用于多品种、中小批量生产。(“中华人民共和国国家军用标准”) 柔性制造系统是柔性制造技术的主要应用形式。,柔性制造系统组成,柔性制造系统,加工系统,物流系统,控制与管理系统,加工设备,辅助设备,检测设备,工件流,刀具流,过程控制,过程调度,过程监视,以任意顺序自动加工多种工件，自动更换工件和刀具，增加功能后可实现工件自动清洗与测量等,满足可变节拍生产的物料自动识别、存储、输送和交换的要求。增加功能后可实现刀具预调和管理等,加工系统和物流系统的自动控制和作业协调，在线资料自动采集和处理，运行仿真及故障诊断等,柔性制造系统工作原理,1 很强的柔性制造能力 2 设备利用率高 3 劳动生产率高 4 自

3、动化程度高，产品质量稳定 5 经济效益高,柔性制造系统特点,柔性制造系统的类型,1 柔性制造单元（FMCFlexible Manufacturing Cell） FMC由单台计算机控制的数控机床或加工中心、环形托盘输送装置或工业机器人组成。,2 柔性制造系统（FMS） 它由两台或两台以上的数控机床或加工中心或柔性制造单元所组成，配有工件自动上下料装置（如托盘交换装置、机器人）、自动输送装置、自动化仓库等，由计算机控制系统进行加工控制、计划调度安排及工况监测。,3 柔性制造生产线（FMLFlexible Manufacturing Line） 将FMS中的各机床按工艺过程布局，可以有生产节拍，但

4、是可变的加工生产线，是刚性自动线与柔性制造系统的一种结合。,244FM摩托车发动机汽缸加工自动线,柔性制造系统的适用范围,0 10 100 1000,少 零件品种数 多,10000,1000,100,10,大 零件批量 小,数控机床通用机床,柔性制造单元,柔性制造系统,柔性制造生产线,专用机床,自动线,生产率提高,柔性增大,柔性制造的关键技术,成组技术 FMS 加工系统 加工系统中常用的加工设备 FMS 物流系统 物流系统的监控,成组技术（GT Group Technology),成组技术应用于机械加工方面，是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集

5、成较大的成组生产量，大大减少了生产准备时间，从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果。 大量的零件统计表明，在各种机械产品中： 各类零件有基本固定的出现率，并相对稳定； 同类零件存在形状结构上的相似性 工艺方法也有相似性；,常用的零件分类成组方法,1 视检法 视检法是由有生产经验的人员通过对零件图纸仔细阅读和判断，把具有某些特征属性的一些零件归结为一类。 2 生产流程分析法（PFAProduction Flow Analysis） 生产流程分析法是以零件生产流程及生产设备明细表等技术文件，通过对零件生产流程的分析，可以把工艺过程相近的，即使用同一组机床进行加工的零件归结为一类。 3 编

6、码分类法 先将待分类的各零件进行编码，即将零件的有关设计、制造等方面的信息转译为代码（代码可以是数字元或数字元、字母兼用），然后根据代码对零件进行分类。,柔性制造的关键技术,成组技术 FMS 加工系统 加工系统中常用的加工设备 FMS 物流系统 物流系统的监控,FMS 加工系统的配置,所选定零件组的全部工序可以被一种机床独立完成时，FMS可以只配置数量足够的相同型号机床，这些机床之间是可以相互代替的。,1 互替式（并联） 2 互补式（串联） 3.混合式（并串联）,所选定零件组的全部工序不能被一种机床独立完成时，FMS需要配置几种不同型号的机床，各自完成特定的工作，这些机床之间是互相补充的，不能

7、相互替代。,FMS 加工系统的配置,FMS的加工对象 1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形） 2) 回转体类（长轴形、盘套形） 对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心，数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等）和托盘交换器等构成； 加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。,机床配置形式与特征比较,说明：这些配置主要取决于机床功能、FMS的物料流和信息流，而并非取决于加工设备的物理布局。,柔性制造的关键技术,成组技术 FMS 加工系统 加工系统中常用的加工设备 FMS 物流系统 物

8、流系统的监控,FMS 对机床的要求,1 工序集中 2 控制功能强、柔性好 3 具有通信接口 4 高刚度、高精度、高速度 5 其它要求 a) 使用经济性好 b) 操作性、可靠性、维修性好 c) 自保护性、自维护性好 d) 对环境的适应性与保护性好 e) 技术资料齐全，机床上的各种显示、标记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。,加工系统中常用的加工设备,常见加工中心的分类 按工艺用途可分为镗铣加工中心、 车削加工中心、钻削加工中心、攻螺纹加工中心及磨削加工中心等。 按主轴在加工时的空间位置可分为立式加工中心、卧式加工中心、立卧两用（也称万能、五面体、复合）加工中心。,镗铣加工中心与普通数控镗床

9、和数控铣床的区别之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。,加工中心 （镗铣加工中心）,卧式加工中心,加工中心刀库,加工中心的刀库有链式、盘式和转塔式等基本类型。,双臂式机械手,从刀库中挑选所需刀具的方法有： 顺序选择法 刀座编码法 刀具编码法 刀具刀座跟踪记忆法,常用双臂式机械手的手爪结构形式有钩手、抱手、伸缩手和叉手,换料装置,加工中心中最为常见的换料装置是托盘交换器（Automatic Pal1et ChangerAPC）， 作用：不仅是加工系统与物流系统间的工件输送接口，也起物流系统工件缓冲站的作用。 分类：按其运动方式有回转式和往复式两种。,柔性制造的关键技术,成组技术 FMS 加工系

10、统 加工系统中常用的加工设备 FMS 物流系统 物流系统的监控,加工系统的监控内容,监 控 功 能,设备运行状态,切削 加工 状态,产品质量状态,FMS 物流系统,物流是FMS中物料流动的总称。在FMS中流动的物料主要有工件、刀具、夹具、切屑及切削液。 物流系统主要由输送装置、交换装置、缓冲装置和存储装置等组成。,FMS物流系统对输送装置的要求 1)通用性 2)变更性 3)扩展性 4)灵活性 5)可靠性 6)安全性,输送装置（1） 输送带,1 输送带 输送带分为动力型和无动力型； 从结构方式上有辊式、链式、带式之分； 从空间位置和输送物料的方式上又有台式和悬挂式之分。,辊式 链式 带式,输送装

11、置（2） 有轨小车,2 自动小车 1)有轨小车-地面有轨小车和高架有轨小车 所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。,输送装置（3） 无轨小车,2)无轨小车 自动导向小车（AGV Automatic Guided Vehicle） 无轨小车是一种利用微机控制的，能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶，并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送小车。,物流系统的监控,物流系统的监控主要完成以下功能： 1)采集物流系统的状态数据。 2)监视物流系统状态。 3)处理异常情况。 4)人机交互。 5)接受上级控制与管理系统下发的计划和任务，并控制执行机构去完成。,物流系统的监控与管理一般有集中式和分布式两种方案,FMS控制管理系统,自动仓库,AGV小车,交通管理,车间计算机,中央管理计算机,最 高 层,中 间 层,设 备 层,负责全面管理、协调和控制FMS的各项活动,协调各种设备的操作,执行各种操作,管理系统体系结构： 多级计算机递阶控制,A制造单元计算机,物流管理计算机,B制造单元计算机,机器人,1 简述计算机辅助制造（CAM）的概念。 2 简述柔性制造系统（FMS）的概念及适用范围。 3 简述FMS的组成。 4 简述FMS需要哪些关键技术？,