柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem，簡(jiǎn)稱FMS)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)號(hào)：2021412133姓名：張謠精選課件“剛性〞含義◆“剛性〞是指該生產(chǎn)線只能生產(chǎn)某種或生產(chǎn)工藝相近的某類產(chǎn)品，表現(xiàn)為生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性。剛性制造包括組合機(jī)床、專用機(jī)床、剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線等。“柔性〞含義◆“柔性〞是指制造系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境的一種適應(yīng)能力，也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力，可分為瞬時(shí)、短期和長期柔性三種。自動(dòng)化制造剛性制造柔性制造自動(dòng)化制造系統(tǒng)是指在較少的人工直接或間接干預(yù)下，將原材料加工成零件或?qū)⒘慵M裝成產(chǎn)品，在加工過程中實(shí)現(xiàn)管理過程和工藝過程自動(dòng)化。精選課件

柔性制造系統(tǒng)根據(jù)?中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)?有關(guān)“武器裝備柔性制造系統(tǒng)術(shù)語〞的定義，柔性制造系統(tǒng)被定義為：是數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。美國制造工程師協(xié)會(huì)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和應(yīng)用協(xié)會(huì)把柔性制造系統(tǒng)定義為：“使用計(jì)算機(jī)控制柔性工作站和集成物料運(yùn)儲(chǔ)裝置來控制并完成零件族某一系列工序的，或一系列工序的一種集成制造系統(tǒng)。〞精選課件FMS的組成自動(dòng)倉庫工廠計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī)運(yùn)輸小車加工單元1加工單元2加工單元n信息傳輸網(wǎng)絡(luò)工夾具站精選課件柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點(diǎn)1、產(chǎn)生背景：〔1〕市場(chǎng)變化導(dǎo)致中小批量、多品種生產(chǎn)方式成為需要。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇及顧客需求的多樣化，導(dǎo)致傳統(tǒng)的以規(guī)模效應(yīng)帶動(dòng)本錢降低的剛性生產(chǎn)線不再適應(yīng)市場(chǎng)的變化；剛性生產(chǎn)線忽略了可能增加的庫存而帶來的本錢的增加；1973年石油危機(jī)，使大批量生產(chǎn)的缺點(diǎn)暴露。2〕科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了自動(dòng)化程度和制造水平的提高。NC、CNC、DNCCAD、CAMGT、CAPPROBOT精選課件莫林斯系統(tǒng)艾利斯·查默斯系統(tǒng)富士通工廠系統(tǒng)1967年，英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS根本概念，研制了“系統(tǒng)24〞。60年代后期70年代初期,德國、日本、前蘇聯(lián)、美國、意大利等相繼開發(fā)了本國的第一代FMS。1976年，日本Fanuc公司展出了由加工中心和工業(yè)機(jī)器人組成的柔性制造單元(簡(jiǎn)稱FMC)，為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造系統(tǒng)開展史上的三個(gè)典型系統(tǒng)：精選課件我國FMS的研究狀況我國采取引進(jìn)和開發(fā)相結(jié)合的方針，引進(jìn)箱體類零件、旋轉(zhuǎn)體件及鈑金件加工FMS的全部或局部硬件技術(shù)。1984年是我國研制FMS的起步時(shí)間，比國外晚了17年。我國第一套FMS系統(tǒng)是由北京機(jī)床研究所于1985年10月開發(fā)完成的〔JCS-FMS-1〕，用于加工數(shù)控機(jī)床直流伺服電機(jī)中的主軸、端蓋、法蘭盤、殼體和刷架體等，它由5臺(tái)國產(chǎn)加工中心、日本富士電機(jī)公司的AGV〔自動(dòng)導(dǎo)引車〕及4臺(tái)日本產(chǎn)的機(jī)器人組成，其控制系統(tǒng)由FANUC提供，據(jù)分析它的投資回收期約為兩年半。1983年－1985年，在國家的支持下北京第一機(jī)床廠、湖南江麓機(jī)床廠、鄭州紡織機(jī)械廠、廣西柳州開關(guān)廠等一些單位分別率先從德國、日本進(jìn)口了國內(nèi)第一批FMS。1988年北京機(jī)床研究所為天津減速機(jī)廠提供的加工減速機(jī)機(jī)座的JCS-FMS-2系統(tǒng)是全部自行開發(fā)和配套的，它標(biāo)志著我國已具有自主開發(fā)FMS系統(tǒng)的實(shí)力。近幾年來，國內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚的工廠〔北京第一機(jī)床廠，上海第二紡織機(jī)械廠，天津減速機(jī)總廠，山西經(jīng)緯紡織機(jī)械廠等〕，為實(shí)施CIMS，又進(jìn)口了一些國外的FMS系統(tǒng)。精選課件FMS根本組成物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)加工系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)精選課件FMS的主要功能：1.自動(dòng)進(jìn)行零件的批量生產(chǎn)(數(shù)控機(jī)床承擔(dān)自動(dòng)制造任務(wù))；2.簡(jiǎn)單地改變軟件,便能制造出某一零件族中的任何零件；3.自動(dòng)運(yùn)輸、儲(chǔ)存、交換物料〔毛坯、工件、刀具等〕；4.自動(dòng)監(jiān)視功能(刀具磨損、破損的監(jiān)測(cè)等〕,自動(dòng)補(bǔ)償、自診斷等；5.作業(yè)方案與調(diào)度功能。精選課件FMS的分類按FMS承擔(dān)的制造任務(wù)分類：柔性加工系統(tǒng)柔性裝配系統(tǒng)柔性檢測(cè)系統(tǒng)精選課件FMS的分類按機(jī)床與物料輸送系統(tǒng)的組合方式分類一、柔性制造模塊〔FMM〕主機(jī)(配有工具交換裝置)+工件自動(dòng)交換裝置

例:(1)加工中心+工件托盤交換器

柔性制造模塊（FMM）精選課件(2)加工中心+機(jī)器人+工件托盤存放站柔性制造模塊〔FMM〕FMM特點(diǎn):能獨(dú)立運(yùn)行,能承擔(dān)由多種零件組成的混流作業(yè)方案,但不具備工件、刀具的供給管理功能，沒有生產(chǎn)調(diào)度功能。精選課件二、柔性制造單元〔FMC〕由工件自動(dòng)輸送設(shè)備連接的2~3個(gè)FMM組成，能獨(dú)立工作，具有一定的生產(chǎn)調(diào)度能力。例(1):采用有軌小車連接兩臺(tái)具有托盤交換器的加工中心,屬直線型(FMC)精選課件例(2):用無人搬運(yùn)小車連接兩臺(tái)CNC加工中心的環(huán)路型FMC

精選課件三、FMC的變種——柔性自動(dòng)線(FTL)FTL是工藝設(shè)備按照所采用的工藝操作順序布置時(shí)的FMC,適用于少品種、大批量生產(chǎn)。例：某公司的連桿加工FTL

連桿加工FTL精選課件按物料輸送路線的布置方式分類一、直線型FMS

9臺(tái)CNC機(jī)床配備檢驗(yàn)站,工件托板裝卸站用有軌小車完成運(yùn)送任務(wù)精選課件二、環(huán)路型FMS

10臺(tái)CNC機(jī)床配備鏈?zhǔn)綘恳桨徇\(yùn)小車兩個(gè)裝卸站,一個(gè)檢驗(yàn)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制下,可隨機(jī)加工28種不同零件精選課件三、機(jī)器人型FMS

*兩臺(tái)單設(shè)的機(jī)器人效勞于6臺(tái)CNC機(jī)床精選課件FMS的效益

FMS所帶來的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益：1.主要設(shè)備利用率高2.設(shè)備數(shù)量減少3.工人數(shù)量減少4.在制品庫存壓縮,生產(chǎn)周期縮短5.生產(chǎn)具有柔性,能響應(yīng)生產(chǎn)變化的要求6.產(chǎn)品質(zhì)量提高7.具有自診斷和維持生產(chǎn)的能力8.機(jī)床連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行,生產(chǎn)效率提高9.占地面積減少10.加工本錢降低精選課件柔性制造生產(chǎn)線柔性制造單元FMC柔性制造系統(tǒng)FMS獨(dú)立制造島AMI柔性制造生產(chǎn)線精選課件柔性制造系統(tǒng)〔柔性制造生產(chǎn)線〕視頻：精選課件謝謝！精選課件MolinsSystem<24系統(tǒng)>*計(jì)算機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng),可加工一系列不同的零件*類似加工中心的數(shù)控機(jī)床*自動(dòng)為機(jī)床提供工件和工藝裝備*每天工作24小時(shí)(中班和晚班的16小時(shí)內(nèi)進(jìn)行無人化加工)返回最早的FMS系統(tǒng)最終由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的困難而未全部建成！精選課件Allischalmers系統(tǒng)平面布置Allischalmers系統(tǒng)自動(dòng)牽引車返回艾利斯·查默斯系統(tǒng)二十世紀(jì)六十年代后期，美國建立了艾利斯·查默斯系統(tǒng)。工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節(jié)拍在各機(jī)床間傳送和進(jìn)行加工。這種柔性自動(dòng)化設(shè)備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用，在形式上與傳統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)線相似，所以也叫柔性自動(dòng)線。*6臺(tái)加工中心,4臺(tái)雙分度頭機(jī)床*自動(dòng)牽引車工件搬運(yùn)系統(tǒng)精選課件FanucHino系統(tǒng)〔富士通工廠系統(tǒng)〕FanucHino系統(tǒng)平面布置FanucHino系統(tǒng)供料器及機(jī)床柔性制造單元(FMC)一般由12臺(tái)數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲(chǔ)存站和單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動(dòng)裝卸工件，甚至自動(dòng)檢測(cè)工件，可實(shí)現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。返回*8臺(tái)數(shù)控車床*每臺(tái)車床旁均有一個(gè)裝有工件的圓盤傳送帶式供料器*機(jī)器人在圓盤供料器和車床之間,以及車床與車床之間傳送工件精選課件加工設(shè)備輔助設(shè)備檢測(cè)設(shè)備柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)返回加工系統(tǒng)：是FMS的主體局部，也是FMS中耗資最多的局部用于加工產(chǎn)品零件。以任意順序自動(dòng)加工多種工件，自動(dòng)更換工件和刀具，增加功能后可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)清洗與測(cè)量等。FMS的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系統(tǒng)所決定的。加工系統(tǒng)的要求

(1)工序集中;(2)控制功能強(qiáng)、可擴(kuò)展性好;(3)高剛度、高精度、高速度;(4)使用經(jīng)濟(jì)性好;(5)操作性好、可靠性好、維修性好;(6)具有自保護(hù)性和自維護(hù)性;(7)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性與保護(hù)性好;(8)其他如技術(shù)資料齊全，機(jī)床上的各種顯示、標(biāo)記等清楚，機(jī)床外形、顏色美觀且與系統(tǒng)協(xié)調(diào)。精選課件(刀具運(yùn)送系統(tǒng))（工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng))工件流刀具流物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)〔物流系統(tǒng)〕：實(shí)施對(duì)毛坯、工件、夾具、刀具等的存儲(chǔ)、運(yùn)輸、交換工作。物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)滿足可變節(jié)拍生產(chǎn)的物料自動(dòng)識(shí)別、存儲(chǔ)、輸送和交換的要求。增加功能后可實(shí)現(xiàn)刀具預(yù)調(diào)和管理等。返回精選課件過程控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)過程調(diào)度過程監(jiān)視返回計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)〔控制與管理系統(tǒng)〕：由管理FMS的信息、控制FMS各設(shè)備協(xié)調(diào)一致工作的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和FMS管理與控制軟件構(gòu)成。加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制和作業(yè)協(xié)調(diào)；在線數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理；運(yùn)行仿真及故障診斷等。車間計(jì)算機(jī)中央管理計(jì)算機(jī)制造單元1計(jì)算機(jī)物流處理計(jì)算機(jī)制造單元2計(jì)算機(jī)CNCNo.1CNCNo.2機(jī)器人CNCNo.1CNCNo.2機(jī)器人自動(dòng)倉庫AGV機(jī)器人…………交通管理最高層中間層設(shè)備層控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：通常采用遞階控制的結(jié)構(gòu)形式，即通過對(duì)系統(tǒng)的控制功能進(jìn)行正確、合理地分解，劃分成假設(shè)干層次，各層次分別進(jìn)行獨(dú)立處理，完成各自的功能，層與層之間在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的支持下，保持信息交換，上層向下層發(fā)送命令，下層向上層回送命令的執(zhí)行結(jié)果。精選課件*加工單元(MC):有自動(dòng)換刀及換工件功能的數(shù)控機(jī)床、加工中心。精選課件*加工單元機(jī)床配置加工零件類型機(jī)床配置箱體類回轉(zhuǎn)體類箱體類+回轉(zhuǎn)體類特殊類CNC加工中心+CNC車削中心CNC加工中心CNC車削中心、CNC磨床專用CNC機(jī)床返回精選課件*工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：〔1〕毛坯、半成品、夾具組件的存儲(chǔ)倉庫及緩沖存儲(chǔ)站

精選課件〔2〕工件托盤運(yùn)輸小車，輸送帶輸送裝置

*工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：精選課件〔3〕托盤交換器，上料機(jī)器人等交換裝置*工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：

精選課件〔4〕工件、夾具裝卸站*工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：

返回精選課件*刀具運(yùn)送系統(tǒng)：〔1〕刀具存儲(chǔ)庫

精選課件〔2〕交換刀具裝置*刀具運(yùn)送系統(tǒng)：

交換刀具裝置

精選課件*刀具運(yùn)送系統(tǒng)：〔3〕刀具刃磨、組裝及預(yù)調(diào)工作站返回精選課件柔性制造單元〔FMC〕通常由1~2臺(tái)加工中心構(gòu)成，并具有不同形式的刀具交換和工件的裝卸、輸送及儲(chǔ)存功能。除了機(jī)床的數(shù)控裝置外，還有一個(gè)單元計(jì)算機(jī)來進(jìn)行程序的管理和外圍設(shè)備的管理。FMS適合于小批量生產(chǎn)，加工形狀比較復(fù)雜，工序不多而加工時(shí)間較長的零件。返回精選課件柔性制造系統(tǒng)〔FMS〕由2臺(tái)以上的