第六章柔性制造和智能制造系统

第六章柔性制造系统与智能制造系统

目录6.1概述6.1.1 FMS的产生 6.1.2 FMS定义、组成、特点

6.2 FMS加工系统6.2.1加工系统功能和要求 6.2.2常用加工设备 6.2.3刀具运储系统

6.3自动换料装置 6.4零件运储系统 6.5自动化仓库 6.6 FMS控制系统

6.1概述 1FMS(FlexibleManufacturi ng System)的产生刚性生产线——柔性生产线 195几年英国DAVID WILLIAMSON工程师提出“FMS”。

1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS概念，研制了“系统24”。目标实现昼夜24小时连续自动加工，但由于经济和技术上的困难而未全部建成。

美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统。

1976年，日本FANUC公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)。

。

70年代末期，FMS在技术上和数量上都有较大发展， 80年代初期已进入实用阶段，其中以由3~5台设备组成的FMS为多，也有规模更大的系统投入使用。

1994年初，世界各国已投入运行的FMS约有3000多个，其中日本拥有2100多个，占世界首位。在现已运行的FMS中， 50%的FMS由美国制造商提供，另外50%由日本和德国厂商提供。套数 4000

1986年我国引进第一套 800 1000

500 85

88

90 FMS国际发展

08

年份

中央刀库

对刀仪刀具机器人刀具I/O站装卸站 FMS控制器

加工中心A物料小车

加工中心B

中央托盘区

柔性制造系统(FMS)

6.1.2 FMS的定义、组成、类型1 )定义2台以上 1套以上

数控加工设备+物料运储装置

计算机控制与管理系统

自动化制造系统美国国家标准局定义FMS:由一个传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放在其它联结装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速、自动化。中央控制系统控制机床与传输系统。

在我国有关标准中，FMS被定义为：由数控加工设备、物流储运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变化迅速进行调整，适用于多品种，中、小批量生产。国外有关专家对FMS进行了更为直观的定义：柔性制造系统是至少由两台机床、一套物料运储系统(从装载到卸载具有高度自动化)和一套计算机控制系统所组成的制造系统，它通过简单地改变软件的方法便能制造出多种零件中的任何一种零件。

1—自动仓库；2—装卸站；3—托盘站；4—检验机器人；5—自动运输车； 6—卧式加工中心；7—立式加工中心；8—磨床；9—组装交付站；10—计算机控制室

图2-1典型的柔性制造系统

2)硬件组成2台以上数控机床或加工中心及其辅助设备：测量机、动平衡机、清洗机各种特种加工设备以及刀具修形设

备自动装卸的刀具、原料运储系统——物流系统上下料托盘、交换工作站、刀具库和工件库传送带、有轨小车、无轨小车、机器人计算机监测与控制系统

典型的FMS一般由三个子系统组成。它们是加工系统、物流系统和控制与管理系统，各子系统的构成框图及功能特征如图1所示。三个子系统构成了一个制造系统的能量流(通过制造工艺改变工件的形状和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造过程的信息和数据处理)。

3)软件组成 FMS的运行控制 FMS的质量保证(检测、管理) FMS的数据管理和通讯网络

4)FMS的功能 1)自动进行批量生产 2)改变软件，制造出一零件族 3)物料(刀具、原料)运输、存储自动进行 4)对各加工设备任务进行调度

2. FMS的类型配备互补机床的FMS配备可互相替换机床的FMS混合式的FMS

a)互替式

b)互补式

c)混合式

表 1特征简图生产柔性生产率技术利用率系统可靠性投资强度比

机床配置形式与特征比较b)互补形式 c)混合形式

a)互替形式

低(多功能机床)低低高高

中(专用机床组成)高中低低

高中高中中