AMT-5-柔性制造
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
23
4.4.4 FMS的物流系统
输送装置（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。
运输小车 料架 堆垛机
出入库装卸站
图4-7 自动仓库
21
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 传输装置 滚式 传送带 链式（传送带由于柔性差，目前较少使用） 带式 电磁式（图7-8） 有轨 固定路线 光电式（图7-9） 运输小车 …… 无轨（AGV） 随机路线 机器人 固定式机器人 行走式机器人
22
4.4.4 FMS的物流系统
转向舵 信号拾 取线圈 比较放大电路
引导电缆
图4-8 电磁引导原理
27
4.4.4 FMS的物流系统
◎光学引导方式原理（图4-9） 沿小车预定路径在地面上粘贴易反光的反光带（铝带或尼 龙带），小车上装有发光器和受光器。发出的光经反光带 反射后由受光器接受，并将该光信号转换成电信号控制小 车的舵轮。
信号孔 感光元件 光道
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
19
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 储设备 工件装卸站
托盘缓冲站
自动化仓库
20
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 自动仓库（图4-7） 又称立体仓库或自动化 仓库系统（Automated Storage and Retrieva1 System一AS／RS）， 由高层料架 、堆垛机、 控制计算机和物料识别 装置等组成。具有自动 化程度高、料位空间尺 寸和额定存放重量大、 料位总数可根据实际需 求扩展、占地面积小等 优点。
反光带
光源
图4-9 光学引导原理
28
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 切屑处理系统 断屑 排屑
加工部位封闭 机床、工夹具设计要便于排屑 冷却液冲，或压缩空气吹
切屑输送（通常采用地下输送管道）
切屑再处理（打包）
29
4.4.4 FMS的物流系统
物流系统的监控
物流系统的监控 主要完成以下功能： 物流系统的监控与管理一般有集中式和 分布式两种方案
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
8
4.4.2 柔性制造系统的分类
◆柔性制造单元（FMC） 这是一种简单的柔性制造系统，通常由加工中心（MC） 与自动交换工件（托盘站和工件交换台）的装置所组成， 同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。 图4-31所示为一柔性制造单元的示意图。
13
4.4.4 FMS的加工系统
机床配置形式与特征比较
配置形式
简 图
互替式
互补式
混合式
生产柔性 生产率 技术利用率 系统可靠性 投资强度比
低 低 低 高 高
中 高 中 低 低
高 中 高 中 中
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。
14
4.4.4 FMS的加工系统
4.4.4 FMS的物流系统
小车上有托盘交换台3，工作台1与托盘2由交换台推上机床的工作台进 行加工，加工好的工件连同托盘拉回到小车的交换台上，送装卸工位， 由人工卸下并装上新的待加工工件。小车的行车路线常用电缆或光电引 导。
26
4.4.4 FMS的物流系统
◎电磁导向方式原理（图4-8） 在地面上埋设引导电缆，并通以5～10kHz的低压电流。 小车上装有对称的一组信号拾取线圈。当小车偏向右方 时，右方的感应信号减弱，左方的增强，控制器根据这 些信号的强弱，控制小车的舵轮。
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 Changer——APC），它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。托盘交换器按其运动方式有回转式和 往复式两种。
18
4.4.4 FMS的物流系统
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。
图4-31 柔性制造单元
9
4.4.2 柔性制造系统的分类
◆柔性制造系统（FMS） 较大的柔性制造系统有两个以上 柔性制造单元或多台数控机床、 加工中心组成，并用一个物料输 送系统将机床联系起来。工件被 装在夹具和托盘上，自动的按加 工顺序在机床间逐个输送。 ◆柔性生产线（FTL） 在零件生产批量较大而品种较少的情况下，柔性制造系统 的机床可以完全按照工件加工顺序排列成生产线的形式， 这种生产线与传统的刚性生产线的不同之处在于能同时或 依次加工少量不同的零件。当零件更换时，其生产节拍可 作相应的调整。各机床的主轴箱也可自动进行调整。这种 生产线称为柔性生产线。
31
第4章 制造自动化技术 Manufacturing Automation Technology
4.5 自动检测与监控技术
The Technology of Automatic Detecting and Monitoring
32
4.5 自动检测与监控技术
制造过程的检测技术就是采用人工或自动的检测手段，通 过各种检测工具或自动化检测装置，为控制加工过程、产 品质量等提供必要的参数和数据。这些参数和数据可以是 几何的、工艺的或物理的。 检测监控系统是用以采集、传输、处理和利用制造系统的 工况数据（包括原材料检验数据、制造过程工艺数据、设 备状态数据、产品检测数据、能源动力数据以及环境状态 数据等），监视系统的运行状态并作必要的干预控制，预 测系统的未来，诊断系统的故障或问题，提供系统优化和 维护修理的咨询，为制造系统的运行控制和优化调度提供 决策依据。
2
4.4.1 FMS的定义与特征
FMS的定义
◆美国国家标准局定义： 由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自动换刀 装置的加工中心机床)组成，传输装置把工件放在托盘或其他 联接装置上送到各加工设备，加工设备和传输系统在中央计 算机控制下，使工件加工准确、迅速和自动化。 ◆日本国际贸易与工业部定义： 由2台或更多NC机床组成的系统，这些机床与自动物料管 理设备一一连接，在计算机或类似设备控制下完成自动加工 或处理操作，从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。 ◆北京机械工业自动化研究所 定义： 将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产 型的柔性化系统。
卧式加工中心
15
4.4.4 FMS的加工系统
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。
16
4.4.4 FMS的加工系统
双臂式机械手
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 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
17
4.4.4 FMS的加工系统
3
4.4.1 FMS的定义与特征
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，适用于多品种、中小批量生产。 柔性制造系统是柔性制造技术的主要应用形式。
4
4.4.2 柔性制造系统的组成
24
4.4.4 FMS的物流系统
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。
25
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。
30
FMS实例
图7-12 飞机零件加工FMS（ Cincinnati ）
1—装卸站 2—运输小车 3—MC 4—切屑处理站 5—清洗站 6—检测站 7—手工检测站 8—计算机室 9 —小车维修站 10 —包装站
10
4.4.3 柔性制造系统的特点与应用
10000
自动线
大
1000
生产率提高
专用机床 柔性制造生产线
柔性增大
零 件 100 批 量
柔性制造系统
柔性制造单元
10
小
数控机床通用机床
0 少 10 零件品种数 柔性制造系统的适用范围
11
100 多
1000
4.4.4 FMS的加工系统
FMS 对机床的要求
1 工序集中
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。 加工中心 （镗铣加工中心） 镗铣加工中心与普通数控镗床和数控铣床的区别 之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。
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；用于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。
FMS 加工系统的配置
1 互替式（并联）
2 互补式（串联） 3.混合式（并串联）
当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。
当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，不能相互替代。
第4章 制造自动化技术 Manufacturing Automation Technology
4.4 柔性制造系统
Flexible Manufacturing System
1
4.4.1 FMS的定义与特征
柔性制造技术
柔性制造技术（FMT——Flexible Manufacturing Technology）是自动化制造系统的基本单元技术。主要用 于多品种小批量或变批量生产，对各种不同形状的加工对 象进行有效地且适应性地转化为成品，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，。具有先进性，柔性化、自动化、效率高的制造技 术。 柔性——指制造系统能够适应产品变化的能力。
FMS结构框图
5
4.4.1 FMS的定义与特征
FMS的特征
◆柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料输送系统，把 若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动 化制造系统。它在加工完一批某种工件后，能在不停机调整 的情况下，自动地向另一种工件转换。其主要特征是： 高柔性 高效率 高度自动化
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。
12
4.4.4 FMS的加工系统
7
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 过 程 控 制 过 程 监 视
加 工 设 备
辅 助 设 备
检 测 设 备
工 件 流
刀 具 流
过 程 调 度
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
43加工系统的监控内容形状精度尺寸精度表面粗糙度合格率等切屑切削液温度湿度油压气压电压火其它识别交换装夹等工件识别交换损伤磨损寿命补偿等刀具安装精度夹紧力等夹具主轴转动主轴负载进给驱动切削力振动噪声切削热等机床通信及接口数据采集与交换与系统内各设备间的协调与系统外的协调nc控制plc控制误动作加工时间生产业绩故障诊断故障预警故障档案过程决策与处理等设备运行状态切削加工状态产品质量状态44设备运行状态监控与检测图45信号采集预处理特征提取状态识别诊断决策预维修决策监控检测报告正常状态模式预诊断知识库预维修知识库学习训练匹配状态异常报警预知故障报警图45设备运行状态监控与检测框图45445445钻头破损检测器内存有以往采集的钻头破损的信号或钻头破损模拟信号与检测信号进行比较
设备柔性、工艺柔性、产品柔性、工序柔性、运行柔性、 批量柔性、扩展柔性、生产柔性。 FMS正是将“柔性”和“自动”两者结合。
6
FMS特点 ◆以GT为基础 —— 生产零件的品种由4至100种不等（20～30种居多） 生产零件的批量由40至2000件不等（50～200件居多） 大部分加工对象为相似零件（个别例外） ◆具有较大柔性 —— 可加工多种零件 没有固定的生产节拍 故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补） ◆高度自动化 —— 除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化 可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换 24小时运行，只一班有人 ◆控制与管理相结合——可自动实现系统内的计划、调度
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
23
4.4.4 FMS的物流系统
输送装置（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。
运输小车 料架 堆垛机
出入库装卸站
图4-7 自动仓库
21
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 传输装置 滚式 传送带 链式（传送带由于柔性差，目前较少使用） 带式 电磁式（图7-8） 有轨 固定路线 光电式（图7-9） 运输小车 …… 无轨（AGV） 随机路线 机器人 固定式机器人 行走式机器人
22
4.4.4 FMS的物流系统
转向舵 信号拾 取线圈 比较放大电路
引导电缆
图4-8 电磁引导原理
27
4.4.4 FMS的物流系统
◎光学引导方式原理（图4-9） 沿小车预定路径在地面上粘贴易反光的反光带（铝带或尼 龙带），小车上装有发光器和受光器。发出的光经反光带 反射后由受光器接受，并将该光信号转换成电信号控制小 车的舵轮。
信号孔 感光元件 光道
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
19
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 储设备 工件装卸站
托盘缓冲站
自动化仓库
20
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 自动仓库（图4-7） 又称立体仓库或自动化 仓库系统（Automated Storage and Retrieva1 System一AS／RS）， 由高层料架 、堆垛机、 控制计算机和物料识别 装置等组成。具有自动 化程度高、料位空间尺 寸和额定存放重量大、 料位总数可根据实际需 求扩展、占地面积小等 优点。
反光带
光源
图4-9 光学引导原理
28
4.4.4 FMS的物流系统
◆ 切屑处理系统 断屑 排屑
加工部位封闭 机床、工夹具设计要便于排屑 冷却液冲，或压缩空气吹
切屑输送（通常采用地下输送管道）
切屑再处理（打包）
29
4.4.4 FMS的物流系统
物流系统的监控
物流系统的监控 主要完成以下功能： 物流系统的监控与管理一般有集中式和 分布式两种方案
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
8
4.4.2 柔性制造系统的分类
◆柔性制造单元（FMC） 这是一种简单的柔性制造系统，通常由加工中心（MC） 与自动交换工件（托盘站和工件交换台）的装置所组成， 同时数控系统还增加了自动检测与工况自动监控等功能。 图4-31所示为一柔性制造单元的示意图。
13
4.4.4 FMS的加工系统
机床配置形式与特征比较
配置形式
简 图
互替式
互补式
混合式
生产柔性 生产率 技术利用率 系统可靠性 投资强度比
低 低 低 高 高
中 高 中 低 低
高 中 高 中 中
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。
14
4.4.4 FMS的加工系统
4.4.4 FMS的物流系统
小车上有托盘交换台3，工作台1与托盘2由交换台推上机床的工作台进 行加工，加工好的工件连同托盘拉回到小车的交换台上，送装卸工位， 由人工卸下并装上新的待加工工件。小车的行车路线常用电缆或光电引 导。
26
4.4.4 FMS的物流系统
◎电磁导向方式原理（图4-8） 在地面上埋设引导电缆，并通以5～10kHz的低压电流。 小车上装有对称的一组信号拾取线圈。当小车偏向右方 时，右方的感应信号减弱，左方的增强，控制器根据这 些信号的强弱，控制小车的舵轮。
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 Changer——APC），它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。托盘交换器按其运动方式有回转式和 往复式两种。
18
4.4.4 FMS的物流系统
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。
图4-31 柔性制造单元
9
4.4.2 柔性制造系统的分类
◆柔性制造系统（FMS） 较大的柔性制造系统有两个以上 柔性制造单元或多台数控机床、 加工中心组成，并用一个物料输 送系统将机床联系起来。工件被 装在夹具和托盘上，自动的按加 工顺序在机床间逐个输送。 ◆柔性生产线（FTL） 在零件生产批量较大而品种较少的情况下，柔性制造系统 的机床可以完全按照工件加工顺序排列成生产线的形式， 这种生产线与传统的刚性生产线的不同之处在于能同时或 依次加工少量不同的零件。当零件更换时，其生产节拍可 作相应的调整。各机床的主轴箱也可自动进行调整。这种 生产线称为柔性生产线。
31
第4章 制造自动化技术 Manufacturing Automation Technology
4.5 自动检测与监控技术
The Technology of Automatic Detecting and Monitoring
32
4.5 自动检测与监控技术
制造过程的检测技术就是采用人工或自动的检测手段，通 过各种检测工具或自动化检测装置，为控制加工过程、产 品质量等提供必要的参数和数据。这些参数和数据可以是 几何的、工艺的或物理的。 检测监控系统是用以采集、传输、处理和利用制造系统的 工况数据（包括原材料检验数据、制造过程工艺数据、设 备状态数据、产品检测数据、能源动力数据以及环境状态 数据等），监视系统的运行状态并作必要的干预控制，预 测系统的未来，诊断系统的故障或问题，提供系统优化和 维护修理的咨询，为制造系统的运行控制和优化调度提供 决策依据。
2
4.4.1 FMS的定义与特征
FMS的定义
◆美国国家标准局定义： 由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自动换刀 装置的加工中心机床)组成，传输装置把工件放在托盘或其他 联接装置上送到各加工设备，加工设备和传输系统在中央计 算机控制下，使工件加工准确、迅速和自动化。 ◆日本国际贸易与工业部定义： 由2台或更多NC机床组成的系统，这些机床与自动物料管 理设备一一连接，在计算机或类似设备控制下完成自动加工 或处理操作，从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。 ◆北京机械工业自动化研究所 定义： 将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产 型的柔性化系统。
卧式加工中心
15
4.4.4 FMS的加工系统
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。
16
4.4.4 FMS的加工系统
双臂式机械手
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 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
17
4.4.4 FMS的加工系统
3
4.4.1 FMS的定义与特征
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，适用于多品种、中小批量生产。 柔性制造系统是柔性制造技术的主要应用形式。
4
4.4.2 柔性制造系统的组成
24
4.4.4 FMS的物流系统
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。
25
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。
30
FMS实例
图7-12 飞机零件加工FMS（ Cincinnati ）
1—装卸站 2—运输小车 3—MC 4—切屑处理站 5—清洗站 6—检测站 7—手工检测站 8—计算机室 9 —小车维修站 10 —包装站
10
4.4.3 柔性制造系统的特点与应用
10000
自动线
大
1000
生产率提高
专用机床 柔性制造生产线
柔性增大
零 件 100 批 量
柔性制造系统
柔性制造单元
10
小
数控机床通用机床
0 少 10 零件品种数 柔性制造系统的适用范围
11
100 多
1000
4.4.4 FMS的加工系统
FMS 对机床的要求
1 工序集中
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。 加工中心 （镗铣加工中心） 镗铣加工中心与普通数控镗床和数控铣床的区别 之处，主要在于它附有刀库和自动换刀装置。
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；用于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。
FMS 加工系统的配置
1 互替式（并联）
2 互补式（串联） 3.混合式（并串联）
当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。
当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，不能相互替代。
第4章 制造自动化技术 Manufacturing Automation Technology
4.4 柔性制造系统
Flexible Manufacturing System
1
4.4.1 FMS的定义与特征
柔性制造技术
柔性制造技术（FMT——Flexible Manufacturing Technology）是自动化制造系统的基本单元技术。主要用 于多品种小批量或变批量生产，对各种不同形状的加工对 象进行有效地且适应性地转化为成品，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，。具有先进性，柔性化、自动化、效率高的制造技 术。 柔性——指制造系统能够适应产品变化的能力。
FMS结构框图
5
4.4.1 FMS的定义与特征
FMS的特征
◆柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料输送系统，把 若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动 化制造系统。它在加工完一批某种工件后，能在不停机调整 的情况下，自动地向另一种工件转换。其主要特征是： 高柔性 高效率 高度自动化
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。
12
4.4.4 FMS的加工系统
7
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 过 程 控 制 过 程 监 视
加 工 设 备
辅 助 设 备
检 测 设 备
工 件 流
刀 具 流
过 程 调 度
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
43加工系统的监控内容形状精度尺寸精度表面粗糙度合格率等切屑切削液温度湿度油压气压电压火其它识别交换装夹等工件识别交换损伤磨损寿命补偿等刀具安装精度夹紧力等夹具主轴转动主轴负载进给驱动切削力振动噪声切削热等机床通信及接口数据采集与交换与系统内各设备间的协调与系统外的协调nc控制plc控制误动作加工时间生产业绩故障诊断故障预警故障档案过程决策与处理等设备运行状态切削加工状态产品质量状态44设备运行状态监控与检测图45信号采集预处理特征提取状态识别诊断决策预维修决策监控检测报告正常状态模式预诊断知识库预维修知识库学习训练匹配状态异常报警预知故障报警图45设备运行状态监控与检测框图45445445钻头破损检测器内存有以往采集的钻头破损的信号或钻头破损模拟信号与检测信号进行比较
设备柔性、工艺柔性、产品柔性、工序柔性、运行柔性、 批量柔性、扩展柔性、生产柔性。 FMS正是将“柔性”和“自动”两者结合。
6
FMS特点 ◆以GT为基础 —— 生产零件的品种由4至100种不等（20～30种居多） 生产零件的批量由40至2000件不等（50～200件居多） 大部分加工对象为相似零件（个别例外） ◆具有较大柔性 —— 可加工多种零件 没有固定的生产节拍 故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补） ◆高度自动化 —— 除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化 可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换 24小时运行，只一班有人 ◆控制与管理相结合——可自动实现系统内的计划、调度