柔性制造系统
柔性制造系统
2、FH8800立体FMS柔性系统
系统由3台MAZAK公司生产的FH8800型卧式加工中 心,最大工作直径Φ1250mm,最大工作高度1250mm, 最大工件重量2200kg。主要担负中型箱体类零件的加工。 此类FMS被称为立体FMS。主轴箱加工线由1台MAZAK 公司生产的FH880卧式加工中心、10个交换托盘、1台清 洗机和1台自动上下料机器人组成,用于主轴箱等大中型 箱体类零件的加工,可以一次装夹10种不同零件进行加工, 真正实现了多品种单件自动化生产。机床配置了先进的 Mazatrol Fusion 640M数控系统,通过FMS控制中心与 工厂网络连接,可以实现24小时连续工作,16小时无人 运转。
3、控制与管理系统
FMS的控制与管理系统实质上是实现FMS加工过 程, 物料流动过程的控制、协调、调度、检测和管理的信息流 系统。它有计算机、工业控制器、可编程序控制器、通信 网络、数据库和相应的控制与管理软件等组成,是FMS的 神经中枢和命脉,也是各子系统之间的联系纽带。
四、柔性制造系统FMS的应用
组合机床加工方式
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工 位同时加工的方式,生产效率比通用机床高几倍至几十倍。 由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置, 能缩短设计和制造周期。因此,组合机床兼有低成本和高 效率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用 以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加 工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转运动和刀具与工件 的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、 铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组 合机床采用车削头夹持工件使之旋转,由刀具作进给运动, 也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的 外圆和端面加工。
柔性制造系统
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柔性制造系统
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定义和组成
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目录
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特点和优势
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组成部分
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应用和发展趋势
柔性制造系统
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柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)是现代制造 业的重要组成部分,其特点在于灵活性和自动化
FMS能够根据市场需求快速调整生产模式,以适应产品种类的变化 和批量的变化
2
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应用和发展趋势
应用和发展趋势
柔性制造系统广泛应用于汽车、 航空航天、电子等制造业领域
ONE
未来的柔性制造系统将更加智能 化和自动化,同时也会更加环保
和可持续
THREE
TWO FOUR
随着技术的不断进步和市场需求 的不断变化,柔性制造系统也在 不断发展和改进
例如,通过使用人工智能和机器 学习技术,可以实现更加智能化 的生产过程控制和管理;通过使 用清洁能源和环保材料,可以实 现更加环保的生产过程;通过使 用可再生资源和循环利用技术, 可以实现更加可持续的生产模式
以下是关于柔性制造系统的详细介绍
1
定义和组成
定义和组成
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特点和优势
灵活性
柔性制造系统的最大 特点在于其灵活性。 这种系统可以适应不 同的产品需求和生产 环境,而且可以快速 地进行调整和改变。 由于其高度的灵活性 ,FMS已经成为多品 种、小批量生产环境 下的理想选择
特点和优势ຫໍສະໝຸດ 自动化特点和优势组成部分
中央控制系统
中央控制系统是柔性制造系统的核心。它负 责协调和控制所有组成部分的工作。中央控 制系统通常由计算机和软件组成,可以通过 网络进行远程监控和控制。通过使用中央控 制系统,可以实现对整个生产过程的实时监 控和管理。这有助于提高生产效率和质量, 同时也可以及时发现和解决生产过程中的问 题
柔性制造系统的基本概念
柔性制造系统的基本概念
1.柔性制造系统的定义及适用范围
系统的柔性通常主要指对产品的柔性,即系统为不同的产品和产品变化进行设置,以达到高的设备利用率、削减加工过程中零件的中间存储。
柔性可详细体现在以下几个方面:
1) 机床的柔性2) 加工柔性
3) 产品的柔性4) 零件流淌路线柔性
5) 产量柔性6) 扩展的柔性
7) 操作柔性8) 生产柔性
2. 柔性制造系统的功能
(1) 能自动完成多品种多工序零件的加工功能
(2) 自动输送和储料功能
(3) 自动诊断功能
(4) 信息处理功能
对所需信息进行综合、掌握,有以下几个方面:
1) 编制生产方案和生产管理程序,进行可变加工而又均衡生产。
2) 编制数控机床、输送装置、储料装置及其它设备的工作程序,从而实现自动加工。
3) 生产、工程信息的论证及其数据库的建立。
3.柔性制造系统类型
柔性制造系统按机床台数和工序数可分为四种类型。
(1) 柔性制造单元FMC
(2) 柔性制造系统FMS
(3) 柔性制造生产线FML
(4) 柔性制造工厂FMF。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造系统(FMS一一Flexible Manufact uring Syst em)是一个由计算机集中控制和管理的制造系统,具有多个半独立的工位和一个物料储存运输系统的体系,能自主地高效率地同时完成多品种中小批量零件的生产任务。
由上述定义,一般应包括以下要素:标准的数控机床或柔性制造单元。
我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位, 具有加工型及装配型的数控机床,称之为“制造单元”,它是FMS中的基本制造单元。
一个在数控设备和装卡工位之间运送零件和刀具的传递系统。
一个发布指令,协调机床、工件和刀具传送装置的监控系统。
中央刀具库及其管理系统。
自动化仓库及其管理系统。
FMS是一个很复杂的系统,在目前的发展过程中,组合方案是多种多样的。
简单小型的FMS,只具备前三个要素,复杂的功能强的FMS,除具备上述五个要素外,还需要一些附属设备。
柔性制造系统的组成与功能系统的组成:(1)中央管理和控制计算机(2)物流控制装置(3)自动化仓库(4)无人输送台 (5)制造单元(6)中央刀具库(7)夹具站 (8)信息传输网络(9)随行工作台系统的功能:1)以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。
2)以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。
3)以加工中心为核心,自动换刀、换工件的加工功能。
4)以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。
5)以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能柔性制造系统的关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时,主要涉及以下几个关键技术,包括:柔性制造系统的监控和管理系统,柔性制造系统的物流系统,柔性制造系统的刀具传输和管理系统,柔性制造系统的联网技术,柔性制造系统的辅助系统设计等。
1.柔性制造系统的监控和管理系统2.柔性制造系统的物流系统3.柔性制造系统的刀具管理系统4.柔性制造系统的通信5.柔性制造系统的辅助系统FMS的辅助系统包括清洗工作站、切削液自动排放和集中回收处理及集中供液、气等设施组成。
柔性制造系统
柔性制造系统随着机电一体化技术的发展,传统的机械技术与新兴的微电子技术相结合,出现了很多现代化的加工设备和手段,特别是数控机床和加工中心的迅速普及和多功能化,为改变中小批量生产的落后状况提供了可能。
柔性制造系统(FMS)便是在这样的背景下产生和发展起来的。
所谓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。
它在加工完一定批量的某种工件后,能在不停机调整的情况下,自动地向另一种工件转换。
它的主要特点是包括以下几方面。
(1)高柔性。
能在不停机调整的情况下,实现多种不同工艺要求的零件加工。
(2)高效率。
能采用合理的切削用量实现高效加工,同时使辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。
(3)高度自动化。
自动更换工件、刀具、夹具,实现自动装夹和输送,自动监测加工过程,有很强的系统软件功能。
柔性制造系统的组成柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。
1.加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件,并能自动地更换工件和刀具。
通常由若干台加工零件的CNC机床或CNC板材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。
在加工较复杂零件的FMS加工系统中,由于机床上机载刀库能提供的刀具数目有限,除尽可能使产品设计标准化,以便使用通用刀具和减少专用刀具的数量外,必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀库容量的不足。
2.物流系统FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大的差别,整个工件输送系统的工作状态是可以进行随机调度的,而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。
物流系统包含工件的输送和储存两个方面。
工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送两部分,目前,大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作,系统中设置装卸工位,较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运。
工件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式传送系统和机器人传送系统四类。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造是与“刚性”制造自动化相对应提出来的新概念,是以数值控制、计算机、信息处理、精密机械等技术为基础的先进制造技术。
柔性制造系统,即FMS。
柔性制造系统由主机(即数控机床)、物流系统(即毛坯、工件、刀具的存储、输送、交换系统)、控制整个系统运行的计算机系统三个基本部分组成。
对机械制造厂而言,其FMS由如下单元组合而成:加工设备、装配设备、检测设备、输送装置、交换装置、装卸站、保管设备、信息管理及控制装置、辅助设备。
柔性制造系统的分类:柔性制造单元(FMC) ,FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适应加工多品种产品的灵活性。
FMC的柔性最高。
柔性制造线(FML) :柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS,但生产效率更高。
柔性制造系统(FMS) : FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。
FMS 是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。
常见的FMS具有以下功能:自动制造功能,在柔性制造系统中,由数控机床这类设备承担制造任务;自动交换工件和刀具的功能;自动输送工和刀具的功能;自动保管毛坯、工件、半成品、工具夹、模具的功能;自动监视功能(即刀具磨损、破损的监测),自动补偿,自诊断等;作业计划与调度。
柔性制造系统的基本功能包括自动加工功能(包括检验、清洗等)、自动搬运功能和将以上两者综合起来的综合软件功能。
加工系统:柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。
物料系统:物料系统用以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等。
十四.柔性制造系统(FMS)
刀具: 模块式(TMS):刀柄,刀杆,接长杆,接上套,刀夹,刀 模块式(TMS):刀柄,刀杆,接长杆,接上套,刀夹,刀 体,刀头,刀刃等. 整体式(TSG):镗铣类整体数控工具系统 整体式(TSG):镗铣类整体数控工具系统 夹具:统一基准,敞开性好 夹具:统一基准,敞开性好
– – 托盘:运输载体,各单元的接口. 托盘:运输载体,各单元的接口. 组合夹具:
ISO托盘的标准:ISO/DIS8526-1(2) ISO托盘的标准:ISO/DIS8526完全标准化的元件组合而成. 基本元件8 基本元件8大类:基础件,支承件,定位件,导向件,压紧 件,紧固件,合件,其他件. 两大类型: 槽系组合夹具:键和槽定位. 孔系组合夹具:孔,销定位.
1.
理想的FMS应具有8 理想的FMS应具有8种柔性:
运行柔性 系统处理其局部故障并维持继续生产原定工件族的 能力 6. 批量柔性: 在成本核算上适应不同批量的能力 7. 扩展柔性: 根据生产需要方便地模块化进行组建和扩展能力 8. 生产柔性: 系统适应生产对象变换的范围和综合能力5.二, Nhomakorabea成和类型:
基本组成: 1. 由计算机控制和管理 2. 采用了CNC控制为主的多台加工设备和其 采用了CNC控制为主的多台加工设备和其 他生产设备. 3. 系统中的加工设备和生产设备通过物料输 送装置连接.
FMS基本组成 FMS基本组成
FMS的两个主要特点:柔性和自动化 FMS的两个主要特点:柔性和自动化
柔性制造系统介绍
柔性制造系统介绍一、柔性制造系统的概念柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。
柔性制造系统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,FMS的工艺基础是成组技术,它按照成组的加工对象确定工艺过程,选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统,并由计算机进行控制。
柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统,它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来,理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
二、柔性制造系统的类型1.柔性制造单元(FMC):由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。
该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具,加工不同的工件。
柔性制造单元适合加工形状复杂,加工工序简单,加工工时较长,批量小的零件。
它有较大的设备柔性,但人员和加工柔性低。
2.柔性制造系统(FMS):柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。
该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机的情况下,满足多品种的加工。
柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。
其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍然较低。
3.柔性自动生产线(FML):柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。
该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。
柔性程度低的柔性自动生产线,在性能上接近大批量生产用的自动生产线;柔性程度高的柔性自动生产线,则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。
4.柔性制造工厂(FMF) :FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。
它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。
fms是什么意思
FMS是什么意思柔性制造系统 (FMS) 是一种制造系统,它包含足够的灵活性以使系统能够对生产变化做出快速反应。
这种灵活性通常被认为分为两类。
首先是机器的灵活性。
这允许更改系统以生产新的产品类型并更改零件上使用的操作顺序。
第二是路由灵活性。
这包括使用多台机器对零件执行相同操作的能力以及系统吸收大规模变化的能力,例如体积、容量或能力。
大多数 FMS 系统由三个主要系统组成:优化零件流程的材料处理系统、控制材料运动的中央控制计算机和工作机器(通常是自动化 CNC 机器或机器人)。
在制造业中使用机器人有很多好处。
每个机器人单元都与一个材料处理系统相连,这使得将零件从一个机器人单元移动到另一个机器人单元变得容易。
在加工结束时,成品零件被送到自动检测单元,然后从 FMS 中取出。
FMS 的主要优势在于其在管理制造资源方面的高度灵活性,例如制造新产品的时间和精力。
柔性制造系统 (FMS) 是一种能够适应不断变化的需求的制造资产。
它允许根据需要生产不止一种类型的零件或“系列”零件。
有多种类型的柔性制造系统,每一种在制造业都有不同的应用。
柔性制造系统的类型FMS 可以分为以下任何一种:随机顺序 FMS:复杂的设置,允许生产复杂的设计专用 FMS:专门的系统,设计用于生产固定选择的零件装配:机器焊接、螺栓连接或以其他方式从其他零件连接和组装零件加工:加工零件以改变其形状、特征或外观单个机器单元 (SMC)柔性制造单元 (FMC):包含 2-3 台机器柔性制造系统 (FMS):包含 4 台以上机器柔性制造系统的构成柔性制造系统由生产“单元”组成,包括控制计算机、工作机器和物料处理系统。
如果没有物料处理或计算机控制系统,FMS将失去许多使其如此有用的灵活性。
三个主要模块对其功能至关重要:控制计算机、生产机器和物料处理系统。
控制计算机该模块控制系统,并允许操作员与其进行交互。
它还允许系统从生产一个零件快速切换到另一个零件。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。
目前所谈及的FMS 通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。
随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,也促使柔性制造技术日臻成熟,80年代后,制造业自动化进入一个崭新时代,即基于计算机的集成制造(CIMS)时代,FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。
一、规模按规模大小FMS可分为如下4类:1.柔性制造单元(FMC)FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。
FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。
其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。
它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。
它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。
柔性制造系统介绍PPT
柔性制造单元 (FMC)
柔性自动生产线 (FML)
柔性制造系统 (FMS)
按规模大小柔性制造系统
柔性制造工厂 (FMF)
1、柔性制造单元
柔性制造单元(FMC)
FMC由1~2台数控机床 或加工中心构成的加工单 元,并具有不同形式的刀 具交换和工件的装卸、输 送及储存功能。除了机床 的数控装置外,通过一个 单元计算机进行程序管理 和外围设备的管理。 FMC适合加工形状复杂、 工序简单、工时较少、批 量小的零件。它有较大的 设备柔性,但人员和加工 柔性低。
2、柔性制造系统
3、柔性自动生产线
4、柔性制造工厂
六、柔性制造系统的发展趋势
柔性制造系统作为一种生产手段不断适应新 的需求、不断引入新的技术、不断向更高层 次发展随着FMS应用范围逐步扩大
发展 趋势
朝低成本 集成化 智能化
多功能化 环保化
小型单元化
模块化 高柔性 管理现代化
七、柔性制造系统的应用
做到无人加工
四、柔性制造系统的构成
构成
作用
指以成组技术为基础,把外形尺寸(形状不必完全一致),重量大致相似,材料相 自动加工系统
同,工艺相似零件集中在 1 台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统
指由多种运输装置构成,如传送带,机械手等,完成工件,刀具等的供给与传送 物流系统
的软件可帮助实
现产品产出的最大化,同时有效监测所有生产活 动。加工程序可通过以太网下载传到加工中心, 所有的NC程序可以存储到中央控制系统的硬盘 上,并由总控系统进行管理以取得最佳的结果。 控制系统还备有刀具和工件的信息文件,系统动 态进度表,外部交换工作台和刀具库管理以及远 程机床状况监测等功能,同时也允许对通用夹具 零件数据和生产订单进行管理。
什么是柔性制造系统
什么是柔性制造系统柔性制造系统(英文:Flexible Manufacturing System,缩写: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。
FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能,因此能综合地提高生产效益。
1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系统24”。
其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,目标是在无人看管条件下,实现昼夜24小时连续加工,但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。
1967年,美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline I系统,它由八台加工中心和两台多轴钻床组成,工件被装在托盘上的夹具中,按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。
这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。
日本、前苏联、德国等也都先后开展了FMS的研制工作。
1976年,日本发那科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),为发展FMS提供了重要的设备形式。
柔性制造单元(FMC)一般由12台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。
随着时间的推移,FMS在技术上和数量上都有较大发展,实用阶段,以由3-5台设备组成的FMS为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。
1982年,日本发那科公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,此外还有一个无人化电机装配车间,它们都能连续24小时运转。
这种自动化和无人化车间,是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。
与此同时,还出现了若干仅具有FMS基本特征,但自动化程度不很完善的经济型FMS,使FMS 的设计思想和技术成就得到普及应用。
智能制造技术10-柔性制造系统fms
02 柔性制造系统(FMS)概述
FMS的定义与特点
定义
柔性制造系统(FMS)是一种高度自动化的 制造系统,能够快速、高效地生产多种中 小批量、多品种、结构复杂的产品。
降低成本
通过批量生产,降低单位产品的成本。
高度自动化
采用计算机控制技术,实现制造过程的自 动化和智能化。
高效率
通过优化生产流程,减少生产环节,提高 生产效率。
航空航天制造
FMS可以应用于航空航天制造环节,实现复杂部 件的自动化生产和检测,提高生产效率。
3
食品加工
FMS可以应用于食品加工环节,实现自动化生产 线和包装线,提高生产效率和卫生质量。
06 未来智能制造技术的发展 趋势与展望
人工智能与机器学习在智能制造中的应用
自动化决策
01
利用机器学习算法对生产数据进行实时分析,自动调整生产参
数据分析与优化技术
数据挖掘
利用数据挖掘技术,发现数据中的模式和规律, 为生产决策提供支持。
仿真优化
通过仿真技术,对生产过程进行模拟和优化,提 高生产效率和降低成本。
实时优化
利用实时优化技术,对生产过程进行在线优化, 提高生产过程的稳定性和可靠性。
04 FMS的优点与挑战
FMS的优点
高灵活性
FMS能够快速适应不同类 型和数量的产品生产,满
FMS的主要特点
可快速调整生产过程,适应多品种、小批量生产需求;具有高自动化、高柔性、 高生产效率等优势。
背景介绍
随着市场需求多样化、个性化的发展 ,传统制造模式难以满足快速变化的 市场需求。
FM强企 业竞争力等方面具有重要作用,成为 制造业转型升级的重要方向。
灵活性
能够适应市场需求变化,快速调整生产工 艺和产品结构。
柔性制造系统
柔性制造系统(FMS)一、概述1.发展历史1967年美国Molins公司制造首条FMS即System-24以及1970年美国K&T公司推出的飞机和拖拉机零件的多品种,小批量生产的自动线被人们公认为是世界上FMS的起源。
FMS 的出现解决了在离散型工业生产中一直试图解决而未能解决的经常变换品种的中小批量生产自动化的问题。
20多年来,FMT及FMS受到世界各国广泛重视,发展迅速并日趋成熟。
79年代后期到80年代是FMS在世界上蓬勃发展的时期,1982年美国芝加哥国际机床展览会和日本11界大阪国际机床展鉴会充分说明了FMS已从试验阶段进入实用阶段并已开始商品化。
美国、日本等工业发达国家都先后推出了一些大型的FMS的发展计划,耗资往往为几千万乃至上亿元,与此同时,考虑到企业的经济承受能力及投资风险性,也推出不少小型、经济型的FMS。
70年代后期FMS及以后的独立制造的岛、P-FMS的出现,使企业的柔性化找到了一条经济、实用又可留有发展余地的道路。
同时FMS的概念也已向其他生产领域移植,如从机械加工扩展到钣金、冲压、电火花加工、焊接、铸造等领域,从机械加工业扩展到服装。
食品等行业等等。
FMS是数控机床或设备自动化的延伸,FMS的一般定义可以用以下三方面来概括:FMS是一个计算机控制的生产系统;系统采用半独立的NC机床;这些机床通过物料输送系统连成一体。
其中,数控机床提供了灵活的加工工艺,物料输送系统将数控机床互相联系起来,计算机则不断对设备的动作进行监控,同时提供控制作用并进行工程记录,计算机还可通过仿真来预示系统各部件的行为,并提供必要的准确的量测。
FMS的基本组成随侍加工工件及其他条件而变化,但是系统的扩展必须以模块结构为基础。
用于切削加工的FMS主要由四部分组成:若干台数控机床、物料搬运系统、计算机控制系统、系统软件。
FMS的柔性可以从几方面评价,如图生产柔性工艺柔性设备柔性工序柔性生产柔性流程柔性批量柔性扩张柔性柔性制造自动化技术包含FMS的四个基本部分中的自动化技术,及自动化的加工设备、自动化的刀具系统。
柔性制造系统
柔性制造系统是一种把自动化加工设备、物流自动化加工处理和信息流自动处理融为一体的智能化加工系统。
进入80年代之后,柔性制造系统得到迅速发展。
柔性制造系统由三个基本部分,如图1-10所示,各部分的组成作用简述如下:1.加工子系统根据工件的工艺要求,加工子系统差别很大。
如图1-11是一个FMS组成实例。
加工子系统由数控车床(单元1)、数控端面外圆磨床(单元2)、数控车床(单元3)、立式加工中心(单元4)、卧式加工中心(单元5)组成,五个加工单元配有四台工业机器人,单元2还配有中心孔清洗机。
该系统可以加工伺服电机的轴类、法兰盘类、支架体类、壳体类共14种零件。
2.物流子系统该系统由自动输送小车、各种输送机构、机器人、工件装卸站。
工件存储工位、刀具输入输出站、刀库等构成。
物流子系统在计算机的控制下自动完成刀具和工件的输送工作。
如图1-11中物流子系统由四个机器人、自动仓库、工件出入托盘站,机床前托盘站等五个和一辆自动搬运车组成。
3.信息流子系统由主计算机、分级计算机及其接口、外围设备和各种控制装置的硬件和软件组成。
信息流子系统的主要功能是实现各子系统之间的信息联系,对系统进行管理,确保系统的正常工作。
对一个复杂系统,只有通过计算机分级管理才能对系统进行更有成效的管理,保证在工作时各部分保持协调一致。
对FMS,计算机系统一般分为三级,第一级为主计算机,又称为管理计算机。
管理计算机根据调度作业命令或根据现场反馈信号(如故障、报警信号)运行“作业调度软件”,实现各种工况的作业调度计划,并对下一级计算机发出相应的控制指令,第二级为过程控制计算机,包括计算机群控(DNC)、刀具管理计算机和工件管理计算机,其作用是接受主计算机的指令,根据指令对下属设备实施具体管理。
第三级由各设备的控制计算机构成,实现具体的程序动作。
如图1-11中信息流子系统由中央管理计算机、物流控制计算机、单元控制计算机、各数控机床和机器人中的数控装置以及信息传送网络组成。
第五章_柔性制造系统
柔性DNC(Flexible Distributed Numerical
Control )
DNC系统不仅用计算机来管理、调度和控制多台数控机床,
而且还与CAD/CAPP/CAM、物料输送和存贮、生产计划与控
制相结合,形成了柔性分布式数字控制(Flexible
Distributed Numerical Control:FDNC)系统(80’s)。
有轨小车、自动导向小车(Automated
Guided Vehicle, AGV)等。
物料管理功能
物料管理系统从物料进入系统,到最
终退出系统,能进行自动跟踪,保证
物料储运系统的正常运行。
3.2 FMS中的自动化物料传送设备
(1)传送带(Conveyer)
特点
控制简单、传送设备造价低;
具有连续输送的能力,单位时间
DNC发展过程
分布式数控(Distributed Numerical Control)
DNC系统实施分级控制,CNC计算机直接控制数控机床并
与DNC系统主机进行信息交互,DNC主机也可与其它计算机进
行信息的交互。DNC系统配置的这种发展,使DNC的含义由直
接数控变为分布式数控(Distributed Numerical Control )
2.1 机械加工工作站
加工中心(Machining Center or
Production Center)
一般在柔性制造系统中主要的机械
加工设备是加工中心,常带有机附刀库,
可实现主轴和机附刀库的刀具交换;
同时,MC还带有自动托盘交换装置。
集成加工中心到FMS的基本条件
硬接口:
托盘自动交换装置(Automated Pallet
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磁性开关的安装与调试 在生产线的自动控制中,可以利用该信号判断气缸 在生产线的自动控制中,可以利用该信号判断气缸 的运动状态或所处的位置, 的运动状态或所处的位置,以确定工件是否被推出 或气缸是否返回。 或气缸是否返回。 在磁性开关上设置有LED,用于显示传感器的信号 在磁性开关上设置有 , 状态,供调试与运行监视时观察。当气缸活塞靠近, 状态,供调试与运行监视时观察。当气缸活塞靠近, 接近开关输出动作,输出“ 信号 信号, 灯亮; 接近开关输出动作,输出“1”信号,LED 灯亮;当 没有气缸活塞靠近,接近开关输出不动作,输出“ 没有气缸活塞靠近,接近开关输出不动作,输出“0” 信号, 信号,LED不亮 不亮
七、安装站
1)功能介绍 ) 将上一站传送来的工件进行 装配和挤压成形后,下一站 来取工件。当放料口有工件, 推料气缸Ⅰ将工件推出到装 配位,装配位中的顶料气缸 缩回(装配盖落下),装配 位中的顶料气缸伸出,推料 气缸Ⅱ将工件推送到挤压位, 冲压气缸下降(完成挤压动 作后)冲压气缸回位,气缸 回初始状态。推料气缸Ⅲ将 装配完成的工件推到传送带 上,传送到位,等待下站工 作。
八、分类站
1)功能介绍 ) 把不同的工件经过检测,分类放置。 可检测材质,颜色等。按列分类法 我们举例第一列放金属工件,第二 列放红色工件,第三列放黑色工件 工件入库原则从下到上,从左至右。 下面以黑色工件为例举。当上一站 工件挤压完成后,Z轴气缸伸出,气 手爪夹紧,夹住工件后,Z轴气缸缩 回,X轴伺服X轴电机传送到相应位 置停止, Y轴步进电机上升到位,Z 轴气缸伸出,气手爪松开,Z轴气缸 缩回,Y轴步进电机下降回初始状态。
六、搬运安装站
1)功能介绍 ) 把上一站传送过来的工件 搬运传送到下一站(安装 站)。当传送带站工件到 位时,升降气缸下降。吸 盘工作。升降气缸上升 旋转气缸转向下一站(右 位)。双轴气缸伸出。升 降气缸下降。吸盘停止工 作。升降气缸上升。双轴 伸缩缸缩回。旋转气缸转 向上一站位(左位)。 回到初始位置。Fra bibliotekKA1
KA2
五、传送带站
1)功能介绍 ) 上一站把合格工件搬 运到传送带上,传送 带站传感器检测工件 到位后,电机带动皮 带转动到位。
开始条件 放料口有工件 初始条件 所有部件回到初始状态。 工作过程 当放料口有工件时,直流齿轮电机启动带 动平带传动工件,(工件到达一定位置时, 到位传感器检测工件是否合格,如不合格 会被超薄气缸直接拨到拨盘内)(扩展 用)。平带继续传送工件到位。
开始条件 所有部件回到初始状态。 料仓中有工件。 初始条件 所有气缸为原位 工作过程 当工件到位时,推料气缸Ⅰ伸出将工件推入装配 位,推料气缸Ⅰ缩回,装配位中的顶料气缸缩回, 装配盖落下,顶料气缸伸出, 推料气缸Ⅱ将工件推 送到挤压位,推料气缸Ⅱ缩回, 冲压气缸下降(完 成挤压动作后)冲压气缸回位,推料气缸Ⅲ将装 配完成的工件推到传送带上,传送到位,等待下 站工作。
物流系统 中央管理系统 加工与制造系 统
柔性制造系统
监控系统
1.机床的柔性:指可加工给定零件族中的零件,其中包 机床的柔性:指可加工给定零件族中的零件, 刀具转换、夹具转换等 括刀具转换、夹具转换等。 加工柔性: 2.加工柔性:能以多种流程加工一组类型材料不同的零 攻螺纹等加工 等加工。 件。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。 工序柔性:能自动改变零件加工工序的能力 加工工序的能力。 3.工序柔性:能自动改变零件加工工序的能力。 零件流动路线柔性:能自动更变零件加工路径 零件加工路径。 4.零件流动路线柔性:能自动更变零件加工路径。如遇 到系统中某台设备的故障, 到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台设备上 加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率, 加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等 待时间。 待时间。 产品柔性:产品改变时能经济、迅速的转产。 5.产品柔性:产品改变时能经济、迅速的转产。 生产柔性:能在不同批量下运行都能获取经济效益。 6.生产柔性:能在不同批量下运行都能获取经济效益。 扩展柔性:能根据生产的需要组建和扩展生产能力。 7.扩展柔性:能根据生产的需要组建和扩展生产能力。
2.叶片气缸 叶片气缸
一、供料站
1)功能介绍 ) 料仓里的工件供给的模块 站,是整个系统的第一站 也是整个工作中最基础的 模块。 供料工作单元的主要作用 是为加工过程逐一提供加 工工件。供料过程中,迷 你气缸从料仓中推出工件。
开始条件 供料模块料仓里有工件(光纤传感器感应) 所有传动机构初始状态 初始条件 供料气缸原位 料仓里有工件 工作过程 料仓里储存工件,到位传感器感应到料仓里存储工件,单 向电磁阀给供料气缸送气,使供料气缸向前推动工件到位, 等待工件被搬运,然后后退复位,进而推动第二个工件。
Q系列PLC是中、大型PLC系列产品,Q系列PLC 采用了模块化的结构形式,系列产品的组成与规 模灵活可变,最大输入输出点数达到4096点;最 大程序存储器容量可达252K步,采用扩展存储器 后可以达到32M;基本指令的处理速度可以达到 34ns;其性能水平居世界领先地位,可以适合各 种中等复杂机械、自动生产线的控制场合。
4、 电容式和电涡式接近开关 、
二、气动技术
设备上安装了许多气动元件,包括气泵、 气源处理器、流量控制阀、双向电控气阀、 单向电控气阀、汇流排、气缸等
带接近开关的双 作用气缸 旋转气缸
单作用气缸
2 位5 通双作用气 控换向阀 带吸盘的真空阀
2 位3 通单向气控阀
气源处理器
气动旋转装置 1.齿条和齿轮旋转气缸 齿条和齿轮旋转气缸
3、 光电开关及应用 、
光电开关通常环境条件比较好、无粉尘污染 的场合下使用。光电开关工作时对被测对象 几乎无任何影响。因此,生产线广泛地使用。 漫射式光电接近开关是利用光照射到被测工 件上后反射回来的光线而工作的,由于工件 反射的光线为漫反射光,故称为漫射式光电 开关。 投射型(对射式)和回归型(镜面反射)
三菱FX2N简单易学,这是它最大的优点, 不过功能有限,复杂的控制系统用不了
三、加工站
1)功能介绍 ) 传感器确认到达转盘的工 件之后,转盘旋转90°把 工件送到相应的加工位置 上。钻孔加工工件内径, 然后转盘旋转工件90°到 达下一个模块,这一模块 利用检测气缸检测工件内 径是否钻孔钻孔且合格, 如果气缸前进到底说明加 工正常,否则是次品。
开始条件 所有部件为复位状态 初始条件 提升钻孔加工装置气缸原位 检测气缸缩进(上升) 抵料气缸原位 转盘工件槽里无工件 工作过程 到位传感器感应到第一个工件进入转盘槽中,抵料气缸缩 回,直流减速电机带动转盘旋转90°到位,抵料气缸前进 固定工件,提升钻孔加工装置气缸伸出,直流减速电机模 拟钻孔加工,对工件进行钻孔加工,加工完毕,提升钻孔 加工装置气缸缩回,固定气缸缩回。转盘旋转90°到位, 抵料气缸前进再次固定转盘,深度检测气缸伸出检测工件, 检测完毕,检测气缸缩回上升,抵料气缸再次缩进释放工 件,直流电机第三次带动电机旋转90°,等待搬运工件到 下一站回到初始位置。
2、光纤光电接近开关及应用 、
光纤式光电开关由光纤检测头、光纤放大 器两部分组成,光纤放大器和光纤检测头 是分离的两个部分,光纤检测头的尾端部 分分成两条光纤,使用时分别插入放大器 的两个光纤孔
光纤放大器
光纤检测头
(1)电气与机械安装 安装过程中,首先将光纤检测 头固定,将光纤放大器安装在 导轨上,然后光纤检测头的尾 端两条光纤,分别插入放大器 的两个光纤孔,接线时请注意 根据导线颜色判断电源极性和 信号输出线。 (2)灵敏度调整 光纤式光电开关在生产线上应 用越来越多,但在一些尘埃多、 容易接触到有机溶剂及需要较 高性价比的应用场所,实际上 可以选择使用其它一些传感器 来代替,如电容式接近开关、 电涡流式接近开关
第二章 系统主要元件介绍及应用
在自动生产线中通常用到传感器技术、电 机技术、气动技术、控制技术、伺服驱动 技术、通迅技术,就象人的感官系统、运 动系统、大脑及神经系统。下面以DLMPS800 自动线为载体对以上关键技术进 行阐述。
一、传感器
1、磁性开关及应用 、
磁力式接近开关(简称磁性开关)是一种非接触式位 置检测开关,这种非接触位置检测不会磨损和损伤检 测对象物,响应速度高。
抵料气缸原位
KA2
KA2
KA1
四、搬运分拣站
1)功能介绍 ) 完成加工站的工作之后通 过通讯(CC-Link)开始 搬运分拣站的工作,加工 结束后搬运分拣站的气手 爪选择把加工合格工件移 送到下一站,加工不合格 的工件放置在中间的滑轨 为废料,处理完后重新回 到初始位置。
开始条件 所有部件为复位状态. 初始条件 双轴气缸原位 气爪应在初始位置 抓取装置在光轴原位 工作过程 工件到位,传送带在直流齿轮的带动下传动气爪移动,抓 取装置到位,升降气缸伸出,气爪抓紧工件,升降气缸缩 回,抓取装置移动,废料放置中间废料滑轨位置,合格工 件放置到位,升降气缸伸出,气爪释放工件,升降气缸缩 回。
停止 启动 手动/自动
网络 复位 报警
急停
二、搬运站
1)功能介绍 ) 整个搬运模块能完成四 个自由度动作,包括吸 盘吸附、摆缸旋转、吸 盘释放和气缸推进4 个 动作。 摆缸原位→摆缸摆动到 送料口位→吸盘吸附工 件→摆缸旋转到出料口 位→吸盘释放工件→摆 缸旋回→ 气缸推出。
开始条件 工件到位。 初始条件 所有部件为初始状态 工作过程 摆缸原位,工件到位,摆缸旋转180°,经真空发生器与真空 吸盘配合吸附工件,摆缸旋转180°将工件放置到位,电磁阀 给推料气缸送气推动工件至滑轨,工件滑落到位。
情境五、 情境五、柔性自动化 生产线的设计
任务一:功能设计及组件准备
应用计算机辅助制造技术,将数控机床、 应用计算机辅助制造技术,将数控机床、 加工中心、 加工中心、物料自动储存传送装置和辅助 控制装置等在计算机的统一控制下, 控制装置等在计算机的统一控制下,形成 柔性加工自动生产线,既柔性制造系统。 柔性加工自动生产线,既柔性制造系统。