柔性制造自动化概述复习资料
FMS复习资料
柔性制造技术FMT是建立在数控设备应用基础上的、正在随着制造企业技术进步而不断发展的新兴技术，是一种主要用于多品种、中小批量或批量生产的制造自动化技术。
FMT的根本特征即“柔性”。
FMT是将微电子技术、智能化技术与传统加工技术融合在一起，具有先进性、柔性化、自动化、效率高的制造技术。
柔性制造系统FMS可由以下三部分组成：加工子系统、物流子系统和信息流子系统。
FMS“柔性”的支持技术：数控机床是实现FMS柔性的设备基础。
必须以柔性制造设备（托盘化CNC加工中心）为基础，而不能以没有固有柔性的设备（如专用机床）来构成FMS的加工子系统。
成组技术GT是实现FMS柔性的重要技术基础。
使用GT，可以充分发现、标示和利用多种零件加工过程中的相似性，用同一种加工工艺实现多种零件的加工，从而使FMS在不改变硬件设备的情况下能适应多种零件的加工。
GT与FMS相结合，通过将单件、小批量零件合并成多品种的中小批量生产，既支持了FMS 的“柔性”，又提高了FMS的生产设备的利用率，减少了准备工作，进而减少了每个零件的成本，克服了数控机床比专用机床成本高的缺点。
零件具有不同的功能，但形状尺寸相近。
零件在形状上有较大差异，但加工工艺有较高的相似性。
零件的编码：零件分类编码系统码位之间的结构：树式结构（分级结构）：每个特征码有许多分支。
链式结构（并列结构、矩形结构）：每个码位内的各个特征码具有独立的含义，与前后位无关。
混合式结构：同时存在以上所述的两种结构。
（常用）零件的分组：零件编码后，就可利用零件代码，按一定的准则，将零件分类成组。
零件分组宗旨：尽量使得所划分的组数少，而组内品种多，以增大零件成组批量，提高实施成组技术应有的效益。
零件分组的方法：特征位法：选取一些特征性较强、对划分零件族影响较大的码位作为零件分组的主要依据，而其余的码位予以忽略。
码域法：对零件分类编码系统中各码位的特征项规定一定的允许范围，作为零件分组的依据。
柔性制造系统技术精讲
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•1985年后在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持 和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下， FMS 得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的交叉 阶段。 •1988年北京机床研究所为天津减速机厂提供的加工减速机 机座的JCS-FMS-2系统是全部自行开发和配套的，它标志着 我国已具有自主开发FMS系统的实力。
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物流
物流
物流，信息流
通过机、电、液 以硬件为基础，以软 不仅针对具体操作和 气等硬件控制方式 件为支持，改变程序即 工人的体力劳动，而且 实现，因而是刚性 可实现所需的转变，因 涉及脑力劳动以及设计、 的，变动困难 而是柔性的 经营管理等各方面 继电器程序控制 数控技术，计算机控 系统工程，信息技术， 技术，经典控制论 制，GT，现代控制论 计算机技术，管理技术
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三、柔性自动化制造技术的研究现状
1、集成技术和系统技术 研究热点。 CIMS：信息集成和功能集成； CE：过程集成； AM：企业间集成； 2、人机一体化系统
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全盘自动化和无人化工厂或车间曾经是制造自动化发 展的目标。在对无人制造中出现的问题进行反思的基础上， 人们重新认识了人在柔性自动制造系统中有着机器不可替 代的重要作用。 将人作为系统结构中的有机组成部分。
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管理、控制和优化。
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三、柔性自动化制造技术在功能上的含义
可用TQCSEF模型来描述柔性自动化制造技术
的目标。
•T （ Time ） —— 时间，加速新产品研制，缩短交货 期 •Q（Quality）——质量
11第四章_柔性制造技术
三、物流系统
物流系统一般由三个部分组成： 物流系统一般由三个部分组成： （1）输送系统 （2）贮存系统 （3）操作系统
图4- 25物流系统的控制功能体系
FMS物流系统对输送装置的要求
（1）通用性 能适合一定范围内不同输送对象的要求， 与物料存储装置、缓冲站和加工设备等的关联性好， 物料交接的可控制性和匹配性（如形状、尺寸、重量 和姿势等）好。 （2）变更性 能快速地、经济地变更运行轨迹，尽量增 大系统的柔性。 （3）扩展性 能方便地根据系统规模扩大输送范围和输 送量。 （4）灵活性 接受系统的指令，根据实际加工情况完成 不同路径、不同节拍、不同数量的输送工作。 （5）可靠性 平均无故障时间长。 （6）安全性 定位精度高，定位速度快。
1967年英国Molins公司建成第一条FMS 1967年英国Molins公司建成第一条FMS 年英国Molins公司建成第一条 70年代末80年代初 FMS商品化 年代末80年代初， 商品化， 70年代末80年代初，FMS商品化，从机加工 到焊接、装配、 到焊接、装配、检验及无削加工等领域 80年代后 年代后， 80年代后，基于计算机的集成制造 1985年运行的FMS有400套 年运行的FMS 1985年运行的FMS有400套， 1987年近800套 年近800 1987年近800套， 1990年即达到1500多套 年即达到1500多套， 1990年即达到1500多套， 目前约有3000套左右正在运行。 3000套左右正在运行 目前约有3000套左右正在运行。
第四章 制造自动化技术
第四节 柔性制造技术
一、柔性制造系统概述
柔性制造系统（ 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS）是集数控技术、计算机 ）是集数控技术、 技术、 技术、机器人技术及现代生产管理技术 为一体的现代制造技术。 为一体的现代制造技术。
自动化制造系统复习资料
一：填空、判断、选择等涉及的知识点1：自动化制造系统的六要素：可以从六个方面评价一个自动化制造系统，我们称这六个方面为自动化制造系统的六要素。
分别是：生产率、产品质量、寿命周期经济性、寿命周期可靠性、制造柔性、可持续发展性2：自动化制造系统的寿命周期：通常将系统的设计、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废这些过程的集合称为自动化制造系统的寿命周期。
3：TQCSE TQCSE模型：time（时间）quality（质量）cost（成本）service （服务）environment （环境友善性）4：AGV的管理：AGV automated guided vehicle 自动导向小车5：工业机器人的一般组成：工业机器人一般由主构架（手臂）、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器组成。
6：运输设备的种类：（1）传送带: 步伐式传送带、摆杆步伐式传送带、链板履带式传送带、托盘及托盘交换装置（2）运输小车：有轨小车、自动导向小车7:自动化制造系统人及一体化的三个层面：感知层面上的人机联合作用2控制层面上采用人机共同决策3执行层面上人机交互协作、取长补短、充分发挥各自优势8：自动化系统五个典型组成部分：具有一定技术水平和决策能力的人、一定范围的被加工对象、信息流及其控制系统、能量流及其控制系统、物料流及物料处理系统9:CIMS的分层控制结构：computer integrated manufactureing syetem 计算机集成制造系统。
计算机集成制造控制系统是制造工厂，特别是多品种、找小批量生产类型制造工厂实现自动化的主要形式。
CIMS的控制体系是以五层递阶控制模式为基础建立起来的。
从上到下依次为：工厂层、车间层、单元层、工作站层、设备层。
见P12910：系统具有的一般性质：目的性、整体性、集成性、层次性、相关性、环境适应性11：制造和大制造的概念：12：自动化制造系统信息模型：自动化制造系统的信息模型是一种描述信息的“概念模式”，它不偏向于任何专门的数据应用，同时还独立于数据的物理存取方式。
FMS柔性自动化要点整理
•
而且也要更改硬件。
•
➢ 采用计算机网络通信接口
• 新一代的CNC装置为了能连入到DNC、FMS中设置了 可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口，通过该接口可 以把数控设备连接在工业局域网（LAN）中。网络通信协议 大多采用ISO开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关 协议。
• 专用网络：DATA－HIGHWAY（DH）、（DH+）
• 直接数字控制（Direct Numerical Control），也有人称它 为“群控” （60‘s）
•
➢ 分布式数控（Distributed Numerical Control ） • • DNC系统实施分级控制，CNC计算机直接控制生产机床 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 ）。（70’s）
•3 . 1 FMS概述
•3 . 1 . 1 制造柔性
• 制造柔性是指一个制造设备或系统对生产需求变化的适应 能力，通常制造柔性体现在以下几个方面：
• 制造设备的柔性 • 制造设备通过配备相应的刀具、量具、夹具、NC程序 等，使得此设备具有制造给定零件族中任何零件的能力；（ 这是一种固有的柔性，它与制造设备所具有的相关功能有关 ，如机附刀库的容量、控制的运动轴数等。）
•
•2．4 DNC通信系统的物理连接
➢ 采用RS－232C或RS422
• 采用RS-232C或RS422连接方式实现起来比较方便，成本也比较低，
但也带来以下一些问题：
• （1）传输距离短。如RS-232C的传输距离不超过50m，20mA电流环
自动化设备中的柔性制造系统
自动化设备中的柔性制造系统自动化设备在现代工业生产中扮演着重要的角色，而柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）则是一种能够适应各种生产需求的高效生产系统。
本文将详细介绍自动化设备中的柔性制造系统，从原理、应用、优势等方面进行探讨。
一、柔性制造系统的定义和原理柔性制造系统是一种能够灵活、高效地处理各类生产工艺的自动化生产系统。
它通过多种自动化设备和技术的组合，实现了零件的自动运输、存储、加工和检测等环节，从而提高了生产效率和产品质量。
柔性制造系统的核心原理是模块化和集成化。
通过将多个自动化设备进行模块化设计，并通过信息技术实现它们之间的集成，柔性制造系统能够通过灵活的调度和控制，实现不同工艺的自动切换和调整，以适应不同的生产需求。
二、柔性制造系统的应用领域柔性制造系统广泛应用于各个行业的生产领域。
以汽车制造业为例，柔性制造系统可以实现汽车零部件的自动加工、装配和检测，从而提高生产效率和质量稳定性。
此外，柔性制造系统还被应用于电子、机械、航空等领域的生产加工，实现了自动化生产流程的高效运行。
三、柔性制造系统的优势1. 提高生产效率：柔性制造系统通过自动化设备的灵活调度和控制，能够快速切换生产工艺，实现生产流程的高效运行，从而大幅提升生产效率。
2. 提高产品质量：柔性制造系统通过自动化设备的智能化控制和检测，实现了对产品质量的精确控制和实时监测，有效减少了人为因素对产品质量的影响。
3. 降低生产成本：柔性制造系统能够减少人工操作和人力资源的利用，降低了生产成本；同时，其高效的生产流程也能够减少资源浪费，达到资源利用的最大化。
4. 增强生产灵活性：柔性制造系统能够根据生产需求的变化，灵活调整工艺流程和生产能力，从而满足各类产品的不同生产要求，提升生产的灵活性和适应性。
5. 提升企业竞争力：柔性制造系统的应用能够提高企业的生产能力和产品质量，降低生产成本，使得企业更具竞争力，更好地适应市场需求。
机械设计的柔性制造与柔性自动化
机械设计的柔性制造与柔性自动化在现代工业中，机械设计的柔性制造与柔性自动化已经成为了一种趋势。
柔性制造系统和柔性自动化技术的应用，不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以适应市场需求的快速变化。
本文将探讨机械设计中柔性制造与柔性自动化的概念、特点以及在实际应用中的优势。
一、柔性制造的概念与特点柔性制造是指通过灵活的生产方式和先进的生产设备，能够满足多品种、小批量和快速交付的生产需求。
柔性制造的特点包括以下几个方面：1.多品种生产：柔性制造系统可以同时生产多种产品，而无需进行大规模的设备和工艺改造。
工艺参数可以根据产品要求进行调整，以适应不同产品的生产需求。
2.小批量生产：传统的生产方式通常针对大规模生产，而柔性制造系统可实现小批量生产，无需等待大量订单积累。
这可以缩短产品交付周期，提高了生产的灵活性和响应能力。
3.快速交付：柔性制造系统具有快速响应市场需求的能力，可以在较短时间内完成产品生产和交付，满足客户紧急订单和临时需求。
4.资源共享：柔性制造系统通过合理规划和配置各种生产资源，如设备、工人和原材料，实现了资源的共享和高效利用。
这不仅可以降低成本，还可以提高资源的利用率。
二、柔性自动化的概念与特点柔性自动化是指结合柔性制造系统和先进的自动化技术，实现生产过程的自动化控制和灵活调整。
柔性自动化的特点如下：1.自动化控制：柔性自动化系统通过自动化设备和控制系统，实现对生产过程的自动化控制。
这可以减少人工操作，提高生产效率和稳定性。
2.智能化调整：柔性自动化系统可以根据产品要求和生产情况，自动调整工艺参数和生产流程。
这通过传感器、监控系统和智能算法实现，提高了生产过程的灵活性和适应性。
3.人机协作：柔性自动化系统还可以实现人机协作，即机器和人员在生产过程中进行合作。
人员可以通过人机界面和机器交互，监控生产情况和进行调整，提高了生产的灵活性和智能化水平。
4.远程监控与管理：柔性自动化系统还可以实现远程监控和管理，通过互联网和通信技术，实现对生产设备和生产过程的实时监控和远程控制。
柔性制造自动化生产技术
柔性制造自动化生产技术一、概述柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，它以工艺设计为先导，以数控技术为核心，是自动化地完成企业多品种、多批量的加工、制造、装配、检测等过程的先进生产技术。
它涉及到计算机、网络、掌握、信息、监测、生产系统仿真、质量掌握与生产管理等技术。
其主要研究范围一般可分为：1.适用于柔性自动化生产的设备包括数控机床、辅机、传输装置、机器人、存储装置、柔性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。
2.自动化掌握和管理技术包括分布式数字掌握技术、质量统计和管理信息集成技术、生产规则和动态调度掌握技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、生产系统仿真技术等。
3.联线技术依据工艺设计，将各种设备联线，形成一个自动化生产的有机整体，既具有一定范围的适用性，又具有较好的可变性。
包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、选择依据柔性自动化生产技术的高效性、敏捷性和缩短投产预备时间等特性使其成为实施灵捷制造、并行工程、精益生产和智能制造等先进制造系统的基础。
柔性自动化生产技术起源于切削加工，至今已遍及到机械制造业的各个领域，包括：电火花加工、激光加工、板材剪切和折弯、冲压加工、水喷射加工、焊接及自动扮装配等，甚至还应用到测量、热处理和喷漆涂覆等领域。
柔性自动化生产技术是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断快速更新的主要手段，是先进制造技术的基础技术。
实践证明，应用由不同柔性自动化水平构成的制造系统可提高生产率1-4倍，新产品试制周期和费用削减1/3-1/2。
从而可缩短制造周期和交货期，加快产品更新换代，大幅度降低成本，提高企业对市场变化的应变能力和竞争能力，给企业带来明显的经济效益。
为了提高我国在国际市场上的竞争能力和振兴机械制造业，采用先进制造技术势在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技产品，依靠进口则费用昂扬，而且制造系统包含着技术、管理和人文意识，故必需我国自行研制，才能结合国情，达到先进而适用，且能节省大量外汇，取得巨大的经济效益。
FMS柔性自动化要点整理 (1)
E
D
智慧工厂
Ø AGV的特点 l 具有良好的柔性； l 减少劳动力需求； l 不同的AGV能够在同一个系统中运行； l 在系统中即使有个别AGV不能正常工作，系统不会瘫痪； l 系统容易扩展； l 提高了产品设备运输的安全性； l 高的可靠性； l 减少占用空间； l 需要少的能源，并且运行低噪音； l 容易安装，维护方便； l 易于与其它自动化系统集成。
智慧工厂
Ø 分布式数控（Distributed Numerical Control ） DNC系统实施分级控制，CNC计算机直接控制生产机床 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 ）。（70’s） Ø 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NC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）
源 目的 数据 crc
• 生产者/消费者
– 标识字段是标识数据的代码，所有节点可以在同一时间接收到 ； – 多个节点可以同时共享来自同一生产者节点的数据； – 带宽利用更为有效。
标 识 数 据 crc
智慧工厂
5.1.2 什么是OPC (1) OPC定义
• 目前有近300家仪表及控制设备生产厂商支持该工业标准。
感应线圈（左） 导向线
感应线圈（右）
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◎自动化制造系统（AMS）的定义定义①一定范围的被加工对象，一定柔性的H动化水平的设备，高素质的人所组成的有机整体。
它接收外部的信息，能源，物料，资金等，在以人和计算机与控制系统作用下，实现一定程度的自动化制造，达到输出合格产品的目的。
定义②在合适的人工肓接或间接干预下，将原材料加工或零件或产品在加工过程屮实现工艺过稈H动化。
（1）T.件的装卸和存储、运输（2）刀具的装配、检测、运输和更换（3） T件的切削、切屑、供给和测量（4）切屑液的净化◎自动化制造系统（AMS）的组成1、功能组成：毛胚制备白动化系统，机械加工白动化系统，储运白动化系统，装配白动化系统，辅助过程自动化系统，热处理过穆自动化系统，质最控制了系统，系统控制了系统2、物理组成：白动化加工设备；：T件储运系统；刀具装配与输送系统；检测监控系统; 辅助设备；控制系统。
◎ AMS的学科特点：核心一机械制造技术关键一H动控制技术纽带一系统T程技术◎自动化制造系统项目实施阶段：（1）可行性论证（生命周期法）（2）初步设计（3）详细设计（4）安装与调试（5）运行与维护◎自动化制造系统项目实施流程：市场需求/*户需求/实际需求（2）组建班了①明确人员所需具备的条件：n熟悉业务b责任心强c团队精神强%1人员的构成：a按专业配套原则b按内部与外部原则%1人员的培训：目标清楚（3）需求分析目的：进一步澄清自动化系统的需求情况方式：a系统调研b作专业需求报告c专业评审（4）可行性论证H的：a技术上是否可行b经济上是否可行c经济效益上是否可行内容：①系统的功能与目标%1初步设计方案%1工作计划%1投资预算%1效益与风险论证（5）初步设计①确定加丁对彖%1划分人机界面%1建立系统的功能模型和信息模型%1设备的选型与配置%1初步设计方案的仿真%1可靠性分析%1人员配置与培训（6）详细设计：①完善及细化系统的功能模型◎完善及细化系统的信息模型%1硬件设备设计%1软件系统设计%1生产场地的总体布置图（7）系统仿真（8）系统建造①制定建造计划◎招标投标%1设备安装%1系统调试A调试内容B调试等级:单机，主系统，系统C调试项目：启动性能调试空运段性能调试试切屑性能调试%1系统验收%1运作维护◎滚动自线导轨的特点:①承载能力大◎刚性强①寿命长④传动平稳可靠⑤具有结构白动调整能力◎简述自动化制造系统的发展历史和发展现状从其发展历稈来看，H动化制造技术大约经历了四个阶段。
自动化生产中的柔性制造系统
自动化生产中的柔性制造系统柔性制造系统在自动化生产中的应用一、引言随着科学技术的不断发展，自动化生产已经成为现代工业发展的趋势。
在自动化生产中，柔性制造系统具有重要的应用价值。
本文将深入探讨柔性制造系统在自动化生产中的作用和影响。
二、柔性制造系统的概念及特点柔性制造系统是一种以计算机为核心控制的智能化制造系统，它能够根据生产需求进行灵活调整，实现多品种、小批量、快速转换的生产方式。
其主要特点包括以下几个方面：1. 系统集成：柔性制造系统由多个设备和单元组成，通过数据和信号传输实现协调运行。
2. 任务灵活性：柔性制造系统能够实现不同产品的生产任务，并快速适应生产需求的变化。
3. 工序变动性：柔性制造系统具有可选工序和可替换工序的能力，能够根据产品特性进行灵活调整。
4. 物料处理能力：柔性制造系统可以根据需要将物料按照预定的顺序、方式进行处理和传递。
5. 监控与管理：柔性制造系统通过计算机系统进行监控和管理，实时反馈生产情况。
三、柔性制造系统在生产中的应用柔性制造系统在自动化生产中具有广泛的应用，以下将对几个重要领域的应用进行介绍。
1. 汽车制造在汽车制造行业，不同型号、不同配置的汽车需求量巨大，而且生产工艺也存在较大差异。
柔性制造系统的应用能够实现快速调整生产线，适应不同车型和配置的生产需求，并大幅提高生产效率和灵活性。
2. 电子产品制造电子产品的更新速度非常快，市场对产品的需求也随之变动。
柔性制造系统的应用可以实现电子产品生产线的快速调整，满足市场的多样化需求，并能够快速响应新产品的研发和生产。
3. 医药制造医药行业对产品的质量和安全要求非常高，同时产品种类也较多且生产周期较短。
柔性制造系统能够提供高效、灵活的生产环境，确保药品质量安全，同时能够快速调整生产线，适应市场需求的变化。
4. 食品加工食品加工行业往往需要针对不同产品进行加工、包装，而且加工工序繁多。
柔性制造系统可以实现加工工序的快速调整，提高生产效率，并能够确保食品质量和安全。
柔性制造自动化概论
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§4-3
一、概述
车削中心
二、车削中心的主要结构特点
1．主轴箱 2．刀架 3．对置式刀架
三、主要工艺特点
1．多轴数控加工 2．加工综合化 3．加工节奏快
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四、车削中心的功能扩展
1．加工汽车铝车轮的车削中心
2．车削中心的功能及其实现措施
3．自动换刀（ATC）与自动换爪（AJC） （1）ATC功能， （2）AJC功能。 4．运行监视
⑪ 增加
与
措 ⑬ 识别托盘号 提高数控功能 内存 ⑫ 检索外存贮器程序号 ⑪ 扩大
施
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二、加工中心的选用
1．选用要点 （1）工件自动交换， （2）刀具自动交换，
（3）NC系统，
（4）加工精度的稳定性， （5）排屑问题， （6）功能扩展， （7）可靠性，
（8）可维护性。
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2．重点考察的技术条款：
（6）装卸站；
（7）物料保管设备； （8）信息管理及控制装置； （9）辅助设备。
8
二、FMS的分类：
1．按FMS承担的制造任务，可将FMS分成：
（1）柔性零件加工系统；
（2）柔性检测系统； （3）柔性装配系统。 2．按机床与物料输送系统的组合方式，有人将柔性零件加工系 统分成： （1）FMC（Flexible Manufacturing Cell）； （2）FMC 群； （3）FMS（典型） ； （4）FTL（Flexible Transfer Line)。
柔性制造自动化概论ppt课件
三、监控
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§2-3 一、视觉传感器
1．机器视觉的结构 2．应用实例
柔性装配系统的传感技术
（1）电阻检测 ； （2）零件识别 ； （3）电子元件组装 ； （4）工件搬运。
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二、光电传感器
1．组成与分类
2．应用实例
（1）二极管色标检测； （2）螺母正反面判别；
柔性制造自动化概论
绪 论
1．机械制造自动化发展简史
（1）1870年，自动机床走进制造行业。
（2）1895年，发明多轴自动车床。 （3）1924年，机械制造自动线诞生。 （4）1952年，数控（NC, Numerical Control）机床发明。
2
（5）二十世纪六十年代以来， ① 主机：计算机数控（CNC, Computerized Numerical Control）机床，
（3）自动输送工件和刀具的功能；
（4）自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能； （5）自动监视功能。即刀具磨损、破损的监测、自动补偿、自诊断等；
（6）作业计划与调度功能。
二、FMS的适用范围
7
§1-3 一、FMS的结构
FMS的结构与分类
（1）加工设备； （2）装配设备； （3）检测设备； （4）输送设备； （5）物料交换设备；
（3）装配。
二、柔性装配系统的特征：
（1）具有四个组成要素：供料、送料、装配和输送； （2）模块化。
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§2-2
柔性装配系统的控制技术
一、机器人控制器
1．手臂控制
（1）加减速控制，
（2）伺服控制， （3）力控制 。
2．手（工具）控制
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FMS柔性自动化要点整理
• 缺点：通讯带宽浪费严重； 无法保证通讯的确定性； 无法保证通讯的可重复性
对制造厂商有更高的要 求。
PPT文档演模板
商家、客户三者之间没有形成一个有效的闭路，实现对市场的快速响应。
• 柔性 （Flexibility）
• 在通过互联网实施EAM（Enterprise Asset Management），合作伙 伴基于一定的资产运作程序和ISO认证都可共享资产、程序和加工方面
的信息 ，使得制造系统更加柔性。
• 集成（Integration）
PPT文档演模板
•AGV
FMS柔性自动化要点整理
➢ AGV的基本原理
• AGV有别于有轨自动运输小车是AGV的运行不依靠于 固定的运行轨道，而是通过采用不同的引导方式来控制运行 路线。AGV的导引方式分为有线导引和无线导引。如激光导 引就是无线导引中的一种。有线导引又有电磁感应式和光发 射导引式。随着科学技术的发展，新的导引方式层出不穷， 如模式识别导引、陀螺导引等。
FMS柔性自动化要点整理
•第三章 柔性制造系统 （FMS）
•（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
•3 . 1 FMS概述
•3 . 1 . 1 制造柔性
• 制造柔性是指一个制造设备或系统对生产需求变化的适应 能力，通常制造柔性体现在以下几个方面：
• 制造设备的柔性 • 制造设备通过配备相应的刀具、量具、夹具、NC程序 等，使得此设备具有制造给定零件族中任何零件的能力； （这是一种固有的柔性，它与制造设备所具有的相关功能有 关，如机附刀库的容量、控制的运动轴数等。）
•3 . 1 . 3 FMS的组成与功能 •（1）FMS的组成
➢ 硬件系统（第一部分）
柔性自动化制造技术与装备概论
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自知之明是最难得的知识。。20.8.520 20年8 月5日星 期三7 时59分4 7秒20. 8.5
谢谢各位！
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企业的出路在于产品更新换代。。07: 59:4707 :59:470 7:598/ 5/2020 7:59:47 AM
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在企业内部，只有成本。。20.8.507:5 9:4707: 59Aug-205-Aug -20
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人人是人才，赛马不相马，给每一个 愿意干 事的人 才以发 挥才干 的舞台 。。07: 59:4707 :59:470 7:59W ednesda y, August 05, 2020
选用工业机器人驱动系统应根据工业机器人 的性能要求、控制功能、运行的功耗、应用 环境及作业要求、性能价格比以及其他因素 进行综合考虑。在充分考虑各种驱动系统特 点的基础上，保证工业机器人的性能规范、 可行性和可靠性。
2．工业机器人的控制系统
(1)控制系统的基本功能 控制系统是工业机器人的大脑，其基本功能包括： 1)记忆功能 2)示教功能 3)与外围设备联系功能 4)坐标设置功能 5)人机接口 6)传感器接口 7)位置伺服功能 8)故障诊断与安全保护功能
3．搬运机器人
工业机器人
一汽——大众公司焊装车间的机器人
5.其他用途机器人
娱乐机器人：机器人演奏家
娱乐机器人
世界上两个赛事：微机 器人世界杯 和机器人世 界杯
1999年11月举行首届中 国机器人足球锦标赛
服务机器人：清扫机器人
保姆机器人
军用机器人：机器人战车
军用侦察机器人
世界上最轻的机器人
4.5.2 FMS中的加工系统
1.加工系统的配置与要求 加工回转体与非回转体两大类。
柔性制造考前整理
它是精密机械、数值控制、传感器与信号处理、计算机与信息处理、现代管理等学科的最新成果交叉融合形成的一种新的自动化制造技术、方式。
2．FMS产生的背景:消费者对产品的多样化要求，使产品的生命周期变的很短。
以市场经济为基础的现代制造业，面临严峻的挑战，制造商想要获利，必须将单一品种大批量生产模式转变为多品种小批量生产模式。
3．FMS的基本组成：主机物流系统控制整个系统运行的计算机系统4．FMS的主要功能（1）自动制造，在柔性制造系统中，由数控机床这些设备承担制造任务（2）自动更换工件和刀具（3）自动输送工件和刀具（4）自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具（5）自动监视、自动补偿、自诊断（6）作业计划和调度5. 按FMS承担的制造任务分类：柔性零件加工系统、柔性装配系统、柔性检测系统6. 零件加工系统分为：柔性制造单元、柔性制造单元群、典型的柔性制造系统、柔性自动线7. FMC与FMS的区别：（1）FMC是由单台制造设备构成的小系统，而FMS可以是由包括制造设备在内的多台设备构成的大系统（2）FMC只具有某一种制造功能，而FMS可以拥有多种制造功能（3）FMC是自动化制造孤岛，而FMS应该与上位计算机系统联网并交换信息（4）因为区别（3），一个很小的FMS，其功能也比复杂的FMC强大很多8. 柔性装配系统传感技术：视觉传感器、光电传感器、位移传感器、接近传感器、压力传感器9. 我国发展柔性制造的必要性：柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。
它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。
10.发展柔性自动化技术带来的效益（10条）：极低成本、提高产品质量、降低人的疲劳强度、提高生产效率、灵活性高、高可靠性、便于多品种生产、使生产更智能、自动化程度高、减少工件搬运过程中的等待时间损失、最大限度的发挥设备的潜力11.面向操作人员的人机界面（措施）：（1）加工过程的可视化（2）让机床操作部件产生触感（3）定性与定量相结合的信息显示12.适用于柔性制造系统的机床特征：（1）结构布局便于工件自动交换（2）大容量刀库或辅助刀库（3）综合加工能力强（4）高性能（5）通信接口（6）强大的辅助功能13.加工中心的主要功能：（1）刀具存储与自动换刀（2）工件自动交换（3）接触传感器（4）加工尺寸检测与自动补偿（5）功率监控14．车削中心的主要工艺特点：（1）多轴数控加工至少Z、X、C三个数控轴,可完成三轴联动或任意两轴联动加工，多轴车削中心（2）加工综合化Z、C轴联动——铣螺旋槽，X、C轴联动——铣端面凸台，控制C轴——加工沟槽（3）加工节奏快车削中心具有综合加工能力，工序集中，加工节奏快机床的数控功能5>开发车削和铣削的通用刀具（2）刀具自动交换（3）高可靠性对策、采用不重磨刀具16.刀具识别：编码环、条形码、标识块（工作原理P92）：标识块与读写头之间以电磁感应方式传递数据。
柔性制造考试
DNC系统的定义、基本组成和功能分别是什么？DNC是用一台或多台计算机, 对多台数控设备实施综合控制的一种方法, 是机械制造系统的一个重要发展。
DNC系统属于自动化制造系统的一种模式。
DNC控制计算机, 数据通讯系统, DNC接口, NC或CNC装置, 软件系统NC程序的上载与下载；NC程序存储与管理；系统的简单控制与调度；系统状态信息的采集、处理和报告；根据生产作业计划进行生产调度与控制；计划、工装（刀具、量具、夹具）信息、物料数据的集成化生产管理。
DNC通信系统的物理连接方式有哪几种？它们的优点和不足是什么？采用RS－232C或RS422, 采用RS-232C或RS422连接方式实现起来比较方便, 成本也比较低, 但也带来以下一些问题：（1）传输距离短。
（2）传输不够可靠。
（3）传输速率低, 实时性差, 响应速度慢；（4）系统规模有限。
（5）电缆费用高, 系统复杂性增加。
（6）系统的扩展不容易。
3、采用计算机网络通信接口：新一代的CNC装置为了能连入到DNC、FMS 中设置了可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口, 通过该接口可以把数控设备连接在工业局域网（LAN）中。
网络通信协议大多采用ISO开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关协议。
4、混合通信接口: 混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。
4、根据我国制造业目前的实际情况, 在企业进行技术改造中你认为DNC技术具有什么样的优势？5、良好的通信功能, 良好数据存储和管理功能, 具有对数据进行有效的管理功能。
调度功能, 根据加工件数、交货期, 生成对每台数控机床传送NC程序的调度指令。
6、生产计划功能, 根据加工时间、作业时间及DNC的调度指令自动生成生, 产计划一览表。
无人运转功能, 实现夜间的无人操作。
7、面向信息化制造的通信和控制需求是什么。
5、确保在整个制造过程中将正确的信息在正确的时候传达到正确的位置；提供一个面向实时控制、数据采集和系统控制的优化的、独立的、高适应性的信息集成通讯体系结构；为整个制造过程提供可视化解决方案。
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柔性制造自动化概述复习资料————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：柔性制造自动化概述复习资料一、填空题:１、柔性制造系统的管理软件有、、、、等功能。
2、作业规划软件中，、、、是作业计划制订的四个步骤。
3、按柔性制造系统承担的制造任务,可以把柔性制造系统分成、、。
4、、、、、是影响柔性制造系统布局的技术因素。
５、精良生产的特征是、、、、、。
6、柔性制造自动化系统开放的目的是突出子系统的特点、长期应付市场的急剧变化。
二、简答题:1、简要指出柔性制造系统的基本组成、主要功能、适用范围。
２、以机器人为核心设备的柔性装配系统，其控制系统有什么特色？试阐述其主要功能和实现方法。
３、试说明人机协调的柔性装配系统的特点。
答：（1)由人和机器组成:装配系统有两个不可缺一的两个结构要素，即自动化机械设备和使该设备发挥作用的人；（2）人机互相学习:装配系统运行时,人和机器处于相互学习的状态。
机器不断地把自身的运行状态和运行环境的变化告诉人,而人根据各种信息和自己的经验想出一些处理方法，在向机器学习的过程中进一步寻找处理方法,并把这些方法不断地传授给机器。
(３)人机协调工作：在通信技术支持下,人机互相学习、共同进步，不断地提高自身的能力，协调一致地完成装配作业。
4、在柔性装配系统中，人与机器有何互补性？答:（1）生产效率:作业速度、工作持久性、故障,是影响装配效率的主要因素。
机器能够以较高的作业速度持久地运行，但是会发生突发性的故障,从而使装配系统停止工作。
与机器人完全不同,人不能保持恒定的工作速度，为了恢复体能需要工间休息,但是一般不会出现突发性的差错。
(２)装配质量:能否专注工作，能否分析判断出有哪些因素决定装配的质量,这直接关系到装配的质量。
机器能“专心致志”地工作，但是机器只能按照人们给出的模式来分析装配质量。
与机器完全不同,人的注意力不能长时间的集中,但是人有能力对突发的质量事故进行综合判断。
(３）对新产品的支持：柔性、智力、运算处理能力,直接影响新产品的开发与生产。
机器只具备有限的柔性和一定的逻辑推理能力，但是具有高速准确的运算处理能力。
与机器完全不同，人具有很高的柔性和卓越的思维预测能力，但是运算处理速度慢，并且容易产生差错。
５、普通加工中心为什么不能满足柔性制造系统的要求?答:作为单机使用的普通加工中心是在操作人员的管理下运行的,操作人员不仅要装夹和校正工件、输入数控程序、配备切削刀具，还要密切注视加工过程中的机床运行状态、刀具状态、加工质量状态。
普通加工中心要求操作人员进行这类干预，因此，不适应柔性制造自动化系统的需要。
6、试简述车削中心的主要工艺特点。
答：（1)多轴数控加工。
普通数控机床只有一个主轴、一个刀架,只有X轴和Z轴两个数控轴，只能完成X轴与Z轴联动的数控加工。
对车削中心来说,它最少有X轴、Z轴、Ｃ轴三个数控轴，可以完成X轴、Z轴、C轴三轴联动的数控加工,以及X轴、Z轴、C轴任意两轴联动的数控加工。
（2）加工综合化。
除具备普通车床的车削功能外，车削中心还有很强的综合加工能力。
车削中心的Z轴与Ｃ轴联动,可以铣削螺旋槽;X轴与C轴联动，可以铣削端面凸台；控制C轴,可以加工端面沟槽。
此外,车削中心还能加工横孔、侧平面、偏心孔、横偏心孔等特殊表面。
（3）加工节奏快。
要加快制造节奏,只能使工序集中，尽量减少上下工件的次数。
车削中心有很强的综合加工能力,能够以工序高度集中的特长来完成回转体零件的切削加工，因此，它拥有很快的加工节奏。
7、试说明多级分布式控制系统中各级控制系统的主要职能。
答：可以把多级分布式控制系统的层次结构分成四个控制级,即公司级、工厂级、车间级、设备级。
公司级职能：位于公司级的中央计算机管理着整个公司的运营状态。
在综合数据库的支持下,它收集并处理市场和销售的信息,制定中长期生产计划，收集并积累产品制造数据。
工厂级的职能:位于工厂级的主计算机承担着一个工厂的计划管理工作，即(1）根据中央计算机制订的生产计划,制订制造资源计划,管理生产进度和交货日期；（2）向单元计算机下达日作业指令，从单元计算机采集制造进度和完成状态的数据；(3)保存CＡD/CAＭ系统生成的数控程序,或者把数控数据传送给单元计算机;（4）定期向中央计算机传送每日作业进度数据。
车间级的职能：（1）接纳并管理制造命令;（2）编制作业调度计划;（3)统计设备的运行业绩;(４)与单元控制器一道监视并控制各设备的运行状态；（５）制造完成后向主计算机传送有关数据。
设备级的职能：设备级被称为柔性制造自动化系统的“底层”,在各自控制装置的操纵下,位于底层的设备最终把产品制造计划变成现实的产品。
8、刀具预调采用什么设备?试简述刀具预调的步骤。
答：采用的设备:测量头、测量架、刀架。
预调的步骤:（1)把刀具装夹在刀架主轴上;（2)以自动方式让测量架和测量头快速抵近刀具，临近刀尖时停止；(3）以手动方式让测量架和测量头缓慢靠近刀尖;(4）一边让刀具绕主轴的轴线摆动，一边微细地调整测量架和测量头的位置。
如果采用显微投影仪，则让刀尖的横刃与水平线相切、侧刃与垂直线相切;如果采用接触式测微仪,则让千分表的测头与刀尖接触，指示出预定值;(5)查看显示器上的X、Z数值，如果符合要求,则操作计算机记录该数据。
9、工业机器人由哪几个主要子系统构成？它们的功能是什么？答：工业机器人的主要职能是搬运物料或操作工具，它由执行、驱动、控制、检测等四个子系统组成。
执行系统：（1）手。
抓持物体;（２）腕。
调整手的姿势（方位);(3)臂。
支撑手、腕以及被抓持的物体,它还能配合其他构件协同动作,把物体送到预定位置；(4)立柱。
不仅支承臂，还要通过回转、升降、俯仰运动来扩大臂的活动范围。
驱动系统:执行系统受到驱动系统的驱动才能动作。
工业机器人的驱动系统应该具有工作平稳可靠、外形小、自重轻等特点。
控制系统：不仅控制机器人实施预定的动作，还要协调机器人与其他设备的关系,共同完成某一作业。
检测系统：把检测信息反馈给控制系统,使它能够控制机器人准确地完成预先设计的动作。
10、循环时间监视的工作原理是什么?答:循环时间监视是监视制造过程的简便方法，该功能的原理是:把制造过程细分成若干阶段,把每个阶段的实际作业时间与预定的作业时间进行比较，如果两者吻合,说明制造过程正常;如果两者不吻合，则说明制造过程不正常。
循环时间监视只是一种自诊断方法，但是有很好的经济性。
11、自动仓库在柔性制造自动化系统中有何作用？答：（1)存储物料。
它能大量地存储毛坯、工夹具、自制件、外购配件，能为作业计划的调整提供缓冲;(2）定时控制物料流动。
它能调节物料的流动,能实时地向各作业点提供急需的物料,能为用户（或其他制造系统）提供产品;(3)准确统计库存物料的种类、规格、数量；（4)对物料流动和制造实施统一管理;(５）为上层管理系统提供必要的物料信息；(6)在计算机信息管理系统的支持下，实现订货、生产计划、物流控制的集成。
12、自动导向小车系统在柔性制造自动化系统中有何作用？由哪几部分构成？答：(１）对于承担中小批量制造任务的制造系统,人们很关注其物料输送的自动化水平;(2）自动导向小车系统能使柔性制造自动化系统的布局设计具有最大的灵活性,能方便地实施从一个作业点到另一个作业点的物料输送计划;(３）在自动导向小车上安装物料交换装置,可以使物料输送路线上各作业点的物料交换实现自动化，从而容易把各个孤立的制造单元连接成一个制造系统;(4)自动导向小车只在输送物料时才上线路运行，不会阻塞其他物流通道，也不会与电缆沟、管道相干涉，因此能够与其他设备友好地兼容；(5)采用自动导向小车可以方便地实现对老车间的物料输送系统的改造。
１3、柔性制造为什么需要刀具管理系统？试描述一个刀具管理系统的设备配置。
答:柔性制造自动化系统的刀具种类多、数量大,普遍采用模块化结构。
此外,柔性制造自动化系统还要求刀具以较快速率在制造系统中自动或半自动地流动。
（1）管理站。
管理站配备了一个计算机终端,在终端显示器上,可以显示出上位计算机传送来的即将加工的工件种类和数据。
依据工件信息，刀具室管理人员选择出相应的刀具和组装刀具的零部件。
（2）零件柜。
零件柜中保存着刀具的零部件，零件柜上的打印机能够打印出管理站的提示信息。
依据提示信息，刀具管理室人员备齐组装刀具所需的零部件。
（3）刀具组装站。
在刀具组装站，刀具室管理人员把零部件组装成刀具,并把刀具的基本信息写进刀具标识块中。
拆卸已经离线的组合刀具也在该设备上完成。
(4）刀具预调仪。
借助刀具预调仪，刀具室管理人员调整出刀具的长度和直径等数据，并把这些数据写进刀具标识块。
(5）刀具缓存站。
刀具组装、预调好后，临时存放在刀具缓存站。
(6)加工中心盘形刀库。
把加工中心所需要的刀具装到盘形刀库上，刀具随同盘形刀库一起被送到指定机床。
（７）数控车床的回转刀架。
(８）换刀机械手。
(9）备用刀库。
数控车床所需要的刀具存放在备用刀库中，备用刀库与回转刀架之间的刀具交换由换刀机械手来完成。
（10）盘形刀具交换器。
移动盘形刀库存放位置的设备。
（11）读写器。
刀具组装和预调时,写进刀具标志块中的数据可以用读写器读出或改写。
（12）盘形刀库用托盘。
托盘是实现刀具输送自动化的辅助工具,盘形刀库被盘形刀库交换器放到托盘上，自动导向小车就能方便地把刀具管理室的盘形刀库送给机床,或者从机床取回盘形刀库。
(１3)控制器。
控制器的职能是管理刀具室的设备和软件,使它们能协调地工作。
(14)夹具调整装置。
准备加工一批新工件时候，使用夹具调整装置可以快速地为它们的夹具更换卡、心轴、法兰盘等构件。
14、试举例说明工业机器人在加工制造中的应用。
答：（1)焊接：机器人电弧焊生产线的应用,由ＤC伺服电动机驱动的六自由度关节式机器人，其操作电焊枪的技能与电焊工完全一样,焊接质量也可以与熟练技工媲美。
（2）切割:北京机械工业自动化研究所推出的直角坐标式等离子切割机器人，操作机、电气控制系统、等离子切割电源、双工位移动工作台是其四大部件，它能切割形状不规则的三维钣金零件,材质为不锈钢、碳素钢、铝合金，厚度为0.1~２０mm切割精度可以达到±0.1mm。
(３）喷漆:喷漆机器人，它能对柜式零件的内、外表面进行喷漆处理，每月处理的零件可以达到400种,每批数量在1０0件以下。
（４）涂敷:借助机器人可以实现涂敷作业的柔性自动化。
机器人涂敷系统由直角坐标式机器人、机器人控制单元、示教盒、密封胶压送装置组成。
作业路径用ＰＴP和CP方式确定：直线段取两个示教点，以直线插补功能确定作业路径；圆弧段取两端点和中点三个示教点，以圆弧插补功能确定作业路径。