柔性制造系统

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a)中央管理系统：总体管理和决策控制。
由主计算机通过光缆与各单元、物流系 统，控制机和自动编程等联成控制网络。 b)单元控制装置：单元生产过程控制。 c)搬运控制和管理装置：物流控制。 d)计算机数控：切削加工控制。 e)其他：中心孔清理和工业监视系统等装 置。
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柔性制造系统的发展历程
1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉生提出的 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 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
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FMS柔性制造系统
柔性制造系统（Flexible anufacturing Systerm）是 由由数控加工设备、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。
FMS在箱体加工中得应用
1. 2.
加工对象为箱体类零件。 加工系统由3台立式数控机床和7台加工中心结合构成的 加工单元。
湖南工程学院 1动完成零件的运 送。 4. 控制系统 a) 中央管理系统：总体管理和决策控制。由主计 算机通过光缆与各单元、物流系统，控制机和 自动编程等联成控制网络。 b) 单元控制装置：单元生产过程控制。 c) 搬运控制和管理装置：物流控制。 d) 计算机数控：切削加工控制。 e) 其他：托盘库和装卸站。零件的识别采用托盘 库里托盘编码方式识读。
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22010年12月30日，FMS项目进行科技成果鉴定，鉴定委员会认为
“该柔性制造系统技术先进、功能齐全完备、运行可靠稳定，是国内 规格最大、精度最高、结构最复杂的FMS柔性制造系统。项目的研 发成功，使我国在大、重型精密柔性制造系统的关键技术实现了重大 突破，缩短了与国外产品的差距，可替代同类产品的进口，取得了良 好的经济和社会效益。该柔性系统技术水平处于国内领先、国际先 进”。
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2、计算机集成制造系统 从1870－1970年的100年中，加工过程的效率提高 了2000%，而生产管理的效率只提高了80%，产品设计 的效率仅提高了20%左右。显然，后两种的效率已成为进 一步发展生产的制约因素。因此，制造技术的发展就不能 局限在车间制造过程的自动化，而要全面实现从生产决策、 产品设计到销售的整个生产过程的自动化，特别是管理层 次工作的自动化。这样集成的一个完整的生产系统就是计 算机集成制造系统(CIMS)。 CIMS的主要特征是集成化与智能化。集成化即自动 化的广度，它把系统的空间扩展到市场、产品设计、加工 制造、检验、销售和为用户眼务等全部过程；智能化的自 动化朝深度，不仅包含物料流的自动化，而且还包括信息 流的自动化。
2. 从软件内容看主要包括三部分
a) FMS的运行控制
b) FMS的质量保证 c) FMS的数据管理和通讯网络
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柔性制造系统的优点
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。具体优点如下。 1、设备利用率高。一组机床编入柔性 制造系统后，产量比这组机床在分散单机 作业时的产量提高数倍。 2、在制品减少80%左右。
1. 加工对象为轴、盘类零件。
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2. 加工系统以5台国产数控机床为基础的模块 (CNC车床2台，数控磨床1台，立式和卧式加 工中心各1台）与4台搬运型工业机器人结合 构成的加工单元。 3. 物流系统采用自动认址感应式无轨小车，机 床前设有托板站，系统设有平面托板存储库。 4. 控制系统
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1、模块化的柔性制造系统 为了保证系统工作的可靠性和经济性，可将 其主要组成部分标准化和模块化。加工件的输送 模块，有感应线导轨小车输送和有轨小车输送； 刀具的输送和调换模块，有刀具交换机器人和与 工件共用输送小车的刀盒输送方式等。利用不同 的模块组合，构成不同形式的具有物料流和信息 流的柔性制造系统，自动地完成不同要求的全部 加工过程。图1是典型模块化柔性制造系统特征 图。由图1可见，刀具的供给方式、工件的输送 存储和交换方式，是影响系统复杂程度的最大因 素。
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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。
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FMS在加工回 转体类零件中得 应用。
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案例
柔性制造系统在发动机生产中的应用
奇瑞公司的发动机二厂是根据汽车制造业多品种、柔性化 生产需求而建造的一个具有国际领先水平的现代化柔性工 厂，该工厂在产品设计时就采用同步工程并充分预留后期 产品的共用性，以便根据市场及产品需求，在生产线上共 线生产多个品种。
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柔性生产线图1
FMS项目实施期间，昆机实现柔性线FMS1600型一套、FMS1600型 三台单机和FMS1000型五台主机的销售，实现FMS主机及其模块化 变形产品双工位精密卧式加工中心共25台销售，累计实现销售收入 1.2245亿元，利润3049万元，税收975.68万元，取得了良好的经济 效益。
柔性生产线图
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发展趋势
柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面。 一方面是与计算机辅助设计扣辅助制造系 统相结合，利用原有产品系列的典型工艺 资料，组合设计不同模块，构成各种不同 形式的具有物料流和信息流的模块化柔性 系统。另一方面是实现从产品决策、产品 设计、生产到销售的整个生产过程自动化， 特别是管理层次自动化的计算机集成制造 系统。在这个大系统中，柔性制造系统只 是它的一个组成部分。
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3、生产能力相对稳定。自动加工系统 由一自或多台机床组成，发生故障时，有 降级运转的能力，物料传送系统也有自行 绕过故障机床的能力。 4、产品质量高。零件在加工过程中， 装卸一次完成，加工精度嵩，加工形式稳 定。
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5、运行灵活。有些柔性制造系统的检验、装卡 和维护工作可在第一班完成，第二、第三班可在无人 照看下正常生产。在理想的柔性制造系统中，其监控 系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通 等运行过程中不可预料的问题。
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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。
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柔性制造系统的组成
柔性制造系统，至少有两台机床，一套物流运输 系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套控 制系统的计算机所组成的制造系统，它采用简单 的改变软件的方法便能制造出某些部件中得任何 零件。
1. 从硬件的形式看由三部分组成
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凸轮轴生产线
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我国FMS柔性制造系统研发取得重大 突破
为适应市场发展，沈机集团昆明机床股份有限公司（以下 简称昆机）结合用户需求，通过承担省重点产业创新工程 项目“FMS柔性制造系统新产品开发”（以下简称FMS 项目），成功开发出FMS1000型和FMS1600型两种规格 的柔性制造系统。 FMS1600型柔性制造系统经机械工业机床产品质量检测 中心（昆明）检测，主机精度优于国家标准。可满足大、 中型精密箱体类、盘套类、板类等多品种复杂零件的单件 或批量生产制造，在工件一次装夹后，可完成铣、钻、镗、 铰、攻丝和轮廓、空间曲面的加工。
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奇瑞公司的发动机二厂是根据汽车制造业多品种、柔 性化生产的需求而建造的一个具有国际领先水平的现 代化柔性工厂。该工厂在产品设计时就采用同步工程 并充分预留后期产品的共用性，以便根据市场及产品 需求，在生产线上共线生产多个品种。
举例来说，凸轮轴生产线内的机床选用了Siemens 840D、FANUC18i这些目前顶尖的系统来实现FMS 的自动控制；通过奇瑞的技术人员与机床、控制系统 开发商的共同研究，在原有平台上新扩展和开发了多 种控制功能和软件。

6、产品应变能力大。刀具、夹具及物料 运输装置具有可调性，且系统平面布置合理， 便于增减设备，满足市场需要。
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7、经济效果显著。采用FMS的主要技术 经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安 排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少 毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占 用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减 少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在 少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续 “无人化生产”；提高产品质量的一致性。