柔性制造系统简介分解
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
1
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
3
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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
2
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
柔性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(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。
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，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。
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。
FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。
投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。
FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。
第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现各的口工过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制订生产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。
性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。
为保证FMS的连续自动运转，须对刀具和切削过程进行监视，可能采用的方法有：测量机床主轴电机输出的电流功率，或主轴的扭矩；利用传感器拾取刀具破裂的信号；利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化；累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。
此外，还可利用接触测头来测量机床热变形和工件安装误差，并据此对其进行补偿。
柔性制造系统技术概述
柔性制造系统技术概述一、柔性制造系统的产生和特点1、产生背景：（1）市场变化导致中小批量、多品种生产方式成为需要。
市场竞争的加剧及顾客需求的多样化，导致传统的以规模效应带动成本降低的刚性生产线不再适应市场的变化。
·刚性生产线忽略了可能增加的库存而带来的成本的增加；·1973年石油危机，使大批量生产的缺点暴露。
（2）科学技术的进步推动了自动化程度和制造水平的提高。
·NC、CNC、DNC·CAD、CAM·GT、CAPP·ROBOT2、柔性自动化制造技术的产生·世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林（Molin）机床公司1967年建成的“Molin System-24”；·20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运，刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及CAD/CAM技术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系统。
·20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世界范围得到广泛应用。
3、我国FMS的研究状况我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。
·1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。
我国第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中心、日本富士电机公司的AGV （自动导引车）及4台日本产的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投资回收期约为两年半。
·1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。
·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。
机械制造中的柔性制造系统
机械制造中的柔性制造系统机械制造是现代工业领域中至关重要的一个组成部分，各种机械设备的制造需要高度的精确性和效率。
而在机械制造中，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）的引入为企业带来了巨大的变革和发展机遇。
本文将探讨机械制造中的柔性制造系统的概念、特点以及对机械制造行业的影响。
一、柔性制造系统的概念柔性制造系统是一种集成了各类自动化设备和控制系统的机械制造系统。
它采用计算机控制，通过灵活调度和优化管理，实现一体化、自动化的制造过程。
柔性制造系统的核心是其高度灵活的机器人技术和智能控制系统，能够根据不同产品的要求进行自主调整和生产。
它的引入为机械制造企业提供了更高效、更精准的生产方式。
二、柔性制造系统的特点1.模块化结构：柔性制造系统由多个模块组成，可以根据需要进行灵活组合和调整。
这使得柔性制造系统具备适应不同产品和生产需求的能力。
2.自主运行：柔性制造系统采用先进的计算机控制和自动化设备，能够进行自主调度和运行。
它可以根据生产计划和工艺要求，自动完成各种操作和任务。
3.高度灵活：柔性制造系统能够根据产品变化和订单需求进行快速调整和适应。
它可以在短时间内实现不同产品的生产，并且能够灵活应对市场需求的变化。
4.质量控制：柔性制造系统通过精确的控制和监测技术，实时监测生产过程中的各项指标，并能够及时调整和纠正。
这有助于提高产品的质量稳定性和一致性。
三、柔性制造系统对机械制造的影响1.提高生产效率：柔性制造系统通过自动化设备和智能控制系统的应用，实现了生产过程的高度集成与自动化。
这有效减少了人力投入和生产周期，提高了生产效率和产能。
2.降低生产成本：柔性制造系统的灵活性和自动化能力使得生产过程更加高效、经济。
通过减少物料浪费和人力成本，可以有效降低生产成本，提高企业的竞争力。
3.改善产品质量：柔性制造系统的精确控制和实时监测能力，可以及时发现和处理生产过程中出现的问题，提高产品质量的稳定性和一致性。
计算机集成制造技术-柔性制造系统
FMS的配置与投资
系统成本：USD 1797195.00 （从表3-5中扣除C项）
确定FMS总经济效益计算项目
直接劳动工时费 调整工时费 间接劳动费用 生产准备费 场地费 生产维持费 库存费 工装夹具费用 废品损失费用
1、直接劳动工时费计算
现有生产系统的直接劳动需求
2、调整工时费
3、间接劳动费用
4、生产准备费
5、场地费用
6、生产维持费
7、库存费用
8、工装夹具费用
9、废品损失费用
FMS年成本节省总值
投资回收率ROR (Rate of Recycle)
ROR = P/C
式中 P – 平均年盈利; C – 第一次投资成本。
FMS的组成
通常由四大部分组成： 加工单元； 自动物料运输及管理系统； 计算机控制与管理装置； 辅助工作站。
FMS的加工单元
加工单元是FMS的主体，用以进行零件 的机械加工。
加工单元的机床必须具备的条件：
①具有CNC计算机数控装置，并且有能与计 算机直接通信的DNC接口装置；
②具有自动工件托盘交换装置(APC)及自动 刀具交换装置(ATC)；
I、C、O、M码
I — 输入 C — 控制 O — 输出 M — 机制
AMS系统结构
AMS厂房平面布置图
ห้องสมุดไป่ตู้
FMS的技术经济效益核算项目
FMS总投资 FMS总经济效益 投资回收率 综合评介结论
FMS总投资
示例的系统目标： 建立新的FMS系统，用以代替现行的由两
条传统生产线组成的生产系统，生产箱体零 件，年产量为19000件。
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。
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。
柔性制造系统组成
柔性制造系统组成柔性制造系统（FMS）是一种集成了计算机控制技术、自动化技术、信息技术和生产技术的生产模式。
它包括计算机控制的生产设备集成在一起，通过自动化程度高、柔性性强、信息化程度高的技术手段实现生产工艺的灵活高效。
柔性制造系统能够进行多品种、小批量的生产，并可以快速调整生产的生产能力和生产计划。
下面是柔性制造系统组成的详细介绍。
一、计算机控制系统计算机控制系统是指通过计算机进行生产流程控制的系统。
它包括计算机硬件、软件等基础设施，具有数据采集、处理、传输等功能。
计算机控制可以对生产过程进行实时在线监控，同时实现对生产工艺的在线管理和控制。
二、生产设备生产设备是柔性制造系统的核心组成部分。
它包括各种生产设备，如数控加工中心、机器人、自动装卸系统、搬运机器人等。
这些设备通过计算机集成在一起，形成生产线，能够实现高效、自动的生产。
三、工作站工作站是指生产作业的工作场所，包括机器操作员、手动装配人员等.在柔性制造系统中，工作站可以采用自动化技术，实现部分和全自动操作，从而确保生产过程高效、准确、稳定。
四、机器人机器人是柔性制造系统的重要组成部分，可以根据程序控制实现自动化操作。
在生产过程中，机器人可以代替人手完成复杂的生产任务，从而提高生产效率并降低生产成本。
五、自动化运输系统自动化运输系统是指通过计算机控制的自动化运输设备，如AGV、立体仓库等。
这些设备能够自动地搬运半成品和成品，并在不同的工作站之间进行自动运输。
六、信息系统信息系统是柔性制造系统的关键组成部分。
它包括生产计划编制系统、生产执行系统、质量管理系统等。
信息系统通过对生产数据的采集、分析和处理，可以实现生产和生产管理的有效控制。
七、生产计划编制系统生产计划编制系统是柔性制造系统中的一个核心部分，它可以采用人工、电脑或者是两者结合的制定生产计划方法来确定各个生产环节的制造流程和生产计划，并在计划期间进行跟踪控制，及时的调整生产进度，确保生产计划能够按照计划时间完成。
计算机集成制造技术柔性制造系统
计算机集成制造技术柔性制造系统1. 引言随着科技的不断发展，计算机集成制造技术已经在制造业中得到广泛应用。
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）作为计算机集成制造技术的一种重要应用，已经成为现代制造业中的关键组成部分。
本文将介绍计算机集成制造技术柔性制造系统的概念、特点、优势以及在实际应用中可能面临的挑战。
2. 柔性制造系统的概念柔性制造系统是指利用计算机控制和自动化技术来实现对多品种、小批量生产的一种生产方式。
它通过灵活的生产能力和自动化设备的配合，能够快速地适应市场需求的变化，提高生产效率和产品质量。
柔性制造系统通常由计算机控制的机器设备、计算机网络、传感器、执行器等组成。
它能够自动调整生产线的组成和工艺流程，实现多种产品的生产，并能根据生产需求进行自主调整。
3. 柔性制造系统的特点柔性制造系统具有以下特点：•多品种生产能力：柔性制造系统能够通过调整设备和工艺流程，适应多种产品的生产需求。
•小批量生产能力：柔性制造系统能够实现快速转换，并且能够适应小批量的生产需求。
•自动化程度高：在柔性制造系统中，大部分的生产过程都是通过计算机控制和自动化设备实现的，减少了人为操作的错误和劳动强度。
•生产效率高：柔性制造系统通过自动化和优化的工艺流程，能够提高生产效率，减少生产时间和资源的浪费。
4. 柔性制造系统的优势柔性制造系统具有以下优势：•提高生产效率：柔性制造系统能够实现生产过程的自动化和优化，提高生产效率，降低生产成本。
•更快的产品上市时间：柔性制造系统能够快速适应市场需求的变化，减少了产品的研发和上市时间，提高了企业的竞争力。
•降低库存成本：柔性制造系统能够根据需求进行调整，减少了库存的积压，降低了库存成本。
•提高生产质量：柔性制造系统能够通过自动化和优化的工艺流程，减少了人为操作的错误，提高了产品的质量。
5. 柔性制造系统的挑战柔性制造系统在实际应用中也面临一些挑战：•技术要求高：柔性制造系统的建设和运行需要高水平的技术和专业知识，对人员的要求较高。
柔性制造系统(FMS)
为了实现制造系统的柔性, FMS必须包括下列组成部分。
（一）加工系统 自动加工系统，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，材料相同，工艺相似的零件集中在一台或 数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。 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。 （二）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，它是柔性制造系统主要的组成部分。
3、什么是柔性
柔性可以表述为两个方面。
第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求 的程度来衡量； 第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故 障）情况下，这时系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比 可以用来衡量柔性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、柔性主要包括：
●机器柔性：当要求生产一系列不同类型的产品时，机器随产品变化 而加工不同零件的难易程度。 ●工艺柔性：一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力； 二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。 ●产品柔性：一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速 地生产出新产品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力 和兼容能力。 ●维护柔性：采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能 力。 ●生产能力柔性：当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于 根据订货而组织生产的制造系统，这一点尤为重要。 ●扩展柔性：当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加 模块，构成一个更大系统的能力。 ●运行柔性：利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的 能力和同样的产品，换用不同工序加工的能力。
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。
柔性制造系统综述
柔性制造系统综述摘要：柔性制造系统是至少由两台机床，一套物料运输系统和一台计算机控制系统组成的制造系统。
作为一种高效率、高精度的制造系统，作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，将成为21世纪制造业的主要生产模式。
关键词：柔性制造系统、构成、分类、优缺点、发展趋势正文：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是指在计算机支持下，能适应加工对象变化的制造系统，是至少由两台机床，一套物料运输系统（从装载到卸载都具有高度自动化）和一台计算机控制系统组成的制造系统。
柔性制造技术是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代生产管理技术于一体的先进制造技术。
随着科技、经济的发展和人民生活水平的提高，多品种、中小批量生产已成为机械制造业一个主要的发展趋势。
FMS作为一种高效率、高精度的制造系统，作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，将成为21世纪制造业的主要生产模式。
1、柔性制造系统一般由5个功能系统构成。
（1）自动加工系统：一般由2台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元(FMC)以及其他的加工设备构成。
它能按照主控计算机的指令自动加工各种零件，并能自动实现工件、刀具的交换。
（2）自动物流系统：是在机床、装卸站、清洗站和检验站之间运送零件和刀具的传送系统。
刀具传送主要是从系统外将预调好的刀具送入系统内的中央刀库，或从中央刀库将刀具送到机床的局部刀库；或者从局部刀库将刀具换入中央刀库，从中央刀库或局部刀库中将磨损或破损的刀具送出系统。
（3）自动仓库系统：由设置在搬运线始端或末端的自动仓库和设在搬运线内的缓冲站构成，用以存放毛坯、半成品和成品。
自动化仓库系统的主要功能是根据主计算机系统的指令及时准确地发送和存储物料，随时提供各种物料的库存情况，与物料需求计划系统相互交换信息。
（4）自动监视系统：由各种传感器检测和识别整个FMS及各分系统的运行状态，对系统进行故障诊断和处理，保证系统的正常运行。
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。
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。
机械装备制造中的柔性制造系统
机械装备制造中的柔性制造系统柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种集成了自动化设备、计算机控制和信息技术的先进制造系统。
在机械装备制造行业中，柔性制造系统的应用已经成为提高生产效率和产品质量的重要手段。
一、柔性制造系统的定义和特点柔性制造系统是一种以计算机控制为核心，将多台机床、搬运设备和自动化仓储系统等设备有机组合在一起，实现多品种、小批量、快速转换的生产方式。
它具有以下特点：1. 多功能性：柔性制造系统能够适应不同的产品加工要求，实现多种加工工艺和加工方式的灵活转换。
2. 自动化程度高：柔性制造系统利用计算机控制和自动化设备，实现了生产过程的自动化，减少了人工操作的需求，提高了生产效率。
3. 快速转换能力：柔性制造系统能够快速地进行生产线的转换，适应不同产品的生产需求，减少了生产线停机时间，提高了生产效率。
4. 生产灵活性：柔性制造系统能够根据市场需求进行快速响应，实现小批量、多品种的生产，满足个性化需求。
二、柔性制造系统在机械装备制造中的应用1. 提高生产效率：柔性制造系统能够实现生产过程的自动化和快速转换，减少了生产线的停机时间，提高了生产效率。
2. 降低生产成本：柔性制造系统通过减少人工操作和提高生产效率，降低了生产成本，提高了企业的竞争力。
3. 提高产品质量：柔性制造系统能够实现精确的加工控制和质量监测，提高了产品的一致性和稳定性，提高了产品质量。
4. 实现个性化定制：柔性制造系统能够快速转换生产线，适应不同产品的生产需求，实现个性化定制，满足市场需求。
5. 实现智能制造：柔性制造系统利用计算机控制和信息技术，实现了生产过程的智能化和自动化，提高了生产的智能化水平。
三、柔性制造系统的挑战和发展趋势虽然柔性制造系统在机械装备制造中有着广泛的应用，但仍面临一些挑战和问题。
1. 技术难题：柔性制造系统的设计和实施需要涉及多个领域的技术，包括机械、电气、计算机等，需要解决多个技术难题。
柔性制造系统概述
柔性制造系统概述柔性制造系统概述摘要：本文主要阐述了柔性制造系统的概念、优缺点，了解柔性制造系统的发展历史以及对柔性制造系统的工艺基础，系统组成和分类进行阐明，探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势。
关键词：柔性制造优缺点发展1.柔性制造系统的定义FMS至今仍未有统一、明确、公认的定义，不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法，所强调的关键特征也各有差异。
所以，确切地定义FMS要比具体地描述一个FMS困难得多。
中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇编》中，定义FMS为：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。
FMS包括：(1)机械加工中心等加工作业机床；(2)加工对象的辅助作业工业机器人和托盘；(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车；(4)存贮工件的自动仓库；(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。
2. 柔性制造系统的特征对于柔性制造的定义还有的很多。
但是，不管怎样，对于一个制造系统而言，如果它是柔性的，就应具备如下特点：(1)有能力通过重新编制机床操作程序就能加工多种不同零件；(2)有能力在已有的机床上提供零件加工所需求的全部工具；(3)有能力实现工件在不同机床间的传递，并实现工件的自动加卸载。
3. 柔性制造系统的优缺点FMS由于与传统的制造系统相比具有许多突出的优点，所以一经问世就引起了工业界的极大重视，各工业化国家有关部门纷纷投入极大的人力、物力和财力积极研究、开发。
FMS的优点在许多技术文献中已有详细叙述，本文不再讨论具体内容，仅罗列其主要条目：(1)高柔性制造能力；(2)高设备利用率，典型的数据为75%～90％；(3)减少设备费用；(4)减少占地面积，典型的可减少20%～50%；(5)减少直接劳动费用，可节约30%～50%；(6)减少生产准备时间，压缩在制品数量，改善对市场的响应能力；(7)简化制造并提高经营控制能力；(8)缓慢的系统衰变，即制造系统在意外情况下可降级运行；(9)高产品质量；(10)可实现准时制制造；(11)高经济效益；(12)允许分阶段投资与运行。
企业柔性制造系统介绍
执行系统
控制系统 驱动系统 传感系统
手部 手腕 手臂 机座 行走机构
3.工业机器人
3.4 工业机器人的分类
1、按系统功能分类
1
专用机器人
2
通用机器人
3
示教再现机器人
4
智能机器人
以固定地点、固定程序工作结构简单、 无独立控制系统、造价低廉。适用于大批量 生产。
有独立控制系统，工作程序可变，可完成 多种作业，结构复杂，工作范围大，定位精度 高，通用性强。适用于柔性制造系统。
由人示教后，能按示教的顺序、位置、条 件与其他信息反复重现复杂的示教动作。适用 于多工位和经常变化工作路线的工作。
具有视觉、听觉、触觉功能，通过比较和 识别,作出决策和规划，完成预定的动作。
3.工业机器人
3.4工业机器人的分类
2、按驱动方式分类
液压式机器人 气压式机器人
采用液压驱动，负载能力强、传动平稳、结 构紧凑、动作灵敏，使用广泛；
GB／T12643—90
机器人是一 种能自动控制、 可重复编程、多 功能、多自由度 的操作机，能搬 运材料、工件或 操持工具，用以 完成各种作业。
3 工业机器人
3.2 工业机器人的发展历程
1920 年
卡里洛·奇别克的科幻剧《Rossum’s Universal Robots 》 首次使用了ROBOT这个名词，意思是“人造的人”。
径 并继续加工
产量柔性
运行系统适应不同产量并具有好的操作效益
扩展柔性 能够在需要时容易地、模块化地扩展系统的可能性
操作柔性
能对每一种零件改变工序顺序
FMS能够生产各类零件
生 故 障 产 柔 性
当系统中的设备出现故障时，制造系统对故障的处理能力
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（9）辅助设备
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二、FMS的分类
随着微电子技术、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， 如今，FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制 发展重点
柔性制造单元 (FMC)
柔性制造系统 (FMS)
按规模大小分类的柔性制造系统
柔性自动生产线 (FML) 柔性制造工厂(FMF)
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典型的柔性制造系统示意图1
9
典型的柔性制造系统示意图2
10
典型的柔性制造系统示意图3
11
2. FMS的主要功能
常见的FMS具有以下功能：
（1）自动制造功能（主要由数控机床实现）； （2）自动交换工件和刀具的功能； （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； （5）自动监视、自动补偿、自诊断等；
（6）作业计划与调度
12
二、柔性制造系统的适用范围
10000
大
1000
刚性自动线 专用机床 柔性制造生产线
100
生产率提高
零 件 批 量
柔性增大
柔性制造系统
10
柔性制造单元 数控机床通用机床
0 10 100 1000
小
少
零件品种数
多
13
1-3 柔性制造系统的结构和分类
一、FMS的结构
信 息 流
工夹具站
5
•
•
更直观的定义是：“柔性制造系统是至少由两台数 控机床，一套物料运输系统（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自 动化系统。它采用简单改变软件的方法便能制造出 某些部件中的任何零件”。 综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但 都反映了FMS应具备以下特点： 1) 两台以上的数控机床或加工中心以及其他加 工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、 各种特种加工设备等； 2) 一套能自动装卸的运输系统，包括刀具储运 和工件及原材料储运。具体结构可采用传输 带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上 下料托盘站等； 3) 一套计算机控制系统及信息通信网络。
置和控制系统联结起来，按照规定的 生产节拍，工件自动地依次经过各个 加工工位进行自动加工的连续作业线。
加工箱体类零件的组合机床自动线
3
刚性自动线的特点与缺陷
特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化 单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高。
是少品种、大量生产必不可少的加工设备。
缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。
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CAD/CAPP 工艺路线
生产计划系统 生产计划 计划完成情况
ERP
公 司 层 车 间 层
车间控制器 计划需求管理 设备管理 质量管理 综合查询
单元控制器 物料管理 NC程序管理 计划完工管理 工装工具管理
单 元 层 工 作 站 层 设 备 层
DNC控制器 NC程序 CNC机床1
机床运行状态 CNC机床n
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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。
的镗铣加工中心和以加工回转体类工件为 主的车削加工中心最为多见。
• 由于镗铣加工中心（1958年由美国KM公司
在数控铣床上加刀库）最早出现，且名为 加工中心（Machining Center），所以习 惯上常把“镗铣加工中心”称为“加工中 心”。
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立轴 （Y）
控制面 板
Y B C Z A X 换刀机构 和刀库
6
1-2 柔性制造系统的功能及适用范 围一、FMS的基本组成及主要功能
1. 典型的FMS主要由以下三个子系统组成：
（1）加工系统（主机，即数控机床NC） （2）运储系统（物流系统） （3）计算机控制系统
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
柔性ห้องสมุดไป่ตู้造系统产生
4
柔性制造系统（ FMS ，Flexible Manufacturing System）的定义
•美国制造工程师协会(SME)的计算机辅助系统和应用 协会把柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工 单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系 列工序的一种集成制造系统”。 •根据“中华人民共和国国家军用标准”有关“武器 装备柔性制造系统术语”的定义，柔性制造系统 （FMS）是数控加工设备、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，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调整， 适用于多品种、中小批量生产。
柔性制造自动化概论
授课人：马可
2013年10月
第一章 柔性制造系统
1-1 从自动线到柔性制造系统 1-2 柔性制造系统的功能及适用范围
1-3 柔性制造系统的结构与分类
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1-1 从自动线到柔性制造系统
柔性——是指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力， 刚性自动线：按一定工艺顺序排 列的若干台自动机床，用工件传送装 也是指制造系统能够适应产品变化的能力。 柔性 刚性
工作台 底座 主刀头
立式加工中心
工作台
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卧式加工中心
18
立卧转换五面体加工中心
19
数控车床
数控铣床
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（2）装配设备
装配工业机器人
螺钉自动装配机器人
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（3）检测设备
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（4）输送装置
23
（5）交换装置
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（6）装卸站
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（7）保管装置
自动化立体仓库
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（8）信息管理及控制装置
物料流
工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机 自动 仓库
信 息 传 输 网 络
加工 单元1
加工 单元2 运输小车 FMS的结构示意图
加工 单元n
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FMS的功能结构
计划调度
物流系统
加工设备
柔性制造系 统功能结构
网络通讯
CAD/CAM一体化
检测监控
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（1）加工设备
• 在实际应用中，以加工棱柱体类工件为主
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
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