机械工程学科前沿结课报告-柔性制造系统FMS
机械电子工程柔性制造系统(FMS)产生背景综述
柔性制造系统(FMS)产生背景的综述摘要：随着经济的发展和消费水平的提高，人们更关注产品的不断更新和多样性，中小批量、多品种产品已成为机械制造业的一个重要特征；同时，科学技术的迅猛发展也推动了自动化程度和制造水平的提高。
这两个因素即市场需求的牵引和科学技术的推动均促使了柔性制造系统的产生，本文即针对当今机械制造领域应用的柔性制造系统的产生背景进行综述。
关键字：柔性制造系统产生背景一．引言柔性制造系统是由若干CNC设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种的变化而迅速进行调整的自动化制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。
它包括多个柔性制造单元（FMC）,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、中小批量产品的生产。
[1]自20世纪五六十年代以来，一些工业发达的国家与地区，在达到了高度工业化水平就开始了从工业社会向信息社会转化的时期。
这个时期的主要特征是数字计算机、遗传工程、光导纤维、激光、海洋开发等新技术的日益广泛深入的应用。
估计在20世纪末到21世纪初出现这样一种新情况，现在已突破的和将要突破的新技术．会很快地应用于生产或社会，给社会生产力带来新的飞跃，并相应地对经济、社会带来新变化。
对机械制造业来说，对它的发展影响最大的就是计算机的应用，随之出现了机电一体化新概念。
如：机床数床(NC)、计算机数字控制(CNC)、计算机直接控制(DNC)、计算机辅助制造(CAM)计算机辅助设计(CAD)、成组技术(GT)、计算机辅助工艺规程编制(CAPP)、计算机辅助图形设计(CAGD)、工业机器人(ROBOT)等新技术。
由于这些技术的综合应用，同时，国内外市场的激烈竞争也促使制造业以提高效率和生产率、降低生产成本和保障就是交货作为竞争策略。
以刚性自动化为基础的制造系统不能适应市场竞争对多品种、中小批量产品的需求，只有一计算机技术和柔性制造技术相结合的柔性制造系统才能适应需求。
机械制造柔性制造系统
机械制造柔性制造系统柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种集高度自动化、柔性生产、高效能和智能化于一体的现代化制造体系。
在机械制造领域，柔性制造系统被广泛应用，为企业提供了更高的生产效率和灵活性。
本文将探讨机械制造柔性制造系统的特点、优势以及在实际应用中的挑战和发展趋势。
一、柔性制造系统的特点柔性制造系统的核心特点是能够适应不同产品类型和变化的市场需求，具备多品种、小批量生产的能力。
它采用了先进的自动化技术，包括机器人、数控设备和自动化输送系统等，能够实现工序的自动化和集成化。
同时，柔性制造系统具备良好的灵活性和可扩展性，能够根据市场需求进行快速调整和改进。
二、机械制造柔性制造系统的优势1. 提高生产效率：柔性制造系统能够实现自动化的生产流程，减少了人工操作的错误和时间消耗，大大提高了生产效率。
通过先进的控制系统，可以实现各个工序的协同作业和优化调度，最大程度地减少了生产时间和资源的浪费。
2. 提高产品质量：柔性制造系统采用了高精度的数控设备和自动化检测技术，能够保证产品的精度和一致性。
它能够准确执行各项加工任务，避免了人工操作中可能出现的误差，提高了产品的质量和可靠性。
3. 提高生产灵活性：柔性制造系统通过模块化设计和灵活的工艺流程，能够快速切换和适应不同产品的制造需求。
企业可以根据市场的需求快速调整生产线，加快新产品的上市速度，提高竞争力。
4. 降低成本和节约资源：柔性制造系统实现了生产过程的标准化和自动化，能够有效减少人力资源的使用和废品的产生。
通过对生产过程的优化，还可以降低能源的消耗和工艺材料的浪费，从而降低了生产成本。
三、机械制造柔性制造系统的挑战尽管柔性制造系统在提高生产效率和灵活性方面具有明显的优势，但在实际应用中仍面临一些挑战。
1. 技术复杂性：柔性制造系统集成了多种先进的技术和设备，需要高水平的技术人才进行操作和维护。
企业需要投入大量资源培训员工和更新设备，才能真正发挥柔性制造系统的优势。
机械电子工程柔性制造系统(FMS)产生背景综述
柔性制造系统(FMS)产生背景的综述摘要：随着经济的发展和消费水平的提高，人们更关注产品的不断更新和多样性，中小批量、多品种产品已成为机械制造业的一个重要特征；同时，科学技术的迅猛发展也推动了自动化程度和制造水平的提高。
这两个因素即市场需求的牵引和科学技术的推动均促使了柔性制造系统的产生，本文即针对当今机械制造领域应用的柔性制造系统的产生背景进行综述。
关键字：柔性制造系统产生背景一．引言柔性制造系统是由若干CNC设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种的变化而迅速进行调整的自动化制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。
它包括多个柔性制造单元（FMC）,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、中小批量产品的生产。
[1]自20世纪五六十年代以来，一些工业发达的国家与地区，在达到了高度工业化水平就开始了从工业社会向信息社会转化的时期。
这个时期的主要特征是数字计算机、遗传工程、光导纤维、激光、海洋开发等新技术的日益广泛深入的应用。
估计在20世纪末到21世纪初出现这样一种新情况，现在已突破的和将要突破的新技术．会很快地应用于生产或社会，给社会生产力带来新的飞跃，并相应地对经济、社会带来新变化。
对机械制造业来说，对它的发展影响最大的就是计算机的应用，随之出现了机电一体化新概念。
如：机床数床(NC)、计算机数字控制(CNC)、计算机直接控制(DNC)、计算机辅助制造(CAM)计算机辅助设计(CAD)、成组技术(GT)、计算机辅助工艺规程编制(CAPP)、计算机辅助图形设计(CAGD)、工业机器人(ROBOT)等新技术。
由于这些技术的综合应用，同时，国内外市场的激烈竞争也促使制造业以提高效率和生产率、降低生产成本和保障就是交货作为竞争策略。
以刚性自动化为基础的制造系统不能适应市场竞争对多品种、中小批量产品的需求，只有一计算机技术和柔性制造技术相结合的柔性制造系统才能适应需求。
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。
柔性制造系统FMS
柔性制造系统FMS70年代末80年代初,随着计算机辅助治理、物料自动搬运、刀具治理和计算机网络、数据库的进展以及CAD/CAM技术、成组技术(GT)、工业机器人等技术的成熟,更加系统化、规模化的柔性制造系统(FMS)就出现了。
所谓FMS,是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息操纵系统和物料自动储运系统有机结合的整体,能适合加工对象变换的自动化机械制造系统(FlexibleManufacturingSystem)。
下面就柔性制造系统的组成、分类、优势及进展趋势实行阐述。
一、柔性制造系统(FMS)的组成1.加工系统柔性制造系统采纳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。
2.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。
3.计算机操纵系统计算机操纵系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出操纵CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。
通常采纳三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机操纵系统,其中单元级操纵系统(单元操纵器)是柔性制造系统的核心。
4.系统软件系统软件用以确保柔性制造系统有效地适合中小批量多品种生产的治理、操纵及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统治理和监控软件。
二、柔性制造系统的分类1.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,具有适合加工多品种产品的灵活性。
FMC的柔性最高。
2.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。
3.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),由集中的操纵系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工治理。
柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统由三个基本部分，如图所示，各部分的组成作用简 述如下：
FMS的构成
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。
(8) 生产柔性 系统适应生产对象变换的范围和综合能力。其衡量指标是前述7项柔性 的总和。 FMS正是将“柔性”和“自动”两者相乘，以其实现下述的倍增效果: 适应市场需求，以利于多品种、中小批量生产;提高机床利用率，缩减辅 助时间，以利于降低生产成本;缩短生产周期，减少库存量，以利于提高 市场响应能力;提高自动化水平，以利于提高产品质量、降低劳动强度、 改善生产环境。FMS是有一个由计算机集成管理和控制的、用于高效率 地制造中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有:多个标准的制 造单元，具有自动上下料功能的数控机床;一套物料存储运输系统，可以 在机床的装夹工位之间运送工件和刀具。FMS是一套可编程的制造系统， 含有自动物料输送设备，能在计算机的支持下实现信息集成和物流集成， 它可同时加工具有相似形体特征和加工工艺的多种零件;能自动更换刀具 和工件;能方便地上网，容易与其它系统集成;能进行动态调度，局部故障 时，可动态重组物流路径。目前FMS规模趋于小型化、低成本，演变成 柔性制造单元FMC，它可能只有一台加工中心，但具有独立自动加工能 力。有的FMC具有自动传送和监控管理的功能，有的FMC还可以实现24 小时无人运转。用于装备的FMS称为柔性装备系统。
如果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置 系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上 下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品， 难以应付多品种中小批量的生产。
机械制造中的柔性制造系统研究报告
机械制造中的柔性制造系统研究报告一、引言在当今竞争激烈的制造业领域，满足市场多样化和个性化的需求成为企业生存和发展的关键。
传统的刚性制造系统在应对产品快速更新换代和小批量多品种生产时显得力不从心，而柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）的出现为解决这些问题提供了有效的途径。
二、柔性制造系统的定义与组成（一）定义柔性制造系统是一种由计算机控制的、能够在一定范围内适应加工对象变化的自动化制造系统。
它将数控机床、工业机器人、自动搬运车、自动化仓库等设备通过自动化输送系统连接起来，并在中央控制系统的统一管理下协调工作。
（二）组成1、加工系统通常由若干台数控机床或加工中心组成，是 FMS 的核心部分，负责完成各种零件的加工任务。
2、物流系统包括自动化输送设备（如传送带、自动导引小车等）、自动化存储设备（如立体仓库）以及搬运机器人等，负责原材料、在制品和成品的运输和存储。
3、控制系统是 FMS 的大脑，负责对整个系统进行调度、监控和管理，确保各设备之间的协调运行。
4、刀具管理系统负责刀具的存储、调配和监控，保证加工过程中刀具的及时供应和正常使用。
三、柔性制造系统的特点与优势（一）特点1、灵活性能够快速适应产品品种和生产批量的变化，无需对设备进行大规模的调整和改造。
2、自动化程度高实现了从原材料到成品的全过程自动化生产，减少了人工干预，提高了生产效率和产品质量。
3、可重构性系统的设备和布局可以根据生产需求进行重新组合和调整，以适应不同的生产任务。
（二）优势1、提高生产效率通过优化生产流程和减少设备调整时间，能够显著缩短生产周期，提高设备利用率。
2、降低生产成本减少了在制品库存和废品率，同时降低了人力成本和设备维护成本。
3、提高产品质量自动化生产过程能够保证产品质量的稳定性和一致性，减少人为因素的影响。
4、增强企业竞争力能够快速响应市场需求，为企业赢得更多的订单和市场份额。
机械工程中的柔性制造系统设计研究
机械工程中的柔性制造系统设计研究柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是一种集合了机器人技术、计算机控制和智能化系统的先进制造模式。
随着科技的不断进步，机械工程中的FMS的设计研究也变得愈加重要。
本文将探讨机械工程中柔性制造系统设计研究的现状和未来发展方向。
一、柔性制造系统的概念柔性制造系统是一套能够适应不同生产要求的自动化制造系统。
它可以通过重新编程和重新配置来适应不同的产品类型和生产流程。
柔性制造系统能够提高生产效率、降低生产成本，并且能够实现以客户需求为导向的个性化生产。
因此，它在现代制造业中得到广泛的应用和重视。
二、柔性制造系统的设计要点在设计柔性制造系统时，需要考虑以下几个要点：1. 产品种类和生产规模：柔性制造系统应该能够适应多种不同的产品类型，并且能够在需求变化时快速调整生产线。
2. 设备和工艺的灵活性：柔性制造系统需要选择具有高度灵活性的设备和工艺，以适应不同产品的加工和生产需求。
3. 自动化控制和信息管理：柔性制造系统需要采用自动化控制和信息管理技术，使生产线具有高度的智能化和自主性。
4. 人机交互界面：柔性制造系统的设计应该考虑人机交互界面，以便操作人员能够方便地监控和控制生产过程。
三、柔性制造系统设计研究的现状目前，柔性制造系统设计研究主要集中在以下几个方面：1. 系统建模与仿真：通过建立系统的数学模型，对柔性制造系统的性能和可行性进行评估和优化。
同时，通过仿真技术，可以在实际建造之前对系统进行虚拟测试和优化。
2. 自适应规划与排产：柔性制造系统的规划和排产是一个复杂的问题，需要考虑到不同产品的生产要求、设备的负载平衡等因素。
研究人员通过开发自适应的规划和排产算法，提高系统的生产效率和资源利用率。
3. 机器人技术与控制：机器人技术是柔性制造系统中不可或缺的组成部分。
研究人员致力于研发更加灵活、精确和智能的机器人，以提高生产效率和质量。
机械制造中的柔性制造系统研究报告
机械制造中的柔性制造系统研究报告在当今竞争激烈的制造业环境中，企业面临着多样化的市场需求、不断缩短的产品生命周期以及日益严苛的质量要求。
为了适应这些变化，提高生产效率和灵活性，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称 FMS）应运而生，并逐渐成为现代机械制造领域的关键技术之一。
一、柔性制造系统的定义与组成柔性制造系统是一种由计算机控制的、能够自动完成多品种中小批量生产的制造系统。
它将自动化加工设备、物料搬运系统、计算机控制系统等有机地结合在一起，实现了生产过程的高度自动化和灵活性。
一般来说，柔性制造系统主要由以下几个部分组成：1、加工系统包括各种数控机床、加工中心等，它们是完成零件加工的主要设备。
2、物料搬运系统负责将原材料、半成品和成品在各个工作单元之间进行运输和存储，常见的有自动导引小车（AGV）、传送带等。
3、控制系统是整个柔性制造系统的核心，通过计算机网络对加工设备、物料搬运系统等进行集中控制和管理，实现生产过程的优化调度和协调运行。
4、刀具管理系统负责刀具的存储、调配和刃磨等，确保加工过程中刀具的及时供应和良好状态。
二、柔性制造系统的特点1、高度自动化柔性制造系统中的设备和系统能够在无人干预的情况下自动运行，大大提高了生产效率，减少了人工操作带来的误差和不确定性。
2、灵活性强能够快速适应产品品种和生产批量的变化，通过调整加工工艺、更换刀具和夹具等方式，在短时间内实现不同产品的生产切换。
3、生产效率高通过优化生产流程、减少设备闲置时间和物料搬运时间等，提高了设备的利用率和生产效率。
4、质量稳定采用先进的加工设备和检测手段，能够保证产品的加工精度和质量一致性。
三、柔性制造系统的工作原理在柔性制造系统中，控制系统根据生产计划和订单要求，将加工任务分配给各个加工设备。
物料搬运系统将原材料和毛坯送至相应的加工设备，加工完成后，再将半成品或成品运输到下一工序或存储区域。
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。
柔性制造系统fms的原理与实现
柔性制造系统fms的原理与实现柔性制造系统（FMS）是一种自适应性高、可变性强的生产系统，它通过集成自动化技术、信息技术和通讯技术，实现对生产过程的灵活控制和管理。
FMS的原理可以总结为以下几个核心要点：1. 集成化：FMS由多个设备和工作站组成，包括数控机床、机器人、传送带等，这些设备通过网络进行连接和通信，实现集成化操作和控制。
2. 自动化：FMS中的设备和工作站通常都是自动化的，可以通过编程和控制系统来实现自动操作和运行。
这种自动化能够提高生产效率，降低人力成本。
3. 灵活性：FMS具有高度的灵活性，能够根据生产需求和变化的市场需求进行调整和适应。
通过改变设备配置和调整作业流程，FMS能够适应不同的产品和生产批量。
4. 数据化：FMS采集和处理大量的生产数据，包括设备状态、生产进度、质量指标等。
通过对这些数据进行分析和监控，可以实现生产过程的优化和效率提升。
FMS的实现主要包括以下几个方面：1. 设备集成：FMS需要将不同类型的设备和工作站进行集成和连接，建立起统一的通信网络和控制系统。
这可以通过标准化的接口和协议来实现。
2. 控制系统：FMS的控制系统是实现自动化和灵活控制的关键，它需要能够对设备进行编程和控制，实现自动化生产流程的调度和监控。
现代FMS通常采用计算机控制系统和软件来实现。
3. 数据管理：FMS需要对大量的生产数据进行管理和分析，以便实现生产过程的优化和效率提升。
这可以通过数据库和数据分析软件来实现。
4. 人机交互：FMS的运行和管理需要与人员进行交互和协作。
这可以通过人机界面和控制面板来实现，使操作员能够对FMS进行监控和控制。
总而言之，FMS通过集成化、自动化、灵活性和数据化的原理和实现，能够实现高效、灵活、可变的生产过程，提高生产效率和产品质量，适应变化的市场需求。
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FMS及其故障诊断
加工设备 运行监测
运输小车或 运输机器人 的监测诊断 运储系统的 监测与诊断 立体仓库状 态的监测
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
计算机 人机 界面
元系统
监测与诊断 子系统
知识库管理 子系统
故障咨询 子系统
外部扩展 接口
监测与故障诊断总体框架结构
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
故障诊断子系统结构
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
测量站 检验工序有在线和离线两种方式。在线检验仪可由编 检验工序有在线和离线两种方式。 程令其投入工作， 程令其投入工作，以判定加工误差和直接经由中央计算机 进行刀具补偿调整。离线检验则由于检验工位离得远， 进行刀具补偿调整。离线检验则由于检验工位离得远，零 件定位和夹紧费时， 件定位和夹紧费时，或缺少自动检验装置等原因具有滞后 性。
柔性制造系统（FMS)及其故障诊断
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
System） 一、柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System） 柔性制造系统FMS（ FMS 柔性：柔性是指一个生产系统对生产需求变化的适应 柔性：柔性是指一个生产系统对生产需求变化的适应 系统对 能力。 能力。
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
刀具破损的主要监测方法
THANK YOU !
制造设备的柔性 加工柔性
柔性
零件流动路线的柔性 产量柔性 故障控制柔性
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
FMS的定义
柔性制造系统是数控加工设备、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。（国军标）
FMS的组成
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
FMS故障诊断系统 故障诊断系统
FMS小结
柔性制造系统实验室参观总结班级：学号：姓名：随着科学技术的迅速发展，新产品不断涌现，产品的市场寿命日益缩短，更新换代加速，中、小批量生产占有越来越重要的地位。
面临这一新的局面，必须大幅度提高制造柔性和生产效率，缩短生产周期，保证产品质量，降低生产成本，以获得更好的效益。
柔性制造系统在这种形势下应运而生的。
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是由数控加工设备，物料贮运装置和计算机控制等系统组成的自动化系统。
它包括多个柔性制造单元（FMC），是一种集多种高新技术于一体的现代化制造系统。
在工程训练中心的认知培训课上，老师带领我们参观了柔性制造实验室，看到各个机器在预先设计的程序控制下有条不紊的执行着任务，在观察了一段时间以后，加上老师细心的讲解，我对柔性制造系统也有了一个大概的认识。
所谓柔性制造是指具有高自动化程度的制造系统，目前所谈及的柔性制造系统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。
柔性制造系统一般由三个部分组成，分别是加工系统，物流系统和信息系统。
首先是加工系统。
加工系统的功能是以任意自动化加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具，通常由若干台对工件进行加工的数控机床和所使用的刀具构成。
然后是物流系统。
物流系统又分为三个部分，输送系统，贮存系统和操作系统。
其中，输送系统的功能是建立各加工设备之间的自动化联系，它与传统的自动生产线或流水线不同，FMS的工件输送系统可以不按固定节拍，固定顺序运送工件，甚至是几种工件混杂在一起输送。
贮存系统具有自动存取机能，用以调节加工节拍的差异，使用的是自动化存储仓库。
操作系统的功能是建立加工系统和贮存系统之间的自动化联系。
最后是信息系统。
它包括过程控制和过程监控系统。
过程控制系统进行加工系统及物流系统的自动控制；过程监控系统进行在状态数据自动采集和处理。
汽车机械制造的柔性制造系统
汽车机械制造的柔性制造系统柔性制造系统在汽车机械制造中的应用柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，缩写FMS）是一种能够在生产流程中适应不同产品和生产任务的制造系统。
它能够提高生产效率、降低成本，并具备适应市场变化的能力。
在汽车机械制造领域，柔性制造系统扮演着重要的角色，本文将探讨柔性制造系统在汽车机械制造中的应用。
一、柔性制造系统的定义和特点柔性制造系统是一种由计算机集成控制的制造系统，它包括多台相互协调的机床、自动化处理设备和材料搬运系统。
在柔性制造系统中，通过计算机编程和控制，能够实现不同产品的快速转换和生产。
柔性制造系统的特点主要包括以下几点：1. 可变性：柔性制造系统能够适应不同的产品和生产任务，具备快速转换的能力。
2. 高效率：柔性制造系统通过优化生产流程和自动化控制，能够提高生产效率和生产能力。
3. 灵活性：柔性制造系统具备适应市场变化和客户需求的能力，能够灵活调整生产计划和生产方式。
4. 自动化：柔性制造系统中的机床、设备和搬运系统都是通过计算机集成控制，实现自动化生产。
二、柔性制造系统在汽车机械制造中的应用1. 生产线柔性制造汽车机械制造通常采用流水线的生产方式，传统的流水线生产往往对产品种类和生产批次有一定的限制。
而柔性制造系统可以通过自动化的搬运系统和灵活的机床配置，实现不同产品的生产。
无论是小批量生产还是定制化生产，柔性制造系统都能够适应，并且能够快速转换生产模式，提高生产效率和生产能力。
2. 个性化定制制造随着市场需求的多样化和个性化需求的增加，汽车机械制造企业需要灵活调整生产方式，满足消费者的个性化需求。
柔性制造系统能够根据客户需求进行快速调整，实现个性化定制制造。
通过柔性制造系统，汽车机械制造企业可以生产出多种不同配置的汽车产品，提高产品的市场竞争力。
3. 库存管理和配送柔性制造系统还能够实现库存管理和配送的灵活性。
通过与供应链管理系统的结合，柔性制造系统可以实时监控库存情况，并根据需求进行灵活的配送。
机械制造中的机械柔性制造系统设计
机械制造中的机械柔性制造系统设计在当今快速发展的机械制造行业中，机械柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）成为提高生产效率和降低成本的重要手段。
本文将讨论机械柔性制造系统设计的关键要素和设计原则。
一、引言随着全球市场对产品质量和交货时间的要求日益提高，机械制造企业面临着巨大的竞争压力。
传统的生产方式往往无法满足客户个性化需求和高效快速生产的要求。
机械柔性制造系统的出现为解决这一问题提供了可能。
二、机械柔性制造系统的定义和特点机械柔性制造系统是一种采用先进的计算机控制技术和自动化设备的集成化生产流程，可以实现多品种、小批量的生产方式。
其主要特点包括以下几点：1. 柔性：机械柔性制造系统能够通过简单的程序和工装变换快速切换产品生产，适应不同产品的加工要求。
2. 高效：自动化设备和智能控制系统的应用，使得机械柔性制造系统能够快速高效地完成生产任务，提高生产效率。
3. 可靠：机械柔性制造系统采用高度集成化的设备和控制系统，减少了人为因素的干扰，提高了系统的稳定性和可靠性。
三、机械柔性制造系统的设计原则为了设计出高效可靠的机械柔性制造系统，需要遵循以下几个设计原则：1. 整体思考：在设计机械柔性制造系统时，需要从整体上考虑系统的各个组成部分之间的关系和协调。
只有整体思考，才能保证系统的高效运行。
2. 模块化设计：机械柔性制造系统的设计应采用模块化结构，各个模块之间通过标准接口进行连接，便于系统的调试和维护。
3. 智能化控制：机械柔性制造系统需要配备智能化的控制系统，能够对生产过程进行实时监测和调整，以保证产品质量和生产效率。
4. 灵活性设计：机械柔性制造系统需要具备较高的灵活性，能够应对市场需求的变化和新产品的引进。
该系统应具备快速切换产品和加工工艺的能力。
5. 自动化程度：机械柔性制造系统应尽可能实现自动化生产，减少人工干预，提高生产效率和质量稳定性。
四、机械柔性制造系统设计的关键要素在进行机械柔性制造系统设计时，需要考虑以下几个关键要素：1. 设备选择：根据产品特点和加工要求选择合适的生产设备，包括数控机床、自动化装配设备等。
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FMS技术与应用
课题：FMS技术与柔性制造系统姓名：***学号：************任课老师：孙小权柔性制造系统FMS技术与应用中国制造业的转型升级，对加工领域的自动化制造模式提出了新的需求。
传统的自动化方式已经不能适应一些新的情况，以及加工信息数据和管理运营之间的交互需求等。
而成熟的FMS产品与应用技术，正是解决和适应这种需求的最佳模式。
目前，中国制造业面临的经营环境很复杂，首先是劳动力的减少,社会老龄化趋势将导致了劳动力的不足；熟练操作人员以及具备一定加工经验的人员缺乏，导致产品品质的低下。
其次是制造成本全球范围内竞争激烈化，其他地区大量廉价劳动力市场、制造业在全球范围内的分布，以及通过工序分散和人海战术实现量产已难以维持企业利润。
现在，超复合化，高速化，自动化的时代已经到来。
机床的高性能化，大幅度降低由于误操作导致开动率低下情况的发生；加工程序的复合化、高精度化，以及更为严格的品质要求；由于准备工序的复杂、繁琐化，给操作人员造成很多负担；面对制造业这样的经营环境，充分体现柔性自动化生产的FMS将逐步广泛被使用。
FMS应用特点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）。
柔性制造技术是技术密集型的技术群，它采用了计算机辅助设计、智能控制和传感技术、人工智能和专家系统等关键技术。
FMS柔性线控制器为柔性制造系统总控制中心，通过FMS柔性线控制器（计算机），进行全系统的控制，可自如地安排生产计划，并能灵活满足生产计划变化的需要。
作为自动化，省人化系统，FMS具有以下优势和特点：提高劳动生产率，稳定的质量；应对多种生产形态，省人化、无人化；可灵活应对中批量、大批量、多品种少量、变品种变量的生产系统。
FMS技术发展趋势1．低成本的初期投资，且便于扩展从结构设计的优化合理，实现通用的标准化和模块化，既提高生产效率降低了成本，又能便于积木式组合布局和扩展，为FMS的普及应用创造了更好条件。
- 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)。
中国地质大学研究生课程论文封面课程名称机械工程前沿教师姓名研究生姓名研究生学号研究生专业机械工程所在院系机电学院类别：B.硕士日期：年月日评语注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
柔性制造系统(FMS)摘要: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。
关键词:柔性制造系统计算机辅助设计柔性制造系统的应用Abstract: flexible manufacturing systems (FMs) refers to a high degree of automation of manufacturing systems. FMS currently talking about usually refers to the batch machining of advanced automation and a high level of flexible manufacturing systems for the target. With the social demand for product diversification, low manufacturing costs and shorter manufacturing cycle increasingly urgent, FMS develop quite rapidly, and because of the development of micro-electronics technology, computer technology, communications technology, machinery and control equipment, also contributed to the flexible manufacturing technology maturity, after 80 years, manufacturing automation into a new era, that computer-based integrated manufacturing (CIMS) era, FMS has become the industrialized countries in the development of manufacturing automation development priorities.Keywords: flexible manufacturing systems computer-aided design applications of flexible manufacturing systems1．概述1.1 柔性制造系统的发展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。
同年，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在少品种、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、德国等也都在60年代末至70年代初，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1～2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。
70年代末期，柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备组成的柔性制造系统为最多，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柔性制造系统的基本特征，但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS，使柔性制造系统FMS的设计思想和技术成果得到普及应用。
迄今为止，全世界有大量的柔性制造系统投入了应用，仅在日本就有175套完整的柔性制造系统。
国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上，而且比率还在增加。
1.2 柔性制造系统的定义柔性制造系统（简称FMS）是由数控加工设备、物料储运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的变化迅速进行调整，适用于多品种中、小批量生产。
（依据：中华人民共和国国家军用标准－武器装备柔性制造系统术语）美国国家标准局(United States National Bureau of Standards)认为是：“由一个传输系统联系起来的一些设备（通常是具有换刀装置的加工中心）。
传输装置把工件放在托盘或其它联接装置上送到各加工设备，使工件加工准确、迅速和自动。
中央计算机控制机床和传输系统，可同时加工几种不同的工件”。
它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段，克服了原来机械生产线只适合于大批量生产的刚性特征，能够适应中小批量、多品种的柔性生产方式，而且将手工操作减少到最低，具有很高的自动化特征。
随着社会对多品种、中小批量产品的认同，对短生产周期、低制造成本的需求增加，加上微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备技术的日益成熟，柔性制造技术得到了广泛的应用。
2．FMS的功能及优点2.1 FMS的功能（1）能自动控制和管理零件的加工过程，包括制造质量的自动控制、故障的自动诊断和处理、制造信息的自动采集和处理；（2）通过简单的软件系统变更，便能制造出某一零件族的多种零件；（3）自动控制和管理物料（包括工件与刀具）的运输和存储过程；（4）能解决多机床下零件的混流加工，且无需增加额外费用；（5）具有优化的调度管理功能，无需过多的人工介入，能做到无人加工。
2.2 FMS的优点采用柔性制造系统有许多优点，主要有以下几个方面：(1）设备利用率高一组机床编入柔性制造系统后的产量，一般可达这组机床在单机作业时的三倍。
柔性制造系统能获得高效率的原因，一是计算机把每个零件都安排了加工机床，一俟机床空闲，即刻将零件送上加工，同时将相应的数控加工程序输入这台机床。
二是由于送上机床的零件早已装卡在托盘上（装卡工作是在单独的装卸站进行），因而机床不用等待零件的装卡。
(2）减少设备投资由于设备的利用率高，柔性制造系统能以较少的设备来完成同样的工作量。
把车间采用的多台加工中心换成柔性制造系统，其投资一般可减少三分之二。
(3）减少直接工时费用由于机床是在计算机控制下进行工作，不需工人去操纵。
唯一用人的工位是装卸站。
这就减少了工时费用。
(4）减少了工序中在制品量，缩短了生产准备时间和一般加工相比，柔性制造系统在减少工序间零件库存数量上有良好效果。
有的减少了80%。
这是因为缩短了等待加工时间(5）改进生产要求有快速应变能力柔性制造系统有其内在的灵活性，能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动，进行多品种生产。
而且还能在不明显打乱正常生产计划的情况下，插入备件和急件制造任务。
(6）维持生产的能力许多柔性制造系统设计成具有当一台或几台机床发生故障时仍能降级运转的能力。
即采用了加工能力有沉余度的设计，并使物料传送系统有自行绕过故障机床的能力，系统仍能维持生产。
(7）产品质量高减少零件装卡次数，一个零件可以少上几种机床加工，设计更好的专用夹具，更加注意机床和零件的定位都有利于提高零件的质量。
(8）运行的灵活性运行的灵活性是提高生产率的另一个因素。
有些柔性制造系统能够在无人照看的情况下进行第二和第三班的生产。
(9）产量的灵活性车间平面布局规划得合理，需要增加产量时，增加机床，以满足扩大生产能力的需要。
2.3 FMS柔性的体现(1)机床的柔性，系统中的机床通过配置相应的刀具、夹具、NC程序等，即可加工给定零件族中的零件。
生产需求发生变化时，系统可以方便地扩展、收缩或重构。
(2)加工柔性，以不同加工工序和工艺加工一个零件的能力或在给定的一个工艺规划下以不同的加工路线实现零件的加工（制造工作站间和加工功能间的互换和替代）。
(3)产品的柔性，能够经济和迅速地转变生产产品。
(4)零件流动路线柔性，系统在加工零件过程中出现局部故障时，能重新选择工件路径并继续加工。
(5)产量柔性，运行系统适应不同产量并具有好的操作效益。
(6)扩展的柔性，能够在需要时容易地、模块化地扩展系统的可能性。
(7)操作柔性，能对每一种零件改变工序顺序。
(8)生产柔性，FMS能够生产各类零件。
(9)故障控制柔性，当系统中的设备出现故障时，制造系统对故障的处理能力。
3．FMS的分类3.1 按系统的规模（1）FMC柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell）一般是由1~2台数控机床、加工中心、工业机器人及物料运输存贮设备等组成。
数控加工设备间由小规模的工件自动运输装置连接，并由计算机对它们进行生产控制和管理，具有适应加工多品种产品的灵活性。
可将其视为一个规模最小的FMS，系统对外设有接口，可与其它单元组成FMS。
它是FMS向廉价化小型化方向发展的一种产物。
FMC问世并应用于生产比FMS晚6～8年。
其特点是实现单机柔性自动化，迄今已进入普及应用程度。
FMC有两大类：加工中心配上托盘交换系统APC（Automatic Pallet Changer）（3-1）具有托盘交换系统的FMC数控机床配工业机器人（3-2）由NC机床和ROBOT组成的FMC（2）FMSFMS通常包括4台或更多的数控加工设备（加工中心与切削中心等、FMM或FMC，是由FMC为子系统构成的系统。