项目六 柔性制造系统认知

它将制造、产品开发及经营管理 的自动化连成一个整体，是以信息流 控制物质流的智能制造系统（IMS） 为代表，其特点是实现整个工厂的柔 性化及自动化。它是自动化生产的最 高水平，反映出世界上最先进的自动 化应用技术。
任务一 了解柔性制造系统
柔性制造系统
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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
凸轮轴生产线能够共线加工多种型号的凸轮轴，可以 说建立这样一条柔性生产线，相当于建立了7条以上的 传统凸轮轴线，其意义已不仅是一个柔性制造系统， 而是一个凸轮轴制造集中厂
任务二 柔性制造系统的应用
奇瑞发动机二厂的凸轮轴柔性生产线
任务二 柔性制造系统的应用
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NTC公司 一个典型的缸 盖柔性生产线。 整条生产线中， 在精加工工序 上采用标准化 设计的柔性专 用机床
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圆满地解决了机械制造高自动化 与高柔性化之间的矛盾
任务一 了解柔性制造系统
优点 设备利用率高 优点说明 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
生产能力相对稳 自动加工系统由一台或多台机床组成,发生故障时,有降级运转的能力,物料传送 定 产品质量高 系统也有自行绕过故障机床的能力 零件在加工过程中,装卸一次完成,加工精度高,加工形式稳定 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 运行灵活 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 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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整套设备不仅 可添加相位识别-校 正、在线检测、上/ 下料仓和上/下料道 等装置，还配有独 立的料仓设计，料 仓独立控制、自动 运行，同时可与其 他相关设备联线配 合协调工作。
任务二 柔性制造系统的应用
门式机械手模块GIANT SERIES G10&G20
任务二 柔性制造系统的应用
奇瑞发动机二厂的凸轮轴柔性生产线
有柔性制造单 元(FMC)
柔性制造系统 (FMS)
按规模大小柔性制造系统
柔性自动生产线 (FML 柔性制造工厂 (FMF)4种形式
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有柔性制造单元(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。
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柔性制造系统 未来将发展
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各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS
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完善FMS的自动化功能
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扩大FMS完成作业内容，并与计算机辅 助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结 合பைடு நூலகம்向全盘自动化工厂方向发展
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近年来，柔性化生产制造方式越来越流行， 不断的渗透到众多产品密集型制造行业中。
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柔性制造系统(FMS)
FMS以2台以上数控机床或加工中心为基 础,配以物料传送装置、检测设备等，具有较 为完善的刀具和工件的输送和储存系统
FMS适合加工形状复杂,加工工序多,批 量大的零件,加工和物料传送柔性大,但人员 柔性仍然较低。可实现在不停机的情况下, 满足实现多品种、中小批量的加工管理 FMS除了调度管理计算机外，还配备有 过程控制计算机和分布式数控终端，形成多 级控制系统组成的局部网络。FMS是使用 柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统
柔性制造系统的优点
任务一 了解柔性制造系统
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
朝低成本
多功能化
环保化 小型单元化
模块化 高柔性 管理现代化
发展 趋势
集成化 智能化
任务一 了解柔性制造系统
FMS的软、硬件都向模块化方向发展 一方面 与计算机辅助设计和辅 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
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柔性自动生产线(FML)
FML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。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，可以加工批量较大的不 同规格零件，对物料搬运系统柔性要求低于FMS， 但生产率更高 对于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
项目六 柔性制造系统认知
项目六
柔性制造系统认知
知识与能力目标
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了解柔性制造系统的基本知识
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了解柔性制造系统在实际工程中的应用
项目六
柔性制造系统认知
任务一 了解柔性制造系统
任务二 柔性制造系统的应用
任务一 了解柔性制造系统
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传统的生产工艺 只有在品种单一、 批量大、设备专用、 工艺稳定及效率高, 才能构成规模经济 效益 反之,多品种、 小批量生产,设备 的专用性低,在加 工形式相似的情 况下,频繁的调整 工具夹,工艺稳定 难度增大,生产效 率势必受到影响 为了同时提高制造 工业的柔性和生产效 率,使之在保证产品质 量的前提下,缩短产品 生产周期,降低产品成 本,最终使中小批量生 产能与大批量生产抗 衡,柔性自动化系统便 应运而生
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。 柔性制造系统只是它的 一个组成部分
为了保证系统工作的可靠性和经济性，将其主要组成部 分标准化和模块化。以模块化结构集成FMS、再以FMS 作为制造自动化基本模块集成CIMS是一种基本趋势
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构 成 自动加工系统 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 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 的系统,它是柔性制造系统主要的组成部分 指对加工和运输过程中所需各种信息收集,处理,反馈,并通过电子计算机或其 它控制装置(液压,气压装置等),对机床或运输设备实行分级控制的系统 指保证柔性制造系统用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分.它包 括设计,规划,生产控制和系统监督等软件
柔性制造系统基本构成
物流系统
信息系统
软件系统
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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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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
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通过选择最佳 切削条件减少了交 换刀具的频率；采 用多用途的A轴翻转 夹具使得工件内的 切屑、冷却液能最 大程度地留在机床 内部
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同时，为了防 止工件被误投入 机床，在各工序 的夹具内还配置 了判断工件错误 的挡板。
任务二 柔性制造系统的应用
NTC缸盖柔性生产线
任务二 柔性制造系统的应用
龙门式机械手上下料缸体粗加工生产线，配有三坐标柔性加 工单元，自动输送小车，可以完成3个品种缸体的加工。
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柔性制造系统
作用
由计算机集成管理和 控制、高效率地制造某 一类中小批量多品种零 部件的自动化制造系统 它是由数字控制加工设备、 物料储运系统和信息控制 系统等三个子系统组成的
能根据制造任务或生产 环境的变化迅速调整， 以适宜于多品种、中小 批量生产，能适应加工 对象变换，在加工自动 化的基础上实现物料流 和信息流的自动化
任务二 柔性制造系统的应用
小巨人机床有限公司 是中国第一座智能网 络化机床制造工厂， 其所有技术管理通过 PDM系统(Prduction Data Manaser:产品 数据管理)对产品结构、 设计变更、变更的历 史进行管理和记录。
通过覆盖公司的计算机系统 和网络，数字化产品结构、 数字化生产设备及制造执行 系统，将制造、产品开发、 售前、售后服务及经营管理 有机连接在一起，以信息流 控制物质流，实现了整个工 厂的柔性化及自动化，构筑 起了一个现代化的柔性制造 工厂
从实际应用上来说 它解决了长期以来多品种小批量加工自动 化的难题，也能够适应产品不断更新的需求， 广受众多厂家欢迎，特别在汽车零部件制造业 内尤为突出。
任务二 柔性制造系统的应用
1 小巨人公司最新 生产的柔性制造单 元——巨人系列门 式机械手模块 GIANT SERIES G10&G20。
其采用模块化 设计，柔性强，可 以针对不同零件、 不同加工工艺进行 灵活搭配，组建高 性价比的机械手模 块。它还采用独立 绗架设计，安装、 调试可以与机床分 开进行。
FML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，技术已 日臻成熟，迄今已进入实用化阶段
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柔性制造工厂 (FMF)
FMF是由计算机系统和网络通过 制造执行系统MES，将设计、工艺、 生产管理及制造过程的所有柔性单 元FMC、柔性线FMS连接起来，配 以自动化立体仓库，实现从订货、 设计、加工、装配、检验、运送至 发货的完整的数字化制造过程。
该柔性生产线的机床选用Siemens 840D、FANUC18i等 目前顶尖的系统来实现FMS的自动控制；Siemens数控 系统中增加ARTIS刀具检测软件，同时，生产线的自动 控制系统还扩展了主动检测功能，在切削过程中实时对 加工尺寸进行检测，并将数据反馈至控制系统，随机修 正切削参数，以保证加工精度