刚性与柔性自动化
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刚性自动化与柔性自动化
工业工程095 马雪峰
096040370
பைடு நூலகம்动化制造系统
自动化制造系统是指在较少的人工直 接或间接干预下，将原材料加工成零件或 将零件组装成产品，在加工过程中实现管 理过程和工艺过程自动化。
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造.
“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工 艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。刚性制 造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。
柔性自动化技术是当今机械制造业适应市场动态需 求，加速产品更新的主要手段。采用柔性自动化技术， 不仅能够提高生产效率、减轻劳动强度，还能提高产 品质量、缩短制造周期和交货期、大幅度降低成本， 因而是各国机械制造业发展的重要趋势。
NC (Numerical Control,数字控制,简称数控)指用离散的 数字信息控制机械等装置的运行，只能由操作者自己编程
“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样 性和可变性，可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、 加工的柔性、批量的柔性等。
刚性自动化
• 刚性半自动化单机 • 刚性自动化单机 • 刚性自动化生产线
刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工工 件变化时，需要停机、停线并对机床、夹具、刀 具等工装设备进行调整或更换（如更换主轴箱、 刀具、夹具等），通常调整工作量大，停产时间 较长。
除此之外，刚性自动化还具有可以有效缩短生产周期、取消 半成品的中间库存、缩短物料流程、减少生产面积、改善劳动条 件、便于管理等优点。
机械制造柔性自动化技术
机械制造柔性自动化技术，是以数控技术为核心， 将计算机技术、信息技术与生产技术有机结合在一起 的技术。其应用范围可包括产品设计、加工制造和相 应的信息与管理系统。
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
• 柔性制造系统的概念 • 柔性制造系统基本组成部分 • 柔性制造系统的类型 • 制造柔性体现的方面 • 柔性制造系统的优点 • 柔性自动化的研究方向
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
• 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。
柔性制造系统的优点
• 第一，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。
• 第二，在制品减少80%左右。 • 第三，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。 • 第四，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。 • 第五，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。 • 第六，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。
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，英文缩写为 FMS
柔性制造系统 基本组成部分
• 自动加工系统。 • 物流系统。 • 信息系统。 • 软件系统。
柔性制造系统 的类型
• 柔性制造单元。 • 柔性制造系统。 • 柔性自动生产线。
• 产品柔性 能够经济、快速地转变生产产品的能力 。
• 零件流动路线柔性 当系统出现局部故障时，能重新选择零件加工路径，并
继续进行加工的能力。
• 产量柔性 系统运行可适应不同的生产批量，并具有良好的生产效
益。
• 系统重构柔性 系统具有重构柔性，可以生产需求发生变化时，系统可
以方便地扩展、收缩或重构。
制造柔性体现的方面
• 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。）
• 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） 。
刚性自动化生产线是用于工件输送系统将各种刚性自动化加 工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，在控制系统的作用下 完成单个零件加工的复杂大系统。
在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍，顺序通过 各个工作位置，自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过 程。因此，刚性自动线具有很高的自动化程度，具有统一的控制 系统和严格的生产节奏。
柔性自动化的研究方向
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.自动化控制和管理技术 包括分布式数字控制技术、质量统计和管理信息集成技术、 生产规则和动态调度控制技术、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 根据工艺设计，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。
工业工程095 马雪峰
096040370
பைடு நூலகம்动化制造系统
自动化制造系统是指在较少的人工直 接或间接干预下，将原材料加工成零件或 将零件组装成产品，在加工过程中实现管 理过程和工艺过程自动化。
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造.
“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工 艺相近的某类产品，表现为生产产品的单一性。刚性制 造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。
柔性自动化技术是当今机械制造业适应市场动态需 求，加速产品更新的主要手段。采用柔性自动化技术， 不仅能够提高生产效率、减轻劳动强度，还能提高产 品质量、缩短制造周期和交货期、大幅度降低成本， 因而是各国机械制造业发展的重要趋势。
NC (Numerical Control,数字控制,简称数控)指用离散的 数字信息控制机械等装置的运行，只能由操作者自己编程
“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样 性和可变性，可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、 加工的柔性、批量的柔性等。
刚性自动化
• 刚性半自动化单机 • 刚性自动化单机 • 刚性自动化生产线
刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工工 件变化时，需要停机、停线并对机床、夹具、刀 具等工装设备进行调整或更换（如更换主轴箱、 刀具、夹具等），通常调整工作量大，停产时间 较长。
除此之外，刚性自动化还具有可以有效缩短生产周期、取消 半成品的中间库存、缩短物料流程、减少生产面积、改善劳动条 件、便于管理等优点。
机械制造柔性自动化技术
机械制造柔性自动化技术，是以数控技术为核心， 将计算机技术、信息技术与生产技术有机结合在一起 的技术。其应用范围可包括产品设计、加工制造和相 应的信息与管理系统。
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
• 柔性制造系统的概念 • 柔性制造系统基本组成部分 • 柔性制造系统的类型 • 制造柔性体现的方面 • 柔性制造系统的优点 • 柔性自动化的研究方向
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
• 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。
柔性制造系统的优点
• 第一，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。
• 第二，在制品减少80%左右。 • 第三，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。 • 第四，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。 • 第五，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。 • 第六，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。
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，英文缩写为 FMS
柔性制造系统 基本组成部分
• 自动加工系统。 • 物流系统。 • 信息系统。 • 软件系统。
柔性制造系统 的类型
• 柔性制造单元。 • 柔性制造系统。 • 柔性自动生产线。
• 产品柔性 能够经济、快速地转变生产产品的能力 。
• 零件流动路线柔性 当系统出现局部故障时，能重新选择零件加工路径，并
继续进行加工的能力。
• 产量柔性 系统运行可适应不同的生产批量，并具有良好的生产效
益。
• 系统重构柔性 系统具有重构柔性，可以生产需求发生变化时，系统可
以方便地扩展、收缩或重构。
制造柔性体现的方面
• 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。）
• 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） 。
刚性自动化生产线是用于工件输送系统将各种刚性自动化加 工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，在控制系统的作用下 完成单个零件加工的复杂大系统。
在刚性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍，顺序通过 各个工作位置，自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过 程。因此，刚性自动线具有很高的自动化程度，具有统一的控制 系统和严格的生产节奏。
柔性自动化的研究方向
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.自动化控制和管理技术 包括分布式数字控制技术、质量统计和管理信息集成技术、 生产规则和动态调度控制技术、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 根据工艺设计，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。