柔性制造系统介绍PPT
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柔性制造系统技术PPT
特点：柔性好；适用于多品种中小批量生产
新技术：数控技术、计算机编程技术等
2020/4/10
11
二、发展历程的第二种划分方法（五个阶段）
3、第三阶段（1965年－）：柔性制造，包括计算机直接 控制（DNC）、FMS和FMC。
特点：柔性、高效率；适用于多品种中小批量生产 ；
新技术：GT，DNC，FMS，监控技术……
管理、控制和优化。
2020/4/10
4
三、柔性自动化制造技术在功能上的含义
可 用 TQCSEF 模 型 来 描 述 柔 性 自 动 化 制 造
技术的目标。
•T（Time）——时间，加速新产品研制，缩短交货 期
•Q（Quality）——质量
•C（Cost） ——成本
•S（Service）——服务
•E（Environment）——环保
1、1936年美国通用汽车公司工作人员认为：在一个生产 过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化 ”。即：以机械代替人力操作，自动完成特定的作业。
2、随着计算机的出现和应用，自动化的概念扩展为：用 机器包括计算机代替或辅助人的体力劳动和脑力劳动，按 照需求和目标，灵活、自动地完成特定的作业。
1990年4月由日本倡导。 特点：集成日本的企业技术、欧共体的精密工
程技术、美国的系统技术等
以上介绍五个阶段，是国外发达国家的发展历程。我国 与国外发达国家相比，有所滞后，目前正在努力跟进。
2020/4/10
13
作业
1、柔性自动化制造技术的发展先后经历了哪 五个阶段？
（1）刚性自动化 （2）数控加工 （3）柔性制造 （4）计算机集成制造系统 （5）智能制造系统
1、第一阶段（1913年－）：刚性自动化，包括刚性生产 线和自动单机。
项目六柔性制造系统认知课件
05
柔性制造系统的应用案例
汽车制造业应用案例
总结词
汽车制造业是柔性制造系统应用的重要领域，通过采用柔性制造系统，汽车企业可以实现小批量、多品种的生产 方式，满足市场多样化需求。
详细描述
随着汽车市场的不断变化和消费者需求的多样化，汽车企业需要快速调整生产以适应市场需求。柔性制造系统在 汽车制造业中的应用可以实现混流生产，即在不同生产线上同时生产不同型号、配置的汽车。这种生产方式不仅 可以提高生产效率，降低生产成本，还可以快速响应市场变化，满足消费者个性化需求。
03
柔性制造系统的关键技术
数控技术
数控技术是实现柔性制造系统 的核心技术之一，它能够实现 高精度、高效率的加工和制造 。
数控技术通过数字化控制，实 现了对加工过程的精确控制， 提高了加工精度和加工效率。
数控技术还可以实现多轴联动 加工，能够加工复杂曲面和异 形零件。
工业机器人技术
工业机器人技术是柔性制造系统的另一关键技术，它能够实现自动化、智能化的生 产。
系统优化与升级
技术升级
根据技术发展状况和生产需求变化，对系 统进行技术升级和改造，提高系统的性能
和适应性。
A 数据分析与改进
收集系统运行数据，分析生产过程 中的瓶颈和问题，提出针对性的优
化措施。
B
C
D
持续改进
建立持续改进机制，不断优化系统性能， 提高生产效率和产品质量。
扩展性与兼容性考虑
在系统设计之初就考虑未来扩展和兼容的 可能性，为未来升级和扩展留有余地。
柔性制造系统的优势与局限性
提高质量
高精度、高稳定性的加工设备，提高 了产品质量。
快速响应市场
能够快速调整生产，适应市场需求变 化。
计算机集成制造技术(CIMT)(PPT 53)第三讲柔性制造系统(FMS)
工件/夹具运送管理系统的组成
物料仓库； 夹具系统； 装卸工作站； 缓冲工作站； 物料运送小车。
自动化立体仓库的组成
库房（高架多层货架）； 堆垛起重机； 场内有轨运输车； 场内、场外运输AGV小车； 控制计算机； 状态检测器； 信息输入设备，如条形码扫描器等。
FMS的总投资如表3-9所示: USD 1640650.00
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
AMS系统结构
AMS厂房平面布置图
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。
采用FMS预计配置及投资如表3-5所示。
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)； ③应能完成独立完整的加工工序，能完成所 选定零件族加工中尽可能多的工序。
FMS系统功能模型与信息模型 FMS系统功能模型 它是描述FMS系 统运行过程的全部活动。 FMS系统信息模型 它是描述FMS系 统运行过程的信息流程。
柔性制造系统技术ppt课件
•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：
•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。
2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）
•刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线； 对象--单一品种大批量生产自动化； 特点--生产效率高、加工品种单一。 •柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； •综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS 、CE、LP、AM等。
•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。
三、柔性自动化制造技术的研究现状
3、单元系统及其技术 单元系统：以一台或多台数控加工设备与物料储运系
•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。
2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）
•刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线； 对象--单一品种大批量生产自动化； 特点--生产效率高、加工品种单一。 •柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； •综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS 、CE、LP、AM等。
•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。
三、柔性自动化制造技术的研究现状
3、单元系统及其技术 单元系统：以一台或多台数控加工设备与物料储运系
柔性制造技术PPT课件
2-11
传统的独立垂直生产体系
2018/9/11
现代制造技术
2-12
专 业 化 生 产 结 构 体 系
2018/9/11 现代制造技术 2-13
分类系统组成
码位 横向环节Ⅰ 分类环节 横向环节Ⅱ 特征项或特征信息 纵向环节 0 1 2… 纵向环节 0 1 2…
分 类 系 统
分类标志
粗分
细分 表示各分类环节的具体含义， 如结构形状、尺寸、材料等。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形）
2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心， 数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等） 和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控 组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
现代制造技术 2-21
2018/9/11
FMS 加工系统的配置
1 互替式（并联）
2 互补式（串联） 3.混合式（并串联） FMS的加工对象
当所选定零件组的全部工序可以被一种机床独 立完成时，FMS可以只配置数量足够的相同型号机 床，这些机床之间是可以相互代替的。
当所选定零件组的全部工序不能被一种机 床独立完成时，FMS需要配置几种不同型号的机 床，各自完成特定的工作，这些机床之间是互 相补充的，不能相互替代。
2018/9/11 现代制造技术 2-23
FMS 对机床的要求
1 工序集中 2 控制功能强、柔性好
3 具有通信接口
4 高刚度、高精度、高速度 5 其它要求
a) 使用经济性好 b) 操作性、可靠性、维修性好
c) 自保护性、自维护性好
柔性制造技术ppt课件
(i=1,2,…,N)
混合结构 ＲH＝（N－L）Z＋ΣZ i 若令N=4，L=2，Z=10，则：
（i=1,2,…,L）
ＲL＝4×10＝40 ＲS＝10+102+103+104＝11110 ＲH＝(4-2)×10+10+102＝130
树式结构具有紧凑、纵向环节数多的优 点，但它的横向环节的从属关系复杂，使用 不便。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形） 2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心， 数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等） 和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控 组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
26.07.2021
精选ppt
2-22
机床配置形式与特征比较
配置形式
互替式
互补式
混合式
简图
生产柔性
低
中
高
生产率
低
高
中
技术利用率
低
中
高
系统可靠性
高
低
中
投资强度比
高
低
中
说明：这些配置主要取决于机床功能、FMS的物料流和信息流， 而并非取决于加工设备的物理布局。
26.07.2021
精选ppt
2-23
FMS 对机床的要求
精选ppt
2-17
零件分组方法
直接用分类编码划分工艺相似零件组存在的问题： a) 导致许多结构相似但工艺不同的零件被划分在同一
组，而工艺相似但结构不同的零件却无法划分在同一组；
b) 零件组数多， 每组零件种类多，且 代码中许多分类标志 无工艺特征。
混合结构 ＲH＝（N－L）Z＋ΣZ i 若令N=4，L=2，Z=10，则：
（i=1,2,…,L）
ＲL＝4×10＝40 ＲS＝10+102+103+104＝11110 ＲH＝(4-2)×10+10+102＝130
树式结构具有紧凑、纵向环节数多的优 点，但它的横向环节的从属关系复杂，使用 不便。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形） 2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心， 数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等） 和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控 组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
26.07.2021
精选ppt
2-22
机床配置形式与特征比较
配置形式
互替式
互补式
混合式
简图
生产柔性
低
中
高
生产率
低
高
中
技术利用率
低
中
高
系统可靠性
高
低
中
投资强度比
高
低
中
说明：这些配置主要取决于机床功能、FMS的物料流和信息流， 而并非取决于加工设备的物理布局。
26.07.2021
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2-23
FMS 对机床的要求
精选ppt
2-17
零件分组方法
直接用分类编码划分工艺相似零件组存在的问题： a) 导致许多结构相似但工艺不同的零件被划分在同一
组，而工艺相似但结构不同的零件却无法划分在同一组；
b) 零件组数多， 每组零件种类多，且 代码中许多分类标志 无工艺特征。
第四节 柔性制造技术.ppt
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（Flexible Manufacturing System—FMS）是集数控技术、计算机 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。
FMS的发展
1967年英国Molins公司建成第一条FMS 70年代末80年代初，FMS商品化，从机加工
（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。
FMS中常见的输送装置
a) 辊式
b) 链式 输送带
c) 带式
输送带典型输送线路
三、物流系统
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
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。
FMS的加工系统选择原则
⑤操作性、可靠性、维修性好。机床的操作、保养与 维修方便，使用寿命长。
⑥自保护性、自维护性好。如设有切削力过载保护、 功率过载保护、行程与工作区域限制等。有故障诊 断和预警功能。
⑦对环境的适应性与保护性好。对工作环境的温度、 湿度、噪声、粉尘等要求不高，噪声、振动小。
⑧其他。如技术资料齐全，机床上各种显示、标记等 清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。
有轨小车 a)地面轨道式 b)空间轨道式
第四节 柔性制造技术
一、柔性制造系统概述
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS）是集数控技术、计算机 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。
FMS的发展
1967年英国Molins公司建成第一条FMS 70年代末80年代初，FMS商品化，从机加工
（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。
FMS中常见的输送装置
a) 辊式
b) 链式 输送带
c) 带式
输送带典型输送线路
三、物流系统
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
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。
FMS的加工系统选择原则
⑤操作性、可靠性、维修性好。机床的操作、保养与 维修方便，使用寿命长。
⑥自保护性、自维护性好。如设有切削力过载保护、 功率过载保护、行程与工作区域限制等。有故障诊 断和预警功能。
⑦对环境的适应性与保护性好。对工作环境的温度、 湿度、噪声、粉尘等要求不高，噪声、振动小。
⑧其他。如技术资料齐全，机床上各种显示、标记等 清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。
有轨小车 a)地面轨道式 b)空间轨道式
《柔性制造技术》课件
典型的模型设计与协同 优化方案
介绍了基于系统动力学和遗 传算法的柔性制造技术模型 与协同优化方案。
推广与应用
推广的需求与难点
柔性制造技术的推广需要克服各种技术、管理和资 源方面的挑战。
典型应用案例分析
通过实际案例，探讨柔性制造技术在各个行业中的 应用和效果。
总结
1 柔性制造技术的优势与不足
虽然柔性制造技术在提高灵活性和效率方面 具有优势，但也存在成本和技术上的挑战。
从单一产品生产向多品种、小批量生产的转变，柔性制造技术经历了多个阶段。
宏观视角
国内外现状对比
比较国内外柔性制造技术的应用情况，探讨差距和 潜力。
未来趋势
预测柔性制造技术在未来的发展方向，包括自适应 制造系统等。
情境感知与智能调度
1
智能调度的目标
2
优化生产过程，提高资源利用率和生产
效率，同时念
通过感知和理解生产环境中的情境信息， 为智能调度提供基础。
典型的情境感知与智能调度方案
介绍了基于人工智能和大数据技术的情 境感知与智能调度方案。
模型设计与协同优化
设计的要求
柔性制造技术的模型应该具 备准确性、可靠性和实时性。
协同优化的原则
通过各个子系统之间的协同 和优化，提高整体生产效益 和响应能力。
2 发展前景和应对策略
展望未来，柔性制造技术将继续发展，需要 持续创新和合理应对挑战。
《柔性制造技术》PPT课 件
柔性制造技术在现代制造业中扮演着重要的角色。本课件将介绍柔性制造技 术的定义、发展历程以及未来趋势。
什么是柔性制造技术
概念
柔性制造技术是指通过自动化和智能化手段，实现生产系统具有灵活性和敏捷性。
柔性制造系统ppt课件
38
不同时间段的刀具监控方法
39
刀具磨损的监测方法
40
刀具破损的主要监测方法
41
刀具的信息管理
• FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。 • 所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，
如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其 它几何参数。这些信息随加工过程的延续，不断发生变化， 直接反映了刀具使用时间的长短、磨损量的大小、对工件 加工精度和表面质量的影响。
大型刀库通常采用此种方式，一般刀具数在30~120把。当增 加链条长度时就可增加刀具数，刀库结构有较大的灵活性。
34
链式刀库示例
35
加工中心的刀库有转塔式、链式和盘 式等基本类型。
• 盘式刀库：又称斗笠式刀库，这种刀库中的刀具沿盘面
垂直排列、沿盘面径向排列或成锐角排列，刀库结构简单紧 凑，应用较多，但刀具单环排列，空间的利用率低，如增加 刀库容量必须使刀库的外径增大，那么转动惯量也相应增大， 选刀运动时间长。刀具数量一般不多于32把。
造技术得到了迅速的发展，作为这种技 术具体应用的柔性制造系统（FMS）、 柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动 线（FML）等柔性制造设备纷纷问世， 其中柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）最具代表 4
FMS的产生过程
• FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公 司在1963年制造了世界上第一条多品种柴 油机零件的数控生产线。
27
刀具流的组成及运行过程
28
刀具交换——加工中心的自动换刀
• 自动换刀装置自动换刀装置应当满足换 刀时间短、刀具重复定位精度高、足够 的刀具储存量、刀库占地面积小以及安 全可靠等基本要求。
不同时间段的刀具监控方法
39
刀具磨损的监测方法
40
刀具破损的主要监测方法
41
刀具的信息管理
• FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。 • 所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，
如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其 它几何参数。这些信息随加工过程的延续，不断发生变化， 直接反映了刀具使用时间的长短、磨损量的大小、对工件 加工精度和表面质量的影响。
大型刀库通常采用此种方式，一般刀具数在30~120把。当增 加链条长度时就可增加刀具数，刀库结构有较大的灵活性。
34
链式刀库示例
35
加工中心的刀库有转塔式、链式和盘 式等基本类型。
• 盘式刀库：又称斗笠式刀库，这种刀库中的刀具沿盘面
垂直排列、沿盘面径向排列或成锐角排列，刀库结构简单紧 凑，应用较多，但刀具单环排列，空间的利用率低，如增加 刀库容量必须使刀库的外径增大，那么转动惯量也相应增大， 选刀运动时间长。刀具数量一般不多于32把。
造技术得到了迅速的发展，作为这种技 术具体应用的柔性制造系统（FMS）、 柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动 线（FML）等柔性制造设备纷纷问世， 其中柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）最具代表 4
FMS的产生过程
• FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公 司在1963年制造了世界上第一条多品种柴 油机零件的数控生产线。
27
刀具流的组成及运行过程
28
刀具交换——加工中心的自动换刀
• 自动换刀装置自动换刀装置应当满足换 刀时间短、刀具重复定位精度高、足够 的刀具储存量、刀库占地面积小以及安 全可靠等基本要求。
柔性制造系统介绍PPT
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。
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。
柔性制造系统32631PPT课件
11.06.2020
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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。
11.06.2020
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1
▪ 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。
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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。
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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
计算机集成制造技术-柔性制造系统(ppt 53页)
本系统: ROR=513900/1640650=31.3%
FMS的总投资
投资回收期
Y = 1/ROR(年)
本系统: Y = 1/ROR = 1/0.313 = 3.19年
综合评介结论
综合各项分析，本FMS方案 是可以接受的。
谢 谢！
计算机集成制造技术（CIMT）
（Computer Integrated Manufacturing Technology）
第三讲 柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统（FMS） （Flexible Manufacturing System）
FMS定义
FMS是一种在中央计算机控制下由两台以上 配有自动刀具交换及自动工件托盘交换装置的 数控机床以及自动化物料运送装置组成的、具 有生产负荷平衡、生产调度、对制造过程实时 控制与监控功能的,可加工多族零件的柔性自 动化生产系统。
FMS的夹具系统的组成
机床夹具； 托盘（Pallet）； 自动上下料装置(APC、机器人)。
物料运送小车
（1）有轨小车（RGV) Rail Guided Vehicle
（2）自动导向小车（AGV) Automatic Guided Vehicle
自动导向小车
刀具管理系统框图
FMS刀具系统组成
采用FMS预计配置及投资如表3-5所示。 FMS的总投资如表3-9所示: USD 1640650.00
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
FMS的总投资
投资回收期
Y = 1/ROR(年)
本系统: Y = 1/ROR = 1/0.313 = 3.19年
综合评介结论
综合各项分析，本FMS方案 是可以接受的。
谢 谢！
计算机集成制造技术（CIMT）
（Computer Integrated Manufacturing Technology）
第三讲 柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统（FMS） （Flexible Manufacturing System）
FMS定义
FMS是一种在中央计算机控制下由两台以上 配有自动刀具交换及自动工件托盘交换装置的 数控机床以及自动化物料运送装置组成的、具 有生产负荷平衡、生产调度、对制造过程实时 控制与监控功能的,可加工多族零件的柔性自 动化生产系统。
FMS的夹具系统的组成
机床夹具； 托盘（Pallet）； 自动上下料装置(APC、机器人)。
物料运送小车
（1）有轨小车（RGV) Rail Guided Vehicle
（2）自动导向小车（AGV) Automatic Guided Vehicle
自动导向小车
刀具管理系统框图
FMS刀具系统组成
采用FMS预计配置及投资如表3-5所示。 FMS的总投资如表3-9所示: USD 1640650.00
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
柔性制造系统介绍PPT
柔性制造系统介绍
contents
目录
• 柔性制造系统概述 • 柔性制造系统的主要技术 • 柔性制造系统的应用场景 • 柔性制造系统的设计与实施 • 柔性制造系统的未来发展趋势 • 柔性制造系统案例分享
01
柔性制造系统概述
定义与特点
定义：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System。FMS）是一种综合性的制造系统。由多个柔 性制造单元组成
03
柔性制造系统的应用场景
汽车制造行业
汽车制造行业是柔性制造系统应用最广泛的领域之一。柔性 制造系统在汽车制造过程中可以实现高度自动化的生产，提 高生产效率，降低成本，并且可以适应不同车型的生产。
在汽车制造行业中，柔性制造系统主要应用于车身焊接、涂 装、总装等环节，通过自动化设备、机器人等实现高效、精 准的生产。
03
工业机器人技术的优势在于它可以适应不同的生产任务，并且能够替代人工执 行危险或者高强度的工作，降低工伤风险。
自动化物流技术
自动化物流技术是指通过自动化设备实现物料 运输、仓储和配送的技术。
在柔性制造系统中，自动化物流技术是实现生 产流程顺畅的关键，它能够快速、准确地传输 物料，提高生产效率。
自动化物流技术的优势在于它可以减少人力搬 运的需要，降低物料管理的复杂性，并且可以 优化库存管理。
更高的自动化程度
自动化设备
随着技术的不断发展，柔性制造系统将采用更多的自动化设 备，如机器人、自动化生产线等，以提高生产效率和质量。
智能化控制
通过引入人工智能、机器学习等技术，实现柔性制造系统的 智能化控制，提高生产过程的自适应性。
更广泛的应用领域
多元化产品
柔性制造系统的应用领域将越来越广泛，不仅局限于机械、电子等传统制造 领域，还将拓展到医疗、航空航天、新能源等领域。
contents
目录
• 柔性制造系统概述 • 柔性制造系统的主要技术 • 柔性制造系统的应用场景 • 柔性制造系统的设计与实施 • 柔性制造系统的未来发展趋势 • 柔性制造系统案例分享
01
柔性制造系统概述
定义与特点
定义：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System。FMS）是一种综合性的制造系统。由多个柔 性制造单元组成
03
柔性制造系统的应用场景
汽车制造行业
汽车制造行业是柔性制造系统应用最广泛的领域之一。柔性 制造系统在汽车制造过程中可以实现高度自动化的生产，提 高生产效率，降低成本，并且可以适应不同车型的生产。
在汽车制造行业中，柔性制造系统主要应用于车身焊接、涂 装、总装等环节，通过自动化设备、机器人等实现高效、精 准的生产。
03
工业机器人技术的优势在于它可以适应不同的生产任务，并且能够替代人工执 行危险或者高强度的工作，降低工伤风险。
自动化物流技术
自动化物流技术是指通过自动化设备实现物料 运输、仓储和配送的技术。
在柔性制造系统中，自动化物流技术是实现生 产流程顺畅的关键，它能够快速、准确地传输 物料，提高生产效率。
自动化物流技术的优势在于它可以减少人力搬 运的需要，降低物料管理的复杂性，并且可以 优化库存管理。
更高的自动化程度
自动化设备
随着技术的不断发展，柔性制造系统将采用更多的自动化设 备，如机器人、自动化生产线等，以提高生产效率和质量。
智能化控制
通过引入人工智能、机器学习等技术，实现柔性制造系统的 智能化控制，提高生产过程的自适应性。
更广泛的应用领域
多元化产品
柔性制造系统的应用领域将越来越广泛，不仅局限于机械、电子等传统制造 领域，还将拓展到医疗、航空航天、新能源等领域。
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工厂计算机 中央计算机 工夹具站 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的组成
加工 单元n
三、FMS功能
A
自动控制加工过 程，包括加工质 量控制、故障的 自动检测
B
能够制造出同意 零件族中的多个 零件
C
自动管理物料的 运输和储存
FMS
D
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
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。
七、柔性制造系统的应用
七、柔性制造系统的应用
七、柔性制造系统的应用 信息控制系统：基于PC的控制软件可帮助实
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。
四、柔性制造系统的构成
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
物流系统
信息系统
软件系统
五、柔性制造系统的类型
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)
按规模大小柔性制造系统
柔性自动生产线 (FML) 柔性制造工厂 (FMF)
柔性制造系统简介
A Brief Introduction of Flexible Manufacturing System
班级： 学生： 学号：
LOGO
一、柔性制造系统的产生
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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
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七、柔性制造系统的应用
物料流动
信息流动
七、柔性制造系统的应用
新瑞采用FMS系统的价值主要体现在：系统能按照装配 作业配套的需要，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与相应的流动资金占用量， 缩短生产周期；提高设备利用率，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；提高产品质量的恒定性。 FMS系统在发达国家已有较多应用，它已成为自动化工 厂的重要组成模块。而且，FMS的应用范围正在不断扩大， 涵盖毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等诸多方面可以 说，柔性制造系统的发展空间巨大， 市场前景广阔。
七、柔性制造系统的应用 加工系统：FMS63由3台H63卧式加工中心和
两个工件安装站组成
1、可加工中小型、板件、 盘类、壳体类件精密零 件 2、零件一次装夹后可铣、 镗、钻、扩、铰、攻丝 等多工序加工 3、特别适合各类箱体、 壳体多孔的中小批量或 单件加工
七、柔性制造系统的应用 物流系统：
采用立体仓库 (共3层货架)配备一台自动堆垛机，可 存储处理多达60 个托盘，托盘上可装载大量的零件 与夹具。物流系统中的自动化立体仓库可实现柔性生 产线所需加工工件的存储和搬运(上下料)。 货架系统：分为1排 x20列 x3层，共60个储存货位 ，总高6020毫米。 自动堆垛机：一台，巷道有效宽度1500 毫米，运行 轨道总长33米 专用托盘：尺寸630x630x150毫米，托盘最大堆 高1450毫米 (含托盘)。
二、柔性制造系统的定义
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
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
朝低成本
多功能化
环保化 小型单元化
模块化
发展 趋势
集成化 智能化
高柔性 管理现代化
七、柔性制造系统的应用
江苏新瑞机床(集团)有限 公司(以下简称 新瑞 )坐落于江 苏省常州市，是一家集产品设计 制造、销售和服务于一体的中高 档数控机床专业生产企业，汇集 了新瑞机械、宁夏长城、江苏多 棱三大品牌的十大系列产品，是 我国数控机床产品门类较为齐全 的大型机床制造企业之一。
七、柔性制造系统的应用
FMS63