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调和管理等
过过过 程程程 控调监 制度视
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
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工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
工夹具站
信息传输网络
加工 单元1
此类FMS的最大优点是当设备发生故障时系统只须局部停机即可， 但由于机床种类单一，可能会造成加工能力不足或造价过高。
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❖ 配备互补机床的FMS
这一类FMS通过物料运储系统将数台不同的NC机床连接起来，使 不同机床的工艺加工能力可以互补。 工件通过安装站进入系统，然后在计算机控制下从一个工作站到另 一工作站，按顺序加工，每台机床所完成的工序数取决于工件的设 计和机加工艺，不同的零件可采用不同的机床加工。 这类FMS比较经济，且加工能力互补，但一旦设备出现故障可能因 影响到系统的加工能力而造成系统停机。可采用后备机床弥补这一 不足。
加工 单元2
加工 单元
n 运输小车
FMS的组成
自动 ຫໍສະໝຸດ Baidu库
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❖ 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：
❖ 硬件组成：
（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。
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❖ 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。
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柔性制造技术
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目录
1 柔性制造系统的组成、原理 2 柔性制造系统的类型、应用
3
柔性制造系统的加工系统
4
柔性制造系统的物流系统
5 柔性制造系统的控制管理系统
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1、柔性制造系统的组成、原理
❖ 柔性制造系统的定义
❖ 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。
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2、柔性制造系统的类型、应用
❖ FMS适用于中小批量的生产，既要兼顾对生产率和柔性的要求，也要 考虑系统的可靠性和机床的负荷率。因此，就产生了三种类型的FMS：
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a)互替式
b)互补式
c)混合式
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FMS 机床配置形式与特征比较
❖ 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”。
❖ 更直观的定义是：柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的 工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合 的整体。柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成， 在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。
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柔性制造系统组成
柔性制造系统
加工系统
加辅检 工助测 设设设 备备备
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
物流系统
控制与管理系统
工刀 件具 流流
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。 可实现刀具的预
这一类FMS采用多个同构的或可互相替换的机床构成FMS。例如， 由八台加工中心、一个贮料系统和一条往复式物料运输线及计算机 控制设备构成FMS。
在该类系统中，工件可以被送到适合加工它的任一台加工中心上； 由计算机根据各台机床任务量和状态对机床分配加工零件，每台机 床都有自动换刀装置，并可完成部分或全部加工工序。
（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。
❖ 软件组成：
（1）FMS的运行控制系统 （2）FMS的质量保证系统 （3）FMS的数据管理和通信网络系统
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• 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。
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• 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。
配置形式
互替式
互补式
混合式
简图
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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。
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FMS 机床配置形式
❖ 配备可互相替换机床的FMS
• 1988年北京机床研究所为天津减速机厂提供的加工减速机机座的 JCS-FMS-2系统是全部自行开发和配套的，它标志着我国已具有自主 开发FMS系统的实力。
• 近几年来，国内一些经济实力比较雄厚的工厂（北京第一机床厂， 上海第二纺织机械厂，天津减速机总厂，山西经纬纺织机械厂等）， 为实施CIMS，又进口了一些国外的FMS系统。
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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
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工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
工夹具站
信息传输网络
加工 单元1
此类FMS的最大优点是当设备发生故障时系统只须局部停机即可， 但由于机床种类单一，可能会造成加工能力不足或造价过高。
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❖ 配备互补机床的FMS
这一类FMS通过物料运储系统将数台不同的NC机床连接起来，使 不同机床的工艺加工能力可以互补。 工件通过安装站进入系统，然后在计算机控制下从一个工作站到另 一工作站，按顺序加工，每台机床所完成的工序数取决于工件的设 计和机加工艺，不同的零件可采用不同的机床加工。 这类FMS比较经济，且加工能力互补，但一旦设备出现故障可能因 影响到系统的加工能力而造成系统停机。可采用后备机床弥补这一 不足。
加工 单元2
加工 单元
n 运输小车
FMS的组成
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❖ 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：
❖ 硬件组成：
（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。
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❖ 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。
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1 柔性制造系统的组成、原理 2 柔性制造系统的类型、应用
3
柔性制造系统的加工系统
4
柔性制造系统的物流系统
5 柔性制造系统的控制管理系统
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1、柔性制造系统的组成、原理
❖ 柔性制造系统的定义
❖ 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。
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2、柔性制造系统的类型、应用
❖ FMS适用于中小批量的生产，既要兼顾对生产率和柔性的要求，也要 考虑系统的可靠性和机床的负荷率。因此，就产生了三种类型的FMS：
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a)互替式
b)互补式
c)混合式
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FMS 机床配置形式与特征比较
❖ 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”。
❖ 更直观的定义是：柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的 工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合 的整体。柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成， 在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。
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柔性制造系统组成
柔性制造系统
加工系统
加辅检 工助测 设设设 备备备
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
物流系统
控制与管理系统
工刀 件具 流流
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。 可实现刀具的预
这一类FMS采用多个同构的或可互相替换的机床构成FMS。例如， 由八台加工中心、一个贮料系统和一条往复式物料运输线及计算机 控制设备构成FMS。
在该类系统中，工件可以被送到适合加工它的任一台加工中心上； 由计算机根据各台机床任务量和状态对机床分配加工零件，每台机 床都有自动换刀装置，并可完成部分或全部加工工序。
（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。
❖ 软件组成：
（1）FMS的运行控制系统 （2）FMS的质量保证系统 （3）FMS的数据管理和通信网络系统
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• 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。
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• 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。
配置形式
互替式
互补式
混合式
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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。
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FMS 机床配置形式
❖ 配备可互相替换机床的FMS
• 1988年北京机床研究所为天津减速机厂提供的加工减速机机座的 JCS-FMS-2系统是全部自行开发和配套的，它标志着我国已具有自主 开发FMS系统的实力。
• 近几年来，国内一些经济实力比较雄厚的工厂（北京第一机床厂， 上海第二纺织机械厂，天津减速机总厂，山西经纬纺织机械厂等）， 为实施CIMS，又进口了一些国外的FMS系统。