柔性制造系统FMS
机械制造中的柔性制造系统
机械制造中的柔性制造系统在当今高度竞争的制造业环境中，企业需要不断提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并快速响应市场的变化。
为了实现这些目标，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）应运而生。
柔性制造系统是一种先进的制造技术，它将计算机技术、自动化技术和制造技术有机地结合起来，为机械制造企业提供了高度灵活和高效的生产解决方案。
一、柔性制造系统的定义和组成柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运系统和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。
它能够在不停机的情况下，根据生产任务的变化，自动调整加工工艺和生产流程，实现多品种、中小批量生产的高效化和自动化。
数控加工设备是柔性制造系统的核心，包括数控机床、加工中心等。
这些设备具有高精度、高效率和高自动化程度的特点，能够完成各种复杂零件的加工。
物料储运系统负责原材料、在制品和成品的存储和运输。
它通常包括自动化仓库、输送装置、搬运机器人等，能够实现物料的快速准确配送，保证生产的连续性。
计算机控制系统是柔性制造系统的大脑，它负责对整个生产过程进行监控、调度和管理。
通过计算机控制系统，操作人员可以实时掌握生产进度、设备状态和质量情况，并及时做出调整和决策。
二、柔性制造系统的特点1、高度灵活性柔性制造系统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。
它可以在同一生产线上同时生产多种不同的产品，大大提高了企业的市场响应能力。
2、高效率通过自动化的物料储运和加工过程，柔性制造系统能够减少生产中的等待时间和运输时间，提高设备的利用率和生产效率。
3、高质量由于采用了先进的数控加工设备和严格的质量控制手段，柔性制造系统能够保证产品的高精度和高质量，降低废品率和次品率。
4、可扩展性柔性制造系统可以根据企业的发展需求进行扩展和升级，增加新的设备和功能，以满足不断增长的生产需求。
三、柔性制造系统的工作原理在柔性制造系统中，计算机控制系统首先接收生产任务，并根据产品的工艺要求和设备的可用性，制定生产计划和调度方案。
柔性制造系统的研究与开发
柔性制造系统的研究与开发
柔性制造系统（FMS），顾名思义，它是一种具有非常强大柔性的、
自动化的制造系统。
它既可以处理多元化的产品，也可以自动操作复杂的
制造过程，是对传统制造系统的有效补充。
柔性制造系统（FMS）研究与
开发，一直是国内外制造系统的重要任务。
首先，柔性制造系统（FMS）的研究应从基本理论研究入手，包括机器、软件、控制、物流等理论知识的深入研究。
其次，需要对柔性制造系
统（FMS）一系列应用技术进行系统的研究，包括数控技术、机器人技术、信息技术、系统工程等，以及相关的自动化、计算机信息处理等技术。
第三，需要对柔性制造系统的环境、加工条件以及它的可靠性等应用性能进
行全面研究和分析。
此外，要加强柔性制造系统（FMS）标准的研究和制定，统一柔性制
造系统的建设和应用标准，推动柔性制造系统（FMS）的快速发展和广泛
应用。
同时还要研究开发和改进各种柔性制造系统（FMS）的辅助工具和CAD/CAM软件，实现更加高效、自动化的柔性制造。
最后，柔性制造系统（FMS）的研究和开发，要融合生产现代化、信
息化和智能化的理念。
柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）
柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）柔性自动化的兴起随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。
这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着国有大中型企业。
因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。
众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、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，频繁的调整工夹具，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，是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。
自从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，70年代初柔性自动化进入了生产实用阶段。
几十年来，从单台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统，使柔性自动化得到了迅速发展。
柔性制造系统的概念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。
FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制。
故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产，并能及时地改变产品以满足市场需求。
FMS 兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。
FMS的工艺范围正在不断扩大，包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。
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。
它具有设备利用率高、生产能力相对稳定、产品质量高、运行灵活和产品应变能力大的优点。
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)资料
(3)产品交货期的缩短。缩短从订货到交货的周期是赢得竞争的重要手 段。有资料显示美国A与B公司交货期最少可缩短为几十个小时。
第七章 柔性制造系统(FMS)
二、从科学技术的发展条件来看： 应用柔性制造系统可获得明显效益，这主要是由于以下8方面的因素： (1)利用率高。在典型情况下，采用柔性制造系统中的一组机床所获得的生产
第七章 柔性制造系统(FMS)
2.选择系统的原则： 纳入FMS运行的机床，应当是可靠、自动化、高效率的加工
设备。在选择时，要考虑到该FMS加工零件的尺寸范围、经 济效益、零件的工艺性、加工精度和材料，等等。换言之， FMS的加工能力完全是由其所包含的机床来确定的。现在， 加工棱体类零件的FMS技术比加工回转体零件的更成熟。对 于棱体类零件，机床的选择通常都在各种牌号的立式和卧式 加工中心以及专用机床(如可换主轴箱的、转位主轴箱的)之 中进行。
机床的另一个特点是高柔性高生产率。为了满足生产柔性化和高生产率要求，近年来在 机床结构设计上形成两个发展趋向：柔性化组合机床和模块化加工中心。所谓柔性化组合 机床又称可调式机床，如自动更换主轴箱机床和转塔主轴箱机床。这就是把过去适合大批 量生产的机床进行柔性化。模块化加工中心就是把加工中心也设计成由若干通用部件、标 准模块组成，根据加工对象的不同要求组合成不同的加工中心。
(2)降低主要设备成本。由于主要设备利用率高，因而在加工同样数目的零件 时，系统所需的机床数目少于单机情况下的机床数目。通常加工中心的减少量 是3∶1的比例。
柔性制造系统
四、柔性制造系统在发动机生产中的应用
柔性制造单元FMC 柔性制造单元FMC 每个FMC中都由几道工序组成， 每个FMC中都由几道工序组成，每道工序分别由多台相同型 FMC中都由几道工序组成 号的加工中心组成。每个FMC前面是上料辊道，后面是下料 号的加工中心组成。每个FMC前面是上料辊道， FMC前面是上料辊道 辊道及检测站。各个FMC之间也是相应的辊道， FMC之间也是相应的辊道 辊道及检测站。各个FMC之间也是相应的辊道，可以起到工 件暂存作用。 件暂存作用。
四、柔性制造系统在发动机生产中的应用
2、还可利用自制组合夹具在箱体类个别工序能力富余的设备上进行进气管的加工： 奇瑞公司的72系列发动机是装载在QQ系列车型上的一款自主研发的发动机，2005年， 随着QQ的热销，为补充72系列发动机产能，我们在发动机厂的481缸盖线上抽出 部分加工中心来加工72系列产品。由于两个产品差异较大，因此我们采用了更换 夹具的方式，将372的夹具安装在481加工中心的托盘上，把372设备原有的数控 加工程序直接拷贝过来，即可快速投入生产。 3、利用加工中心的柔性特点，对于已经定型的产品来说，多个品种在一条线上生产： 奇瑞公司新建的一条缸盖线可共线加工数个品种，包含汽油机和柴油机。由于这些产 品都已基本定型，因此夹具和上料系统可以进行通用设计，刀具的设计也充分考 虑多品种共用，以便节约成本并减少换刀时间。由于输送辊道及上料装置上设置 了型号识别，夹具上也进行了防错设计，机床已经具备了混流生产能力。 4、产品切换也是多品种共线的关键部分： a) 操作者在产品切换的界面中选定将要切换的型号，系统会提取事前输入在系统中 此型号对应的换型内容，提示及监控整个换型过程； b) 运储系统中机械手的夹爪为伺服电机控制，由自动化控制系统发出指令，夹爪自 动调整到位，同时机械手会返回完成信号至控制系统；
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。
十四.柔性制造系统(FMS)
刀具: 模块式(TMS):刀柄,刀杆,接长杆,接上套,刀夹,刀 模块式(TMS):刀柄,刀杆,接长杆,接上套,刀夹,刀 体,刀头,刀刃等. 整体式(TSG):镗铣类整体数控工具系统 整体式(TSG):镗铣类整体数控工具系统 夹具:统一基准,敞开性好 夹具:统一基准,敞开性好
– – 托盘:运输载体,各单元的接口. 托盘:运输载体,各单元的接口. 组合夹具:
ISO托盘的标准:ISO/DIS8526-1(2) ISO托盘的标准:ISO/DIS8526完全标准化的元件组合而成. 基本元件8 基本元件8大类:基础件,支承件,定位件,导向件,压紧 件,紧固件,合件,其他件. 两大类型: 槽系组合夹具:键和槽定位. 孔系组合夹具:孔,销定位.
1.
理想的FMS应具有8 理想的FMS应具有8种柔性:
运行柔性 系统处理其局部故障并维持继续生产原定工件族的 能力 6. 批量柔性: 在成本核算上适应不同批量的能力 7. 扩展柔性: 根据生产需要方便地模块化进行组建和扩展能力 8. 生产柔性: 系统适应生产对象变换的范围和综合能力5.二, Nhomakorabea成和类型:
基本组成: 1. 由计算机控制和管理 2. 采用了CNC控制为主的多台加工设备和其 采用了CNC控制为主的多台加工设备和其 他生产设备. 3. 系统中的加工设备和生产设备通过物料输 送装置连接.
FMS基本组成 FMS基本组成
FMS的两个主要特点:柔性和自动化 FMS的两个主要特点:柔性和自动化
FMS的原理及应用
FMS的原理及应用1. FMS（柔性制造系统）的概述FMS（Flexible Manufacturing System）即柔性制造系统，是一种基于计算机控制和自动化技术的制造系统。
它包括了一组有自主运行能力的工作站、机器人、运输设备等组成的生产线，能够根据生产需求灵活自动地进行排产、调度和控制。
2. FMS的原理FMS的原理包括以下几个方面：2.1 自动控制技术FMS通过自动控制技术实现对工作站、机器人、运输设备等的控制和调度。
其中，自动控制技术主要包括传感器、执行器、控制器等硬件设备，以及程序控制、逻辑控制、网络通信等软件技术。
2.2 信息管理技术FMS需要实时收集、处理和传输各种生产和设备的信息，以实现对生产过程的控制和监控。
信息管理技术主要包括数据库、通信网络、监控系统等，能够实现数据的采集、存储、处理和展示。
2.3 智能决策技术FMS通过智能决策技术实现对生产计划、调度等决策的自动化。
智能决策技术主要包括人工智能、优化算法、规划算法等，能够根据生产需求和约束条件，自动化生成合理的生产计划和调度方案。
3. FMS的应用3.1 工业生产领域FMS在工业生产领域有广泛的应用。
它可以灵活地应对不同产品的生产需求，提高生产效率和灵活性，降低生产成本。
在汽车制造、电子制造、机械制造等行业，FMS被广泛应用于零部件的自动化生产和组装过程。
3.2 物流管理领域FMS在物流管理领域也有重要的应用。
它可以实现物流设备的自动调度和控制，提高物流效率和精度，降低物流成本。
在仓库管理、货物分拣、物流配送等方面，FMS的应用可以大大提升物流管理的效率和质量。
3.3 教育培训领域FMS在教育培训领域具有重要的作用。
它可以作为学生学习制造技术和管理技术的实验平台，提供真实的生产环境和实践机会。
通过与实际工业生产相结合，学生可以更好地理解和掌握FMS相关技术和知识。
4. FMS的优势和挑战FMS作为一种现代化的制造系统，具有许多优势，也面临一些挑战。
计算机集成制造技术柔性制造系统
计算机集成制造技术柔性制造系统1. 引言随着科技的不断发展，计算机集成制造技术已经在制造业中得到广泛应用。
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）作为计算机集成制造技术的一种重要应用，已经成为现代制造业中的关键组成部分。
本文将介绍计算机集成制造技术柔性制造系统的概念、特点、优势以及在实际应用中可能面临的挑战。
2. 柔性制造系统的概念柔性制造系统是指利用计算机控制和自动化技术来实现对多品种、小批量生产的一种生产方式。
它通过灵活的生产能力和自动化设备的配合，能够快速地适应市场需求的变化，提高生产效率和产品质量。
柔性制造系统通常由计算机控制的机器设备、计算机网络、传感器、执行器等组成。
它能够自动调整生产线的组成和工艺流程，实现多种产品的生产，并能根据生产需求进行自主调整。
3. 柔性制造系统的特点柔性制造系统具有以下特点：•多品种生产能力：柔性制造系统能够通过调整设备和工艺流程，适应多种产品的生产需求。
•小批量生产能力：柔性制造系统能够实现快速转换，并且能够适应小批量的生产需求。
•自动化程度高：在柔性制造系统中，大部分的生产过程都是通过计算机控制和自动化设备实现的，减少了人为操作的错误和劳动强度。
•生产效率高：柔性制造系统通过自动化和优化的工艺流程，能够提高生产效率，减少生产时间和资源的浪费。
4. 柔性制造系统的优势柔性制造系统具有以下优势：•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优化，提高生产效率，降低生产成本。
•更快的产品上市时间：柔性制造系统能够快速适应市场需求的变化，减少了产品的研发和上市时间，提高了企业的竞争力。
•降低库存成本：柔性制造系统能够根据需求进行调整，减少了库存的积压，降低了库存成本。
•提高生产质量：柔性制造系统能够通过自动化和优化的工艺流程，减少了人为操作的错误，提高了产品的质量。
5. 柔性制造系统的挑战柔性制造系统在实际应用中也面临一些挑战：•技术要求高：柔性制造系统的建设和运行需要高水平的技术和专业知识，对人员的要求较高。
机械制造中的柔性制造系统有哪些特点
机械制造中的柔性制造系统有哪些特点在当今的机械制造领域，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称 FMS）正发挥着日益重要的作用。
柔性制造系统是一种具有高度灵活性和自动化程度的制造系统，它能够适应市场需求的快速变化和多样化，为企业提高生产效率、降低成本、提升产品质量提供了有力支持。
那么，柔性制造系统究竟有哪些特点呢？一、高度的自动化柔性制造系统的首要特点是高度的自动化。
在传统的机械制造中，许多工序需要人工操作，不仅效率低下，而且容易出现人为误差。
而柔性制造系统通过使用先进的自动化设备和控制系统，实现了从原材料输入到成品输出的全过程自动化。
例如，自动化的物料搬运系统可以准确、快速地将原材料和零部件输送到各个加工工位，自动化的加工设备能够按照预设的程序进行精确加工，自动化的检测设备可以对产品进行实时检测和质量控制。
这种高度的自动化大大减少了人工干预，提高了生产效率和产品质量的稳定性。
二、灵活性强灵活性是柔性制造系统的核心特点之一。
它能够快速响应市场需求的变化，迅速调整生产计划和产品品种。
当市场需求发生变化时，柔性制造系统可以通过更换刀具、夹具、加工程序等方式，在较短的时间内实现产品的转换和生产。
例如，如果市场对某种产品的需求增加，系统可以增加该产品的生产数量；如果市场需求转向另一种产品，系统可以迅速调整生产线，开始生产新的产品。
这种灵活性使得企业能够更好地适应市场的不确定性，提高市场竞争力。
三、设备通用性高柔性制造系统中的设备通常具有较高的通用性。
例如，加工中心可以通过更换刀具和夹具，完成多种不同类型的加工任务；机器人可以根据不同的工作需求进行编程和配置。
这种通用性使得设备的利用率大大提高，减少了设备的闲置和浪费。
同时，通用性高的设备也降低了企业的设备投资成本，因为企业不需要为每种产品都购置专门的设备。
四、生产效率高由于实现了高度自动化和灵活性，柔性制造系统能够显著提高生产效率。
fms是什么意思
FMS是什么意思柔性制造系统 (FMS) 是一种制造系统，它包含足够的灵活性以使系统能够对生产变化做出快速反应。
这种灵活性通常被认为分为两类。
首先是机器的灵活性。
这允许更改系统以生产新的产品类型并更改零件上使用的操作顺序。
第二是路由灵活性。
这包括使用多台机器对零件执行相同操作的能力以及系统吸收大规模变化的能力，例如体积、容量或能力。
大多数 FMS 系统由三个主要系统组成：优化零件流程的材料处理系统、控制材料运动的中央控制计算机和工作机器(通常是自动化 CNC 机器或机器人)。
在制造业中使用机器人有很多好处。
每个机器人单元都与一个材料处理系统相连，这使得将零件从一个机器人单元移动到另一个机器人单元变得容易。
在加工结束时，成品零件被送到自动检测单元，然后从 FMS 中取出。
FMS 的主要优势在于其在管理制造资源方面的高度灵活性，例如制造新产品的时间和精力。
柔性制造系统 (FMS) 是一种能够适应不断变化的需求的制造资产。
它允许根据需要生产不止一种类型的零件或“系列”零件。
有多种类型的柔性制造系统，每一种在制造业都有不同的应用。
柔性制造系统的类型FMS 可以分为以下任何一种：随机顺序 FMS：复杂的设置，允许生产复杂的设计专用 FMS：专门的系统，设计用于生产固定选择的零件装配：机器焊接、螺栓连接或以其他方式从其他零件连接和组装零件加工：加工零件以改变其形状、特征或外观单个机器单元 (SMC)柔性制造单元 (FMC)：包含 2-3 台机器柔性制造系统 (FMS)：包含 4 台以上机器柔性制造系统的构成柔性制造系统由生产“单元”组成，包括控制计算机、工作机器和物料处理系统。
如果没有物料处理或计算机控制系统，FMS将失去许多使其如此有用的灵活性。
三个主要模块对其功能至关重要：控制计算机、生产机器和物料处理系统。
控制计算机该模块控制系统，并允许操作员与其进行交互。
它还允许系统从生产一个零件快速切换到另一个零件。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造系统(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。
一、规模按规模大小FMS可分为如下4类：1.柔性制造单元(FMC)FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年，它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。
FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。
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，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。
它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，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。
它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。
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
柔性制造系统（FMS）一、概述1.发展历史1967年美国Molins公司制造首条FMS即System-24以及1970年美国K&T公司推出的飞机和拖拉机零件的多品种，小批量生产的自动线被人们公认为是世界上FMS的起源。
FMS 的出现解决了在离散型工业生产中一直试图解决而未能解决的经常变换品种的中小批量生产自动化的问题。
20多年来，FMT及FMS受到世界各国广泛重视，发展迅速并日趋成熟。
79年代后期到80年代是FMS在世界上蓬勃发展的时期，1982年美国芝加哥国际机床展览会和日本11界大阪国际机床展鉴会充分说明了FMS已从试验阶段进入实用阶段并已开始商品化。
美国、日本等工业发达国家都先后推出了一些大型的FMS的发展计划，耗资往往为几千万乃至上亿元，与此同时，考虑到企业的经济承受能力及投资风险性，也推出不少小型、经济型的FMS。
70年代后期FMS及以后的独立制造的岛、P-FMS的出现，使企业的柔性化找到了一条经济、实用又可留有发展余地的道路。
同时FMS的概念也已向其他生产领域移植，如从机械加工扩展到钣金、冲压、电火花加工、焊接、铸造等领域，从机械加工业扩展到服装。
食品等行业等等。
FMS是数控机床或设备自动化的延伸，FMS的一般定义可以用以下三方面来概括：FMS是一个计算机控制的生产系统；系统采用半独立的NC机床；这些机床通过物料输送系统连成一体。
其中，数控机床提供了灵活的加工工艺，物料输送系统将数控机床互相联系起来，计算机则不断对设备的动作进行监控，同时提供控制作用并进行工程记录，计算机还可通过仿真来预示系统各部件的行为，并提供必要的准确的量测。
FMS的基本组成随侍加工工件及其他条件而变化，但是系统的扩展必须以模块结构为基础。
用于切削加工的FMS主要由四部分组成：若干台数控机床、物料搬运系统、计算机控制系统、系统软件。
FMS的柔性可以从几方面评价，如图生产柔性工艺柔性设备柔性工序柔性生产柔性流程柔性批量柔性扩张柔性柔性制造自动化技术包含FMS的四个基本部分中的自动化技术，及自动化的加工设备、自动化的刀具系统。
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柔性制造系统(FMS)1．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。
FMS的控制、管理功能也比FMC强，对数据管理与通信网络的要求更高。
由集中的控制系统及物料系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工管理。
FMS是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。
（3）FML柔性制造生产线（Flexible Manufacturing Line）是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。
它是以离散型生产中的FMS和连续性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，但柔性较低，专用性较强、生产率较高、生产量较大，相当于数控化的自动生产线，一般用于少品种、中批量生产。
因此，可以说FML相当于专用FMS,对物料系统的柔性要求低于FMS，但生产效率更高。
（4）FMF柔性制造工厂（Flexible Manufacturing Factory）是以FMS为子系统构成，柔性制造由FMS扩大到全厂范围。
配以自动化立体仓库，用计算机系统进行有机的联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。
实现全厂范围内的生产管理过程、设计过程、制造过程和物料运储过程的全盘自动化，即实现自动化工厂的目标。
3.2 按应用对象分类（1）切削加工FMS（2）钣金加工FMS（3）焊接FMS（4）柔性装配系统等4．FMS的组成和结构4.1 FMS的组成柔性制造系统的主要组成：（1）工作站（2）物料传送系统（3）计算机控制设备（4）管理及控制软件（5）其它重要单元4.1.1 硬件系统制造设备：数控加工设备（如加工中心）、测量机、清洗机等；自动化储运设备：传送带、有轨小车、AGV、搬运机器人、立体库、中央托盘库、物料或刀具装卸站、中央刀库等；计算机控制系统及网络通信系统。
简单介绍如下：加工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。
磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。
车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。
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。
储存和搬运系统搬运的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的巷道式立体仓库。
毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。
固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的柔性制造系统，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。
工业机器人可在有限的范围内为1～4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(APC)来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同时完成工件的传送和装卸。
4.1.2 软件系统系统支持软件：操作系统、网络操作系统、数据库管理系统等；FMS运行控制系统：动态调度系统、实时故障诊断系统、生产准备系统，物料（工件和刀具）管理控制系统等。