第8章柔性制造系统
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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。
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。
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。
2020/7/31
武汉理工大学机电学院
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我国FMS的研究历程
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
FMS因应： 产品更新换代周期缩短； 需求日益个性化；
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从自动线到柔性制造系统
柔性——是指制造系统对系统内部及外刚性部自环动境线：的按一一种定工适艺应顺能序排力，
也是指制造系统能够适应产品变化的列的能若力干。台自动机床，用工件传送装
置和控制系统联结起来，按照规定的
生产能力柔性：当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组 织生产的制造系统，这一点尤为重要。
扩展柔性：当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一 个更大系统的能力。
运行柔性：利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的 产品，换用不同工序加工的能力。
柔性制造系统产生
5
柔性自动化制造技术的产生
世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林斯（Molins） 机床公司1967年建成的“Molin System-24” 。主要设备是6台 模块化结构的多工序数字控制机床，该系统能24小时连续工 作，因此称为“Molin System-24” ；
20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运， 刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及 CAD/CAM 技 术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系 统。
3. 一套计算机控制系统及信息通信网络。
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计算机控制系统
FMS的组成
工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
工艺柔性：一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系 统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
产品柔性：一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产 品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
维护柔性：采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。
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：
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；
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；
第八章 柔性制造系统
一、FMS概述 二、FMS加工系统 三、FMS储运系统 四、FMS控制系统 五、CIMS系统
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一、 FMS概述
1、FMS的产生和特点 2、FMS的定义、组成及其分类 3、FMS的发展趋势
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1、 FMS的产生和特点
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。
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2、FMS的定义、组成及其分类
(1)FMS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。(根据“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”的定义)
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典型的柔性制造系统示意图1
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典型的柔性制造系统示意图2
10
典型的柔性制造系统示意图3
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FMS的柔性
所谓柔性，是指制造系统（企业）对系统内部及外部环境的一种适应能力， 也是指制造系统能够适应产品变化的能力。通常体现在以下几个方面：
设备柔性：当要求生产一系列不同类型的产品时，设备随产品变化而加工不同零 件的难易程度。
柔性
刚性
生产节拍，工件自动地依次经过各个
加工工位进行自动加工的连续作业线。
加工箱体类零件的组合机床自动线
4
刚性自动线的特点与缺陷
特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化 单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高。 是少品种、大量生产必不可少的加工设备。
缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。
“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”。（美国 制造工程师协会(SME)的计算机辅助系统和应用协会）
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更直观的定义是： “柔性制造系统是至少由两台数控机床， 一套物料运输系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计 算机控制系统所组成的制造自动化系统。它采用简单改变软件 的方法便能制造出某些部件中的任何零件” 。
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。
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。
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。
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我国FMS的研究历程
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
FMS因应： 产品更新换代周期缩短； 需求日益个性化；
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从自动线到柔性制造系统
柔性——是指制造系统对系统内部及外刚性部自环动境线：的按一一种定工适艺应顺能序排力，
也是指制造系统能够适应产品变化的列的能若力干。台自动机床，用工件传送装
置和控制系统联结起来，按照规定的
生产能力柔性：当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组 织生产的制造系统，这一点尤为重要。
扩展柔性：当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块，构成一 个更大系统的能力。
运行柔性：利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的 产品，换用不同工序加工的能力。
柔性制造系统产生
5
柔性自动化制造技术的产生
世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林斯（Molins） 机床公司1967年建成的“Molin System-24” 。主要设备是6台 模块化结构的多工序数字控制机床，该系统能24小时连续工 作，因此称为“Molin System-24” ；
20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运， 刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及 CAD/CAM 技 术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系 统。
3. 一套计算机控制系统及信息通信网络。
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计算机控制系统
FMS的组成
工厂计算机
中央计算机
物流控制计算机
工艺柔性：一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力；二是制造系 统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
产品柔性：一是产品更新或完全转向后，系统能够非常经济和迅速地生产出新产 品的能力；二是产品更新后，对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
维护柔性：采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行的能力。
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：
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；
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；
第八章 柔性制造系统
一、FMS概述 二、FMS加工系统 三、FMS储运系统 四、FMS控制系统 五、CIMS系统
2020/7/31
武汉理工大学机电学院
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一、 FMS概述
1、FMS的产生和特点 2、FMS的定义、组成及其分类 3、FMS的发展趋势
2020/7/31
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1、 FMS的产生和特点
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。
2020/7/31
武汉理工大学机电学院
7/72
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。
2020/7/31
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2、FMS的定义、组成及其分类
(1)FMS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。(根据“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”的定义)
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典型的柔性制造系统示意图1
9
典型的柔性制造系统示意图2
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典型的柔性制造系统示意图3
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FMS的柔性
所谓柔性，是指制造系统（企业）对系统内部及外部环境的一种适应能力， 也是指制造系统能够适应产品变化的能力。通常体现在以下几个方面：
设备柔性：当要求生产一系列不同类型的产品时，设备随产品变化而加工不同零 件的难易程度。
柔性
刚性
生产节拍，工件自动地依次经过各个
加工工位进行自动加工的连续作业线。
加工箱体类零件的组合机床自动线
4
刚性自动线的特点与缺陷
特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化 单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高。 是少品种、大量生产必不可少的加工设备。
缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。
“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”。（美国 制造工程师协会(SME)的计算机辅助系统和应用协会）
2020/7/31
武汉理工大学机电学院
13/72
更直观的定义是： “柔性制造系统是至少由两台数控机床， 一套物料运输系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计 算机控制系统所组成的制造自动化系统。它采用简单改变软件 的方法便能制造出某些部件中的任何零件” 。