現(xiàn)代制造技術(shù)柔性制造技術(shù)

1、2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-1第第6 6章章 柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù) 柔性制造技術(shù)概述柔性制造技術(shù)概述 柔性制造技術(shù)的加工系統(tǒng)柔性制造技術(shù)的加工系統(tǒng) FMSFMS的物料運(yùn)儲系統(tǒng)的物料運(yùn)儲系統(tǒng) FMSFMS刀具管理系統(tǒng)刀具管理系統(tǒng) FMSFMS的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-2第第1 1節(jié)節(jié) 柔性制造技術(shù)概述柔性制造技術(shù)概述 柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)（FMTFlexible Manufacturing TechnologyFMTFlexible Manufacturing Technology）是集數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、現(xiàn)代管理

2、技術(shù)為一體的是集數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)，主要用于多品種小批量或變批量生產(chǎn)。現(xiàn)代制造技術(shù)，主要用于多品種小批量或變批量生產(chǎn)。 1. 1. 柔性制造技術(shù)與柔性制造系統(tǒng)柔性制造技術(shù)與柔性制造系統(tǒng) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng) （FMSFMS）是數(shù)控機(jī)床或設(shè)備自動(dòng)化的延伸，）是數(shù)控機(jī)床或設(shè)備自動(dòng)化的延伸，F(xiàn)MSFMS的的一般定義可以用以下三方面來概括；一般定義可以用以下三方面來概括；FMSFMS是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)系統(tǒng)；系統(tǒng)采用半獨(dú)立的系統(tǒng)；系統(tǒng)采用半獨(dú)立的NCNC機(jī)床；這些機(jī)床通過物料輸送系統(tǒng)聯(lián)成機(jī)床；這些機(jī)床通過物料輸送系統(tǒng)聯(lián)成一體。

3、其中，數(shù)控機(jī)床提供靈活的加工工藝，物料輸送系統(tǒng)將數(shù)控一體。其中，數(shù)控機(jī)床提供靈活的加工工藝，物料輸送系統(tǒng)將數(shù)控機(jī)床互相聯(lián)系起來，計(jì)算機(jī)則不斷對設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)控、檢測，機(jī)床互相聯(lián)系起來，計(jì)算機(jī)則不斷對設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)控、檢測，同時(shí)提供控制指令并進(jìn)行工程記錄，還可通過仿真來預(yù)示系統(tǒng)各部同時(shí)提供控制指令并進(jìn)行工程記錄，還可通過仿真來預(yù)示系統(tǒng)各部件的行為。件的行為。 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)是是柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)的主要的主要應(yīng)用形式。應(yīng)用形式。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-3 2. 2. 柔性制造系統(tǒng)的分類柔性制造系統(tǒng)的分類 (1) (1) 柔性制造單元柔性制造單元( FMCFlexib

4、le Manufacturing ( FMCFlexible Manufacturing CellCell） 由單臺計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床或加工中心、環(huán)形由單臺計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床或加工中心、環(huán)形托盤輸送裝置或工業(yè)機(jī)器人組成。托盤輸送裝置或工業(yè)機(jī)器人組成。 FMCFMC比比MCMC功能全，比功能全，比FMSFMS規(guī)模小可靠，便于連成功能可擴(kuò)展的規(guī)模小可靠，便于連成功能可擴(kuò)展的FMSFMS。 (2) (2) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）它由兩臺或兩臺以上的數(shù)控機(jī)）它由兩臺或兩臺以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心或柔性制造單元所組成床或加工中心或柔性制造單元所組成, ,配有工件自動(dòng)上下配有工件自動(dòng)

5、上下料裝置（如托盤交換裝置、機(jī)器人）、自動(dòng)輸送裝置、自料裝置（如托盤交換裝置、機(jī)器人）、自動(dòng)輸送裝置、自動(dòng)化倉庫等動(dòng)化倉庫等, ,由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行加工控制、計(jì)劃調(diào)度由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行加工控制、計(jì)劃調(diào)度安排及工況監(jiān)測。安排及工況監(jiān)測。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-4 (3) (3) 柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線(FML-Flexible Manufacturing (FML-Flexible Manufacturing Line)Line)是在已有的傳統(tǒng)組合機(jī)床及其自動(dòng)線基礎(chǔ)上發(fā)展是在已有的傳統(tǒng)組合機(jī)床及其自動(dòng)線基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，用計(jì)算機(jī)控制管理，保留了組合機(jī)床模塊結(jié)構(gòu)起來的，用計(jì)

6、算機(jī)控制管理，保留了組合機(jī)床模塊結(jié)構(gòu)和高效特點(diǎn)，又加入了數(shù)控技術(shù)的有限柔性。它將和高效特點(diǎn)，又加入了數(shù)控技術(shù)的有限柔性。它將FMSFMS中的各機(jī)床按工藝過程布局中的各機(jī)床按工藝過程布局, ,構(gòu)成既具有生產(chǎn)節(jié)拍構(gòu)成既具有生產(chǎn)節(jié)拍, , 又又具有可變性的加工生產(chǎn)線具有可變性的加工生產(chǎn)線, ,是剛性自動(dòng)線與柔性制造系是剛性自動(dòng)線與柔性制造系統(tǒng)的一種結(jié)合。統(tǒng)的一種結(jié)合。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-5 (4) (4) 柔性制造工廠柔性制造工廠(FMF)(FMF)又可稱為工廠自動(dòng)化又可稱為工廠自動(dòng)化(FA)(FA)。它是。它是將多條將多條FMSFMS連接起來，配以自動(dòng)化立體倉庫，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起

7、來，配以自動(dòng)化立體倉庫，用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、進(jìn)行有機(jī)地聯(lián)系，采用從訂貨、設(shè)計(jì)、加工、裝配、檢驗(yàn)、運(yùn)送至發(fā)貨的完整運(yùn)送至發(fā)貨的完整FMSFMS。它也包括了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。它也包括了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)(CAM)，并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，并使計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)(CIMS)投投入實(shí)際使用，實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料儲入實(shí)際使用，實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料儲運(yùn)過程的全盤自動(dòng)化。運(yùn)過程的全盤自動(dòng)化。FMFFMF是自動(dòng)化的最高水平是自動(dòng)化的最高水平，反映出世，反映出世界上最

8、先進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)界上最先進(jìn)的自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能營管理的自動(dòng)化連成一個(gè)整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)制造系統(tǒng)(IMS)(IMS)為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自為代表，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。動(dòng)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠柔性化及自動(dòng)化。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-6 3. 3.柔性制造系統(tǒng)的組成柔性制造系統(tǒng)的組成柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)運(yùn)儲系統(tǒng)運(yùn)儲系統(tǒng)控制與管理系統(tǒng)控制與管理系統(tǒng)加工設(shè)備加工設(shè)備輔助設(shè)備輔助設(shè)備檢測設(shè)備檢測設(shè)

9、備工件流工件流刀具流刀具流過程控制過程控制過程調(diào)度過程調(diào)度過程監(jiān)視過程監(jiān)視含兩臺以上數(shù)控機(jī)含兩臺以上數(shù)控機(jī)床、加工中心或柔床、加工中心或柔性制造單元及其他性制造單元及其他加工設(shè)備，如測量加工設(shè)備，如測量機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平機(jī)、清洗機(jī)、動(dòng)平衡機(jī)等，用以自動(dòng)衡機(jī)等，用以自動(dòng)完成多種工序加工完成多種工序加工 含傳送帶、小車、含傳送帶、小車、機(jī)器人、立體倉庫、機(jī)器人、立體倉庫、刀庫、托盤、交換刀庫、托盤、交換工作臺等機(jī)構(gòu)，能工作臺等機(jī)構(gòu)，能對刀具、工件和原對刀具、工件和原材料等進(jìn)行自動(dòng)裝材料等進(jìn)行自動(dòng)裝卸和運(yùn)儲卸和運(yùn)儲 實(shí)現(xiàn)加工系統(tǒng)和物實(shí)現(xiàn)加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制流系統(tǒng)的自動(dòng)控制和作業(yè)協(xié)調(diào)，在線和作業(yè)

10、協(xié)調(diào)，在線資料自動(dòng)采集和處資料自動(dòng)采集和處理，運(yùn)行仿真及故理，運(yùn)行仿真及故障診斷等障診斷等軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)劃調(diào)度軟件計(jì)劃調(diào)度軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃軟件過程分析軟件過程分析軟件管理監(jiān)控軟件管理監(jiān)控軟件用以確保用以確保FMSFMS有效有效地適應(yīng)中、小批地適應(yīng)中、小批量多品種生產(chǎn)過量多品種生產(chǎn)過程的管理、控制程的管理、控制及優(yōu)化工作及優(yōu)化工作 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-7 柔性制造系統(tǒng)的組成示意圖柔性制造系統(tǒng)的組成示意圖 FMS的組成自動(dòng)自動(dòng)倉庫倉庫工廠計(jì)算機(jī)工廠計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī)運(yùn)輸小車運(yùn)輸小車加工加工單元單元1加工加工單元單元2加工加工單元單元n信信 息息 傳

11、傳 輸輸 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)工夾具站工夾具站2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-8 以以GT(GT(成組技術(shù)）為基礎(chǔ)成組技術(shù)）為基礎(chǔ) 4.4.柔性制造系統(tǒng)特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)特點(diǎn)生產(chǎn)零件的品種由生產(chǎn)零件的品種由4 4至至100100種不等（種不等（20-3020-30種居多）種居多）生產(chǎn)零件的批量由生產(chǎn)零件的批量由4040至至20002000件不等（件不等（50-20050-200件居多）件居多）大部分加工對象為相似零件（個(gè)別例外）大部分加工對象為相似零件（個(gè)別例外）可加工多種零件可加工多種零件沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍故障可容（一臺機(jī)床出現(xiàn)故障，其它機(jī)床可進(jìn)行擬補(bǔ)故障可容（一臺機(jī)床出現(xiàn)故障，其

12、它機(jī)床可進(jìn)行擬補(bǔ)）高度自動(dòng)化高度自動(dòng)化除毛坯準(zhǔn)備與毛坯安裝外全部自動(dòng)化除毛坯準(zhǔn)備與毛坯安裝外全部自動(dòng)化可在不停機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)加工工件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換可在不停機(jī)的條件下實(shí)現(xiàn)加工工件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換2424小時(shí)運(yùn)行，只一班有人小時(shí)運(yùn)行，只一班有人可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)劃、調(diào)度可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)劃、調(diào)度2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-95.5.柔性制造系統(tǒng)的適用范圍柔性制造系統(tǒng)的適用范圍0 10 100 1000 少少 零件品種數(shù)零件品種數(shù) 多多10000100010010大大 零件批量零件批量 小小數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床柔性制造單元柔性制造單元柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線

13、專用機(jī)床專用機(jī)床自動(dòng)線自動(dòng)線生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率提高柔性增大柔性增大2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-10 常用加工設(shè)備主要類型如下常用加工設(shè)備主要類型如下: : 按工藝用途可分為按工藝用途可分為: :鏜銑加工中心、鏜銑加工中心、 車削加工中心、鉆車削加工中心、鉆削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。 按主軸的空間位置可分為按主軸的空間位置可分為: :立式加工中心、臥式加工中立式加工中心、臥式加工中心、立臥兩用（也稱萬能、五面體、復(fù)合）加工中心。心、立臥兩用（也稱萬能、五面體、復(fù)合）加工中心。第第2 2節(jié)節(jié) 柔性制造技術(shù)的加工系統(tǒng)柔性制造技術(shù)的加

14、工系統(tǒng) FMSFMS是一個(gè)計(jì)算機(jī)化的自動(dòng)制造系統(tǒng)，能以最少的人工干是一個(gè)計(jì)算機(jī)化的自動(dòng)制造系統(tǒng)，能以最少的人工干預(yù)加工任一范圍零件族的零件。因此，預(yù)加工任一范圍零件族的零件。因此，F(xiàn)MSFMS的加工系統(tǒng)主要由的加工系統(tǒng)主要由數(shù)控機(jī)床、加工中心數(shù)控機(jī)床、加工中心等加工設(shè)備等加工設(shè)備( (有的還帶有工件清洗、在線有的還帶有工件清洗、在線檢測等輔助設(shè)備檢測等輔助設(shè)備) )構(gòu)成，系統(tǒng)中的加工設(shè)備在工件、刀具和控構(gòu)成，系統(tǒng)中的加工設(shè)備在工件、刀具和控制三個(gè)方面都具有可與其他子系統(tǒng)相連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。制三個(gè)方面都具有可與其他子系統(tǒng)相連接的標(biāo)準(zhǔn)接口。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-11 如圖所示加工中心

15、是典型的適應(yīng)如圖所示加工中心是典型的適應(yīng)FMSFMS需要的加工中心機(jī)床。它由主軸需要的加工中心機(jī)床。它由主軸頭頭1 1、換刀機(jī)構(gòu)和刀庫、換刀機(jī)構(gòu)和刀庫2 2、立柱、立柱3 3、立柱底座、立柱底座4 4、回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)工作臺5 5、工作臺底座、工作臺底座6 6等部分組成，等部分組成，具有自動(dòng)換刀、刀具半徑和長度自動(dòng)補(bǔ)償具有自動(dòng)換刀、刀具半徑和長度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ?。等功能。臥式加工中心臥式加工中心11主軸頭；主軸頭；22刀庫；刀庫；33立柱；立柱；44立柱底座；立柱底座；55工作臺；工作臺；66工作臺底座工作臺底座2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-12 下圖為一臺車削加工中心，在機(jī)床的右端有一個(gè)

16、小刀庫下圖為一臺車削加工中心，在機(jī)床的右端有一個(gè)小刀庫1 1；上端有；上端有換刀機(jī)械手換刀機(jī)械手3 3，用于回轉(zhuǎn)刀架，用于回轉(zhuǎn)刀架2 2與刀庫刀具的交換；機(jī)床左端配備一個(gè)與刀庫刀具的交換；機(jī)床左端配備一個(gè)上、下工件的機(jī)械手上、下工件的機(jī)械手4 4，工件存放在機(jī)床左前方的存儲站，工件存放在機(jī)床左前方的存儲站5 5內(nèi)。內(nèi)。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-13 在在FMSFMS加工系統(tǒng)中還有一類加工中心，它們配有一個(gè)儲存工件的托加工系統(tǒng)中還有一類加工中心，它們配有一個(gè)儲存工件的托盤站和自動(dòng)工件交換臺，如圖示。當(dāng)加工中心盤站和自動(dòng)工件交換臺，如圖示。當(dāng)加工中心1 1 加工完一個(gè)工件后，加工完一個(gè)工

17、件后，托盤交換裝置托盤交換裝置5 5便將加工完的工件連同托盤便將加工完的工件連同托盤2 2一起拖至環(huán)形工件臺一起拖至環(huán)形工件臺4 4的空的空閑位置，然后按指令將下一個(gè)待加工的工件閑位置，然后按指令將下一個(gè)待加工的工件( (托盤托盤) )轉(zhuǎn)到交換裝置上，轉(zhuǎn)到交換裝置上，由托盤交換裝置將它送到機(jī)床上進(jìn)行定位夾緊和加工。由托盤交換裝置將它送到機(jī)床上進(jìn)行定位夾緊和加工。柔性制造單元柔性制造單元 11加工中心機(jī)床；加工中心機(jī)床；22托盤；托盤；33托盤座；托盤座；44環(huán)形工作臺；環(huán)形工作臺；55托盤交換裝置托盤交換裝置2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-142.FMS2.FMS加工系統(tǒng)的機(jī)床配置加工系統(tǒng)

18、的機(jī)床配置（1 1）FMSFMS的加工對象及所配機(jī)床類型的加工對象及所配機(jī)床類型 1) 1) 棱柱體類棱柱體類（包括箱體形、平板形）（包括箱體形、平板形） 2) 2) 回轉(zhuǎn)體類回轉(zhuǎn)體類（長軸形、盤套形）（長軸形、盤套形） 對加工系統(tǒng)而言對加工系統(tǒng)而言, ,用于加工棱柱體用于加工棱柱體類工件的類工件的FMSFMS由立、臥式由立、臥式加工中心加工中心, ,數(shù)控組合機(jī)床和托盤交換器等構(gòu)成；數(shù)控組合機(jī)床和托盤交換器等構(gòu)成；用于加工回轉(zhuǎn)用于加工回轉(zhuǎn)體體類工件的類工件的FMSFMS由數(shù)控車床由數(shù)控車床, ,車削中心車削中心, ,數(shù)控組合機(jī)床和上下料數(shù)控組合機(jī)床和上下料機(jī)械手或機(jī)器人及棒料輸送裝置等構(gòu)成。機(jī)

19、械手或機(jī)器人及棒料輸送裝置等構(gòu)成。 加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式以及所配置的機(jī)床的數(shù)量、規(guī)格、類加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式以及所配置的機(jī)床的數(shù)量、規(guī)格、類型取決于工件的形狀、尺寸和精度要求，同時(shí)也取決于生產(chǎn)型取決于工件的形狀、尺寸和精度要求，同時(shí)也取決于生產(chǎn)的批量及加工自動(dòng)化程度。的批量及加工自動(dòng)化程度。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-15當(dāng)所選定零件組的全部工序可以被一當(dāng)所選定零件組的全部工序可以被一種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí)，種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí)，F(xiàn)MSFMS可以只配置數(shù)可以只配置數(shù)量足夠的相同型號機(jī)床，這些機(jī)床之量足夠的相同型號機(jī)床，這些機(jī)床之間是可以相互代替的。間是可以相互代替的。（2 2）機(jī)床配置形式）機(jī)床配

20、置形式: : 1) 1) 互替式（并聯(lián)）互替式（并聯(lián)） 2) 2) 互補(bǔ)式（串聯(lián)）互補(bǔ)式（串聯(lián)） 3) 3) 混合式（并串聯(lián)）混合式（并串聯(lián)）當(dāng)所選定零件組的全部工序不能被當(dāng)所選定零件組的全部工序不能被一種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí)一種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí),FMS,FMS需要配置需要配置幾種不同型號的機(jī)床幾種不同型號的機(jī)床, ,各自完成特定各自完成特定的工作的工作, ,這些機(jī)床之間是互相補(bǔ)充的這些機(jī)床之間是互相補(bǔ)充的, ,不能相互替代。不能相互替代。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-16 機(jī)床配置形式與特征比較機(jī)床配置形式與特征比較配置形式配置形式互替式互替式互補(bǔ)式互補(bǔ)式混合式混合式簡簡 圖圖生產(chǎn)柔性生產(chǎn)柔性

21、低低中中高高生產(chǎn)率生產(chǎn)率低低高高中中技術(shù)利用率技術(shù)利用率低低中中高高系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)可靠性高高低低中中投資強(qiáng)度比投資強(qiáng)度比高高低低中中 說明說明: :配置形式取決于機(jī)床功能、配置形式取決于機(jī)床功能、FMSFMS的物料流和信息流，而非取決于設(shè)備的物理布局。的物料流和信息流，而非取決于設(shè)備的物理布局。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-17 （1 1）機(jī)床夾具）機(jī)床夾具 由于由于FMSFMS所加工的零件類型多，所加工的零件類型多，其夾具的結(jié)構(gòu)種類也多種多樣。其夾具的結(jié)構(gòu)種類也多種多樣。一臺好的夾具應(yīng)能實(shí)現(xiàn)一次裝夾一臺好的夾具應(yīng)能實(shí)現(xiàn)一次裝夾便可完成所有部位的加工，減少便可完成所有部位的加工，減少裝

22、夾定位次數(shù)，避免不必要的累裝夾定位次數(shù)，避免不必要的累積誤差積誤差. .目前，用于目前，用于FMSFMS的夾具有的夾具有兩個(gè)兩個(gè)發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢，其一是大量使用，其一是大量使用組合夾具組合夾具，可針對不同的服務(wù)對，可針對不同的服務(wù)對象快速拼裝出所需要的夾具，使象快速拼裝出所需要的夾具，使夾具的重復(fù)利用率提高；其二是夾具的重復(fù)利用率提高；其二是開發(fā)開發(fā)柔性夾具柔性夾具，使一臺夾具能為，使一臺夾具能為多個(gè)對象服務(wù)多個(gè)對象服務(wù). .圖示為德國斯圖加圖示為德國斯圖加特大學(xué)機(jī)床研究所利用雙向旋轉(zhuǎn)特大學(xué)機(jī)床研究所利用雙向旋轉(zhuǎn)原理所研制的柔性夾具。原理所研制的柔性夾具。11液壓缸；液壓缸； 22夾緊元件夾緊

23、元件33支撐元件；支撐元件； 44定位元件定位元件2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-18托盤托盤 在在FMSFMS中，工件一般安裝在夾具上，而夾具又被安裝中，工件一般安裝在夾具上，而夾具又被安裝在托盤上在托盤上, ,因而因而托盤是工件和夾具的承載體托盤是工件和夾具的承載體。當(dāng)工件在機(jī)。當(dāng)工件在機(jī)床上加工時(shí)床上加工時(shí), ,托盤成為機(jī)床工作臺并支撐工件；運(yùn)輸時(shí)托盤成為機(jī)床工作臺并支撐工件；運(yùn)輸時(shí), , 托盤又承載著工件和夾具在機(jī)床之間進(jìn)行傳送。從某種意托盤又承載著工件和夾具在機(jī)床之間進(jìn)行傳送。從某種意義上說義上說, ,托盤是一種工件和機(jī)床之間的硬件接口托盤是一種工件和機(jī)床之間的硬件接口。因此。因

24、此, ,在在同一個(gè)同一個(gè)FMSFMS之間的所有機(jī)床之間的所有機(jī)床, ,不管各自的形式如何不管各自的形式如何, ,都都必須必須采用這種統(tǒng)一的接口采用這種統(tǒng)一的接口, , 使各臺機(jī)床連接成為一個(gè)整體系統(tǒng)使各臺機(jī)床連接成為一個(gè)整體系統(tǒng), ,這就要求系統(tǒng)中的這就要求系統(tǒng)中的所有托盤采用同一種結(jié)構(gòu)形式所有托盤采用同一種結(jié)構(gòu)形式。 托盤結(jié)構(gòu)有箱式、板式等。托盤的上表面有便于工件托盤結(jié)構(gòu)有箱式、板式等。托盤的上表面有便于工件安裝的安裝的T T型槽、矩陣螺孔，下表面有供在機(jī)床工作臺上定位型槽、矩陣螺孔，下表面有供在機(jī)床工作臺上定位的基面和輸送基面，其在機(jī)床工作臺上定位通常是采用錐的基面和輸送基面，其在機(jī)床工作

25、臺上定位通常是采用錐面定位。面定位。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-19 自動(dòng)上、下料裝置是指機(jī)床與托盤站之間工件托盤的裝卸裝備，自動(dòng)上、下料裝置是指機(jī)床與托盤站之間工件托盤的裝卸裝備，加工中心中最常見的自動(dòng)上、下料裝置是加工中心中最常見的自動(dòng)上、下料裝置是托盤交換器托盤交換器（Automatic Automatic Pal1et ChangerAPCPal1et ChangerAPC）, ,它不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的它不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件輸送接工件輸送接口口，還可作為工件的暫時(shí)儲存器，當(dāng)系統(tǒng)阻塞時(shí)起到物流系統(tǒng)工件緩沖站，還可作為工件的暫時(shí)儲存器，當(dāng)系統(tǒng)阻塞時(shí)起到物流系統(tǒng)工

26、件緩沖站的作用。托盤交換器按其運(yùn)動(dòng)方式有的作用。托盤交換器按其運(yùn)動(dòng)方式有回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式和和往復(fù)式往復(fù)式兩種。兩種。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-20 下圖是多托盤的下圖是多托盤的往復(fù)式托盤交換器往復(fù)式托盤交換器。它由托盤庫和托盤交換器組成，。它由托盤庫和托盤交換器組成，托盤庫可以存放五個(gè)托盤。當(dāng)機(jī)床加工完后，工作臺橫向移動(dòng)到卸料位置，托盤庫可以存放五個(gè)托盤。當(dāng)機(jī)床加工完后，工作臺橫向移動(dòng)到卸料位置，將加工好的工件及其托盤移至托盤庫的空位上；然后工作臺橫移至裝料位將加工好的工件及其托盤移至托盤庫的空位上；然后工作臺橫移至裝料位置，托盤交換器再將待加工的工件移至工作臺上。由于設(shè)置了托盤交換器

27、，置，托盤交換器再將待加工的工件移至工作臺上。由于設(shè)置了托盤交換器，工件的裝卸時(shí)間得到了大幅度的縮減。工件的裝卸時(shí)間得到了大幅度的縮減。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-214.4.加工系統(tǒng)的監(jiān)控加工系統(tǒng)的監(jiān)控 通信及接口、數(shù)據(jù)采集與交換、與系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間通信及接口、數(shù)據(jù)采集與交換、與系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的協(xié)調(diào)、與系統(tǒng)外的協(xié)調(diào)、的協(xié)調(diào)、與系統(tǒng)外的協(xié)調(diào)、NCNC控制、控制、PLCPLC控制、誤動(dòng)控制、誤動(dòng)作、加工時(shí)間、生產(chǎn)業(yè)績、故障診斷、故障預(yù)警、故作、加工時(shí)間、生產(chǎn)業(yè)績、故障診斷、故障預(yù)警、故障檔案、過程決策與處理等障檔案、過程決策與處理等 機(jī)床機(jī)床 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸負(fù)載、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、切削力、振動(dòng)、噪

28、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸負(fù)載、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、切削力、振動(dòng)、噪聲、切削熱等聲、切削熱等 夾具夾具安裝、精度、夾緊力等安裝、精度、夾緊力等 刀具刀具識別、交換、損傷、磨損、壽命、補(bǔ)償?shù)茸R別、交換、損傷、磨損、壽命、補(bǔ)償?shù)?工件工件識別、交換、裝夾等識別、交換、裝夾等 其它其它切屑、切削液、溫度、濕度、油壓、氣壓、電壓、火切屑、切削液、溫度、濕度、油壓、氣壓、電壓、火災(zāi)等災(zāi)等 形狀精度、尺寸精度、表面粗糙度、合格率等形狀精度、尺寸精度、表面粗糙度、合格率等 監(jiān)控功能 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) 切削切削加工加工狀態(tài)狀態(tài) 產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-22第第3 3節(jié)節(jié) FMSFMS的物料運(yùn)儲系統(tǒng)的

29、物料運(yùn)儲系統(tǒng) 物流是物流是FMSFMS中物料流動(dòng)的總稱。在中物料流動(dòng)的總稱。在FMSFMS中流動(dòng)的物料主要中流動(dòng)的物料主要有工件、刀具、夾具、切屑及切削液。有工件、刀具、夾具、切屑及切削液。 物料運(yùn)儲系統(tǒng)又稱物流系統(tǒng)物料運(yùn)儲系統(tǒng)又稱物流系統(tǒng), ,主要完成主要完成兩種工作兩種工作：一是一是將將零件毛坯、原材料、工具和配套件等由外界搬進(jìn)系統(tǒng)并將加零件毛坯、原材料、工具和配套件等由外界搬進(jìn)系統(tǒng)并將加工好的成品及工具換下來從系統(tǒng)中搬運(yùn)走；工好的成品及工具換下來從系統(tǒng)中搬運(yùn)走；二是二是零件、工具零件、工具和配套件等在系統(tǒng)內(nèi)部的搬運(yùn)和存儲。在一般情況下前者需和配套件等在系統(tǒng)內(nèi)部的搬運(yùn)和存儲。在一般情況下前

30、者需要人工干預(yù)，而后者可以在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一管理和控制下自動(dòng)要人工干預(yù)，而后者可以在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一管理和控制下自動(dòng)完成。合理地選擇完成。合理地選擇FMSFMS的物料運(yùn)儲系統(tǒng)，可以大大減少物料的的物料運(yùn)儲系統(tǒng)，可以大大減少物料的運(yùn)送時(shí)間，提高整個(gè)制造系統(tǒng)的柔性和效率。運(yùn)送時(shí)間，提高整個(gè)制造系統(tǒng)的柔性和效率。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-231. FMS1. FMS的物料運(yùn)儲系統(tǒng)的組成的物料運(yùn)儲系統(tǒng)的組成主要由主要由: :運(yùn)輸裝置運(yùn)輸裝置儲存裝置儲存裝置等組成。等組成。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-24輸裝置輸裝置 運(yùn)運(yùn)輸裝置分類如下輸裝置分類如下: :輥式輥式鏈?zhǔn)剑ㄝ斔蛶в捎谌嵝圆?，目?/p>

31、較少使用）鏈?zhǔn)剑ㄝ斔蛶в捎谌嵝圆?，目前較少使用）帶式帶式有軌有軌無軌（無軌（AGV）固定路線固定路線隨機(jī)路線隨機(jī)路線電磁式電磁式光電式光電式輸送帶輸送帶運(yùn)輸小車運(yùn)輸小車機(jī)器人機(jī)器人固定式機(jī)器人固定式機(jī)器人行走式機(jī)器人行走式機(jī)器人2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-251)1)輸送帶輸送帶 用于用于工件或工件托盤的輸送，工件或工件托盤的輸送，輸送帶分為動(dòng)力型輸送帶分為動(dòng)力型 和無動(dòng)力型；從結(jié)構(gòu)方式上分有輥式、鏈?zhǔn)?、帶和無動(dòng)力型；從結(jié)構(gòu)方式上分有輥式、鏈?zhǔn)健?式之分；從空間位置和輸送物料的方式上分又有式之分；從空間位置和輸送物料的方式上分又有 臺式和懸掛式之分。臺式和懸掛式之分。 輥式輥式 鏈?zhǔn)?/p>

32、鏈?zhǔn)?帶式帶式2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-26 2) 2) 自動(dòng)運(yùn)輸小車自動(dòng)運(yùn)輸小車 有軌小車有軌小車-所謂有軌是指有地面或空間的機(jī)械式導(dǎo)向軌道。分地面有所謂有軌是指有地面或空間的機(jī)械式導(dǎo)向軌道。分地面有軌小車和高架有軌小車。也可軌小車和高架有軌小車。也可有自驅(qū)和它驅(qū)兩種形式。自驅(qū)由交直流伺服有自驅(qū)和它驅(qū)兩種形式。自驅(qū)由交直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它驅(qū)由外部鏈索牽引。有軌小車特點(diǎn)是加速移動(dòng)比較快，適合電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它驅(qū)由外部鏈索牽引。有軌小車特點(diǎn)是加速移動(dòng)比較快，適合運(yùn)送重型工件，行走平穩(wěn)，停車位置比較準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)較簡單，可靠性運(yùn)送重型工件，行走平穩(wěn)，停車位置比較準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)較簡單，可靠性好，

33、成本低，行走路線不能變更，噪聲大；好，成本低，行走路線不能變更，噪聲大； 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-27 無軌小車無軌小車-自動(dòng)導(dǎo)向小車自動(dòng)導(dǎo)向小車(AGV-Automatic Guided Vehicle)(AGV-Automatic Guided Vehicle) 無軌小車是一種利用微機(jī)控制的無軌小車是一種利用微機(jī)控制的, ,能按照一定的程序自動(dòng)沿規(guī)定的引導(dǎo)路能按照一定的程序自動(dòng)沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛徑行駛, ,并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的輸送小車。并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的輸送小車。自動(dòng)導(dǎo)向小車無人駕駛，以蓄電瓶驅(qū)動(dòng)物料搬運(yùn)設(shè)備，其行

34、駛路線和?？孔詣?dòng)導(dǎo)向小車無人駕駛，以蓄電瓶驅(qū)動(dòng)物料搬運(yùn)設(shè)備，其行駛路線和?？课恢檬强删幊痰?。由運(yùn)輸小車、地下電纜、控制器組成。行走路線分直線、位置是可編程的。由運(yùn)輸小車、地下電纜、控制器組成。行走路線分直線、分支、環(huán)路或網(wǎng)狀。小車上設(shè)有托盤交換裝置和安全防護(hù)裝置分支、環(huán)路或網(wǎng)狀。小車上設(shè)有托盤交換裝置和安全防護(hù)裝置. . 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-28 3) 3) 搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人 搬運(yùn)機(jī)器人是搬運(yùn)機(jī)器人是FMSFMS中非常重要的一種設(shè)備，由于它具有中非常重要的一種設(shè)備，由于它具有較高的柔性和較強(qiáng)的控制水平，因而已成為較高的柔性和較強(qiáng)的控制水平，因而已成為FMSFMS中不可缺少中

35、不可缺少的部分。的部分。 除了上述三種常用的物料運(yùn)載裝置之外，在除了上述三種常用的物料運(yùn)載裝置之外，在FMSFMS中往往中往往還采用如還采用如支架式起重機(jī)支架式起重機(jī)、物料叉車物料叉車等物料運(yùn)送工具。等物料運(yùn)送工具。 自動(dòng)化物料儲運(yùn)設(shè)備的選擇與生產(chǎn)系統(tǒng)的布局和運(yùn)行自動(dòng)化物料儲運(yùn)設(shè)備的選擇與生產(chǎn)系統(tǒng)的布局和運(yùn)行直接相關(guān)，要與生產(chǎn)流程和生產(chǎn)設(shè)備類型相適應(yīng)，它對生直接相關(guān)，要與生產(chǎn)流程和生產(chǎn)設(shè)備類型相適應(yīng)，它對生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、復(fù)雜程度、資金占用和經(jīng)濟(jì)效果都有產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、復(fù)雜程度、資金占用和經(jīng)濟(jì)效果都有較大的影響。較大的影響。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-29物料存儲設(shè)備物料存儲設(shè)備

36、1 1）工件裝卸站）工件裝卸站 工件裝卸站設(shè)在工件裝卸站設(shè)在FMSFMS的入口處，用于完成工件的裝卸工作。由于裝的入口處，用于完成工件的裝卸工作。由于裝卸操作比較復(fù)雜，通常由人工完成對毛坯和待加工零件的裝卸。為了方卸操作比較復(fù)雜，通常由人工完成對毛坯和待加工零件的裝卸。為了方便工件的傳送以及在各臺機(jī)床上進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和夾緊，通常先將工件便工件的傳送以及在各臺機(jī)床上進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和夾緊，通常先將工件夾緊在專用的夾具中，然后再將夾具夾持在托盤上，這樣，完成裝夾的夾緊在專用的夾具中，然后再將夾具夾持在托盤上，這樣，完成裝夾的工件將與夾具和托盤組合成為一個(gè)整體在系統(tǒng)中進(jìn)行傳送。工件將與夾具和托盤組合成

37、為一個(gè)整體在系統(tǒng)中進(jìn)行傳送。 2 2）托盤緩沖站）托盤緩沖站 托盤緩沖站是一種待加工零件的中間存儲站，也稱為托盤站。由于托盤緩沖站是一種待加工零件的中間存儲站，也稱為托盤站。由于FMSFMS不可能像單一的流水線不可能像單一的流水線/ /自動(dòng)線那樣達(dá)到各機(jī)床工作站的節(jié)拍完全相自動(dòng)線那樣達(dá)到各機(jī)床工作站的節(jié)拍完全相等，因而避免不了會產(chǎn)生加工工作站前的等，因而避免不了會產(chǎn)生加工工作站前的排隊(duì)現(xiàn)象排隊(duì)現(xiàn)象，托盤緩沖站正是為，托盤緩沖站正是為此目的而設(shè)置的，起著緩沖物料的作用。托盤緩沖站一般設(shè)置在加工機(jī)此目的而設(shè)置的，起著緩沖物料的作用。托盤緩沖站一般設(shè)置在加工機(jī)床的附近，可存儲若干只工件床的附近，可存

38、儲若干只工件/ /托盤組合體。若機(jī)床發(fā)出已準(zhǔn)備好接受托盤組合體。若機(jī)床發(fā)出已準(zhǔn)備好接受工件的信號時(shí)，通過托盤交換器便可將工件從托盤緩沖站送到機(jī)床上進(jìn)工件的信號時(shí)，通過托盤交換器便可將工件從托盤緩沖站送到機(jī)床上進(jìn)行加工。行加工。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-30 又稱立體倉庫或自動(dòng)又稱立體倉庫或自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)（化倉庫系統(tǒng)（Automated Automated Storage and Retrieva1 Storage and Retrieva1 SystemSystem一一ASASRSRS）, ,由高層由高層料架料架 、堆垛機(jī)、控制計(jì)算、堆垛機(jī)、控制計(jì)算機(jī)和物料識別裝置等組成機(jī)和物料識別

39、裝置等組成。具有自動(dòng)化程度高、料。具有自動(dòng)化程度高、料位空間尺寸和額定存放重位空間尺寸和額定存放重量大、料位總數(shù)可根據(jù)實(shí)量大、料位總數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求擴(kuò)展、占地面積小際需求擴(kuò)展、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。 自動(dòng)倉庫自動(dòng)倉庫運(yùn)輸小車運(yùn)輸小車出入庫裝卸站出入庫裝卸站堆垛機(jī)堆垛機(jī)料料架架2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-312. 2. 物料運(yùn)儲系統(tǒng)的基本回路物料運(yùn)儲系統(tǒng)的基本回路 在在FMSFMS物料運(yùn)儲系統(tǒng)中，物料物料運(yùn)儲系統(tǒng)中，物料運(yùn)送線路的布局運(yùn)送線路的布局往往是往往是一個(gè)一個(gè)比較復(fù)雜比較復(fù)雜的問題，其的問題，其主要原因主要原因?yàn)椋簽椋哼\(yùn)輸路線較長，運(yùn)輸路線較長，柔性很大的機(jī)器人無法使用；柔性

40、很大的機(jī)器人無法使用；運(yùn)送物料的種類多，除了運(yùn)送物料的種類多，除了工件之外，至少還需考慮刀具運(yùn)輸問題。由于多種物料同工件之外，至少還需考慮刀具運(yùn)輸問題。由于多種物料同時(shí)運(yùn)輸，因而影響運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和管理方法，時(shí)運(yùn)輸，因而影響運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和管理方法，連接點(diǎn)連接點(diǎn)的性質(zhì)不一，除通常的加工工作站作為連接點(diǎn)之外，往往的性質(zhì)不一，除通常的加工工作站作為連接點(diǎn)之外，往往還需要連接自動(dòng)化倉庫、裝卸站、托盤緩沖站以及各種輔還需要連接自動(dòng)化倉庫、裝卸站、托盤緩沖站以及各種輔助處理工作站。由于連接點(diǎn)的工作性質(zhì)不同，使輸送路線、助處理工作站。由于連接點(diǎn)的工作性質(zhì)不同，使輸送路線、位置以及交換設(shè)備各不相同。位置以及

41、交換設(shè)備各不相同。盡管如此盡管如此，但經(jīng)分析可知，但經(jīng)分析可知，它們必定是由通過連接點(diǎn)、分支點(diǎn)和匯總點(diǎn)的一些基本回它們必定是由通過連接點(diǎn)、分支點(diǎn)和匯總點(diǎn)的一些基本回路組成的。路組成的。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-32FMSFMS中物料運(yùn)儲系統(tǒng)的基本回路可分為以下五種形式：中物料運(yùn)儲系統(tǒng)的基本回路可分為以下五種形式：2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-33 用基本回路設(shè)計(jì)的物流系統(tǒng)用基本回路設(shè)計(jì)的物流系統(tǒng), ,可使系統(tǒng)的線路規(guī)格化可使系統(tǒng)的線路規(guī)格化, ,有利于系統(tǒng)的擴(kuò)有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。實(shí)際應(yīng)用中的展。實(shí)際應(yīng)用中的FMSFMS運(yùn)儲系統(tǒng)常常采用以下幾種基本回路的組合形式運(yùn)儲系統(tǒng)常常采用以

42、下幾種基本回路的組合形式: :2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-342021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-353. 3. 自動(dòng)導(dǎo)向小車自動(dòng)導(dǎo)向小車(AGV)(AGV)簡介簡介 (Automatic Guided Vehicle)(Automatic Guided Vehicle)是一種由計(jì)算機(jī)控制的，按照一是一種由計(jì)算機(jī)控制的，按照一定程序或軌道自動(dòng)完成運(yùn)輸任務(wù)定程序或軌道自動(dòng)完成運(yùn)輸任務(wù)的運(yùn)輸工具。的運(yùn)輸工具。AGVAGV是當(dāng)前是當(dāng)前FMSFMS中的中的主要運(yùn)輸設(shè)備和裝置，它具有運(yùn)主要運(yùn)輸設(shè)備和裝置，它具有運(yùn)行速度快、運(yùn)載能力強(qiáng)、定位精行速度快、運(yùn)載能力強(qiáng)、定位精度高、安全可靠、維修方便等優(yōu)

43、度高、安全可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)。如圖所示如圖所示，AGVAGV的主體是無人的主體是無人駕駛小車，小車的上部為一平臺，駕駛小車，小車的上部為一平臺，平臺上裝備有托盤交換裝置，托平臺上裝備有托盤交換裝置，托盤上夾持著夾具和工件，小車的盤上夾持著夾具和工件，小車的開停、行走和導(dǎo)向均由計(jì)算機(jī)控開停、行走和導(dǎo)向均由計(jì)算機(jī)控制，小車的兩端裝有自動(dòng)剎車緩制，小車的兩端裝有自動(dòng)剎車緩沖器，以防意外。沖器，以防意外。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-36AGVAGV的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成 AGVAGV系統(tǒng)主要有運(yùn)輸小車、地板設(shè)備及系統(tǒng)控制器系統(tǒng)主要有運(yùn)輸小車、地板設(shè)備及系統(tǒng)控制器等三部分組成。等三部分組成。

44、 1) 1) 較高的柔性較高的柔性 2) 2) 實(shí)時(shí)監(jiān)視和擴(kuò)展實(shí)時(shí)監(jiān)視和擴(kuò)展 3) 3) 安全可靠安全可靠 4) 4) 維護(hù)方便維護(hù)方便 5) 5) 制造成本高，技術(shù)難度較大。制造成本高，技術(shù)難度較大。AGVAGV的特點(diǎn)的特點(diǎn) 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-37AGVAGV的分類的分類 按導(dǎo)向方法的不同可將按導(dǎo)向方法的不同可將AGVAGV分為以下幾種類型：分為以下幾種類型： 1) 1) 有軌小車有軌小車 有軌小車是通過鋪設(shè)的鐵軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，有軌小車是通過鋪設(shè)的鐵軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，它可以很方便地在同一軌道上來回移動(dòng)。有軌小車的移它可以很方便地在同一軌道上來回移動(dòng)。有軌小車的移動(dòng)速度和加速過程都

45、比較快，負(fù)載能力比其他所有動(dòng)速度和加速過程都比較快，負(fù)載能力比其他所有AGVAGV小車都大，短距離移動(dòng)時(shí)它的機(jī)動(dòng)性能比較好，停靠準(zhǔn)小車都大，短距離移動(dòng)時(shí)它的機(jī)動(dòng)性能比較好，停靠準(zhǔn)確，易于與傳統(tǒng)設(shè)備結(jié)合。其確，易于與傳統(tǒng)設(shè)備結(jié)合。其不足之處不足之處是，一旦導(dǎo)軌鋪是，一旦導(dǎo)軌鋪設(shè)好后就不便改動(dòng)，此外轉(zhuǎn)彎的角度亦不能太小。設(shè)好后就不便改動(dòng)，此外轉(zhuǎn)彎的角度亦不能太小。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-38 2) 2) 線導(dǎo)小車線導(dǎo)小車 線導(dǎo)小車是利用電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的。如圖示，線導(dǎo)小車是利用電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的。如圖示，除了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，小車前部裝有一對掃描線圈。當(dāng)埋入地溝內(nèi)的導(dǎo)線通除

46、了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，小車前部裝有一對掃描線圈。當(dāng)埋入地溝內(nèi)的導(dǎo)線通以低頻交變電流時(shí)，在導(dǎo)線周圍便形成一個(gè)環(huán)形磁場。當(dāng)導(dǎo)線從小車前以低頻交變電流時(shí)，在導(dǎo)線周圍便形成一個(gè)環(huán)形磁場。當(dāng)導(dǎo)線從小車前部兩個(gè)掃描線圈中間通過時(shí)，兩個(gè)掃描線圈中的感應(yīng)電勢相等，當(dāng)小車部兩個(gè)掃描線圈中間通過時(shí)，兩個(gè)掃描線圈中的感應(yīng)電勢相等，當(dāng)小車偏離軌道時(shí)，掃描線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢差，其電勢差經(jīng)放大后反饋給偏離軌道時(shí)，掃描線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢差，其電勢差經(jīng)放大后反饋給轉(zhuǎn)向制導(dǎo)電動(dòng)機(jī)，使轉(zhuǎn)向制導(dǎo)電動(dòng)機(jī)，使AGVAGV朝向減少誤差的方向偏轉(zhuǎn)，直至電勢差消除為止，朝向減少誤差的方向偏轉(zhuǎn)，直至電勢差消除為止，從而保證小車始終沿著導(dǎo)線方向運(yùn)行

47、。從而保證小車始終沿著導(dǎo)線方向運(yùn)行。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-39 3)3)光導(dǎo)小車光導(dǎo)小車 光導(dǎo)小車是采用光電制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的。光導(dǎo)小車是采用光電制導(dǎo)原理進(jìn)行導(dǎo)向的。通常采用一種帶有熒光材料的油漆或色帶在地板上繪制通常采用一種帶有熒光材料的油漆或色帶在地板上繪制出運(yùn)輸路線圖，小車上安裝有光源及光敏元件，小車運(yùn)出運(yùn)輸路線圖，小車上安裝有光源及光敏元件，小車運(yùn)行時(shí)，由車上的光源發(fā)出的光束照射在地板上，小車內(nèi)行時(shí)，由車上的光源發(fā)出的光束照射在地板上，小車內(nèi)的光敏元件接受反射光，通過光電信號的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生路線的光敏元件接受反射光，通過光電信號的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生路線識別信號，從而控制小車沿著繪制的路線

48、運(yùn)行。這種制識別信號，從而控制小車沿著繪制的路線運(yùn)行。這種制導(dǎo)方式的優(yōu)點(diǎn)是改變路線非常容易，但對環(huán)境的要求比導(dǎo)方式的優(yōu)點(diǎn)是改變路線非常容易，但對環(huán)境的要求比較嚴(yán)格，因此只適用于實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境非常潔凈的場合。較嚴(yán)格，因此只適用于實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境非常潔凈的場合。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-40沿小車預(yù)定路徑在地面上粘貼易反光的反光帶（鋁帶或尼沿小車預(yù)定路徑在地面上粘貼易反光的反光帶（鋁帶或尼龍帶），小車上裝有發(fā)光器和受光器龍帶），小車上裝有發(fā)光器和受光器, ,其發(fā)出的光經(jīng)反光其發(fā)出的光經(jīng)反光帶反射后由受光器接受，并將該光信號轉(zhuǎn)換成電信號控制帶反射后由受光器接受，并將該光信號轉(zhuǎn)換成電信號控制小車

49、的舵輪。小車的舵輪。 光學(xué)引導(dǎo)方式原理（光導(dǎo)小車）光學(xué)引導(dǎo)方式原理（光導(dǎo)小車）信號孔信號孔感光元件感光元件光道光道光源光源反光帶反光帶 光學(xué)引導(dǎo)原理光學(xué)引導(dǎo)原理2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-41 4) 4)遙控制導(dǎo)小車遙控制導(dǎo)小車 這種小車沒有傳送信息的電纜，而這種小車沒有傳送信息的電纜，而是使用無線電或激光發(fā)送和接收設(shè)備來傳送控制命令是使用無線電或激光發(fā)送和接收設(shè)備來傳送控制命令和信息。這種小車的活動(dòng)范圍和路線基本不受限制，和信息。這種小車的活動(dòng)范圍和路線基本不受限制，具有柔性高、擴(kuò)展性好、對環(huán)境要求不高等優(yōu)點(diǎn)。但具有柔性高、擴(kuò)展性好、對環(huán)境要求不高等優(yōu)點(diǎn)。但其控制系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)較為復(fù)

50、雜，目前還處于實(shí)驗(yàn)研其控制系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)較為復(fù)雜，目前還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。相信隨著激光制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種究階段。相信隨著激光制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種遙控制導(dǎo)小車可望不久將會投入實(shí)際應(yīng)用。遙控制導(dǎo)小車可望不久將會投入實(shí)際應(yīng)用。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-42 4. 4. 自動(dòng)化倉庫自動(dòng)化倉庫 自動(dòng)化倉庫在自動(dòng)化倉庫在FMSFMS中占有非常重要的地位中占有非常重要的地位, ,以它為中心組成了一個(gè)毛以它為中心組成了一個(gè)毛坯、半成品、配套件或成品的自動(dòng)存儲檢索系統(tǒng)。在管理信息系統(tǒng)的坯、半成品、配套件或成品的自動(dòng)存儲檢索系統(tǒng)。在管理信息系統(tǒng)的支持下支持下, ,自動(dòng)化倉庫與加工系統(tǒng)、運(yùn)載

51、設(shè)備等一道成為自動(dòng)化倉庫與加工系統(tǒng)、運(yùn)載設(shè)備等一道成為FMSFMS的重要支柱。的重要支柱。 自動(dòng)化倉庫一般由自動(dòng)化倉庫一般由貨架、堆垛機(jī)貨架、堆垛機(jī)以及計(jì)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)算機(jī)控制系統(tǒng)三部分組成。三部分組成。 貨架貨架 貨架是倉庫的主體結(jié)構(gòu)，是存放物料的場所。貨架是倉庫的主體結(jié)構(gòu)，是存放物料的場所。FMSFMS的自動(dòng)化倉庫屬于的自動(dòng)化倉庫屬于專用性車間級倉庫，也即專用性車間級倉庫，也即針對既定的產(chǎn)品類型存放毛坯、原材料、半成針對既定的產(chǎn)品類型存放毛坯、原材料、半成品、成品以及各種工藝裝備。品、成品以及各種工藝裝備。 自動(dòng)化倉庫內(nèi)物料按自動(dòng)化倉庫內(nèi)物料按品類品類和和細(xì)目細(xì)目分別存放在貨架的一個(gè)個(gè)

52、儲存籠內(nèi)，分別存放在貨架的一個(gè)個(gè)儲存籠內(nèi)，每個(gè)每個(gè)儲存籠儲存籠均有固定的均有固定的地址編碼地址編碼，每種物料也都編有，每種物料也都編有物料碼物料碼，這些代碼按，這些代碼按一一對應(yīng)一一對應(yīng)的關(guān)系的關(guān)系存儲在計(jì)算機(jī)存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)，這樣可方便地內(nèi)，這樣可方便地根據(jù)根據(jù)儲存籠的儲存籠的地址地址查查找找所所存放的存放的物料代碼物料代碼，也可，也可根據(jù)根據(jù)物料物料代碼代碼反過來反過來找找到它的存儲到它的存儲地址地址。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-43圖示為圖示為FMSFMS中常見的物料存儲裝置中常見的物料存儲裝置 （a a）立體倉庫）立體倉庫 （b b）水平回轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架）水平回轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架 （c

53、 c）垂直回轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架）垂直回轉(zhuǎn)型自動(dòng)料架 （d d）緩沖料架）緩沖料架2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-44堆垛機(jī)堆垛機(jī) 一般由升降工作臺、移動(dòng)一般由升降工作臺、移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、支柱、上下導(dǎo)軌以及電動(dòng)機(jī)、支柱、上下導(dǎo)軌以及位置傳感器構(gòu)成。移動(dòng)電動(dòng)機(jī)位置傳感器構(gòu)成。移動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)沿巷道進(jìn)行前能夠驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)沿巷道進(jìn)行前后移動(dòng)后移動(dòng), ,一旦堆垛機(jī)找到需要一旦堆垛機(jī)找到需要的貨位的貨位, ,就可以將物料或貨箱就可以將物料或貨箱自動(dòng)推入貨架的儲存籠內(nèi)自動(dòng)推入貨架的儲存籠內(nèi), ,或或?qū)⒇浵浜臀锪蠌呢浖艿膬Υ婊\將貨箱和物料從貨架的儲存籠中拉出。中拉出。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-45

54、自動(dòng)化倉庫的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)以下的三項(xiàng)任務(wù)：自動(dòng)化倉庫的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)以下的三項(xiàng)任務(wù)：識別識別和登錄物料信息、物料的自動(dòng)存取控制、倉庫管理和登錄物料信息、物料的自動(dòng)存取控制、倉庫管理 。 (1)(1)識別和登錄物料信息識別和登錄物料信息 FMSFMS中物料的中物料的活動(dòng)活動(dòng)與物料的與物料的信息信息在整在整個(gè)物料處理過程中是個(gè)物料處理過程中是同步同步的，就是說物料從準(zhǔn)備入庫到物料完成加工，的，就是說物料從準(zhǔn)備入庫到物料完成加工，物料本身的信息與其代碼、存放地址和工藝流程等信息結(jié)合在一起，物料本身的信息與其代碼、存放地址和工藝流程等信息結(jié)合在一起，隨著物料的流動(dòng)始終由計(jì)算機(jī)進(jìn)行跟蹤，

55、并不斷更新物料的有關(guān)信息，隨著物料的流動(dòng)始終由計(jì)算機(jī)進(jìn)行跟蹤，并不斷更新物料的有關(guān)信息，以記錄它的當(dāng)前狀況。這種物料信息網(wǎng)以記錄它的當(dāng)前狀況。這種物料信息網(wǎng)要求要求自動(dòng)倉庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)倉庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在物料入庫時(shí)在物料入庫時(shí)，就必須，就必須對物料進(jìn)行識別和登錄對物料進(jìn)行識別和登錄，這種識別和登錄是，這種識別和登錄是FMSFMS中物料流和信息流結(jié)合的開始。中物料流和信息流結(jié)合的開始。FMSFMS中中物料的識別通常通過條形碼物料的識別通常通過條形碼來實(shí)現(xiàn)。來實(shí)現(xiàn)。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-46 (2)(2)物料的自動(dòng)存取控制物料的自動(dòng)存取控制 自動(dòng)化

56、倉庫的自動(dòng)化倉庫的入庫、搬運(yùn)和出庫入庫、搬運(yùn)和出庫等工作都是等工作都是由倉庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的。物料由倉庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的。物料入庫入庫時(shí)，由于管理員已將物時(shí)，由于管理員已將物料存放的地址料存放的地址通過條形碼通過條形碼輸入到計(jì)算機(jī)，因而計(jì)算機(jī)便可方便地控制輸入到計(jì)算機(jī)，因而計(jì)算機(jī)便可方便地控制堆垛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，堆垛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，自動(dòng)檢索自動(dòng)檢索待存放物料的待存放物料的存儲地址存儲地址，一旦到達(dá)指定地，一旦到達(dá)指定地址后，堆垛機(jī)便停止移動(dòng)，并將工件推入存儲籠內(nèi)。當(dāng)物料要出庫時(shí)，址后，堆垛機(jī)便停止移動(dòng)，并將工件推入存儲籠內(nèi)。當(dāng)物料要出庫時(shí)，由由管理員輸入待取的管理員輸入待取的物料代碼物

57、料代碼，由計(jì)算機(jī)查，由計(jì)算機(jī)查找找出物料的出物料的存放地址存放地址，再，再驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)檢索，到指定地址的存儲籠內(nèi)取出所需物料，并驅(qū)動(dòng)堆垛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)檢索，到指定地址的存儲籠內(nèi)取出所需物料，并送出倉庫。送出倉庫。 (3)(3)倉庫管理倉庫管理 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可對全倉庫進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可對全倉庫進(jìn)行物資物資、賬目賬目、貨位貨位以及以及其他物料其他物料信息信息的的管理管理，定期或不定期地打印各種報(bào)表。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故，定期或不定期地打印各種報(bào)表。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，還可以通過總控制臺的操作按鈕進(jìn)行障時(shí)，還可以通過總控制臺的操作按鈕進(jìn)行“動(dòng)態(tài)改賬和信息修正動(dòng)態(tài)改賬和信息修正”，并判斷出發(fā)生故障的巷道，

58、及時(shí)對發(fā)生故障的巷道進(jìn)行封閉，以待管并判斷出發(fā)生故障的巷道，及時(shí)對發(fā)生故障的巷道進(jìn)行封閉，以待管理人員從事修復(fù)工作。理人員從事修復(fù)工作。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-47 大型立體倉庫的功能框圖如圖所示。大型立體倉庫的功能框圖如圖所示。 2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-482021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-49第第4 4節(jié)節(jié) FMSFMS刀具管理系統(tǒng)刀具管理系統(tǒng)1. FMS1. FMS的刀具管理系統(tǒng)的組成及其作業(yè)過程的刀具管理系統(tǒng)的組成及其作業(yè)過程 典型典型FMSFMS的刀的刀具管理系統(tǒng)如具管理系統(tǒng)如圖所示圖所示, ,通常通常由由刀庫系統(tǒng)刀庫系統(tǒng)、刀具預(yù)調(diào)站、刀具預(yù)調(diào)站、刀具交換裝

59、置刀具交換裝置以及管理控制以及管理控制刀具流的刀具流的計(jì)算計(jì)算機(jī)機(jī)組成。組成。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-50 FMS FMS的的刀庫系統(tǒng)刀庫系統(tǒng)包括包括機(jī)床刀庫機(jī)床刀庫和和中央刀庫中央刀庫兩個(gè)獨(dú)立部兩個(gè)獨(dú)立部分，機(jī)床刀具庫存放加工單元當(dāng)前所需要的刀具，其刀具分，機(jī)床刀具庫存放加工單元當(dāng)前所需要的刀具，其刀具容量有限，一般存放容量有限，一般存放40-12040-120把刀具；而中央刀具庫的容把刀具；而中央刀具庫的容量很大，有些量很大，有些FMSFMS的中央刀具庫可容納數(shù)千把各種刀具，的中央刀具庫可容納數(shù)千把各種刀具，可供各個(gè)加工單元共享?？晒└鱾€(gè)加工單元共享。刀具預(yù)調(diào)站刀具預(yù)調(diào)站一般設(shè)

60、置在一般設(shè)置在FMSFMS之外，之外，用于對加工中所使用的刀具按規(guī)定要求進(jìn)行預(yù)先調(diào)整。用于對加工中所使用的刀具按規(guī)定要求進(jìn)行預(yù)先調(diào)整。刀刀具裝卸站具裝卸站是刀具進(jìn)出是刀具進(jìn)出FMSFMS的門戶，其結(jié)構(gòu)多為框架式，是的門戶，其結(jié)構(gòu)多為框架式，是一種專用的刀具排架。一種專用的刀具排架。刀具交換裝置刀具交換裝置是一種在刀具裝卸站、是一種在刀具裝卸站、中央刀具庫和機(jī)床刀具庫之間進(jìn)行刀具傳遞和搬運(yùn)的工具。中央刀具庫和機(jī)床刀具庫之間進(jìn)行刀具傳遞和搬運(yùn)的工具。2021-10-12現(xiàn)代制造技術(shù)2-51 FMSFMS的刀具管理系統(tǒng)的作業(yè)過程可大致描述如下：的刀具管理系統(tǒng)的作業(yè)過程可大致描述如下： 刃磨好的專用刀