淺議柔性制造系統(tǒng)FMS

1、淺議柔性制造系統(tǒng)FMS摘要本文根據(jù)柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生,對柔性制造系統(tǒng)的組成、分類、優(yōu)勢及開展方向等做了詳細闡述。關(guān)鍵詞柔性制造系統(tǒng)(fs)組成優(yōu)勢開展方向70年代末80年代初,隨著計算機輔助管理、物料自動搬運、刀具管理和計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫的開展以及ad/a技術(shù)、成組技術(shù)(gt)、工業(yè)機器人等技術(shù)的成熟,更加系統(tǒng)化、規(guī)模化的柔性制造系統(tǒng)(fs)就出現(xiàn)了。所謂fs,是一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設(shè)備,由計算機信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運系統(tǒng)有機結(jié)合的整體,能適應(yīng)加工對象變換的自動化機械制造系統(tǒng)(flexibleanufaturingsyste)。下面就柔性制造系統(tǒng)的組成、分類、優(yōu)勢及開展趨勢進展闡

2、述。一、柔性制造系統(tǒng)(fs)的組成1.加工系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定,主要有加工中心、車削中心或計算機數(shù)控(n)車、銑、磨及齒輪加工機床等,用以自動地完成多種工序的加工。2.物料系統(tǒng)物料系統(tǒng)用以實現(xiàn)工件及工裝夾具的自動供應(yīng)和裝卸,以及完成工序間的自動傳送、調(diào)運和存貯工作,包括各種傳送帶、自動導引小車、工業(yè)機器人及專用起吊運送機等。3.計算機控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)用以處理柔性制造系統(tǒng)的各種信息,輸出控制n機床和物料系統(tǒng)等自動操作所需的信息。通常采用三級(設(shè)備級、工作站級、單元級)分布式計算機控制系統(tǒng),其中單元級控制系統(tǒng)(單元控制器)是柔性制造系統(tǒng)的核心。4.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件

3、用以確保柔性制造系統(tǒng)有效地適應(yīng)中小批量多品種消費的管理、控制及優(yōu)化工作,包括設(shè)計規(guī)劃軟件、消費過程分析軟件、消費過程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。二、柔性制造系統(tǒng)的分類1.柔性制造單元(f)f由單臺帶多托盤系統(tǒng)的加工中心或3臺以下的n機床組成,具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈敏性。f的柔性最高。2.柔性制造線(fl)柔性制造線fl是處于非柔性自動線和fs之間的消費線,對物料系統(tǒng)的柔性要求低于fs,但消費效率更高。3.柔性制造系統(tǒng)(fs)fs通常包括3臺以上的n機床(或加工中心),由集中的控制系統(tǒng)及物料系統(tǒng)連接起來,可在不停機情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。fs是使用柔性制造技術(shù)最具代表性的制造

4、自動化系統(tǒng)。三、柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)勢1.設(shè)備利用率高。由于采用計算機對消費進展調(diào)度,一旦有機床空閑,計算機便分配給該機床加工任務(wù)。在典型情況下,采用柔性制造系統(tǒng)中的一組機床所獲得的消費量是單機作業(yè)環(huán)境下同等數(shù)量機床消費量的3倍。2.減少消費周期。由于零件集中在加工中心上加工,減少了機床數(shù)和零件的裝卡次數(shù)。采用計算機進展有效的調(diào)度也減少了周轉(zhuǎn)的時間。3.具有維持消費的才能。當柔性制造系統(tǒng)中的一臺或多臺機床出現(xiàn)故障時,計算機可以繞過出現(xiàn)故障的機床,使消費得以繼續(xù)。4.消費具有柔性?？梢皂憫?yīng)消費變化的需求,當市場需求或設(shè)計發(fā)生變化時,在fs的設(shè)計才能內(nèi),不需要系統(tǒng)硬件構(gòu)造的變化,系統(tǒng)具有制造不同產(chǎn)品的

5、柔性。并且,對于臨時需要的備用零件可以隨時混合消費,而不影響fs的正常消費。5.產(chǎn)品質(zhì)量高。fs減少了卡具和機床的數(shù)量,并且卡具與機床匹配得當,從而保證了零件的一致性和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時自動檢測設(shè)備和自動補償裝置可以及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,并采取相應(yīng)的有效措施,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。6.加工本錢低。fs的消費批量在相當大的范圍內(nèi)變化,其消費本錢是最低的。它除了一次性投資費用較高外,其他各項指標均優(yōu)于常規(guī)的消費方案。四、fs開展方向1.fs仍將迅速開展fs在20世紀80年代末就已進入了實用階段,技術(shù)已比擬成熟。由于它在解決多品種、中小批量消費上比傳統(tǒng)的加工技術(shù)有明顯的經(jīng)濟效益,因此隨著國際競爭的加劇,無論興

6、旺國家還是開展中國家都越來越重視柔性制造技術(shù)。從機械制造行業(yè)來看,如今fs不僅能完成機械加工,而且還能完成鈑金加工、鍛造、焊接、裝配、鑄造和激光、電火花等特種加工以及噴漆、熱處理、注塑和橡膠模制等工作。從整個制造業(yè)所消費的產(chǎn)品看,如今fs已不再局限于汽車、車床、飛機、坦克、火炮、艦船等,還可用于計算機、半導體、木制產(chǎn)品、化工等產(chǎn)品消費。從消費批量來看,fs已從中小批量應(yīng)用向單件和大批量消費方向開展。隨著計算機集成制造技術(shù)和系統(tǒng)(is)日漸成為制造業(yè)的熱點,很多專家學者紛紛預(yù)言is是制造業(yè)開展的必然趨勢。柔性制造系統(tǒng)作為is的重要組成局部,必然會隨著is的開展而開展。2.fs系統(tǒng)性能不斷進步構(gòu)成

7、fs的各項技術(shù),如加工技術(shù)、運儲技術(shù)、刀具管理技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速開展,毫無疑問會大大進步fs系統(tǒng)的性能。在加工中采用噴水切削加工技術(shù)和激光加工技術(shù),并將許多加工才能很強的加工設(shè)備如立式、臥式鏜銑加工中心,高效萬能車削中心等用于fs系統(tǒng),大大進步了fs的加工才能和柔性,進步了fs的系統(tǒng)性能。avg小車以及自動存儲、提取系統(tǒng)的開展和應(yīng)用,為fs提供了更加可靠的物流運儲方法,同時也能縮短消費周期,進步消費率。刀具管理技術(shù)的迅速開展,為及時而準確地為機床提供適用刀具提供了保證。同時可以進步系統(tǒng)柔性、消費率、設(shè)備利用率,降低刀具費用,消除人為錯誤,進步產(chǎn)品質(zhì)量,延長無人操作時間。3.從is的高度考慮fs規(guī)劃設(shè)計盡管fs本身是把加工、運儲、控制、檢測等硬件集成在一起,構(gòu)成一個完好的系統(tǒng)。但從一個工廠的角度來講,它還只是一局部,不能設(shè)計出新的產(chǎn)品或