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柔性製造系統FMS

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柔性製造系統FMS是先進工業自動化及製造的基本部分,將先進位造系統的物料供給、分揀、加工、檢測、無線通訊、圖象處理、生產監控與管理、物流系統與立體倉庫等主要模塊展現給學生,同時學生可以自己動手實踐,學習PLC編程、生產管理、流程設計、無線通訊、圖象處理等機械設計製造及自動化相關的課程學習。

1 柔性製造系統FMS -名稱

 柔性製造系統FMS

2 柔性製造系統FMS -興起


一、柔性自動化的興起

隨著科學技術的發展,人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高,產品更新換代的周期越來越短,產品的複雜程度也隨之增高,傳統的大批量生產方式受到了挑戰。這種挑戰不僅對中小企業形成了威脅,而且也困擾著國有大中型企業。因為,在大批量生產方式中,柔性和生產率是相互矛盾的。眾所周知,只有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規模經濟效益;反之,多品種、小批量生產,設備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁的調整工夾具,工藝穩定難度增大,生產效率勢必受到影響。為了同時提高製造工業的柔性和生產效率,使之在保證產品質量的前提下,縮短產品生產周期,降低產品成本,是終使中小批量生產能與大批量生產抗衡,柔性自動化系統便應運而生。

自從1954年美國麻省理工學院第一台數字控制銑床誕生后,70年代初柔性自動化進入了生產實用階段。幾十年來,從單台數控機床的應用逐漸發展到加工中心、柔性製造單元、柔性製造系統和計算機集成製造系統,使柔性自動化得到了迅速發展。

 

3 柔性製造系統FMS -類型與構成


二、柔性製造系統的類型與構成

柔性製造系統的類型

柔性製造是指在計算機支持下,能適應加工對象變化的製造系統。柔性製造系統有以下三種類型:

柔性製造單元
柔性製造單元由一台或數台數控機床或加工中心構成的加工單元。該單元根據需要可以自動更換刀具和夾具,加工不同的工件。柔性製造單元適合加工形狀複雜,加工工序簡單,加工工時較長,批量小的零件。它有較大的設備柔性,但人員和加工柔性低。

柔性製造系統
柔性製造系統是以數控機床或加工中心為基礎,配以物料傳送裝置組成的生產系統。該系統由電子計算機實現自動控制,能在不停機的情況下,滿足多品種的加工。柔性製造系統適合加工形狀複雜,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料傳送柔性大,但人員柔性仍然較低。

柔性自動生產線
柔性自動生產線是把多台可以調整的機床(多為專用機床)聯結起來,配以自動運送裝置組成的生產線。該生產線可以加工批量較大的不同規格零件。柔性程度低的柔性自動生產線,在性能上接近大批量生產用的自動生產線;柔性程度高的柔性自動生產線,則接近於小批量、多品種生產用的柔性製造系統。

柔性製造系統的構成

就機械製造業的柔性製造系統而言,其基本組成部分有:

自動加工系統
自動加工系統,指以成組技術為基礎,把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量大致相似,材料相同,工藝相似的零件集中在一台或數台數控機床或專用機床等設備上加工的系統。

物流系統
物流系統,指由多種運輸裝置構成,如傳送帶、軌道一轉盤以及機械手等,完成工件、刀具等的供給與傳送的系統,它是柔性製造系統主要的組成部分。

信息系統
信息系統,指對加工和運輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋,並通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等),對機床或運輸設備實行分級控制的系統。

軟體系統
軟體系統,指保證柔性製造系統用電子計算機進行有效管理的必不可少的組成部分。它包括設計、規劃、生產控制和系統監督等軟體。柔性製造系統適合於年產量1000~100,000件之間的中小批量生產。

 

4 柔性製造系統FMS -優點與發展趨勢



三、柔性製造系統的優點與發展趨勢

柔性製造系統的優點

柔性製造系統是一種技術複雜、高度自動化的系統,它將微電子學、計算機和系統工程等技術有機地結合起來,理想和圓滿地解決了機械製造高自動化與高柔性化之間的矛盾。具體優點如下。

第一,設備利用率高。一組機床編入柔性製造系統后,產量比這組機床在分散單機作業時的產量提高數倍。
第二,在制品減少80%左右。
第三,生產能力相對穩定。自動加工系統由一自或多台機床組成,發生故障時,有降級運轉的能力,物料傳送系統也有自行繞過故障機床的能力。
第四,產品質量高。零件在加工過程中,裝卸一次完成,加工精度嵩,加工形式穩定。
第五,運行靈活。有些柔性製造系統的檢驗、裝卡和維護工作可在第一班完成,第二、第三班可在無人照看下正常生產。在理想的柔性製造系統中,其監控系統還能處理諸如刀具的磨損調換、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預料的問題。
第六,產品應變能力大。刀具、夾具及物料運輸裝置具有可調性,且系統平面布置合理,便於增減設備,滿足市場需要。

 

5 柔性製造系統FMS -發展趨勢



柔性製造系統的發展趨勢

柔性製造系統的發展趨勢大致有兩個方面。一方面是與計算機輔助設計扣輔助製造系統相結合,利用原有產品系列的典型工藝資料,組合設計不同模塊,構成各種不同形式的具有物料流和信息流的模塊化柔性系統。另一方面是實現從產品決策、產品設計、生產到銷售的整個生產過程自動化,特別是管理層次自動化的計算機集成製造系統。在這個大系統中,柔性製造系統只是它的一個組成部分。

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