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柔性制造系統(tǒng)( FMS)

日期：2010年11月29　來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床　關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
    FMS是Flexible Manufacturing System的縮寫(xiě)，譯為柔性制造系統(tǒng)。加工中心為了使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)他機(jī)械制造系統(tǒng)。
    自從1954年美國(guó)麻省理工學(xué)院第一臺(tái)數(shù)控銑床誕生后，70年代初，柔性自動(dòng)化進(jìn)入了生產(chǎn)實(shí)用階段。幾十年來(lái)，從單臺(tái)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用逐漸發(fā)展到加工中心、柔性制造單元、秉性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，使柔性自動(dòng)化得到了迅速發(fā)展。
    典型的柔性FMS系統(tǒng)由數(shù)控加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)組成。為了實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性，F(xiàn)MS必須包括下列組成部分。
    (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(lèi)別決定，以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，把外形尺寸接近（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臺(tái)或數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床等設(shè)備上加工。數(shù)控機(jī)床主要有加工中心、車(chē)削中心或數(shù)控車(chē)、銑、磨及齒輪加工機(jī)床等。
    (2)物料系統(tǒng)
    物料系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)工件及工裝夾具的自動(dòng)供給和裝卸，以及完成工序間的自動(dòng)傳送、調(diào)運(yùn)和(3)工作，包括各種傳送帶、自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)、工業(yè)機(jī)器人及專(zhuān)用起吊運(yùn)送機(jī)等。
    (3)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
    計(jì)算機(jī)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CNC機(jī)床和物料系統(tǒng)等自動(dòng)操作所需的信息。通常采用三級(jí)（設(shè)各級(jí)、I作站級(jí)、單元級(jí)）分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中單元級(jí)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)軟件用以確保柔性制造系統(tǒng)有效地適應(yīng)中小批量多品種生產(chǎn)的管理、控制及優(yōu)化工作，包括設(shè)計(jì)規(guī)劃軟件、生產(chǎn)過(guò)程分析軟件、生產(chǎn)過(guò)程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。
    按規(guī)模大小，柔性制造系統(tǒng)FMS可分為如下三類(lèi)。
    (1)柔性制造單元(FMC)
    柔性制造單元是由一臺(tái)或數(shù)臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心構(gòu)成的加工單元，具有適應(yīng)加工多品種產(chǎn)品的靈活性。該單元根據(jù)需要可以自動(dòng)更換刀具和夾具，加工不同的工件。柔性制造單元適合加工形狀復(fù)雜、加工工序簡(jiǎn)單、加工工時(shí)較長(zhǎng)、批量小的零件。它有較大的設(shè)備柔性，但人員和加工柔性低。
    (2)柔性制造系統(tǒng)(FMS)
    柔性制造系統(tǒng)是以數(shù)控機(jī)床或加工中心為基礎(chǔ)，配以物料傳送裝置組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。它由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，能在不停機(jī)的情況下，實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。FMS是使用柔性制造技術(shù)最具代表性的制造自動(dòng)化系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床柔性制造系統(tǒng)適合加工形狀復(fù)雜、加工工序多、批量大的零件。其加工和物料傳送柔性大，但人員秉性仍然較低。
    (3)柔性制造線(xiàn)(FML)
柔性制造線(xiàn)是處于非柔性自動(dòng)線(xiàn)和FMS之間的生產(chǎn)線(xiàn)，耐物料系統(tǒng)的柔性要求低于FMS，但生產(chǎn)效率更高。柔性制造線(xiàn)是把多臺(tái)可以調(diào)整的機(jī)床（多為專(zhuān)用機(jī)床）聯(lián)結(jié)起來(lái)，配以自動(dòng)運(yùn)送裝置組成的生產(chǎn)線(xiàn)。該生產(chǎn)線(xiàn)可以加工批量較大的不同規(guī)格零件。柔性程度低的柔性制造線(xiàn)在性能上接近大批量生產(chǎn)用的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，柔性程度高的柔性制造線(xiàn)則接近于小批量、多品種生產(chǎn)用的柔性制造系統(tǒng)。
柔性制造系統(tǒng)是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，它將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)工程等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，解決了機(jī)械制造高自動(dòng)化與高柔性化之間的矛盾。具體優(yōu)點(diǎn)如下：
•設(shè)備利用率高。一組機(jī)床編人柔性制造系統(tǒng)后，產(chǎn)量比這組機(jī)床在分散單機(jī)作業(yè)時(shí)的產(chǎn)量提高數(shù)倍。
•能按裝配作業(yè)配套需要，及時(shí)安排所需零件的加工，實(shí)現(xiàn)及時(shí)生產(chǎn)，從而減少毛坯和制品的庫(kù)存螢，及減少相應(yīng)的流動(dòng)資金占用量，縮短生產(chǎn)周期。
•生產(chǎn)能力相對(duì)穩(wěn)定。自動(dòng)加工系統(tǒng)由一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床組成，發(fā)生故障時(shí)，有降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過(guò)故障機(jī)床的能力。
•產(chǎn)品質(zhì)量高。零件在加工過(guò)程中，裝卸一次完成，加工精度高，加工形式穩(wěn)定。
•減少直接勞動(dòng)力，在少人看管條件下可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)“尤人化生產(chǎn)”。有些柔性制造系統(tǒng)的檢驗(yàn)、裝卡和維護(hù)工作可在第一班完成，第二班和第三班可在無(wú)人照看下正常生產(chǎn)。在理想的柔性制造系統(tǒng)中，其監(jiān)控系統(tǒng)還能處理諸如刀具的磨損調(diào)換、物流的堵塞疏通等運(yùn)行過(guò)程中不可預(yù)料的問(wèn)題。
•產(chǎn)品應(yīng)變能力大。刀具、夾具及物料運(yùn)輸裝置具有可調(diào)性，且系統(tǒng)平面布置合理，便于增減設(shè)備，滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。
柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)大致有兩個(gè)方面，方面是與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和轄助制造系統(tǒng)相結(jié)合，利用原有產(chǎn)品系列的典型工藝資料，組合設(shè)計(jì)不同模塊，構(gòu)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(tǒng)；另一方面是實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷(xiāo)售的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，特別是管理層次自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床在這個(gè)大系統(tǒng)中，柔性制造系統(tǒng)只是它的一個(gè)組成部分。

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