柔性制造自动化概述复习资料

柔性制造技术FMT是建立在数控设备应用基础上的、正在随着制造企业技术进步而不断发展的新兴技术，是一种主要用于多品种、中小批量或批量生产的制造自动化技术。

FMT的根本特征即“柔性”。

FMT是将微电子技术、智能化技术与传统加工技术融合在一起，具有先进性、柔性化、自动化、效率高的制造技术。

柔性制造系统FMS可由以下三部分组成：加工子系统、物流子系统和信息流子系统。

FMS“柔性”的支持技术：数控机床是实现FMS柔性的设备基础。

必须以柔性制造设备（托盘化CNC加工中心）为基础，而不能以没有固有柔性的设备（如专用机床）来构成FMS的加工子系统。

成组技术GT是实现FMS柔性的重要技术基础。

使用GT，可以充分发现、标示和利用多种零件加工过程中的相似性，用同一种加工工艺实现多种零件的加工，从而使FMS在不改变硬件设备的情况下能适应多种零件的加工。

GT与FMS相结合，通过将单件、小批量零件合并成多品种的中小批量生产，既支持了FMS 的“柔性”，又提高了FMS的生产设备的利用率，减少了准备工作，进而减少了每个零件的成本，克服了数控机床比专用机床成本高的缺点。

零件具有不同的功能，但形状尺寸相近。

零件在形状上有较大差异，但加工工艺有较高的相似性。

零件的编码：零件分类编码系统码位之间的结构：树式结构（分级结构）：每个特征码有许多分支。

链式结构（并列结构、矩形结构）：每个码位内的各个特征码具有独立的含义，与前后位无关。

混合式结构：同时存在以上所述的两种结构。

（常用）零件的分组：零件编码后，就可利用零件代码，按一定的准则，将零件分类成组。

零件分组宗旨：尽量使得所划分的组数少，而组内品种多，以增大零件成组批量，提高实施成组技术应有的效益。

零件分组的方法：特征位法：选取一些特征性较强、对划分零件族影响较大的码位作为零件分组的主要依据，而其余的码位予以忽略。

码域法：对零件分类编码系统中各码位的特征项规定一定的允许范围，作为零件分组的依据。

一：填空、判断、选择等涉及的知识点1：自动化制造系统的六要素：可以从六个方面评价一个自动化制造系统，我们称这六个方面为自动化制造系统的六要素。

分别是：生产率、产品质量、寿命周期经济性、寿命周期可靠性、制造柔性、可持续发展性2：自动化制造系统的寿命周期：通常将系统的设计、制造、安装、调试、验收、应用、维护、报废这些过程的集合称为自动化制造系统的寿命周期。

3：TQCSE TQCSE模型：time（时间）quality（质量）cost（成本）service （服务）environment （环境友善性）4：AGV的管理：AGV automated guided vehicle 自动导向小车5：工业机器人的一般组成：工业机器人一般由主构架（手臂）、手腕、驱动系统、测量系统、控制器及传感器组成。

6：运输设备的种类：（1）传送带: 步伐式传送带、摆杆步伐式传送带、链板履带式传送带、托盘及托盘交换装置（2）运输小车：有轨小车、自动导向小车7:自动化制造系统人及一体化的三个层面：感知层面上的人机联合作用2控制层面上采用人机共同决策3执行层面上人机交互协作、取长补短、充分发挥各自优势8：自动化系统五个典型组成部分：具有一定技术水平和决策能力的人、一定范围的被加工对象、信息流及其控制系统、能量流及其控制系统、物料流及物料处理系统9:CIMS的分层控制结构：computer integrated manufactureing syetem 计算机集成制造系统。

计算机集成制造控制系统是制造工厂，特别是多品种、找小批量生产类型制造工厂实现自动化的主要形式。

CIMS的控制体系是以五层递阶控制模式为基础建立起来的。

从上到下依次为：工厂层、车间层、单元层、工作站层、设备层。

见P12910：系统具有的一般性质：目的性、整体性、集成性、层次性、相关性、环境适应性11：制造和大制造的概念：12：自动化制造系统信息模型：自动化制造系统的信息模型是一种描述信息的“概念模式”，它不偏向于任何专门的数据应用，同时还独立于数据的物理存取方式。

自动化设备中的柔性制造系统自动化设备在现代工业生产中扮演着重要的角色，而柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）则是一种能够适应各种生产需求的高效生产系统。

本文将详细介绍自动化设备中的柔性制造系统，从原理、应用、优势等方面进行探讨。

一、柔性制造系统的定义和原理柔性制造系统是一种能够灵活、高效地处理各类生产工艺的自动化生产系统。

它通过多种自动化设备和技术的组合，实现了零件的自动运输、存储、加工和检测等环节，从而提高了生产效率和产品质量。

柔性制造系统的核心原理是模块化和集成化。

通过将多个自动化设备进行模块化设计，并通过信息技术实现它们之间的集成，柔性制造系统能够通过灵活的调度和控制，实现不同工艺的自动切换和调整，以适应不同的生产需求。

二、柔性制造系统的应用领域柔性制造系统广泛应用于各个行业的生产领域。

以汽车制造业为例，柔性制造系统可以实现汽车零部件的自动加工、装配和检测，从而提高生产效率和质量稳定性。

此外，柔性制造系统还被应用于电子、机械、航空等领域的生产加工，实现了自动化生产流程的高效运行。

三、柔性制造系统的优势1. 提高生产效率：柔性制造系统通过自动化设备的灵活调度和控制，能够快速切换生产工艺，实现生产流程的高效运行，从而大幅提升生产效率。

2. 提高产品质量：柔性制造系统通过自动化设备的智能化控制和检测，实现了对产品质量的精确控制和实时监测，有效减少了人为因素对产品质量的影响。

3. 降低生产成本：柔性制造系统能够减少人工操作和人力资源的利用，降低了生产成本；同时，其高效的生产流程也能够减少资源浪费，达到资源利用的最大化。

4. 增强生产灵活性：柔性制造系统能够根据生产需求的变化，灵活调整工艺流程和生产能力，从而满足各类产品的不同生产要求，提升生产的灵活性和适应性。

5. 提升企业竞争力：柔性制造系统的应用能够提高企业的生产能力和产品质量，降低生产成本，使得企业更具竞争力，更好地适应市场需求。

机械设计的柔性制造与柔性自动化在现代工业中，机械设计的柔性制造与柔性自动化已经成为了一种趋势。

柔性制造系统和柔性自动化技术的应用，不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以适应市场需求的快速变化。

本文将探讨机械设计中柔性制造与柔性自动化的概念、特点以及在实际应用中的优势。

一、柔性制造的概念与特点柔性制造是指通过灵活的生产方式和先进的生产设备，能够满足多品种、小批量和快速交付的生产需求。

柔性制造的特点包括以下几个方面：1.多品种生产：柔性制造系统可以同时生产多种产品，而无需进行大规模的设备和工艺改造。

工艺参数可以根据产品要求进行调整，以适应不同产品的生产需求。

2.小批量生产：传统的生产方式通常针对大规模生产，而柔性制造系统可实现小批量生产，无需等待大量订单积累。

这可以缩短产品交付周期，提高了生产的灵活性和响应能力。

3.快速交付：柔性制造系统具有快速响应市场需求的能力，可以在较短时间内完成产品生产和交付，满足客户紧急订单和临时需求。

4.资源共享：柔性制造系统通过合理规划和配置各种生产资源，如设备、工人和原材料，实现了资源的共享和高效利用。

这不仅可以降低成本，还可以提高资源的利用率。

二、柔性自动化的概念与特点柔性自动化是指结合柔性制造系统和先进的自动化技术，实现生产过程的自动化控制和灵活调整。

柔性自动化的特点如下：1.自动化控制：柔性自动化系统通过自动化设备和控制系统，实现对生产过程的自动化控制。

这可以减少人工操作，提高生产效率和稳定性。

2.智能化调整：柔性自动化系统可以根据产品要求和生产情况，自动调整工艺参数和生产流程。

这通过传感器、监控系统和智能算法实现，提高了生产过程的灵活性和适应性。

3.人机协作：柔性自动化系统还可以实现人机协作，即机器和人员在生产过程中进行合作。

人员可以通过人机界面和机器交互，监控生产情况和进行调整，提高了生产的灵活性和智能化水平。

4.远程监控与管理：柔性自动化系统还可以实现远程监控和管理，通过互联网和通信技术，实现对生产设备和生产过程的实时监控和远程控制。

柔性制造自动化生产技术一、概述柔性自动化生产技术简称柔性制造技术，它以工艺设计为先导，以数控技术为核心，是自动化地完成企业多品种、多批量的加工、制造、装配、检测等过程的先进生产技术。

它涉及到计算机、网络、掌握、信息、监测、生产系统仿真、质量掌握与生产管理等技术。

其主要研究范围一般可分为：1.适用于柔性自动化生产的设备包括数控机床、辅机、传输装置、机器人、存储装置、柔性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。

2.自动化掌握和管理技术包括分布式数字掌握技术、质量统计和管理信息集成技术、生产规则和动态调度掌握技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、生产系统仿真技术等。

3.联线技术依据工艺设计，将各种设备联线，形成一个自动化生产的有机整体，既具有一定范围的适用性，又具有较好的可变性。

包括FMC、FMS、FML、FA等。

二、选择依据柔性自动化生产技术的高效性、敏捷性和缩短投产预备时间等特性使其成为实施灵捷制造、并行工程、精益生产和智能制造等先进制造系统的基础。

柔性自动化生产技术起源于切削加工，至今已遍及到机械制造业的各个领域，包括：电火花加工、激光加工、板材剪切和折弯、冲压加工、水喷射加工、焊接及自动扮装配等，甚至还应用到测量、热处理和喷漆涂覆等领域。

柔性自动化生产技术是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断快速更新的主要手段，是先进制造技术的基础技术。

实践证明，应用由不同柔性自动化水平构成的制造系统可提高生产率1-4倍，新产品试制周期和费用削减1/3-1/2。

从而可缩短制造周期和交货期，加快产品更新换代，大幅度降低成本，提高企业对市场变化的应变能力和竞争能力，给企业带来明显的经济效益。

为了提高我国在国际市场上的竞争能力和振兴机械制造业，采用先进制造技术势在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技产品，依靠进口则费用昂扬，而且制造系统包含着技术、管理和人文意识，故必需我国自行研制，才能结合国情，达到先进而适用，且能节省大量外汇，取得巨大的经济效益。

◎自动化制造系统（AMS）的定义定义①一定范围的被加工对象，一定柔性的H动化水平的设备，高素质的人所组成的有机整体。

它接收外部的信息，能源，物料，资金等，在以人和计算机与控制系统作用下，实现一定程度的自动化制造，达到输出合格产品的目的。

定义②在合适的人工肓接或间接干预下，将原材料加工或零件或产品在加工过程屮实现工艺过稈H动化。

（1）T.件的装卸和存储、运输（2）刀具的装配、检测、运输和更换（3） T件的切削、切屑、供给和测量（4）切屑液的净化◎自动化制造系统（AMS）的组成1、功能组成：毛胚制备白动化系统，机械加工白动化系统，储运白动化系统，装配白动化系统，辅助过程自动化系统，热处理过穆自动化系统，质最控制了系统，系统控制了系统2、物理组成：白动化加工设备；：T件储运系统；刀具装配与输送系统；检测监控系统; 辅助设备；控制系统。

◎ AMS的学科特点：核心一机械制造技术关键一H动控制技术纽带一系统T程技术◎自动化制造系统项目实施阶段：（1）可行性论证（生命周期法）（2）初步设计（3）详细设计（4）安装与调试（5）运行与维护◎自动化制造系统项目实施流程：市场需求/*户需求/实际需求（2）组建班了①明确人员所需具备的条件：n熟悉业务b责任心强c团队精神强%1人员的构成：a按专业配套原则b按内部与外部原则%1人员的培训：目标清楚（3）需求分析目的：进一步澄清自动化系统的需求情况方式：a系统调研b作专业需求报告c专业评审（4）可行性论证H的：a技术上是否可行b经济上是否可行c经济效益上是否可行内容：①系统的功能与目标%1初步设计方案%1工作计划%1投资预算%1效益与风险论证（5）初步设计①确定加丁对彖%1划分人机界面%1建立系统的功能模型和信息模型%1设备的选型与配置%1初步设计方案的仿真%1可靠性分析%1人员配置与培训（6）详细设计：①完善及细化系统的功能模型◎完善及细化系统的信息模型%1硬件设备设计%1软件系统设计%1生产场地的总体布置图（7）系统仿真（8）系统建造①制定建造计划◎招标投标%1设备安装%1系统调试A调试内容B调试等级:单机，主系统，系统C调试项目：启动性能调试空运段性能调试试切屑性能调试%1系统验收%1运作维护◎滚动自线导轨的特点:①承载能力大◎刚性强①寿命长④传动平稳可靠⑤具有结构白动调整能力◎简述自动化制造系统的发展历史和发展现状从其发展历稈来看，H动化制造技术大约经历了四个阶段。

自动化生产中的柔性制造系统柔性制造系统在自动化生产中的应用一、引言随着科学技术的不断发展，自动化生产已经成为现代工业发展的趋势。

在自动化生产中，柔性制造系统具有重要的应用价值。

本文将深入探讨柔性制造系统在自动化生产中的作用和影响。

二、柔性制造系统的概念及特点柔性制造系统是一种以计算机为核心控制的智能化制造系统，它能够根据生产需求进行灵活调整，实现多品种、小批量、快速转换的生产方式。

其主要特点包括以下几个方面：1. 系统集成：柔性制造系统由多个设备和单元组成，通过数据和信号传输实现协调运行。

2. 任务灵活性：柔性制造系统能够实现不同产品的生产任务，并快速适应生产需求的变化。

3. 工序变动性：柔性制造系统具有可选工序和可替换工序的能力，能够根据产品特性进行灵活调整。

4. 物料处理能力：柔性制造系统可以根据需要将物料按照预定的顺序、方式进行处理和传递。

5. 监控与管理：柔性制造系统通过计算机系统进行监控和管理，实时反馈生产情况。

三、柔性制造系统在生产中的应用柔性制造系统在自动化生产中具有广泛的应用，以下将对几个重要领域的应用进行介绍。

1. 汽车制造在汽车制造行业，不同型号、不同配置的汽车需求量巨大，而且生产工艺也存在较大差异。

柔性制造系统的应用能够实现快速调整生产线，适应不同车型和配置的生产需求，并大幅提高生产效率和灵活性。

2. 电子产品制造电子产品的更新速度非常快，市场对产品的需求也随之变动。

柔性制造系统的应用可以实现电子产品生产线的快速调整，满足市场的多样化需求，并能够快速响应新产品的研发和生产。

3. 医药制造医药行业对产品的质量和安全要求非常高，同时产品种类也较多且生产周期较短。

柔性制造系统能够提供高效、灵活的生产环境，确保药品质量安全，同时能够快速调整生产线，适应市场需求的变化。

4. 食品加工食品加工行业往往需要针对不同产品进行加工、包装，而且加工工序繁多。

柔性制造系统可以实现加工工序的快速调整，提高生产效率，并能够确保食品质量和安全。

它是精密机械、数值控制、传感器与信号处理、计算机与信息处理、现代管理等学科的最新成果交叉融合形成的一种新的自动化制造技术、方式。

2．FMS产生的背景:消费者对产品的多样化要求，使产品的生命周期变的很短。

以市场经济为基础的现代制造业，面临严峻的挑战，制造商想要获利，必须将单一品种大批量生产模式转变为多品种小批量生产模式。

3．FMS的基本组成：主机物流系统控制整个系统运行的计算机系统4．FMS的主要功能（1）自动制造，在柔性制造系统中，由数控机床这些设备承担制造任务（2）自动更换工件和刀具（3）自动输送工件和刀具（4）自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具（5）自动监视、自动补偿、自诊断（6）作业计划和调度5. 按FMS承担的制造任务分类：柔性零件加工系统、柔性装配系统、柔性检测系统6. 零件加工系统分为：柔性制造单元、柔性制造单元群、典型的柔性制造系统、柔性自动线7. FMC与FMS的区别：（1）FMC是由单台制造设备构成的小系统，而FMS可以是由包括制造设备在内的多台设备构成的大系统（2）FMC只具有某一种制造功能，而FMS可以拥有多种制造功能（3）FMC是自动化制造孤岛，而FMS应该与上位计算机系统联网并交换信息（4）因为区别（3），一个很小的FMS，其功能也比复杂的FMC强大很多8. 柔性装配系统传感技术：视觉传感器、光电传感器、位移传感器、接近传感器、压力传感器9. 我国发展柔性制造的必要性：柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互独立的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机及其软件的支撑下，构成一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以实现全局动态最优化，总体高效益、高柔性，并进而赢得竞争全胜的智能制造技术。

它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机构制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机构制造业的主要生产模式。

10.发展柔性自动化技术带来的效益（10条）：极低成本、提高产品质量、降低人的疲劳强度、提高生产效率、灵活性高、高可靠性、便于多品种生产、使生产更智能、自动化程度高、减少工件搬运过程中的等待时间损失、最大限度的发挥设备的潜力11.面向操作人员的人机界面（措施）：（1）加工过程的可视化（2）让机床操作部件产生触感（3）定性与定量相结合的信息显示12.适用于柔性制造系统的机床特征：（1）结构布局便于工件自动交换（2）大容量刀库或辅助刀库（3）综合加工能力强（4）高性能（5）通信接口（6）强大的辅助功能13.加工中心的主要功能：（1）刀具存储与自动换刀（2）工件自动交换（3）接触传感器（4）加工尺寸检测与自动补偿（5）功率监控14．车削中心的主要工艺特点：（1）多轴数控加工至少Z、X、C三个数控轴,可完成三轴联动或任意两轴联动加工，多轴车削中心（2）加工综合化Z、C轴联动——铣螺旋槽，X、C轴联动——铣端面凸台，控制C轴——加工沟槽（3）加工节奏快车削中心具有综合加工能力，工序集中，加工节奏快机床的数控功能5>开发车削和铣削的通用刀具（2）刀具自动交换（3）高可靠性对策、采用不重磨刀具16.刀具识别：编码环、条形码、标识块（工作原理P92）：标识块与读写头之间以电磁感应方式传递数据。

DNC系统的定义、基本组成和功能分别是什么？DNC是用一台或多台计算机, 对多台数控设备实施综合控制的一种方法, 是机械制造系统的一个重要发展。

DNC系统属于自动化制造系统的一种模式。

DNC控制计算机, 数据通讯系统, DNC接口, NC或CNC装置, 软件系统NC程序的上载与下载；NC程序存储与管理；系统的简单控制与调度；系统状态信息的采集、处理和报告；根据生产作业计划进行生产调度与控制；计划、工装（刀具、量具、夹具）信息、物料数据的集成化生产管理。

DNC通信系统的物理连接方式有哪几种？它们的优点和不足是什么？采用RS－232C或RS422, 采用RS-232C或RS422连接方式实现起来比较方便, 成本也比较低, 但也带来以下一些问题：（1）传输距离短。

（2）传输不够可靠。

（3）传输速率低, 实时性差, 响应速度慢；（4）系统规模有限。

（5）电缆费用高, 系统复杂性增加。

（6）系统的扩展不容易。

3、采用计算机网络通信接口：新一代的CNC装置为了能连入到DNC、FMS 中设置了可直接与网络连接的专用通讯微处理器接口, 通过该接口可以把数控设备连接在工业局域网（LAN）中。

网络通信协议大多采用ISO开放系统互联参考模型七层结构为基础的有关协议。

4、混合通信接口: 混合通信接口实际上就是前几种方式的混合。

4、根据我国制造业目前的实际情况, 在企业进行技术改造中你认为DNC技术具有什么样的优势？5、良好的通信功能, 良好数据存储和管理功能, 具有对数据进行有效的管理功能。

调度功能, 根据加工件数、交货期, 生成对每台数控机床传送NC程序的调度指令。

6、生产计划功能, 根据加工时间、作业时间及DNC的调度指令自动生成生, 产计划一览表。

无人运转功能, 实现夜间的无人操作。

7、面向信息化制造的通信和控制需求是什么。

5、确保在整个制造过程中将正确的信息在正确的时候传达到正确的位置；提供一个面向实时控制、数据采集和系统控制的优化的、独立的、高适应性的信息集成通讯体系结构；为整个制造过程提供可视化解决方案。