柔性制造系统

柔性制造系统的基本概念
1．柔性制造系统的定义及适用范围
系统的柔性通常主要指对产品的柔性，即系统为不同的产品和产品变化进行设置，以达到高的设备利用率、削减加工过程中零件的中间存储。

柔性可详细体现在以下几个方面：
1) 机床的柔性2) 加工柔性
3) 产品的柔性4) 零件流淌路线柔性
5) 产量柔性6) 扩展的柔性
7) 操作柔性8) 生产柔性
2. 柔性制造系统的功能
(1) 能自动完成多品种多工序零件的加工功能
(2) 自动输送和储料功能
(3) 自动诊断功能
(4) 信息处理功能
对所需信息进行综合、掌握，有以下几个方面：
1) 编制生产方案和生产管理程序，进行可变加工而又均衡生产。

2) 编制数控机床、输送装置、储料装置及其它设备的工作程序，从而实现自动加工。

3) 生产、工程信息的论证及其数据库的建立。

3．柔性制造系统类型
柔性制造系统按机床台数和工序数可分为四种类型。

(1) 柔性制造单元FMC
(2) 柔性制造系统FMS
(3) 柔性制造生产线FML
(4) 柔性制造工厂FMF。

柔性制造系统柔性制造系统(FMS一一Flexible Manufact uring Syst em)是一个由计算机集中控制和管理的制造系统,具有多个半独立的工位和一个物料储存运输系统的体系,能自主地高效率地同时完成多品种中小批量零件的生产任务。

由上述定义,一般应包括以下要素:标准的数控机床或柔性制造单元。

我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位, 具有加工型及装配型的数控机床,称之为“制造单元”,它是FMS中的基本制造单元。

一个在数控设备和装卡工位之间运送零件和刀具的传递系统。

一个发布指令,协调机床、工件和刀具传送装置的监控系统。

中央刀具库及其管理系统。

自动化仓库及其管理系统。

FMS是一个很复杂的系统,在目前的发展过程中,组合方案是多种多样的。

简单小型的FMS,只具备前三个要素,复杂的功能强的FMS,除具备上述五个要素外,还需要一些附属设备。

柔性制造系统的组成与功能系统的组成：(1)中央管理和控制计算机(2)物流控制装置(3)自动化仓库(4)无人输送台 (5)制造单元(6)中央刀具库(7)夹具站 (8)信息传输网络(9)随行工作台系统的功能：1)以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。

2)以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。

3)以加工中心为核心,自动换刀、换工件的加工功能。

4)以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。

5)以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能柔性制造系统的关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时,主要涉及以下几个关键技术,包括:柔性制造系统的监控和管理系统,柔性制造系统的物流系统,柔性制造系统的刀具传输和管理系统,柔性制造系统的联网技术,柔性制造系统的辅助系统设计等。

1.柔性制造系统的监控和管理系统2.柔性制造系统的物流系统3.柔性制造系统的刀具管理系统4.柔性制造系统的通信5.柔性制造系统的辅助系统FMS的辅助系统包括清洗工作站、切削液自动排放和集中回收处理及集中供液、气等设施组成。

柔性制造系统随着机电一体化技术的发展，传统的机械技术与新兴的微电子技术相结合，出现了很多现代化的加工设备和手段，特别是数控机床和加工中心的迅速普及和多功能化，为改变中小批量生产的落后状况提供了可能。

柔性制造系统(FMS)便是在这样的背景下产生和发展起来的。

所谓柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料输送系统，把若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动化制造系统。

它在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，自动地向另一种工件转换。

它的主要特点是包括以下几方面。

(1)高柔性。

能在不停机调整的情况下，实现多种不同工艺要求的零件加工。

(2)高效率。

能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。

(3)高度自动化。

自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装夹和输送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。

柔性制造系统的组成柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。

1.加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。

通常由若干台加工零件的CNC机床或CNC板材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。

在加工较复杂零件的FMS加工系统中，由于机床上机载刀库能提供的刀具数目有限，除尽可能使产品设计标准化，以便使用通用刀具和减少专用刀具的数量外，必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀库容量的不足。

2.物流系统FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大的差别，整个工件输送系统的工作状态是可以进行随机调度的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。

物流系统包含工件的输送和储存两个方面。

工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送两部分，目前，大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作，系统中设置装卸工位，较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运。

工件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式传送系统和机器人传送系统四类。

柔性制造系统柔性制造是与“刚性”制造自动化相对应提出来的新概念，是以数值控制、计算机、信息处理、精密机械等技术为基础的先进制造技术。

柔性制造系统，即FMS。

柔性制造系统由主机（即数控机床）、物流系统（即毛坯、工件、刀具的存储、输送、交换系统）、控制整个系统运行的计算机系统三个基本部分组成。

对机械制造厂而言，其FMS由如下单元组合而成：加工设备、装配设备、检测设备、输送装置、交换装置、装卸站、保管设备、信息管理及控制装置、辅助设备。

柔性制造系统的分类：柔性制造单元(FMC) ，FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适应加工多品种产品的灵活性。

FMC的柔性最高。

柔性制造线(FML) ：柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS,但生产效率更高。

柔性制造系统(FMS) ： FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。

FMS 是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。

常见的FMS具有以下功能：自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务；自动交换工件和刀具的功能；自动输送工和刀具的功能；自动保管毛坯、工件、半成品、工具夹、模具的功能；自动监视功能（即刀具磨损、破损的监测），自动补偿，自诊断等；作业计划与调度。

柔性制造系统的基本功能包括自动加工功能(包括检验、清洗等)、自动搬运功能和将以上两者综合起来的综合软件功能。

加工系统：柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。

物料系统：物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。

柔性制造系统介绍一、柔性制造系统的概念柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。

柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统，FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制。

柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。

二、柔性制造系统的类型1．柔性制造单元（FMC）：由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。

该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具，加工不同的工件。

柔性制造单元适合加工形状复杂，加工工序简单，加工工时较长，批量小的零件。

它有较大的设备柔性，但人员和加工柔性低。

2．柔性制造系统（FMS）:柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。

该系统由电子计算机实现自动控制，能在不停机的情况下，满足多品种的加工。

柔性制造系统适合加工形状复杂，加工工序多，批量大的零件。

其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。

3.柔性自动生产线(FML）:柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。

该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。

柔性程度低的柔性自动生产线，在性能上接近大批量生产用的自动生产线；柔性程度高的柔性自动生产线，则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。

4.柔性制造工厂(FMF) :FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。

它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。

FMS是什么意思柔性制造系统 (FMS) 是一种制造系统，它包含足够的灵活性以使系统能够对生产变化做出快速反应。

这种灵活性通常被认为分为两类。

首先是机器的灵活性。

这允许更改系统以生产新的产品类型并更改零件上使用的操作顺序。

第二是路由灵活性。

这包括使用多台机器对零件执行相同操作的能力以及系统吸收大规模变化的能力，例如体积、容量或能力。

大多数 FMS 系统由三个主要系统组成：优化零件流程的材料处理系统、控制材料运动的中央控制计算机和工作机器(通常是自动化 CNC 机器或机器人)。

在制造业中使用机器人有很多好处。

每个机器人单元都与一个材料处理系统相连，这使得将零件从一个机器人单元移动到另一个机器人单元变得容易。

在加工结束时，成品零件被送到自动检测单元，然后从 FMS 中取出。

FMS 的主要优势在于其在管理制造资源方面的高度灵活性，例如制造新产品的时间和精力。

柔性制造系统 (FMS) 是一种能够适应不断变化的需求的制造资产。

它允许根据需要生产不止一种类型的零件或“系列”零件。

有多种类型的柔性制造系统，每一种在制造业都有不同的应用。

柔性制造系统的类型FMS 可以分为以下任何一种：随机顺序 FMS：复杂的设置，允许生产复杂的设计专用 FMS：专门的系统，设计用于生产固定选择的零件装配：机器焊接、螺栓连接或以其他方式从其他零件连接和组装零件加工：加工零件以改变其形状、特征或外观单个机器单元 (SMC)柔性制造单元 (FMC)：包含 2-3 台机器柔性制造系统 (FMS)：包含 4 台以上机器柔性制造系统的构成柔性制造系统由生产“单元”组成，包括控制计算机、工作机器和物料处理系统。

如果没有物料处理或计算机控制系统，FMS将失去许多使其如此有用的灵活性。

三个主要模块对其功能至关重要：控制计算机、生产机器和物料处理系统。

控制计算机该模块控制系统，并允许操作员与其进行交互。

它还允许系统从生产一个零件快速切换到另一个零件。

柔性制造系统柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。

目前所谈及的FMS 通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。

随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展，也促使柔性制造技术日臻成熟，80年代后，制造业自动化进入一个崭新时代，即基于计算机的集成制造(CIMS)时代，FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。

一、规模按规模大小FMS可分为如下4类：1.柔性制造单元(FMC)FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年，它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有适应加工多品种产品的灵活性。

FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实现单机柔性化及自动化，迄今已进入普及应用阶段。

2.柔性制造系统(FMS)通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)，由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。

3.柔性制造线(FML)它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。

其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床；亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统柔性的要求低于FMS，但生产率更高。

它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表，其特点是实现生产线柔性化及自动化，其技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段。

4.柔性制造工厂(FMF)FMF是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。

它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际，实现生产系统柔性化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。