柔性机械设计
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柔性机械结构的设计与分析近年来,随着人工智能和机器人技术的快速发展,柔性机械结构越来越受到关注。
相比于传统的刚性机械结构,柔性机械结构具有更大的灵活性和可适应性,在工业生产和日常生活中具有广阔的应用前景。
本文将从设计和分析两个方面来探讨柔性机械结构的相关内容。
一、柔性机械结构的设计柔性机械结构的设计是一项复杂的工程任务,需要考虑多方面的因素。
首先,设计者需要确定所需的柔性程度。
不同的应用场景对柔性机械结构的要求不同,比如在工业生产中,柔性机械结构需要有较高的承载能力和精确度,而在医疗领域,柔性机械结构的柔软性和可塑性更为重要。
其次,设计者还需要考虑材料的选择。
柔性机械结构常用的材料包括橡胶、塑料和纤维等,这些材料具有一定的韧性和可伸缩性,能够适应各种形状和变形。
在选择材料时,要考虑到机械结构的使用环境和要求,确保材料具有足够的耐用性和可靠性。
另外,设计者还需要考虑柔性机械结构的形状和尺寸。
为了实现特定的功能,柔性机械结构的形状和尺寸需要经过精确的设计和计算。
一些高级的设计工具和模拟软件可以帮助设计者在虚拟环境中进行设计和测试,从而提高设计效率和准确性。
二、柔性机械结构的分析柔性机械结构的分析是评估其性能和可行性的重要步骤。
分析过程中需要考虑结构的力学特性和变形行为。
首先,需要进行结构的刚度分析。
柔性机械结构的刚度决定了其承载能力和变形程度,通过计算和仿真可以得到结构在不同载荷下的应变和变形情况。
其次,还需要进行结构的疲劳分析。
柔性机械结构在使用过程中可能会受到多次的载荷作用,长时间的使用可能导致结构的疲劳破坏。
通过对结构的疲劳寿命进行分析和预测,可以帮助设计者确定结构的可靠性和使用寿命。
此外,还需要进行结构的模态分析。
模态分析可以确定结构在不同频率下的振动特性,包括固有频率和振型。
通过模态分析,可以评估结构在振动条件下的稳定性和可控性,为结构的设计和优化提供参考。
结语柔性机械结构的设计与分析是一项复杂而重要的工作。
机械设计中的柔性结构与变形技术研究近年来,随着科技的发展,机械设计的领域也得到了革命性的突破。
其中,柔性结构和变形技术成为了研究热点。
柔性结构是指具有较大程度可变形的结构,可以适应各种复杂环境,而变形技术则是通过控制和操纵结构的变形,实现特定功能和目标。
一、柔性结构的概念和应用柔性结构是一种可以实现自由变形或在外力作用下进行相应变形的结构形式。
与传统刚性结构相比,柔性结构具有更高的设计自由度和适应性,能够在狭小空间内实现更为复杂的运动和力学功能。
因此,柔性结构被广泛应用于微型机器人、仿生学、智能材料和医疗器械等领域。
在微型机器人方面,柔性结构能够使机器人具备更好的机动性和适应性,从而实现更高效的移动和操作。
例如,柔性结构的腿部能够实现多自由度的运动,使机器人能够在狭小空间内灵活行动。
此外,柔性结构还可以应用于医疗器械,如柔性内窥镜和仿生手术机器人,能够有效减少手术创伤,提高手术精确度。
二、变形技术在机械设计中的应用变形技术是通过控制和操纵结构的变形,实现特定功能和目标。
它可以用于实现材料或结构的形状、尺寸和力学特性的灵活调整,从而适应不同的工作环境和使用需求。
目前,变形技术已经应用于机械设计的多个领域,如飞机机翼的变形、自适应机构和智能材料等。
在飞机机翼的变形方面,变形技术能够使机翼在不同飞行状态下实现形状和迎角的自适应调整。
这样,飞机在起飞、巡航和降落等不同阶段都能够保持最佳的飞行性能和稳定性。
此外,变形技术还可以应用于自适应机构,使机械系统能够在不同工作负载和环境条件下自动调整结构形态,以实现更高效和精确的工作。
三、柔性结构与变形技术的挑战与前景虽然柔性结构和变形技术在机械设计中具有巨大的应用潜力,但仍然面临着一些挑战。
首先,柔性结构的设计和制造技术还不够成熟,需要进一步研究和发展。
其次,柔性结构的可靠性和稳定性是重要问题,需要通过合理的控制和监测手段来解决。
此外,柔性结构和变形技术在实际应用中可能受到环境条件、材料限制和成本等因素的影响。
机械工程中柔性制造系统的设计与优化引言随着科技的进步和制造业的发展,柔性制造系统在机械工程领域中扮演着越来越重要的角色。
柔性制造系统是指一种灵活的制造系统,它可以根据不同需求进行自动化加工和生产。
本文将探讨机械工程中柔性制造系统的设计与优化,以及其在现代工业中的应用。
一、柔性制造系统的设计1.1 系统布局柔性制造系统的设计需要考虑到工艺流程、设备安排以及物料流动等因素。
在系统布局方面,可以采用流水线或者生产单元的形式。
流水线适用于高产量、高稳定性的产品生产,而生产单元则更加适合于小批量、多品种的生产。
1.2 设备选择在柔性制造系统的设计中,设备选择是一个关键的因素。
首先,需要选择能够满足生产需求的加工设备,例如数控机床、机器人等。
其次,还要考虑设备之间的兼容性和协同性,以确保整个系统的高效稳定运行。
1.3 信息管理柔性制造系统需要通过信息管理来实现各个环节的协调。
因此,在系统设计中,需要考虑信息传递和数据分析的问题。
可以利用物联网技术和工业互联网平台来实现设备之间的信息交流和数据监控,从而提高生产效率和质量管理。
二、柔性制造系统的优化2.1 生产调度柔性制造系统的优化需要考虑生产调度的问题。
生产调度包括任务分配、工件流转、设备利用率等方面。
通过合理的生产调度,可以提高系统的稳定性和效率,减少生产周期和能耗。
2.2 进料控制进料控制是柔性制造系统优化中的一个重要环节。
通过准确控制物料的供应时间和数量,可以避免生产过程中的等待和浪费。
可以利用供应链管理的理念来进行进料控制,例如采用及时生产、按需生产的方式。
2.3 故障维护柔性制造系统中设备的故障会严重影响生产效率。
因此,在优化设计中,需要考虑故障维护的问题。
可以采用预防性维护的方法,通过定期检查和维护设备,避免故障的发生和影响。
三、柔性制造系统的应用柔性制造系统具有广泛的应用前景,可以在各个制造行业中发挥重要作用。
以下是柔性制造系统在不同领域的应用案例。
机械设计中的柔性制造与机器人技术随着科技的不断发展,机械设计中的柔性制造与机器人技术日益成为研究的热点。
柔性制造和机器人技术在机械设计领域中起到了重要的作用,提高了生产效率、灵活性和安全性。
本文将重点探讨机械设计中柔性制造与机器人技术的应用及其对机械设计的影响。
一、柔性制造技术在机械设计中的应用柔性制造技术是指利用现代控制技术、信息技术和自动化技术,使生产过程实现生产任务快速切换和自动适应能力的生产方式。
在机械设计中,柔性制造技术主要体现在以下几个方面:1. 自适应控制系统柔性制造技术通过引入自适应控制系统,使机械设备能够根据生产任务的不同要求进行自主调整和自动控制。
自适应控制系统可以根据实时反馈信息对参数进行调整,从而提高生产效率和质量。
2. 智能传感器技术柔性制造技术利用智能传感器技术,实现对机械设备和产品的实时监测和数据采集。
通过智能传感器技术,可以对机械设备的性能和状态进行监测,及时发现问题并进行调整,提高生产效率和质量。
3. 快速切换生产线柔性制造技术可以实现快速切换生产线,根据不同的生产任务要求进行生产线的快速调整和配置。
这样可以使机械设备能够适应不同的产品需求,提高生产效率和灵活性。
二、机器人技术在机械设计中的应用机器人技术是指利用自动化、智能化和感知能力来进行生产和服务的技术。
在机械设计中,机器人技术主要体现在以下几个方面:1. 自动化生产机器人技术可以实现自动化生产,代替人工进行重复性、危险性和高强度的工作任务。
通过机器人技术,可以提高生产效率和质量,减少人力成本,降低人为错误的发生概率。
2. 管理与调度机器人技术可以通过实时监测和数据采集,对机械设备和生产过程进行管理和调度。
通过机器人技术的应用,可以实现生产过程的自动化管理和优化调度,提高生产效率和精度。
3. 精确操作和装配机器人技术的高精度、高准确性和高稳定性,使得其在机械设计中可以实现精确操作和装配。
通过机器人技术,可以实现对零部件的精确加工和组装,提高产品的质量和可靠性。
柔性机械臂的设计与控制研究随着科技的不断发展和人们对工业机械的需求不断增加,机械臂逐渐成为了最具发展前景的研究领域之一。
而随着柔性机械臂的推出,现代工业生产领域也迎来了一场革命。
与传统的刚性机械臂相比,柔性机械臂具有更大的自由度、更高的适应性和更广泛的应用范围,其在现代工业生产中的应用前景极为广泛。
一、柔性机械臂的设计柔性机械臂的设计,首要考虑的是其结构设计。
通常来说,柔性机械臂的结构要比传统机械臂的结构复杂得多。
在柔性机械臂的结构设计中,关键要素包括关节数量、连接件以及机械臂的材料等方面。
在柔性机械臂的结构中,关节点的数量和位置是非常重要的。
关节点数量的多少和位置的选择,直接决定了机械臂能够完成的任务难度和范围。
因此,在柔性机械臂的设计中,选择合适的关节点数量和位置,将非常有利于机械臂最终的性能和效率。
另外,柔性机械臂的连接件也是设计的重点之一。
合理的连接件可以有效地增强机械臂的结构强度和稳定性,同时还可以有效地减少机械臂的重量,提高机械臂的移动速度和自由度。
因此,在柔性机械臂的设计过程中,选择合适的连接件是非常重要的一步。
最后,在柔性机械臂的设计中,合适的材料是关键之一。
一般来说,柔性机械臂的材料选择比较广泛,可以选择纤维材料、塑料材料或者金属材料等。
选择合适的材料不仅可以增强机械臂的结构强度和稳定性,同时还能够增强机械臂的柔性和适应性。
二、柔性机械臂的控制研究柔性机械臂在控制研究方面与传统刚性机械臂存在很大的不同。
柔性机械臂需要通过控制来确保其在目标轨迹下的精确定位和重合,并能够在误差范围内调整位置,以实现更高效和准确的任务。
柔性机械臂的控制研究主要涉及运动学、动力学和控制算法等方面。
在柔性机械臂的控制算法中,传统的PID控制算法已经不能满足实际生产中对控制的要求。
因此,研究人员最近提出了一系列新的控制算法,如模糊控制、自适应控制、神经网络控制等。
这些算法的发展,极大地推进了柔性机械臂的控制研究。
机械设计中的柔性制造与可编程控制机械设计是个复杂而广泛的领域,而在这个领域中,柔性制造和可编程控制成为了热门话题。
柔性制造是指机械系统具备适应不同产品及生产需求的能力,而可编程控制是指机械设备可以通过编程来实现多种功能和任务。
本文将探讨柔性制造和可编程控制在机械设计中的应用,并分析其在提高生产效率、降低成本和促进企业可持续发展等方面的优势。
一、柔性制造在机械设计中的应用柔性制造是以适应能力为核心的生产方式,对于机械设计而言,它能够有效地满足多样化的生产需求和产品要求。
在传统的机械设计中,生产线通常是单一功能设备的组合,而柔性制造则将多种功能整合在一起,使得生产线能够通过简单的调整和配置,适应不同产品的生产工艺和要求。
柔性制造在机械设计中的应用体现在多个方面。
首先,在设备的设计和安装中,柔性制造要求机械系统具备模块化特性,以便在需要时能够进行快速的调整和改变。
其次,柔性制造注重生产流程的优化和简化,通过物料的智能化管理和工艺的数字化控制,提高生产效率和减少生产成本。
此外,柔性制造还要求机械系统具备故障自诊断和自修复的功能,以保证生产线的稳定运行和高效产能。
二、可编程控制在机械设计中的应用可编程控制是指机械设备可以通过编程来实现多种功能和任务的能力。
在机械设计中,可编程控制的应用广泛而重要。
通过编程,机械设备可以实现多种运动方式和动作路径的控制,进而实现对产品的准确加工和装配。
在过去,机械设备的控制通常是基于硬连线和固定的控制逻辑,这样的控制方式非常受限,无法适应多样化的生产需求和产品要求。
而可编程控制则打破了这种限制,通过编程可以实现对机械设备的自由控制和调整。
可编程控制在机械设计中的应用具有多重优势。
首先,通过编程可以实现机械设备的自动化控制,大大提高生产效率和生产质量。
其次,可编程控制使得机械系统具备了灵活性和可调节性,能够应对不同的生产任务和产品变化。
此外,可编程控制也为机械设备的维护和升级提供了便利,通过简单的软件调整和更新,机械设备的功能和性能可以不断提升。
机械工程中的柔性制造系统设计研究柔性制造系统(Flexible Manufacturing System,FMS)是一种集合了机器人技术、计算机控制和智能化系统的先进制造模式。
随着科技的不断进步,机械工程中的FMS的设计研究也变得愈加重要。
本文将探讨机械工程中柔性制造系统设计研究的现状和未来发展方向。
一、柔性制造系统的概念柔性制造系统是一套能够适应不同生产要求的自动化制造系统。
它可以通过重新编程和重新配置来适应不同的产品类型和生产流程。
柔性制造系统能够提高生产效率、降低生产成本,并且能够实现以客户需求为导向的个性化生产。
因此,它在现代制造业中得到广泛的应用和重视。
二、柔性制造系统的设计要点在设计柔性制造系统时,需要考虑以下几个要点:1. 产品种类和生产规模:柔性制造系统应该能够适应多种不同的产品类型,并且能够在需求变化时快速调整生产线。
2. 设备和工艺的灵活性:柔性制造系统需要选择具有高度灵活性的设备和工艺,以适应不同产品的加工和生产需求。
3. 自动化控制和信息管理:柔性制造系统需要采用自动化控制和信息管理技术,使生产线具有高度的智能化和自主性。
4. 人机交互界面:柔性制造系统的设计应该考虑人机交互界面,以便操作人员能够方便地监控和控制生产过程。
三、柔性制造系统设计研究的现状目前,柔性制造系统设计研究主要集中在以下几个方面:1. 系统建模与仿真:通过建立系统的数学模型,对柔性制造系统的性能和可行性进行评估和优化。
同时,通过仿真技术,可以在实际建造之前对系统进行虚拟测试和优化。
2. 自适应规划与排产:柔性制造系统的规划和排产是一个复杂的问题,需要考虑到不同产品的生产要求、设备的负载平衡等因素。
研究人员通过开发自适应的规划和排产算法,提高系统的生产效率和资源利用率。
3. 机器人技术与控制:机器人技术是柔性制造系统中不可或缺的组成部分。
研究人员致力于研发更加灵活、精确和智能的机器人,以提高生产效率和质量。
机械设计中的柔性构件与柔性机械研究机械设计中的柔性构件与柔性机械研究在近年来得到了广泛的关注和研究。
柔性构件可以在机械系统中扮演重要的角色,其独特的性能和特点为机械系统带来了更多的创新和灵活性。
柔性构件是一种由材料制成的灵活部件,可以通过变形和调整来适应复杂的工作环境和要求。
相比传统的机械构件,柔性构件具有更好的适应性和可塑性。
在机械设计中,柔性构件可以用于传动装置、刚度调节、连杆机构等应用中。
例如,在驱动系统中,柔性构件可以用来消除振动和噪声,提高稳定性和效能。
在刚度调节方面,柔性构件可以被用来调整系统的刚度和柔度以满足不同的运动要求。
在连杆机构中,柔性构件可以用来替代传统的连杆,减少系统的质量和复杂度。
柔性构件的材料可以是金属、塑料或者是橡胶等。
这些材料具有良好的弹性和变形性能,可以在外部作用力下发生形变,并且在去除外力后恢复原状。
这种材料的特性决定了柔性构件在机械系统中的应用广泛性和灵活性。
同时,柔性构件的制造和加工也相对简单,可以通过成型、切割、热压等方法实现。
这为柔性构件的量产和应用提供了便利。
除了柔性构件,柔性机械也是机械设计中一个重要的研究领域。
柔性机械主要是指那些由柔性材料制成,能够曲折和弯曲以适应复杂运动要求的机械装置。
相较于刚性机械,柔性机械在机械系统中的应用更加广泛。
例如,在机器人技术中,柔性机械臂可以模拟人体的活动,具有更好的灵活性和敏捷性。
在医疗器械领域,柔性机械可以进行微创手术,并且对患者的伤害更小。
另外,在航空航天领域,柔性机械在便携性和抗冲击性方面有着巨大的优势。
柔性机械的设计原理主要是通过优化结构和材料的选择,使得机械装置具有足够的柔度和变形能力。
例如,在柔性机械臂的设计中,可以通过选择优质的弹性材料和合适的结构形式来获得所需的柔度和变形能力。
此外,还可以使用智能材料和形状记忆合金等特殊材料,使机械装置具有感知能力和自适应性,进一步提高其性能和灵活性。
尽管柔性构件和柔性机械在机械设计领域中具有广泛的应用前景和研究价值,但是目前仍然存在一些挑战和难题需要克服。
六自由度柔性机械手的结构设计毕业设计论文引言本毕业设计论文旨在探讨六自由度柔性机械手的结构设计。
柔性机械手在工业自动化领域有着广泛的应用前景,其灵活性和适应性使其能够完成复杂的任务。
本文将介绍柔性机械手的背景和相关研究,提出一种新的六自由度柔性机械手的结构设计方案,并进行仿真与实验验证。
背景柔性机械手是一种通过柔性结构实现运动的机械手。
与传统的刚性机械手相比,柔性机械手具有更高的自由度和更好的适应性。
柔性机械手可以在狭小空间内灵活操作,适应不规则工件的形状,并具有更好的安全性。
因此,柔性机械手在机械加工、装配和协作机器人等领域有着广泛的应用。
相关研究目前,针对柔性机械手的结构设计已经进行了一些研究。
其中,六自由度柔性机械手的设计更为复杂,在实际应用中具有重要意义。
已有的研究主要集中在柔性机械手的建模与控制算法上,而对于其结构设计方案的研究相对较少。
因此,本文将重点研究六自由度柔性机械手的结构设计。
结构设计方案本文提出了一种新的六自由度柔性机械手的结构设计方案。
该方案采用柔性片作为关节结构,通过调整柔性片的长度和角度来实现机械手的运动。
柔性片具有良好的柔韧性和变形性,能够适应不同运动和工件形状的要求。
通过合理设计柔性片的结构参数,可以实现机械手的精确运动和稳定性。
仿真与实验验证为了验证所提出的结构设计方案的可行性和有效性,本文进行了仿真与实验。
通过建立六自由度柔性机械手的数学模型,利用仿真软件进行运动分析和力学性能评估。
同时,设计制作实物样机,进行实验验证。
通过比较仿真和实验结果,验证了所提出结构设计方案的可行性和性能优势。
结论本毕业设计论文介绍了六自由度柔性机械手的结构设计。
通过提出一种新的结构设计方案,并进行仿真与实验验证,验证了该方案的可行性和性能优势。
该设计方案具有重要的实际应用价值,为柔性机械手的发展和应用提供了有益的参考。
参考文献- 参考文献1- 参考文献2- 参考文献3。
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。
柔性制造系统
简称FMS,是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。
柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。
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(Flexible Manufacturing Syste m),英文缩写为FMS。
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,故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”),并能及时地改变产品以满足市场需求。
FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能,因此能综合地提高生产效益。
FM S的工艺范围正在不断扩大,可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。
80年代中期投入使用的FMS,大都用于切削加工,也有用于冲压和焊接的。
采用FMS的主要技术经济效果是:能按装配作业配套需要,及时安排所需零件的加工,实现及时生产,从而减少毛坯和在制品的库存量,及相应的流动资金占用量,缩短生产周期;提高设备的利用率,减少设备数量和厂房面积;减少直接劳动力,在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”;提高产品质量的一致性。
1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系统2 4”。
其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,目标是在无人看管条件下,实现昼夜24小时连续加工,但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。
同年,美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline I系统,它由八台加工中心和两台多轴钻床组成,工件被装在托盘上的夹具中,按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。
这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。
日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初,先后开展了FMS的研制工作。
1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC),为发展FMS提供了重要的设备形式。
柔性制造单元(FMC)一般由1~2台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上
自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。
70年代末期,FMS在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3~5台设备组成的FMS为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。
1982年,日本发那科公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,此外还有一个无人化电机装配车间,它们都能连续24小时运转。
这种自动化和无人化车间,是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。
与此同时,还出现了若干仅具有FMS基本特征,但自动化程度不很完善的经济型F MS,使FMS的设计思想和技术成就得到普及应用。
典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。
加工设备主要采用加工中心和数控车床,前者用于加工箱体类和板类零件,后者则用于加工轴类和盘类零件。
中、大批量少品种生产中所用的FMS,常采用可更换主轴箱的加工中心,以获得更高的生产效率。
储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等;储存物料的方法有平面布置的托盘库,也有储存量较大的桁道式立体仓库。
毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中,并储存在自动仓库中的特定区域内,然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。
固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS,自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关,具有较大灵活性。
工业机器人可在有限的范围内为1~4台机床输送和装卸工件,对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送,也可采用在轨道上行走的机器人,同时完成工件的传送和装卸。
磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换,也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。
车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。
切屑运送和处理系统是保证FMS连续正常工作的必要条件,一般根据切屑的形状、排除量和处理要求来选择经济的结构方案。
FMS信息控制系统的结构组成形式很多,但一般多采用群控方式的递阶系统。
第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC),实现各的口工过程的控制;第二级为群控计算机,负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息,分配给第一级中有关设备的数控装置,同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机;第三级是FMS的主计算机(控制计算机),其功能是制订生产作业计划,实施FMS运行状态的管理,及各种数据的管理;第四级是全厂的管理计算机。
性能完善的软件是实现FMS功能的基础,除支持计算机工作的系统软件外,数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件,大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。
为保证FMS的连续自动运转,须对刀具和切削过程进行监视,可能采用的方法有:测量机床主轴电机输出的电流功率,或主轴的扭矩;利用传感器拾取刀具破裂的信号;利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化;累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。
此外,还可利用接触测头来测量机床热变形和工件安装误差,并据此对其进行补偿。
柔性制造系统按机床与搬运系统的相互关系可分为直线型、循环型、网络型和单元型。
加工工件品种少、柔性要求小的制造系统多采用直线布局,虽然加工顺序不能改变,但管理容易;单元型具有较大柔性,易于扩展,但调度作业的程序设计比较复杂。
柔性制造系统未来将向发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS;完善FM S的自动化功能;扩大FMS完成的作业内容,并与计算机辅助设计和辅助制造技术(C AD/CAM)相结合,向全盘自动化工厂方向发展。
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
[1]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。