柔性制造系统技术 ppt课件

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柔性制造系统技术PPT

特点：柔性好；适用于多品种中小批量生产
新技术：数控技术、计算机编程技术等
2020/4/10
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二、发展历程的第二种划分方法（五个阶段）
3、第三阶段（1965年－）：柔性制造，包括计算机直接控制（DNC）、FMS和FMC。
特点：柔性、高效率；适用于多品种中小批量生产；
新技术：GT，DNC，FMS，监控技术……
管理、控制和优化。
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三、柔性自动化制造技术在功能上的含义
可用 TQCSEF 模型来描述柔性自动化制造
技术的目标。
•T（Time）——时间，加速新产品研制，缩短交货期
•Q（Quality）——质量
•C（Cost） ——成本
•S（Service）——服务
•E（Environment）——环保
1、1936年美国通用汽车公司工作人员认为：在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化 ”。即：以机械代替人力操作，自动完成特定的作业。
2、随着计算机的出现和应用，自动化的概念扩展为：用机器包括计算机代替或辅助人的体力劳动和脑力劳动，按照需求和目标，灵活、自动地完成特定的作业。
1990年4月由日本倡导。特点：集成日本的企业技术、欧共体的精密工
程技术、美国的系统技术等
以上介绍五个阶段，是国外发达国家的发展历程。我国与国外发达国家相比，有所滞后，目前正在努力跟进。
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作业
1、柔性自动化制造技术的发展先后经历了哪五个阶段？
（1）刚性自动化（2）数控加工（3）柔性制造（4）计算机集成制造系统（5）智能制造系统
1、第一阶段（1913年－）：刚性自动化，包括刚性生产线和自动单机。

智能制造加工技术课件第5章柔性制造技术

3）可换主轴箱式FMC
5.2.1 FMC设备布置
在精益生产环境中，任何单元或生产线布置均应当： 1) 使用最小空间； 2) 允许灵活的人员配备和产量； 3) 便于重新配置； 4) 采用无WIP（work in progress）的单件流； 5) 使可见度和交流达到最大程度。
生产设备的布置最为关键。设备布置有如下几种方式:
(1)柔性制造单元的基本功能 1）自动化加工功能 2）物料传输、存储功能 3）自动检验、监视等功能 4）单元加工的其他功能
（2）柔性制造单元的基本组成 1）由加工中心或加工中心数控机床（含CNC）混合组成的加工设备 2）单元内部的自动化工件运输、交换和存储设备
3）信息流系统
（3）柔性制造单元的基本形式 1）环行托板库FMC 2）机器人搬运式FMC
堆跺机
图示为双柱式堆跺机是一种可在自动立体仓库高层货架巷道轨道上穿梭行走,并堆高层货架的物料仓位存取物品的专用起重设备。为刚性起见,通常采用框架结构。堆跺机通常由行走机构、升降机构、货台与装卸托盘、框架、导向机构、控制系统和安全保护装置等组成。
自动化仓库的计算机控制
自动化仓库的含义包括仓库管理自动化和入库、出库的作业自动化。仓库管理自动化包括对货箱、账目、货格及其他信息管理的自动化，入库、出库的作业自动化包括货箱或物料的自动识别、自动认址、货格状态的自动检测以及堆垛机动作的自动控制。
链式
履带式
牵引式
地面有轨
空中单轨
自导式
搬用机器人
通用机械手
专用机械手
工件储运系统的组成设备
仓库托与运盘
输车交
的连换
接装装

柔性制造技术PPT课件

柔性制造系统特点
1 很强的柔性制造能力 2 设备利用率高 3 劳动生产率高 4 自动化程度高，产品质量稳定 5 经济效益高
2018/9/11
现代制造技术
2-5
柔性制造系统的类型
1 柔性制造单元（FMC——Flexible Manufacturing Cell）
FMC由单台计算机控制的数控机床或加工中心、环形托盘输送装置或工业机器人组成。
例：零件号2、5，其特征码位为[2313] 零件号1,3,4,6, 其特征码位为[2613]
特征码位法分组的缺点： —— 结果较粗，忽视了次要表面的工艺问题
2018/9/11 现代制造技术 2-19
代码码位 ----- 横向环节 No.1 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 分类步骤： 0 V V V V V V V 1) 按零件分代 1 V V V V 类编码结果统计各码 2 V V V 分类标志出现的频的数， V V V V 数 3 2) 制订各种零 4 V V 件组的相似性标准， 5 V 按标准得到各组码纵 6 域（ No.1, No. V 2，…）向 7 V 环 3) 比较每个零件编码的各位代码节 8 是否包括在某一码 9
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柔性制造系统组成
柔性制造系统加工系统物流系统控制与管理系统过程控制过程监视
加工设备
辅助设备
检测设备
工件流
刀具流
过程调度
以任意顺序自动加工多种工件，自动更换工件和刀具，增加功能后可实现工件自动清洗与测量等
2-11
传统的独立垂直生产体系
2018/9/11
现代制造技术

柔性制造技术PPT课件

2-11
传统的独立垂直生产体系
2018/9/11
现代制造技术
2-12
专业化生产结构体系
2018/9/11 现代制造技术 2-13
分类系统组成
码位横向环节Ⅰ 分类环节横向环节Ⅱ 特征项或特征信息纵向环节 0 1 2… 纵向环节 0 1 2…
分类系统
分类标志
粗分
细分表示各分类环节的具体含义，如结构形状、尺寸、材料等。
1) 棱柱体类（包括箱体形、平板形）
2) 回转体类（长轴形、盘套形）
对加工系统而言，通常用于加工棱柱体类工件的FMS由立、卧式加工中心，数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等）和托盘交换器等构成；用于加工回转体类工件的FMS由数控车床、车削中心、数控组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。
现代制造技术 2-21
2018/9/11
FMS 加工系统的配置
1 互替式（并联）
2 互补式（串联） 3.混合式（并串联） FMS的加工对象
当所选定零件组的全部工序可以被一种机床独立完成时，FMS可以只配置数量足够的相同型号机床，这些机床之间是可以相互代替的。
当所选定零件组的全部工序不能被一种机床独立完成时，FMS需要配置几种不同型号的机床，各自完成特定的工作，这些机床之间是互相补充的，不能相互替代。
2018/9/11 现代制造技术 2-23
FMS 对机床的要求
1 工序集中 2 控制功能强、柔性好
3 具有通信接口
4 高刚度、高精度、高速度 5 其它要求
a) 使用经济性好 b) 操作性、可靠性、维修性好
c) 自保护性、自维护性好

第四节柔性制造技术.ppt

第四章制造自动化技术
第四节柔性制造技术
一、柔性制造系统概述
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS）是集数控技术、计算机技术、机器人技术及现代生产管理技术为一体的现代制造技术。
FMS的发展
1967年英国Molins公司建成第一条FMS 70年代末80年代初，FMS商品化，从机加工
（3）扩展性能方便地根据系统规模扩大输送范围和输送量。
（4）灵活性接受系统的指令，根据实际加工情况完成不同路径、不同节拍、不同数量的输送工作。
（5）可靠性平均无故障时间长。
（6）安全性定位精度高，定位速度快。
FMS中常见的输送装置
a) 辊式
b) 链式输送带
c) 带式
输送带典型输送线路
三、物流系统
物流系统一般由三个部分组成：（1）输送系统（2）贮存系统（3）操作系统
FMS物流系统对输送装置的要求
（1）通用性能适合一定范围内不同输送对象的要求，与物料存储装置、缓冲站和加工设备等的关联性好，物料交接的可控制性和匹配性（如形状、尺寸、重量和姿势等）好。
（2）变更性能快速地、经济地变更运行轨迹，尽量增大系统的柔性。
FMS的加工系统选择原则
⑤操作性、可靠性、维修性好。机床的操作、保养与维修方便，使用寿命长。
⑥自保护性、自维护性好。如设有切削力过载保护、功率过载保护、行程与工作区域限制等。有故障诊断和预警功能。
⑦对环境的适应性与保护性好。对工作环境的温度、湿度、噪声、粉尘等要求不高，噪声、振动小。
⑧其他。如技术资料齐全，机床上各种显示、标记等清楚，机床外形、颜色美观且与系统协调。
有轨小车 a)地面轨道式 b)空间轨道式

柔性制造系统ppt课件

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不同时间段的刀具监控方法
39
刀具磨损的监测方法
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刀具破损的主要监测方法
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刀具的信息管理
• FMS中的刀具信息可以分为动态信息和静态信息两个部分。 • 所谓动态信息是指在使用过程中不断变化的一些刀具参数，
如刀具寿命、工作直径、工作长度以及参与切削加工的其它几何参数。这些信息随加工过程的延续，不断发生变化，直接反映了刀具使用时间的长短、磨损量的大小、对工件加工精度和表面质量的影响。
大型刀库通常采用此种方式，一般刀具数在30~120把。当增加链条长度时就可增加刀具数，刀库结构有较大的灵活性。
34
链式刀库示例
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加工中心的刀库有转塔式、链式和盘式等基本类型。
• 盘式刀库：又称斗笠式刀库，这种刀库中的刀具沿盘面
垂直排列、沿盘面径向排列或成锐角排列，刀库结构简单紧凑，应用较多，但刀具单环排列，空间的利用率低，如增加刀库容量必须使刀库的外径增大，那么转动惯量也相应增大，选刀运动时间长。刀具数量一般不多于32把。
造技术得到了迅速的发展，作为这种技术具体应用的柔性制造系统（FMS）、柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动线（FML）等柔性制造设备纷纷问世，其中柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）最具代表 4
FMS的产生过程
• FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公司在1963年制造了世界上第一条多品种柴油机零件的数控生产线。
27
刀具流的组成及运行过程
28
刀具交换——加工中心的自动换刀
• 自动换刀装置自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储存量、刀库占地面积小以及安全可靠等基本要求。

柔性制造系统32631PPT课件

11.06.2020
.
8
▪ 7、经济效果显著。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。
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1
▪ FMS柔性制造系统
▪ 柔性制造系统（Flexible anufacturing Systerm）是由由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。
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5
柔性制造系统的优点
▪ 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。具体优点如下。
▪ 1、设备利用率高。一组机床编入柔性制造系统后，产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。
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柔性制造系统的发展历程
▪ 1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉生提出的 FMS基本概念，研制了“系统24”。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。
▪ 1967年，美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline 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

计算机集成制造技术-柔性制造系统(ppt 53页)

本系统: ROR=513900/1640650=31.3%
FMS的总投资
投资回收期
Y = 1/ROR(年)
本系统: Y = 1/ROR = 1/0.313 = 3.19年
综合评介结论
综合各项分析，本FMS方案是可以接受的。
谢谢！
计算机集成制造技术（CIMT）
（Computer Integrated Manufacturing Technology）
第三讲柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统（FMS）（Flexible Manufacturing System）
FMS定义
FMS是一种在中央计算机控制下由两台以上配有自动刀具交换及自动工件托盘交换装置的数控机床以及自动化物料运送装置组成的、具有生产负荷平衡、生产调度、对制造过程实时控制与监控功能的,可加工多族零件的柔性自动化生产系统。
FMS的夹具系统的组成
机床夹具；托盘（Pallet）；自动上下料装置(APC、机器人)。
物料运送小车
（1）有轨小车（RGV) Rail Guided Vehicle
（2）自动导向小车（AGV) Automatic Guided Vehicle
自动导向小车
刀具管理系统框图
FMS刀具系统组成
采用FMS预计配置及投资如表3-5所示。 FMS的总投资如表3-9所示: USD 1640650.00
FMS的配置与投资
系统成本：USD 1797195.00 （从表3-5中扣除C项）
确定FMS总经济效益计算项目
直接劳动工时费调整工时费间接劳动费用生产准备费场地费生产维持费库存费工装夹具费用废品损失费用
1、直接劳动工时费计算

柔性制造系统介绍PPT

柔性制造系统介绍
contents
目录
• 柔性制造系统概述 • 柔性制造系统的主要技术 • 柔性制造系统的应用场景 • 柔性制造系统的设计与实施 • 柔性制造系统的未来发展趋势 • 柔性制造系统案例分享
01
柔性制造系统概述
定义与特点
定义：柔性制造系统（Flexible Manufacturing System。FMS）是一种综合性的制造系统。由多个柔性制造单元组成
03
柔性制造系统的应用场景
汽车制造行业
汽车制造行业是柔性制造系统应用最广泛的领域之一。柔性制造系统在汽车制造过程中可以实现高度自动化的生产，提高生产效率，降低成本，并且可以适应不同车型的生产。
在汽车制造行业中，柔性制造系统主要应用于车身焊接、涂装、总装等环节，通过自动化设备、机器人等实现高效、精准的生产。
03
工业机器人技术的优势在于它可以适应不同的生产任务，并且能够替代人工执行危险或者高强度的工作，降低工伤风险。
自动化物流技术
自动化物流技术是指通过自动化设备实现物料运输、仓储和配送的技术。
在柔性制造系统中，自动化物流技术是实现生产流程顺畅的关键，它能够快速、准确地传输物料，提高生产效率。
自动化物流技术的优势在于它可以减少人力搬运的需要，降低物料管理的复杂性，并且可以优化库存管理。
更高的自动化程度
自动化设备
随着技术的不断发展，柔性制造系统将采用更多的自动化设备，如机器人、自动化生产线等，以提高生产效率和质量。
智能化控制
通过引入人工智能、机器学习等技术，实现柔性制造系统的智能化控制，提高生产过程的自适应性。
更广泛的应用领域
多元化产品
柔性制造系统的应用领域将越来越广泛，不仅局限于机械、电子等传统制造领域，还将拓展到医疗、航空航天、新能源等领域。

计算机集成制造技术CIMT第三讲柔性制造系统FMS课件

•5
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•6
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•7
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•8
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•9
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•30
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•31
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•32
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•33
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•34
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•15
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•16
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•17
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•18
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•19
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•21
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•22
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）
•23
•计算机集成制造技术（CIMT）第三讲柔性制造系统（FMS）

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2.1.3 柔性自动化制造技术发展趋势
2.1.4 制造自动化技术涉及的相关内容
2.1.1 制造自动化技术的广义内涵
一、自动化概念的不断发展变化自动化技术是人类在长期的生产活动中不断追求的主要目标之一。
1、 1936年美国通用汽车公司工作人员认为：在一个生产过程中，机器之间的零件转移不用人去搬运就是“自动化 ”。即：以机械代替人力操作，自动完成特定的作业。
2、随着计算机的出现和应用，自动化的概念扩展为：用机器包括计算机代替或辅助人的体力劳动和脑力劳动，按照需求和目标，灵活、自动地完成特定的作业。
3、今天，柔性自动化制造技术是指：在广义制造过程中的所有环节采用自动化技术，即对制造全过程进行优化规划、组织、运作、协调、控制与管理，以实现优质、高效、低耗、敏捷和绿色生产的目标，并取得社会经济效益。
特点：柔性好；适用于多品种中小批量生产新技术：数控技术、计算机编程技术等
二、发展历程的第二种划分方法（五个阶段）
3、第三阶段（1965年－）：柔性制造，包括计算机直接控制（DNC）、FMS和FMC。
特点：柔性、高效率；适用于多品种中小批量生产；
新技术：GT，DNC，FMS，监控技术……
4、第四阶段（1973－）：计算机集成制造系统CIMS CIMS在20世纪80年代以来发展迅速。特点：强调系统性和集成性；新技术：现代制造技术、管理技术、计算机技术、自动化技术、信息技术、系统工程技术……
机械加工自动化
三种自动化形式比较
比较项目刚性自动化柔性自动化
综合自动化减轻工人劳动强减轻工人劳动强度，除左外，提高设计度，节省劳动力，节省劳动力，保证加工工作与管理工作效率实现目标保证加工质量，降质量，降低生产成本，和质量，提高对市场低生产成本缩短产品制造周期的响应能力控制对象特点物流物流物流，信息流通过机、电、液以硬件为基础，以软不仅针对具体操作和气等硬件控制方式件为支持，改变程序即工人的体力劳动，而且实现，因而是刚性可实现所需的转变，因涉及脑力劳动以及设计、的，变动困难而是柔性的经营管理等各方面继电器程序控制数控技术，计算机控系统工程，信息技术，技术，经典控制论制，GT，现代控制论计算机技术，管理技术
二、柔性自动化制造技术在形式上的三层含义 1、代替人的体力劳动； 2、代替或辅助人的脑力劳动； 3 、实现制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化。
三、柔性自动化制造技术在功能上的含义
可用TQCSEF模型来描述柔性自动化制造技术
的目标。
•T （ Time ） —— 时间，加速新产品研制，缩短交货期 •Q（Quality）——质量 •C（Cost） ——成本 •S（Service）——服务 •E（Environment）——环保 •F（Flexible）——柔性
第二章柔性制造系统技术
一、学习要求
1、了解：柔性制造系统的产生和特点； 2、掌握：柔性制造系统的定义、组成及类型。
二、学习要点
1、柔性制造系统的产生、特点； 2、FMS的定义、组成及类型； 3、物料运送装置； 4、加工中心的分类及其换刀方式、刀库类型。
第一节制造自动化技术概述
2.1.1 制造自动化技术的广义内涵 2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
二、发展历程的第二种划分方法（五个阶段）
5、第五阶段（ 1991 年－）：智能制造系统（ IMS ），包括计算机直接控制（DNC）、FMS和FMC。
1990年4月由日本倡导。
特点：集成日本的企业技术、欧共体的精密工程技术、美国的系统技术等
以上介绍五个阶段，是国外发达国家的发展历程。我国与国外发达国家相比，有所滞后，目前正在努力跟进。
2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）
•刚性自动化设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线；对象--单一品种大批量生产自动化；特点--生产效率高、加工品种单一。 •柔性自动化设备--NC、CNC、FMC、FMS等。对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； •综合自动化经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS 、CE、LP、AM等。
四、柔性自动化制造技术的内涵
•自动化：自动去完成特定的作业。 •制造自动化（狭义）：生产车间内，产品机械加工、装配和检验过程的自动化； •制造自动化（广义）：包含产品设计、企业管理、加工装配和质量控制等产品制造全过程综合集成自动化。 •制造自动化意义：显著提高劳动生产率、提高产品质量、降低制造成本、提高经济效益，改善劳动条件、提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展、提高企业的市场竞争能力。
50年代柔性自动化
焊接机器人
70年代
综合自动化
综合自动化
二、发展历程的第二种划分方法（五个阶段）
1、第一阶段（1913年－）：刚性自动化，包括刚性生产线和自动单机。该阶段技术在20世纪40年代已经相当成熟。特点：大批量生产；仅适用于单一品种新技术：继电器程序控制组合机床 2、第二阶段（1930－）：数控加工，包括数控和计算机数控。其中数控在 20 世纪 50-70 年代发展迅速并已成熟， 70-80年代计算机数控加工取代了数控加工。
Hale Waihona Puke 作业1、柔性自动化制造技术的发展先后经历了哪五个阶段？（1）刚性自动化（2）数控加工（3）柔性制造（4）计算机集成制造系统（5）智能制造系统
三、柔性自动化制造技术的研究现状
1、集成技术和系统技术研究热点。 CIMS：信息集成和功能集成； CE：过程集成； AM：企业间集成； 2、人机一体化系统全盘自动化和无人化工厂或车间曾经是制造自动化发展的目标。在对无人制造中出现的问题进行反思的基础上，人们重新认识了人在柔性自动制造系统中有着机器不可替代的重要作用。将人作为系统结构中的有机组成部分。
关键技术
CAD/CAM系统，自动机床、组合 NC机床，加工中心，典型系统 MRPⅡ，CIMS 机床，机械手，自工业机器人，DNC，与装备动生产线 FMC，FMS 应用范围大批大量生产多品种、中小批量生产各种生产类型
制造自动化技术的主要形式
20年代
刚性自动化
汽车后桥齿轮箱加工自动线
制造自动化技术的主要形式

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