柔性制造系统简介课件.ppt

1、 加工箱体类零件的组合机床自动线刚性刚性柔性柔性 刚性自动线刚性自动线：按一定工艺顺序排：按一定工艺顺序排列的若干台自动机床，用工件传送装列的若干台自动机床，用工件传送装置和控制系统联结起来，按照规定的置和控制系统联结起来，按照规定的生产节拍，工件自动地依次经过各个生产节拍，工件自动地依次经过各个加工工位进行自动加工的连续作业线。加工工位进行自动加工的连续作业线。特点：特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高生产率很高。是是少品种、大量生产少品种、大量生产

2、必不可少的加工设备。必不可少的加工设备。缺点：缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。柔性制造系统产生柔性制造系统产生美国制造工程师协会美国制造工程师协会(SME)(SME)的计算机辅助系统和应用的计算机辅助系统和应用协会把柔性制造系统定义为协会把柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工使用计算机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统列工序的一种集成制造系统”。根据根据“中华人民共和国国家军用标准中华人民共和国国家军用标准”有关有关“武器武器装备柔性制造系统术语

3、装备柔性制造系统术语”的定义，柔性制造系统的定义，柔性制造系统（FMSFMS）是数控加工设备、物料运储装置和计算机控）是数控加工设备、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，包括多个柔性制造制系统等组成的自动化制造系统，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调整，单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于适用于多品种、中小批量生产多品种、中小批量生产。柔性制造系统（FMS，Flexible Manufacturing System）的定义更直观的定义是：更直观的定义是：“柔性制造系统是至少由两台数柔性制造系统是至少由两台数控机床，一套物料运输系统（从装载

4、到卸载具有高控机床，一套物料运输系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计算机控制系统所组成的制造自度自动化）和一套计算机控制系统所组成的制造自动化系统。它采用简单改变软件的方法便能制造出动化系统。它采用简单改变软件的方法便能制造出某些部件中的任何零件某些部件中的任何零件”。综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但都反映了都反映了FMSFMS应具备以下特点：应具备以下特点：两台以上的数控机床或加工中心以及其他加工两台以上的数控机床或加工中心以及其他加工设备设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种特种加工设备等；

5、特种加工设备等；一套能自动装卸的运输系统，包括刀具储运和一套能自动装卸的运输系统，包括刀具储运和工件及原材料储运。工件及原材料储运。具体结构可采用传输带、具体结构可采用传输带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘站等；盘站等；一套计算机控制系统及信息通信网络一套计算机控制系统及信息通信网络。柔性制造系统柔性制造系统加工系统加工系统物流系统物流系统控制与管理系统控制与管理系统加工设备加工设备辅助设备辅助设备检测设备检测设备工件流工件流刀具流刀具流过程控制过程控制过程调度过程调度过程监视过程监视 以任意顺序自以任意顺序自动加工多种工件，动加工多种工件，

6、自动更换工件和刀自动更换工件和刀具，增加功能后可具，增加功能后可实现工件自动清洗实现工件自动清洗与测量等与测量等 满足可变节拍满足可变节拍生产的物料自动识生产的物料自动识别、存储、输送和别、存储、输送和交换的要求。增加交换的要求。增加功能后可实现刀具功能后可实现刀具预调和管理等预调和管理等 加工系统和物加工系统和物流系统的自动控制流系统的自动控制和作业协调，在线和作业协调，在线资料自动采集和处资料自动采集和处理，运行仿真及故理，运行仿真及故障诊断等障诊断等0 10 100 1000 少少 零件品种数零件品种数 多多10000100010010大大 零件批量零件批量 小小数控机床通用机床柔性制造

7、单元柔性制造系统柔性制造生产线专用机床刚性自动线生产率提高生产率提高柔性增大柔性增大FMS的结构示意图自动仓库工厂计算机中央计算机物流控制计算机运输小车加工单元1加工单元2加工单元n信 息 传 输 网 络工夹具站信信息息流流物料流物料流计划调度计划调度加工设备加工设备物流系统物流系统CAD/CAM一体化一体化网络通讯网络通讯检测监控检测监控柔性制造系柔性制造系统功能结构统功能结构主刀头主刀头换刀机构换刀机构和刀库和刀库立轴立轴（Y）工作台工作台控制面控制面板板工作台工作台底座底座立式加工中心立式加工中心YXZACB 卧式加工中心立卧转换五面体加工中心数控铣床数控车床装配工业机器人装配工业机器人

8、螺钉自动装配机器人螺钉自动装配机器人自动化立体仓库自动化立体仓库CAD/CAPP工艺路线工艺路线车间控制器车间控制器单元控制器单元控制器DNC控制器控制器计划需求管理计划需求管理CNC机床机床1.NC程序管理程序管理NC程序程序生产计划生产计划计划完成情况计划完成情况生产计划系统生产计划系统CNC机床机床n设设备备层层单单元元层层车车间间层层公公司司层层物料管理物料管理工装工具管理工装工具管理计划完工管理计划完工管理设备管理设备管理质量管理质量管理综合查询综合查询机床运行状态机床运行状态ERP工工作作站站层层 按规模大小分类的柔性制造系统按规模大小分类的柔性制造系统柔性自动生产线柔性自动生产线

9、(FML)柔性制造工厂柔性制造工厂(FMF)柔性制造单元柔性制造单元(FMC)柔性制造系统柔性制造系统(FMS)二、二、FMSFMS的分类的分类柔性制造单元柔性制造单元(FMC)FMS除了调度管理计算机外，还配备有除了调度管理计算机外，还配备有过程控制计算机和分布式数控终端，形成多过程控制计算机和分布式数控终端，形成多级控制系统组成的局部网络。级控制系统组成的局部网络。FMS是使用柔是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统性制造技术最具代表性的制造自动化系统柔性制造系统柔性制造系统(FMS)FMS以以2台以上数控机床或加工中心为基台以上数控机床或加工中心为基础础,配以物料传送装置、检测设备

10、等，具有较配以物料传送装置、检测设备等，具有较为完善的刀具和工件的输送和储存系统为完善的刀具和工件的输送和储存系统 FMS适合加工形状复杂适合加工形状复杂,加工工序多加工工序多,批批量大的零件量大的零件,加工和物料传送柔性大加工和物料传送柔性大,但人员但人员柔性仍然较低。可实现在不停机的情况下柔性仍然较低。可实现在不停机的情况下,满足实现多品种、中小批量的加工管理满足实现多品种、中小批量的加工管理 FML是以离散型生产中的柔性制造系统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为代表，其特点是实现生

11、产线柔性化及自动化，技术已日臻成熟，迄今已进入实用动化，技术已日臻成熟，迄今已进入实用化阶段化阶段。FMLFML是把多台可以调整的机床是把多台可以调整的机床(多为专用机多为专用机床床)联结起来，配以自动运送装置组成的生产联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。线。其加工设备可以是通用的加工中心、其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床，机床，亦可采用专用机床或亦可采用专用机床或NC专用机床，可以加工批量专用机床，可以加工批量较大的不同规格零件，对物料搬运系统柔性要求低较大的不同规格零件，对物料搬运系统柔性要求低于于FMS，但生产率更高。，但生产率更高。对于柔性程度低的柔性自动生产线对于柔性程

12、度低的柔性自动生产线,在性能在性能上接近大批量生产用的自动生产线；柔性程度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高的柔性自动生产线,则接近于小批量则接近于小批量,多品种多品种生产用的柔性制造系统。生产用的柔性制造系统。柔性自动生产线柔性自动生产线(FML)它将制造、产品开发及经营管理它将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，是以信息流的自动化连成一个整体，是以信息流控制物质流的智能制造系统（控制物质流的智能制造系统（IMS）为代表，其特点是实现整个工厂的柔为代表，其特点是实现整个工厂的柔性化及自动化。它是自动化生产的最性化及自动化。它是自动化生产的最高水平，反映出世

13、界上最先进的自动高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。化应用技术。FMF是由计算机系统和网络通过是由计算机系统和网络通过制造执行系统制造执行系统MES，将设计、工艺、，将设计、工艺、生产管理及制造过程的所有柔性单生产管理及制造过程的所有柔性单元元FMC、柔性线、柔性线FMS连接起来，配连接起来，配以自动化立体仓库，实现从订货、以自动化立体仓库，实现从订货、设计、加工、装配、检验、运送至设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整的数字化制造过程。发货的完整的数字化制造过程。柔性制造工厂柔性制造工厂(FMF)以以GT(GT(成组技术）为基础成组技术）为基础生产零件的品种由生产零件的品种由4 4

14、至至100100种不等（种不等（20-3020-30种居多）种居多）生产零件的批量由生产零件的批量由4040至至20002000件不等（件不等（50-20050-200件居多）件居多）大部分加工对象为相似零件（个别例外）大部分加工对象为相似零件（个别例外）可加工多种零件可加工多种零件没有固定的生产节拍没有固定的生产节拍故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补）故障可容（一台机床出现故障，其它机床可进行拟补）高度自动化高度自动化除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化除毛坯准备与毛坯安装外全部自动化可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换可在不停机的条件下实现加工工件的自动转换2424小时运行小时

15、运行可自动实现系统内的计划、调度可自动实现系统内的计划、调度发展发展趋势趋势低成本低成本多功能化多功能化模块化模块化集成化集成化环保化环保化高柔性高柔性智能化智能化小型单元化小型单元化管理现代化管理现代化为了保证系统工作的可靠性和经济性，将其主要组成部为了保证系统工作的可靠性和经济性，将其主要组成部分标准化和模块化。以模块化结构集成分标准化和模块化。以模块化结构集成FMS、再以、再以FMS作为制造自动化基本模块集成作为制造自动化基本模块集成CIMS是一种基本趋势是一种基本趋势。与计算机辅助设计和辅与计算机辅助设计和辅助制造系统相结合，利助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型用原有产品系列的典

16、型工艺资料，组合设计不工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统息流的模块化柔性系统实现从产品决策、产品实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。计算机集成制造系统。柔性制造系统只是它的柔性制造系统只是它的一个组成部分一个组成部分FMS的软、硬件都向模块化方向发展的软、硬件都向模块化方向发展一方面一方面另一方面另一方面各种工艺内容的柔性制造单元和小型各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS完善完善FMS

17、的自动化功能的自动化功能扩大扩大FMS完成作业内容，并与计算机辅完成作业内容，并与计算机辅助设计和辅助制造技术助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结相结合，向自动化工厂方向发展。合，向自动化工厂方向发展。门式机械手模块门式机械手模块GIANT SERIES G10&G20 奇瑞发动机二厂的凸轮轴柔性生产线奇瑞发动机二厂的凸轮轴柔性生产线 NTC（康明斯）缸盖柔性生产线（康明斯）缸盖柔性生产线龙门式机械手上下料缸体粗加工生产线，配有三坐标柔性加龙门式机械手上下料缸体粗加工生产线，配有三坐标柔性加工单元，自动输送小车，可以完成工单元，自动输送小车，可以完成3个品种缸体的加工。个品种缸体的加工。