文档介绍：2017/11/11
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先进制造技术
第三章
先进制造的理念和模式
青岛科技大学机电学院
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主要内容
概述
柔性制造系统
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概述
制造自动化是在广义的制造过程的所有环节采用自动化技术,实现制造全过程的自动化。
制造自动化技术就是研究对制造过程的规划、运作、管理、组织、控制与协调优化等的自动化技术,以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。
制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分,其发展将是以其柔性化、集成化、敏捷化、智能化、虚拟化、全球化的特征来满足市场快速变化的要求。
制造自动化技术主要是指制造系统开放式智能体系结构优化与调度理论、生产过程和设备自动化技术以及产品研究与开发过程自动化技术等。
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应用计算机辅助制造技术,将数控机床、加工中心、物料自动储存传送装置和辅助控制装置等在计算机的统一控制下,形成柔性加工自动生产线,即柔性制造系统。
它是集数控技术、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生产技术。
柔性制造技术
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自1967年英国MODLINS公司建成第一条FMS以来,随着社会对产品多样化、低制造成本及缩短制造周期等需求日益迫切,FMS的发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通讯技术、机械与控制技术的发展,柔性制造技术日益成熟。
目前,随着全球化市场的形成与发展,无论是发达国家还是发展中国家,都越来越重视柔性生产技术的发展。
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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,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。FMS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。
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:指制造系统中能加工不同类型零件所具备的转换能力,其中包括刀具转换、夹具转换等。
:能以多种工艺方法加工某一零件组的能力。如镗、铣、钻、铰、攻螺纹等加工。
:能自动改变零件加工工序的能力。
:能自动更变零件加工路径。如遇到系统中某台设备的故障,能自动将工件转换到另一台设备上加工。可以根据负荷,自动改变加工路线,提高利用率,减少等待时间。
:产品改变时能经济、迅速的转产。
:能在不同批量下运行都能获取经济效益。
:能根据生产的需要组建和扩展生产能力。
一、柔性制造技术中“柔性”的概念
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FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,通常配置有零件缓冲区、刀具自动更换装置的数控机床或加工中心与工件存储运输装置组成。
柔性制造单元中数控机床数量约1--3台,具有加工多品种,中小批量灵活的生产能力。
可以作为FMS中的基本单元,也可视为小规模的FMS。
它的自动化程度略低于FMS,但其投资比FMS少得多,而经济效益相接近。这是中小型企业优先发展的机型,当生产规模扩大时,FMC可以重组和扩展,以适应生产规模的需求。
二、柔性制造技术的类型

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柔性制造系统是由数控加工设备(或FMC),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。
一个柔性制造系统一般可概括为由下列三个部分组成,一是可编程控制的加工系统,二是自动化的物料储运系统,三是计算机控制系统。
三个系统的有机结合,构成了一个制造系统的能量流(通过制造工艺改变工件的形状和尺寸)、物料流(主要指工件流和刀具流)和信息流(制造过程的信息和数据处理)。

通常包括四台或更多台全自动数控机床,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。
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(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。C机床,也可以采用专用的机床或NC专用机床,对物料搬用系统柔性的要求低于FMS,但生产效率更高。其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,目前已进入实用阶段。