柔性制造系統(tǒng)技術(shù)

1、一、學(xué)習(xí)要求一、學(xué)習(xí)要求 1 1、了解、了解: :柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點(diǎn); ; 2 2、掌握、掌握: :柔性制造系統(tǒng)的定義、組成及類型。柔性制造系統(tǒng)的定義、組成及類型。 二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)二、學(xué)習(xí)要點(diǎn) 1 1、柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生、特點(diǎn)、柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生、特點(diǎn); ; 2 2、FMSFMS的定義、組成及類型的定義、組成及類型; ; 3 3、物料運(yùn)送裝置、物料運(yùn)送裝置; ; 4 4、加工中心的分類及其換刀方式、刀庫類型。、加工中心的分類及其換刀方式、刀庫類型。 2.1.1 2.1.1 制造自動化技術(shù)的廣義內(nèi)涵制造自動化技術(shù)的廣義內(nèi)涵 2.1.2 2.1.2 柔性自動化制造技術(shù)的

2、發(fā)展歷程及現(xiàn)柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn) 狀狀 2.1.3 2.1.3 柔性自動化制造技術(shù)發(fā)展趨勢柔性自動化制造技術(shù)發(fā)展趨勢 2.1.4 2.1.4 制造自動化技術(shù)涉及的相關(guān)內(nèi)容制造自動化技術(shù)涉及的相關(guān)內(nèi)容 2.1.1 2.1.1 制造自動化技術(shù)的廣義內(nèi)涵制造自動化技術(shù)的廣義內(nèi)涵 一、自動化概念的不斷發(fā)展變化一、自動化概念的不斷發(fā)展變化 自動化技術(shù)是人類在長期的生產(chǎn)活動中不斷追自動化技術(shù)是人類在長期的生產(chǎn)活動中不斷追 求的主要目標(biāo)之一。求的主要目標(biāo)之一。 1、1936年美國通用汽車公司工作人員認(rèn)為年美國通用汽車公司工作人員認(rèn)為:在一個生產(chǎn)過在一個生產(chǎn)過 程中程中,機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去

3、搬運(yùn)就是機(jī)器之間的零件轉(zhuǎn)移不用人去搬運(yùn)就是“自動化自動化”。 即即:以機(jī)械代替人力操作以機(jī)械代替人力操作,自動完成特定的作業(yè)。自動完成特定的作業(yè)。 2、隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用、隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用,自動化的概念擴(kuò)展為自動化的概念擴(kuò)展為:用機(jī)用機(jī) 器包括計(jì)算機(jī)代替或輔助人的體力勞動和腦力勞動器包括計(jì)算機(jī)代替或輔助人的體力勞動和腦力勞動,按照需按照需 求和目標(biāo)求和目標(biāo),靈活、自動地完成特定的作業(yè)。靈活、自動地完成特定的作業(yè)。 3、今天、今天,柔性自動化制造技術(shù)是指柔性自動化制造技術(shù)是指:在廣義制造過程中的在廣義制造過程中的 所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù)所有環(huán)節(jié)采用自動化技術(shù),即對制造全過程進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃

4、、即對制造全過程進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃、 組織、運(yùn)作、協(xié)調(diào)、控制與管理組織、運(yùn)作、協(xié)調(diào)、控制與管理,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗 、敏捷和綠色生產(chǎn)的目標(biāo)、敏捷和綠色生產(chǎn)的目標(biāo),并取得社會經(jīng)濟(jì)效益。并取得社會經(jīng)濟(jì)效益。 二、柔性自動化制造技術(shù)在形式上的三層含義二、柔性自動化制造技術(shù)在形式上的三層含義 1、代替人的體力勞動、代替人的體力勞動; 2、代替或輔助人的腦力勞動、代替或輔助人的腦力勞動; 3、實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中人、機(jī)及整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、 管理、控制和優(yōu)化。管理、控制和優(yōu)化。 三、柔性自動化制造技術(shù)在功能上的含義三、柔性自動化制造技術(shù)在功能上的含義 可用

5、可用TQCSEF模型來描述柔性自動化制造技模型來描述柔性自動化制造技 術(shù)的目標(biāo)。術(shù)的目標(biāo)。 T（Time）時間時間,加速新產(chǎn)品研制加速新產(chǎn)品研制,縮短交貨期縮短交貨期 Q（Quality）質(zhì)量質(zhì)量 C（Cost） 成本成本 S（Service）服務(wù)服務(wù) E（Environment）環(huán)保環(huán)保 F（Flexible）柔性柔性 四、柔性自動化制造技術(shù)的內(nèi)涵四、柔性自動化制造技術(shù)的內(nèi)涵 自動化自動化:自動去完成特定的作業(yè)。自動去完成特定的作業(yè)。 制造自動化（狹義）制造自動化（狹義）:生產(chǎn)車間內(nèi)生產(chǎn)車間內(nèi),產(chǎn)品機(jī)械加工、裝產(chǎn)品機(jī)械加工、裝 配和檢驗(yàn)過程的自動化配和檢驗(yàn)過程的自動化; 制造自動化（廣義）制

6、造自動化（廣義）:包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、企業(yè)管理、加包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、企業(yè)管理、加 工裝配和質(zhì)量控制等產(chǎn)品制造全過程綜合集成自動工裝配和質(zhì)量控制等產(chǎn)品制造全過程綜合集成自動 化?；?。 制造自動化意義制造自動化意義:顯著提高勞動生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)顯著提高勞動生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì) 量、降低制造成本、提高經(jīng)濟(jì)效益量、降低制造成本、提高經(jīng)濟(jì)效益,改善勞動條件、改善勞動條件、 提高勞動者的素質(zhì)、有利于產(chǎn)品更新、帶動相關(guān)技提高勞動者的素質(zhì)、有利于產(chǎn)品更新、帶動相關(guān)技 術(shù)的發(fā)展、提高企業(yè)的市場競爭能力。術(shù)的發(fā)展、提高企業(yè)的市場競爭能力。 剛性自動化剛性自動化 設(shè)備設(shè)備-自動自動/ /半自動機(jī)床、組合機(jī)床、組合機(jī)床自動線半

7、自動機(jī)床、組合機(jī)床、組合機(jī)床自動線; ; 對象對象-單一品種大批量生產(chǎn)自動化單一品種大批量生產(chǎn)自動化; ; 特點(diǎn)特點(diǎn)-生產(chǎn)效率高、加工品種單一。生產(chǎn)效率高、加工品種單一。 柔性自動化柔性自動化 設(shè)備設(shè)備-NCNC、CNCCNC、FMCFMC、FMSFMS等。等。 對象對象-多品種小批量甚至單件生產(chǎn)自動化多品種小批量甚至單件生產(chǎn)自動化; ; 綜合自動化綜合自動化 經(jīng)營管理、開發(fā)設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證自動化經(jīng)營管理、開發(fā)設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量保證自動化, ,CIMSCIMS、 CECE、LPLP、AMAM等。等。 2.1.2 2.1.2 柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展歷程

8、及現(xiàn) 狀狀 一、發(fā)展歷程的第一種劃分方法（三個階段）一、發(fā)展歷程的第一種劃分方法（三個階段） 三種自動化形式比較 比較項(xiàng)目剛性自動化柔性自動化綜合自動化 實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 減輕工人勞動強(qiáng) 度，節(jié)省勞動力， 保證加工質(zhì)量，降 低生產(chǎn)成本 減輕工人勞動強(qiáng)度， 節(jié)省勞動力，保證加工 質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本， 縮短產(chǎn)品制造周期 除左外，提高設(shè)計(jì) 工作與管理工作效率 和質(zhì)量，提高對市場 的響應(yīng)能力 控制對象物流物流物流，信息流 特點(diǎn) 通過機(jī)、電、液 氣等硬件控制方式 實(shí)現(xiàn)，因而是剛性 的，變動困難 以硬件為基礎(chǔ)，以軟 件為支持，改變程序即 可實(shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)變，因 而是柔性的 不僅針對具體操作和 工人的體力勞動，而且

9、涉及腦力勞動以及設(shè)計(jì)、 經(jīng)營管理等各方面 典型系統(tǒng) 與裝備 自動機(jī)床、組合 機(jī)床，機(jī)械手，自 動生產(chǎn)線 NC機(jī)床，加工中心， 工業(yè)機(jī)器人，DNC， FMC，F(xiàn)MS CAD/CAM系統(tǒng)， MRP，CIMS 應(yīng)用范圍大批大量生產(chǎn)多品種、中小批量生產(chǎn)各種生產(chǎn)類型 關(guān)鍵技術(shù) 繼電器程序控制 技術(shù)，經(jīng)典控制論 數(shù)控技術(shù)，計(jì)算機(jī)控 制，GT，現(xiàn)代控制論 系統(tǒng)工程，信息技術(shù)， 計(jì)算機(jī)技術(shù)，管理技術(shù) 汽車后橋齒輪箱加工自動線 剛性自動化 20年代 柔性自動化 50年代 焊接機(jī)器人 綜合自動化 70年代 綜合自動化 二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段）二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段） 1、第一階段（

10、、第一階段（1913年）年）:剛性自動化剛性自動化,包括剛性生產(chǎn)線包括剛性生產(chǎn)線 和自動單機(jī)。和自動單機(jī)。 該階段技術(shù)在該階段技術(shù)在20世紀(jì)世紀(jì)40年代已經(jīng)相當(dāng)成熟。年代已經(jīng)相當(dāng)成熟。 特點(diǎn)特點(diǎn):大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn);僅適用于單一品種僅適用于單一品種 新技術(shù)新技術(shù):繼電器程序控制組合機(jī)床繼電器程序控制組合機(jī)床 2、第二階段（、第二階段（1930）:數(shù)控加工數(shù)控加工,包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù) 控?？?。 其中數(shù)控在其中數(shù)控在20世紀(jì)世紀(jì)50-70年代發(fā)展迅速并已成年代發(fā)展迅速并已成 熟熟,70-80年代計(jì)算機(jī)數(shù)控加工取代了數(shù)控加工。年代計(jì)算機(jī)數(shù)控加工取代了數(shù)控加工。 特點(diǎn)特點(diǎn):柔性好柔

11、性好;適用于多品種中小批量生產(chǎn)適用于多品種中小批量生產(chǎn) 新技術(shù)新技術(shù):數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等 二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段）二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段） 3、第三階段（、第三階段（1965年）年）:柔性制造柔性制造,包括計(jì)算機(jī)直接控包括計(jì)算機(jī)直接控 制（制（DNC）、）、FMS和和FMC。 特點(diǎn)特點(diǎn):柔性、高效率柔性、高效率;適用于多品種中小批量生產(chǎn)適用于多品種中小批量生產(chǎn); 新技術(shù)新技術(shù):GT,DNC,FMS,監(jiān)控技術(shù)監(jiān)控技術(shù) 4、第四階段（、第四階段（1973）:計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS CIMS在在20世紀(jì)世紀(jì)80年

12、代以來發(fā)展迅速。年代以來發(fā)展迅速。 特點(diǎn)特點(diǎn):強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和集成性強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和集成性; 新技術(shù)新技術(shù):現(xiàn)代制造技術(shù)、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自現(xiàn)代制造技術(shù)、管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自 動化技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)動化技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù) 二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段）二、發(fā)展歷程的第二種劃分方法（五個階段） 5、第五階段（、第五階段（1991年）年）:智能制造系統(tǒng)（智能制造系統(tǒng)（IMS）,包括包括 計(jì)算機(jī)直接控制（計(jì)算機(jī)直接控制（DNC）、）、FMS和和FMC。 1990年年4月由日本倡導(dǎo)。月由日本倡導(dǎo)。 特點(diǎn)特點(diǎn):集成日本的企業(yè)技術(shù)、歐共體的精密工程技集成日本的企業(yè)技術(shù)、歐共

13、體的精密工程技 術(shù)、美國的系統(tǒng)技術(shù)等術(shù)、美國的系統(tǒng)技術(shù)等 以上介紹五個階段以上介紹五個階段,是國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程。我國與是國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程。我國與 國外發(fā)達(dá)國家相比國外發(fā)達(dá)國家相比,有所滯后有所滯后,目前正在努力跟進(jìn)。目前正在努力跟進(jìn)。 作 業(yè) 1、柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展先后經(jīng)歷了哪柔性自動化制造技術(shù)的發(fā)展先后經(jīng)歷了哪 五個階段五個階段? （1）剛性自動化）剛性自動化 （2）數(shù)控加工）數(shù)控加工 （3）柔性制造）柔性制造 （4）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) （5）智能制造系統(tǒng)）智能制造系統(tǒng) 三、柔性自動化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀三、柔性自動化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1、集成技術(shù)和系統(tǒng)

14、技術(shù)、集成技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù) 研究熱點(diǎn)。研究熱點(diǎn)。 CIMS:信息集成和功能集成信息集成和功能集成; CE:過程集成過程集成; AM:企業(yè)間集成企業(yè)間集成; 2、人機(jī)一體化系統(tǒng)、人機(jī)一體化系統(tǒng) 全盤自動化和無人化工廠或車間全盤自動化和無人化工廠或車間曾經(jīng)是曾經(jīng)是制造自動化發(fā)制造自動化發(fā) 展的目標(biāo)。在對無人制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思的基礎(chǔ)上展的目標(biāo)。在對無人制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思的基礎(chǔ)上, 人們重新認(rèn)識了人們重新認(rèn)識了人人在柔性自動制造系統(tǒng)中有著機(jī)器不可替在柔性自動制造系統(tǒng)中有著機(jī)器不可替 代的重要作用。代的重要作用。 將人作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)組成部分。將人作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)組成部分。 三、柔性自

15、動化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀三、柔性自動化制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀 3、單元系統(tǒng)及其技術(shù)、單元系統(tǒng)及其技術(shù) 單元系統(tǒng)單元系統(tǒng):以一臺或多臺數(shù)控加工設(shè)備與物料儲運(yùn)系統(tǒng)以一臺或多臺數(shù)控加工設(shè)備與物料儲運(yùn)系統(tǒng) 為主體為主體,在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制下在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制下,可進(jìn)行多品種、中小批量零件可進(jìn)行多品種、中小批量零件 自動化加工生產(chǎn)的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的總稱。自動化加工生產(chǎn)的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的總稱。 是是CIMS的重要組成部分。的重要組成部分。 4、制造過程中的計(jì)劃與調(diào)度、制造過程中的計(jì)劃與調(diào)度 在多品種、中小批量生產(chǎn)中在多品種、中小批量生產(chǎn)中,加工時間僅占生產(chǎn)時間的加工時間僅占生產(chǎn)時間的 約約5,其余其余 95均為

16、周轉(zhuǎn)等待時間均為周轉(zhuǎn)等待時間;加工時間中真正進(jìn)行切加工時間中真正進(jìn)行切 削的時間不足削的時間不足30% 。 5 95 調(diào)整、裝夾、對刀、檢測等切削 30 70 加工時間 運(yùn)輸與等待時間 制造周期 加工時間 多品種、中小批量生產(chǎn)的時間分配 5、柔性制造自動化制造技術(shù)的深度與廣度、柔性制造自動化制造技術(shù)的深度與廣度 FMC FMLFMS; 但物流自動化設(shè)備投資在整個但物流自動化設(shè)備投資在整個FMS的投資中占有相當(dāng)?shù)耐顿Y中占有相當(dāng) 大的比例大的比例,因此因此FMS的應(yīng)用受到其的應(yīng)用受到其投資大、見效慢和可靠性投資大、見效慢和可靠性 相對較差相對較差等不足的限制。等不足的限制。 DNC具有投資小、見效

17、快和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)具有投資小、見效快和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),近年來近年來 研究較為活躍。研究較為活躍。 6、適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境、適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)模式的制造環(huán)境 JIT; CE; LP; AM 7、加工系統(tǒng)的復(fù)合化和智能化、加工系統(tǒng)的復(fù)合化和智能化 日本提出了智能完備制造系統(tǒng)（日本提出了智能完備制造系統(tǒng)（HMS）; 制造敏捷化制造敏捷化 使企業(yè)面臨市場競爭作出快速響應(yīng)使企業(yè)面臨市場競爭作出快速響應(yīng); ; 制造網(wǎng)絡(luò)化制造網(wǎng)絡(luò)化 實(shí)現(xiàn)制造過程的集成實(shí)現(xiàn)制造過程的集成, ,實(shí)現(xiàn)異地制造、遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)異地制造、遠(yuǎn) 程協(xié)調(diào)作業(yè)程協(xié)調(diào)作業(yè); ; 制造虛擬化制造虛擬化 保證產(chǎn)品和制造過程一次成功保證產(chǎn)品和制造過程一次

18、成功, ,盡早發(fā)現(xiàn)盡早發(fā)現(xiàn) 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中可避免的缺陷和錯誤設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中可避免的缺陷和錯誤; ; 制造智能化制造智能化 擴(kuò)大、延伸、部分取代人類專家在制造擴(kuò)大、延伸、部分取代人類專家在制造 過程中的腦力勞動過程中的腦力勞動, ,以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的制造過程。以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的制造過程。 制造全球化制造全球化 市場國際化市場國際化, ,產(chǎn)品制造跨國化產(chǎn)品制造跨國化, ,制造資源制造資源 跨國家的協(xié)調(diào)、共享和優(yōu)化利用跨國家的協(xié)調(diào)、共享和優(yōu)化利用; ; 制造綠色化制造綠色化 使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢處理使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢處理 全生命周期中全生命周期中, ,對環(huán)境影響最小對環(huán)境影響最小, ,資源利用

19、率最高。資源利用率最高。 2.1.3 2.1.3 制造自動化技術(shù)發(fā)展趨勢制造自動化技術(shù)發(fā)展趨勢 2.1.4 2.1.4 制造自動化技術(shù)涉及的相關(guān)內(nèi)容制造自動化技術(shù)涉及的相關(guān)內(nèi)容 1 1、數(shù)控技術(shù)與系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)與系統(tǒng) 數(shù)控相關(guān)課程已學(xué)習(xí)數(shù)控相關(guān)課程已學(xué)習(xí), ,本門課程不再講述本門課程不再講述 2 2、柔性制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 3 3、工業(yè)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人 本門課程第本門課程第5 5章講述章講述 4 4、自動檢測與監(jiān)控技術(shù)、自動檢測與監(jiān)控技術(shù) 部分內(nèi)容在部分內(nèi)容在機(jī)械測試技術(shù)機(jī)械測試技術(shù)或或傳感器傳感器相關(guān)課程中已講述相關(guān)課程中已講述, ,本章在介紹本章在介紹 刀具

20、監(jiān)控時將簡要介紹。刀具監(jiān)控時將簡要介紹。 一、柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點(diǎn)一、柔性制造系統(tǒng)的產(chǎn)生和特點(diǎn) 1 1、產(chǎn)生背景、產(chǎn)生背景: : （1 1）市場變化導(dǎo)致中小批量、多品種生產(chǎn)方式成為需要。）市場變化導(dǎo)致中小批量、多品種生產(chǎn)方式成為需要。 市場競爭的加劇及顧客需求的多樣化市場競爭的加劇及顧客需求的多樣化, ,導(dǎo)致傳統(tǒng)的以規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致傳統(tǒng)的以規(guī)模效應(yīng) 帶動成本降低的剛性生產(chǎn)線不再適應(yīng)市場的變化。帶動成本降低的剛性生產(chǎn)線不再適應(yīng)市場的變化。 剛性生產(chǎn)線忽略了可能增加的 剛性生產(chǎn)線忽略了可能增加的庫存庫存而帶來的成本的增加而帶來的成本的增加; ; 1973 1973年石油危機(jī)年石油危機(jī), ,使大批量

21、生產(chǎn)的缺點(diǎn)暴露。使大批量生產(chǎn)的缺點(diǎn)暴露。 （2 2）科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動了自動化程度和制造水平的提高。）科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動了自動化程度和制造水平的提高。 NC NC、CNCCNC、DNCDNC CAD CAD、CAMCAM GT GT、CAPPCAPP ROBOT ROBOT 2 2、柔性自動化制造技術(shù)的產(chǎn)生、柔性自動化制造技術(shù)的產(chǎn)生 世界上公認(rèn)的第一條柔性制造系統(tǒng)是英國莫林（世界上公認(rèn)的第一條柔性制造系統(tǒng)是英國莫林（MolinMolin）機(jī)）機(jī) 床公司床公司19671967年建成的年建成的“Molin System-24Molin System-24”; ; 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代末和年

22、代末和8080年代初年代初, ,計(jì)算機(jī)輔助管理物料自動搬運(yùn)計(jì)算機(jī)輔助管理物料自動搬運(yùn), , 刀具管理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展以及刀具管理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展以及CAD/CAMCAD/CAM技技 術(shù)的成熟術(shù)的成熟, ,出現(xiàn)了更加系統(tǒng)化、規(guī)模更加擴(kuò)大的柔性制造系出現(xiàn)了更加系統(tǒng)化、規(guī)模更加擴(kuò)大的柔性制造系 統(tǒng)。統(tǒng)。 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代末年代末, ,FMSFMS已經(jīng)成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)成熟的技術(shù), ,并在世界范并在世界范 圍得到廣泛應(yīng)用。圍得到廣泛應(yīng)用。 3 3、我國、我國FMSFMS的研究狀況的研究狀況 我國采取我國采取引進(jìn)和開發(fā)相結(jié)合引進(jìn)和開發(fā)相結(jié)合的方針的方針

23、, ,引進(jìn)箱體類零件、旋引進(jìn)箱體類零件、旋 轉(zhuǎn)體件及鈑金件加工轉(zhuǎn)體件及鈑金件加工FMSFMS的全部或部分硬件技術(shù)。的全部或部分硬件技術(shù)。 19841984是我國研制是我國研制FMSFMS的起步時間的起步時間, ,比國外晚了比國外晚了1717年。年。我國第我國第 一套一套FMSFMS系統(tǒng)是由北京機(jī)床研究所于系統(tǒng)是由北京機(jī)床研究所于19851985年年1010月開發(fā)完成的月開發(fā)完成的 （JCS-FMS-1JCS-FMS-1）, ,用于加工數(shù)控機(jī)床直流伺服電機(jī)中的主軸、用于加工數(shù)控機(jī)床直流伺服電機(jī)中的主軸、 端蓋、法蘭盤、殼體和刷架體等端蓋、法蘭盤、殼體和刷架體等, ,它由它由5 5臺國產(chǎn)加工中心、

24、日臺國產(chǎn)加工中心、日 本富士電機(jī)公司的本富士電機(jī)公司的AGVAGV（自動導(dǎo)引車）及（自動導(dǎo)引車）及4 4臺日本產(chǎn)的機(jī)器人臺日本產(chǎn)的機(jī)器人 組成組成, ,其控制系統(tǒng)由其控制系統(tǒng)由FANUCFANUC提供提供, ,據(jù)分析它的投資回收期約為據(jù)分析它的投資回收期約為 兩年半。兩年半。 19831983年年19851985年年, ,在國家的支持下北京第一機(jī)床廠、湖南江在國家的支持下北京第一機(jī)床廠、湖南江 麓機(jī)床廠、鄭州紡織機(jī)械廠、廣西柳州開關(guān)廠等一些單位分麓機(jī)床廠、鄭州紡織機(jī)械廠、廣西柳州開關(guān)廠等一些單位分 別率先從德國、日本進(jìn)口了國內(nèi)第一批別率先從德國、日本進(jìn)口了國內(nèi)第一批FMSFMS。 198519

25、85年后在國家機(jī)電部年后在國家機(jī)電部“七五七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持 和國家和國家863863高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃自動化領(lǐng)域的工作的帶動下高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃自動化領(lǐng)域的工作的帶動下,FMS,FMS 得到極大的重視和發(fā)展得到極大的重視和發(fā)展, ,進(jìn)入了自行開發(fā)和部分進(jìn)口的交叉進(jìn)入了自行開發(fā)和部分進(jìn)口的交叉 階段。階段。 19881988年北京機(jī)床研究所為天津減速機(jī)廠提供的加工減速機(jī)年北京機(jī)床研究所為天津減速機(jī)廠提供的加工減速機(jī) 機(jī)座的機(jī)座的JCS-FMS-2JCS-FMS-2系統(tǒng)是全部自行開發(fā)和配套的系統(tǒng)是全部自行開發(fā)和配套的, ,它標(biāo)志著我它標(biāo)志著我 國已具有自主開發(fā)國已具有自主

26、開發(fā)FMSFMS系統(tǒng)的實(shí)力。系統(tǒng)的實(shí)力。 近幾年來近幾年來, ,國內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚的工廠（北京第一機(jī)國內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚的工廠（北京第一機(jī) 床廠床廠, ,上海第二紡織機(jī)械廠上海第二紡織機(jī)械廠, ,天津減速機(jī)總廠天津減速機(jī)總廠, ,山西經(jīng)緯紡織山西經(jīng)緯紡織 機(jī)械廠等）機(jī)械廠等）, ,為實(shí)施為實(shí)施CIMSCIMS, ,又進(jìn)口了一些國外的又進(jìn)口了一些國外的FMSFMS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 4 4、FMSFMS的兩個主要特點(diǎn)的兩個主要特點(diǎn): :柔性和自動化 柔性和自動化 所謂柔性所謂柔性, ,是指制造系統(tǒng)（企業(yè)）對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)是指制造系統(tǒng)（企業(yè)）對系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán) 境的一種適應(yīng)能力境的一種適應(yīng)能

27、力, ,也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化也是指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化 的能力的能力。 可分為瞬時、短期和長期柔性三種可分為瞬時、短期和長期柔性三種 5 5、FMSFMS的其它特點(diǎn)的其它特點(diǎn): : P16 P16 （1 1）- -（5 5） 了解了解, ,自學(xué)。自學(xué)。 二、二、FMS的定義、組成和類型的定義、組成和類型 FMS的組成 自動 倉庫 工廠計(jì)算機(jī) 中央計(jì)算機(jī)物流控制計(jì)算機(jī) 運(yùn)輸小車 加工 單元1 加工 單元2 加工 單元n 信 息 傳 輸 網(wǎng) 絡(luò) 工夾具站 柔 性 制 造 實(shí) 體柔 性 制 造 實(shí) 體 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 仿 真柔 性 制 造 系 統(tǒng) 仿 真 1、FMS的定義的定義

28、 根據(jù)根據(jù)“中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)有關(guān)“武器裝備武器裝備 柔性制造系統(tǒng)術(shù)語柔性制造系統(tǒng)術(shù)語”的定義的定義, ,柔性制造系統(tǒng)（柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）是數(shù)）是數(shù) 控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的 自動化制造系統(tǒng)自動化制造系統(tǒng), ,包括多個柔性制造單元包括多個柔性制造單元, ,能根據(jù)制造任能根據(jù)制造任 務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整, ,適用于多品種、中小批適用于多品種、中小批 量生產(chǎn)。量生產(chǎn)。 美國制造工程師協(xié)會美國制造工程師協(xié)會(SME)(SME)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和應(yīng)用

29、協(xié)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和應(yīng)用協(xié) 會把柔性制造系統(tǒng)定義為會把柔性制造系統(tǒng)定義為“使用計(jì)算機(jī)、柔性加工單元使用計(jì)算機(jī)、柔性加工單元 和集成物料儲運(yùn)裝置完成零件族某一工序或一系列工序和集成物料儲運(yùn)裝置完成零件族某一工序或一系列工序 的一種集成制造系統(tǒng)的一種集成制造系統(tǒng)”。 更直觀的定義是更直觀的定義是: :“柔性制造系統(tǒng)是至少由兩臺數(shù)控機(jī)柔性制造系統(tǒng)是至少由兩臺數(shù)控機(jī) 床床, ,一套物料運(yùn)輸系統(tǒng)（從裝載到卸載具有高度自動化）一套物料運(yùn)輸系統(tǒng)（從裝載到卸載具有高度自動化） 和一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所組成的制造自動化系統(tǒng)。它采和一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所組成的制造自動化系統(tǒng)。它采 用簡單改變軟件的方法便能制造出某些部

30、件中的任何零用簡單改變軟件的方法便能制造出某些部件中的任何零 件件”。 綜上所述綜上所述, ,各種定義的描述方法雖然有所不同各種定義的描述方法雖然有所不同, ,但都反映但都反映 了了FMSFMS應(yīng)具備以下特點(diǎn)應(yīng)具備以下特點(diǎn): : 硬件組成硬件組成 1)1)兩臺以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其他加工設(shè)備兩臺以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心以及其他加工設(shè)備, ,包括包括 測量機(jī)、清洗機(jī)、動平衡機(jī)、各種特種加工設(shè)備等測量機(jī)、清洗機(jī)、動平衡機(jī)、各種特種加工設(shè)備等; ; 2)2)一套能自動裝卸的運(yùn)輸系統(tǒng)一套能自動裝卸的運(yùn)輸系統(tǒng), ,包括刀具儲運(yùn)和工件及原材包括刀具儲運(yùn)和工件及原材 料儲運(yùn)。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有

31、軌小車、無軌小車、料儲運(yùn)。具體結(jié)構(gòu)可采用傳輸帶、有軌小車、無軌小車、 搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤站等搬運(yùn)機(jī)器人、上下料托盤站等; ; 3)3)一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及信息通信網(wǎng)絡(luò)。一套計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及信息通信網(wǎng)絡(luò)。 軟件組成軟件組成 1)1)FMSFMS的運(yùn)行控制系統(tǒng)的運(yùn)行控制系統(tǒng); ; 2)2)FMSFMS的質(zhì)量保證系統(tǒng)的質(zhì)量保證系統(tǒng); ; 3)3)FMSFMS的數(shù)據(jù)管理和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。的數(shù)據(jù)管理和通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 FMSFMS必須具備的功能必須具備的功能 1)1)能自動管理零件的生產(chǎn)過程能自動管理零件的生產(chǎn)過程, ,自動控制制造質(zhì)量自動控制制造質(zhì)量, ,自動進(jìn)自動進(jìn) 行故障診斷及處理行故障診斷及處理

32、, ,自動進(jìn)行信息收集及傳輸自動進(jìn)行信息收集及傳輸; ; 2)2)簡單地改變軟件或系統(tǒng)參數(shù)簡單地改變軟件或系統(tǒng)參數(shù), ,便能制造出某一零件族的多便能制造出某一零件族的多 種零件種零件; ; 3)3)物料的運(yùn)輸和儲存必須為自動物料的運(yùn)輸和儲存必須為自動( (包括刀具等工裝和工件的包括刀具等工裝和工件的 自動運(yùn)輸自動運(yùn)輸) ); ; 4)4)能解決多機(jī)床條件下零件的混流加工能解決多機(jī)床條件下零件的混流加工, ,且無需額外增加費(fèi)且無需額外增加費(fèi) 用用; ; 5)5)具有優(yōu)化調(diào)度管理功能具有優(yōu)化調(diào)度管理功能, ,能實(shí)現(xiàn)無人化或少人化加工。能實(shí)現(xiàn)無人化或少人化加工。 2、FMS的組成（硬件）的組成（硬件

33、） 典型的典型的FMS主要有三個子系統(tǒng)組成主要有三個子系統(tǒng)組成: 加工系統(tǒng)加工系統(tǒng) 運(yùn)儲系統(tǒng)運(yùn)儲系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 作 業(yè) 2、 FMS是如何定義的是如何定義的?其硬件組成主要包括其硬件組成主要包括 哪幾部分哪幾部分? FMS基本組成 典型的柔性制造系統(tǒng) 典型的柔性制造系統(tǒng)示意圖典型的柔性制造系統(tǒng)示意圖 1-1-自動倉庫自動倉庫;2-;2-裝卸站裝卸站;3-;3-托盤站托盤站; ;4-4-檢驗(yàn)機(jī)器人檢驗(yàn)機(jī)器人; ;5-5-自動小車自動小車; ; 6-6-臥式加工中心臥式加工中心; ; 7-7-立式加工中心立式加工中心; ;8-8-磨床磨床; ;9-9-組裝交付站組裝交付站; ;

34、 10-10-計(jì)算機(jī)控制室計(jì)算機(jī)控制室 a)a)互替式互替式 b)b)互補(bǔ)式互補(bǔ)式 c)c)混合式混合式 3、FMS的類型的類型 FMSFMS適用于中小批量的生產(chǎn)適用于中小批量的生產(chǎn), ,既要兼顧對生產(chǎn)率和柔性既要兼顧對生產(chǎn)率和柔性 的要求的要求, ,也要考慮系統(tǒng)的可靠性和機(jī)床的負(fù)荷率。因此也要考慮系統(tǒng)的可靠性和機(jī)床的負(fù)荷率。因此, ,就就 產(chǎn)生了三種類型的產(chǎn)生了三種類型的FMS:FMS: 4、不同類型的柔性制造設(shè)備、不同類型的柔性制造設(shè)備 柔性制造模塊柔性制造模塊（FMMFMM） 相當(dāng)于功能齊全的加工中心相當(dāng)于功能齊全的加工中心; ; 柔性制造單元（柔性制造單元（FMCFMC） 小型小型FM

35、S,FMS,由由1-21-2臺機(jī)床組成臺機(jī)床組成, ,自動自動 更換刀具更換刀具, ,自動上下工件自動上下工件; ; 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS） 控制與管理功能比控制與管理功能比FMCFMC強(qiáng)強(qiáng), ,管理通信管理通信 要求高要求高; ; 柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線（FMLFML） 數(shù)控組合機(jī)床設(shè)備數(shù)控組合機(jī)床設(shè)備, ,專用性強(qiáng)、專用性強(qiáng)、 生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高, ,相當(dāng)于數(shù)控自動生產(chǎn)線相當(dāng)于數(shù)控自動生產(chǎn)線, ,用于少品種、中大批量用于少品種、中大批量 生產(chǎn)生產(chǎn), ,為為專用專用FMSFMS。 柔性制造工廠柔性制造工廠（FMFFMF） 全企業(yè)范圍生產(chǎn)管理、設(shè)計(jì)開發(fā)全企業(yè)范圍生產(chǎn)管理、

36、設(shè)計(jì)開發(fā) 、加工制造和物料運(yùn)儲全盤自動化。、加工制造和物料運(yùn)儲全盤自動化。 實(shí)際柔性制造生產(chǎn)線 402021/7/4 柔性制造單元（柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell,Flexible Manufacturing Cell,簡稱簡稱FMCFMC） 是一種最簡單的柔性加工系統(tǒng)是一種最簡單的柔性加工系統(tǒng), ,通常由通常由單臺加工中心及托單臺加工中心及托 盤輸送裝置（或工業(yè)機(jī)器人）盤輸送裝置（或工業(yè)機(jī)器人）組成。組成。 由一臺臥式鏜銑類加工中心和自動化的托盤庫組成的柔性制造單元由一臺臥式鏜銑類加工中心和自動化的托盤庫組成的柔性制造單元 相對于柔性制造系統(tǒng)相對于柔性制

37、造系統(tǒng), ,柔性制造單元投資小柔性制造單元投資小, ,實(shí)現(xiàn)周實(shí)現(xiàn)周 期短期短, ,見效快見效快, ,更適合于廣大的中小企業(yè)。因此更適合于廣大的中小企業(yè)。因此, ,表現(xiàn)出表現(xiàn)出 比柔性制造系統(tǒng)更廣泛的市場需求和發(fā)展前景。比柔性制造系統(tǒng)更廣泛的市場需求和發(fā)展前景。 一、加工系統(tǒng)的功能與要求一、加工系統(tǒng)的功能與要求 加工系統(tǒng)是加工系統(tǒng)是FMSFMS的最基本的組成部分的最基本的組成部分, ,也是也是FMSFMS中耗資最多中耗資最多 的部分的部分, ,擔(dān)任把原材料轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的任務(wù)。加工系統(tǒng)的要擔(dān)任把原材料轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的任務(wù)。加工系統(tǒng)的要 求如下求如下: : 工序集中工序集中, ,減輕物流負(fù)擔(dān)減輕物

38、流負(fù)擔(dān), ,減少裝夾減少裝夾 次數(shù)次數(shù); ; 控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展性好控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展性好; ; 高剛度、高精度、高速度高剛度、高精度、高速度; ; 自保護(hù)與自維護(hù)性好自保護(hù)與自維護(hù)性好; ; 使用經(jīng)濟(jì)性好使用經(jīng)濟(jì)性好; ; 對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好。對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好。 二、加工系統(tǒng)中常用的加工設(shè)備簡介二、加工系統(tǒng)中常用的加工設(shè)備簡介 1 1、目前、目前FMSFMS的加工對象主要有兩大類的加工對象主要有兩大類: : 棱柱體類棱柱體類 回轉(zhuǎn)體類回轉(zhuǎn)體類 2 2、加工中心、加工中心 加工中心（加工中心（Machining Center,MCMachining Center,MC）是一種是一種備

39、有刀庫備有刀庫并能并能 按預(yù)定程序按預(yù)定程序自動更換刀具自動更換刀具, ,對工件進(jìn)行多工序加工的高效數(shù)控對工件進(jìn)行多工序加工的高效數(shù)控 機(jī)床。機(jī)床。 棱柱體類棱柱體類: :常用鏜銑加工中心常用鏜銑加工中心 回轉(zhuǎn)體類回轉(zhuǎn)體類: :常用車削加工中心常用車削加工中心 Real 臥式加工中心 1-主軸頭 2-刀庫 3-刀庫 4-立柱底座 5-回轉(zhuǎn)工作臺、6-工作臺底座 臥式加工中心 車削加工中心 1-刀庫 2-回轉(zhuǎn)刀架 3-換刀機(jī)械手 4-上下工件機(jī)器人 5-工件存儲站 3 3、加工系統(tǒng)的輔助裝置、加工系統(tǒng)的輔助裝置 機(jī)床夾具機(jī)床夾具 組合夾具組合夾具: :利用標(biāo)準(zhǔn)化夾具零部件快速拼裝所需夾具利用標(biāo)準(zhǔn)

40、化夾具零部件快速拼裝所需夾具; ; 柔性夾具柔性夾具: :一部夾具能為多個加工對象服務(wù)。一部夾具能為多個加工對象服務(wù)。 托盤托盤（PalletPallet）承載工件和夾具完成加工任務(wù)承載工件和夾具完成加工任務(wù), ,是各加工單元是各加工單元 間的硬件接口。間的硬件接口。 自動上下料裝置自動上下料裝置 托盤交換器托盤交換器: :聯(lián)接加工系統(tǒng)和物料運(yùn)儲系統(tǒng)橋梁聯(lián)接加工系統(tǒng)和物料運(yùn)儲系統(tǒng)橋梁; ; 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人: :具有較大的柔性度。具有較大的柔性度。 組合夾具 柔性夾具 ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托盤基本形狀 1-托盤導(dǎo)向面 2-側(cè)面定位面 3-安裝螺孔 4-工件安裝面 5-中心孔 6-托盤擱置面 7

41、底面 8-工件固定孔 9-托盤夾緊面 10-托盤定位面 回轉(zhuǎn)式托盤交換器 往復(fù)式托盤交換器 工件裝卸站工件裝卸站 設(shè)在設(shè)在FMSFMS入口入口, ,由人工完成裝卸由人工完成裝卸; ; 托盤緩沖站托盤緩沖站 工件中間存儲站工件中間存儲站, ,起緩沖物料作用起緩沖物料作用; ; 物料存儲裝置物料存儲裝置 自動化倉庫、自動料架、緩沖料架自動化倉庫、自動料架、緩沖料架; ; 物料運(yùn)送裝置物料運(yùn)送裝置 負(fù)責(zé)在機(jī)床、自動化倉庫和托盤緩沖站之負(fù)責(zé)在機(jī)床、自動化倉庫和托盤緩沖站之 間物料搬運(yùn)作業(yè)。間物料搬運(yùn)作業(yè)。 傳送帶傳送帶: :用于小零件短程傳送用于小零件短程傳送, ,占據(jù)空間大、易磨損占據(jù)空間大、易磨損

42、; ; 自動運(yùn)輸小車自動運(yùn)輸小車: :分有軌小車、無軌小車分有軌小車、無軌小車; ; 搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人: :具有較高柔性和控制水平。具有較高柔性和控制水平。 一、一、FMSFMS的物料運(yùn)儲系統(tǒng)組成的物料運(yùn)儲系統(tǒng)組成 二、二、FMSFMS物料輸送基本回路物料輸送基本回路 直線輸送回路直線輸送回路 沿直線路線單向或雙向移動沿直線路線單向或雙向移動, ,順序地在順序地在 各個連接點(diǎn)?？扛鱾€連接點(diǎn)停靠; ; 環(huán)形輸送回路環(huán)形輸送回路 運(yùn)載工具沿環(huán)形路線單向或雙向移動運(yùn)載工具沿環(huán)形路線單向或雙向移動; ; 網(wǎng)狀輸送回路網(wǎng)狀輸送回路 由多個回路相互交叉組成由多個回路相互交叉組成, ,可由一條環(huán)可由一條

43、環(huán) 路移動到另一回路。路移動到另一回路。 三、自動化倉庫三、自動化倉庫 貨架貨架 為一個個存儲單元為一個個存儲單元, ,設(shè)有地址編碼設(shè)有地址編碼, ,貨架之貨架之 間有巷道間有巷道, ,每個巷道配有專用堆垛機(jī)。每個巷道配有專用堆垛機(jī)。 堆垛機(jī)堆垛機(jī) 由托架、貨叉、支柱、上下導(dǎo)軌、移動由托架、貨叉、支柱、上下導(dǎo)軌、移動 電動機(jī)以及傳感器構(gòu)成的三維搬運(yùn)設(shè)備。電動機(jī)以及傳感器構(gòu)成的三維搬運(yùn)設(shè)備。 控制與管理系統(tǒng)控制與管理系統(tǒng) 負(fù)責(zé)物料信息的登錄、識別負(fù)責(zé)物料信息的登錄、識別, , 物料自動存取物料自動存取, ,倉庫管理。倉庫管理。 自動化倉庫示意圖 堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1-上導(dǎo)軌 2-支柱 3- 物料

44、 4-托架 5-移動 電動機(jī) 6-傳感器 Real 四、自動導(dǎo)向小車四、自動導(dǎo)向小車 線導(dǎo)小車線導(dǎo)小車 電磁感應(yīng)導(dǎo)向電磁感應(yīng)導(dǎo)向, ,柔性大、擴(kuò)展性好、不怕污柔性大、擴(kuò)展性好、不怕污 染、工作可靠。染、工作可靠。 光導(dǎo)小車光導(dǎo)小車 采用帶有熒光材料油漆或色帶采用帶有熒光材料油漆或色帶, ,通過光電通過光電 制導(dǎo)制導(dǎo), ,改變線路非常容易改變線路非常容易, ,對環(huán)境要求嚴(yán)格。對環(huán)境要求嚴(yán)格。 遙控制導(dǎo)小車遙控制導(dǎo)小車 小車頂部裝有激光裝置小車頂部裝有激光裝置, ,通過固定位通過固定位 置反射激光束信息置反射激光束信息, ,確定小車位置。確定小車位置。 運(yùn)輸小車運(yùn)輸小車 結(jié)構(gòu): 車體 安裝平臺 托

45、盤交換裝置 蓄電池 控制系統(tǒng) 運(yùn)輸小車運(yùn)輸小車 AGVAGV電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理電磁感應(yīng)制導(dǎo)原理 激光燈臺制導(dǎo)原理 Real 刀具運(yùn)儲系統(tǒng)的組成刀具運(yùn)儲系統(tǒng)的組成 刀具預(yù)調(diào)站刀具預(yù)調(diào)站 設(shè)在設(shè)在FMSFMS之外之外, ,按要求對刀具進(jìn)行裝配和調(diào)整按要求對刀具進(jìn)行裝配和調(diào)整; ; 刀具裝卸站刀具裝卸站 是刀具進(jìn)出是刀具進(jìn)出FMSFMS入口入口, ,多為排架式框架結(jié)構(gòu)多為排架式框架結(jié)構(gòu); ; 刀具庫系統(tǒng)刀具庫系統(tǒng) 存放當(dāng)前加工所需的存放當(dāng)前加工所需的機(jī)床刀庫機(jī)床刀庫, ,容量小容量小; ;存放各存放各 加工單元共享的加工單元共享的中央刀庫中央刀庫, ,容量大容量大; ; 刀具運(yùn)載交換裝置刀具運(yùn)載交換裝

46、置 負(fù)責(zé)刀具運(yùn)輸和交換負(fù)責(zé)刀具運(yùn)輸和交換, ,適時向加工單元提適時向加工單元提 供所需刀具供所需刀具; ; 計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)-控制刀具運(yùn)輸、存儲和管理控制刀具運(yùn)輸、存儲和管理, ,監(jiān)控管監(jiān)控管 理刀具的使用理刀具的使用, ,及時取走已報(bào)廢或壽命已耗盡的刀具。及時取走已報(bào)廢或壽命已耗盡的刀具。 刀具運(yùn)儲系統(tǒng)作業(yè)過程刀具運(yùn)儲系統(tǒng)作業(yè)過程 刀具刃磨 人工組裝 刀具 預(yù)調(diào) 刀具 裝卸站 中央 刀具庫 需重磨或報(bào)廢刀具 加工單 元刀庫 加工單 元刀庫 加工單 元刀庫 刀具運(yùn)載交換裝置刀具運(yùn)載交換裝置 FMSFMS中刀具交換內(nèi)容中刀具交換內(nèi)容: : 機(jī)床刀庫與機(jī)床主軸刀具交換機(jī)床刀庫與

47、機(jī)床主軸刀具交換- -由機(jī)床換刀裝置完成由機(jī)床換刀裝置完成; ; 刀具裝卸站、中央刀庫、各機(jī)床刀庫間刀具交換刀具裝卸站、中央刀庫、各機(jī)床刀庫間刀具交換; ; AGVAGV運(yùn)載刀架與機(jī)床刀庫間刀具交換。運(yùn)載刀架與機(jī)床刀庫間刀具交換。 刀具交換運(yùn)載工具刀具交換運(yùn)載工具: : 換刀機(jī)器人換刀機(jī)器人- -有地軌和高架導(dǎo)軌形式有地軌和高架導(dǎo)軌形式; ; 刀具運(yùn)載小車刀具運(yùn)載小車- -在小車上放置一個裝載刀架在小車上放置一個裝載刀架, ,并附設(shè)小并附設(shè)小 型機(jī)器人型機(jī)器人, ,負(fù)責(zé)刀具交換。負(fù)責(zé)刀具交換。 高架導(dǎo)軌式的換刀機(jī)器人高架導(dǎo)軌式的換刀機(jī)器人 1-1-縱向?qū)к壙v向?qū)к?2-2-橫梁橫梁 3-3-滑

48、臺滑臺 4-4-換刀機(jī)器人換刀機(jī)器人 AGVAGV小車換刀機(jī)器人小車換刀機(jī)器人 1-AGV 2-1-AGV 2-裝載刀架裝載刀架 3-3-機(jī)器人機(jī)器人 4-4-機(jī)床刀庫機(jī)床刀庫 刀具破損的監(jiān)控刀具破損的監(jiān)控 監(jiān)測方法傳 感 原 理傳 感 器 直 接 法 光學(xué)圖像光發(fā)射、折射、TV攝像 光敏、激光、光纖、CCD、 攝像管 接觸電阻，開關(guān)量，磁力線 電阻電路，開關(guān)電路，磁 間隙傳感器 間 接 法 切削力切削力，切削分力比例應(yīng)變片，力傳感器 扭矩主軸或進(jìn)給系統(tǒng)扭矩應(yīng)變片，電流表 功率主軸或進(jìn)給系統(tǒng)功率消耗功率傳感器 振動切削過程振動及其變化加速度計(jì)，振動傳感器 超聲波接受超聲波的反射波超聲波換能器與

49、接受器 噪聲切削區(qū)環(huán)境噪聲探測拾音器 聲發(fā)射刀具破損時聲發(fā)射信號聲發(fā)射傳感器 FMSFMS刀具信息的管理刀具信息的管理 刀具的信息管理刀具的信息管理 靜態(tài)刀具信息靜態(tài)刀具信息: :固定不變的信息固定不變的信息, ,如刀具類型、編碼、幾何如刀具類型、編碼、幾何 形狀、結(jié)構(gòu)參數(shù)等。形狀、結(jié)構(gòu)參數(shù)等。 動態(tài)刀具信息動態(tài)刀具信息: :隨時間不斷變化的刀具參數(shù)隨時間不斷變化的刀具參數(shù), ,如刀具壽命、如刀具壽命、 實(shí)際參與切削時間、工作直徑和長度等。實(shí)際參與切削時間、工作直徑和長度等。 四層結(jié)構(gòu)的刀具信息管理系統(tǒng)四層結(jié)構(gòu)的刀具信息管理系統(tǒng): : 第第1 1層層- -實(shí)時動態(tài)文件實(shí)時動態(tài)文件, ,每把在線

50、刀具都擁有獨(dú)立文件每把在線刀具都擁有獨(dú)立文件, , 記載刀具實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)記載刀具實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù); ; 第第2 2層層- -靜態(tài)刀具類型文件靜態(tài)刀具類型文件, ,每一類刀具擁有一個文件每一類刀具擁有一個文件; ; 第第3 3層層- -刀具組件文件刀具組件文件; ; 第第4 4層層- -刀具元件文件。刀具元件文件。 加工中心的刀庫類型加工中心的刀庫類型 盤式刀庫盤式刀庫 鏈?zhǔn)降稁戽準(zhǔn)降稁?轉(zhuǎn)塔式刀庫轉(zhuǎn)塔式刀庫 Real FMSFMS控制與管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)控制與管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 遞階控制結(jié)構(gòu)遞階控制結(jié)構(gòu): :將復(fù)雜系統(tǒng)分層分模塊設(shè)置將復(fù)雜系統(tǒng)分層分模塊設(shè)置, ,各層相對獨(dú)立各層相對獨(dú)立 , ,便于系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)。便于系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)。 遞階控制特點(diǎn)遞階控制特點(diǎn): :愈往底層愈往底層, ,實(shí)時性愈強(qiáng)實(shí)時性愈強(qiáng); ;愈到上層愈到上層, ,處理