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文檔簡介
淺析柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢馮貝1151110016摘要:近二十年來,隨著計算機、控制技術(shù)、機械結(jié)構(gòu)的發(fā)展,柔性制造技術(shù)運用越來越重要,實現(xiàn)了多種產(chǎn)品的自動化、智能化,提高了生產(chǎn)技術(shù)的多樣性。柔性制造技術(shù)。一個國家的工業(yè)生產(chǎn)力,制造技術(shù)的作用一般約占60%相關(guān)專家認為,世界各國經(jīng)濟的競爭,主要體現(xiàn)在是制造技術(shù)的競爭,其競爭能力最終表所產(chǎn)品的市場占有率。因為其獨有的特點已經(jīng)廣泛用于機械行業(yè),與我們的生活息息相關(guān)。研究柔性制造技術(shù)乃是中華復(fù)興的重要任務(wù),中國的機械行業(yè)相對發(fā)達國家比較落后,因此,我們要認清形勢,抓住機遇。關(guān)鍵詞:柔性制造發(fā)展趨勢Abstract:Overthepasttwentyyears,withthedevelopmentofcomputer,controltechnology,mechanicalstructure,flexiblemanufacturingtechnologymoreandmoreimportant,realizedtheautomationandintelligence,avarietyofproductscanimprovetheproductiontechnologyofdiversity.Flexiblemanufacturingtechnology.Acountry'sindustrialproductivity,theroleofmanufacturingtechnologiestypicallyaccountsforabout60%.Relevantexpertsbelievethattheworldeconomiccompetition,competitionismainlyembodiedinthemanufacturingtechnology,itsabilitytocompeteeventuallyformtheproduct'smarketshare.Becauseofitsuniquecharacteristicshasbeenwidelyusedinmachineryindustry,iscloselyrelatedtoourlife.ResearchofflexiblemanufacturingtechnologyistheimportanttaskoftheChineseRenaissance,China'smachineryindustryisrelativelydevelopedcountriesrelativelybackward,therefore,weshouldrecognizethesituation,seizetheopportunity.Keywords:flexiblemanufacturingDevelopmentTrend;目錄TOC\o"1-5"\h\z前言1.柔性制造技術(shù)的基本概念1柔性制造技術(shù)1柔性制造設(shè)備的劃分2.柔性制造技術(shù)的特點3柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點3柔性制造系統(tǒng)的缺點4.柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)4數(shù)控機床4計算機技術(shù)的應(yīng)用4傳感器的應(yīng)用4工作人員素質(zhì)的提高5信號處理技術(shù)5.柔性制造技術(shù)的應(yīng)用5包裝機械行業(yè)5在汽車工業(yè)中的應(yīng)用6在鉞金行業(yè)上的應(yīng)用65柔性制造技術(shù)的發(fā)展7柔性制造技術(shù)誕生的背景7柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)7發(fā)展柔性制造技術(shù)的條件86.柔性制造技術(shù)的未來趨勢8國內(nèi)外柔性技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀8柔性制造技術(shù)仍將迅速發(fā)展9發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元9我國柔性制造實訓基地的建立97總結(jié)108致謝10參考文獻:10生產(chǎn)制造過程中有兩個很重要的方面:設(shè)備與人。近幾年科學發(fā)展迅猛,相對復(fù)雜的自動化設(shè)備得以更多地參與到生產(chǎn)流程中,并替代人對生產(chǎn)進行控制,使整體的效率提高和產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)制造中,手工制造相比于機械化生產(chǎn),效率和穩(wěn)定性根本不可相提并論。但是市場形勢也在發(fā)生劇烈的變化,科技的快速發(fā)展,不僅使產(chǎn)品的種類變得極大豐富,同時加快了產(chǎn)品更新和淘汰的速度。這使得實際生產(chǎn)中的設(shè)備規(guī)模大大縮小,生產(chǎn)線更新?lián)Q代的速度越來越快。在一般的情況下,受設(shè)備所占的比重大的限制,解決以上問題時要采用更高級的設(shè)備來提高柔性以及效率整體上的提升?,F(xiàn)實情況往往是因為企業(yè)資金問題,難以支持如此之大的投資,還有可能是企業(yè)對市場的分析之后,并不打算投資這么多金額。從另一個角度分析,設(shè)備能力的提升會有很大的局限性,單純地從提升設(shè)備能力來考慮改善生產(chǎn)系統(tǒng),頗有難度。與其去“組合設(shè)備”,不如轉(zhuǎn)向“設(shè)備組合”。目前,國家制造業(yè)仍停留在轉(zhuǎn)型和升級的重要時期,想要提高我國制造業(yè),不僅需要增加我國制造業(yè)整體的科技含量,提高產(chǎn)品附屬值,而且要在提升我國制造業(yè)方面給予更加充分的重視。柔性制造是適應(yīng)全球競爭極為重要的制造技術(shù)與理念。唯有提高我國制造業(yè)的柔性制造技術(shù)水平,掌握先進的柔性制造理念,才能我國制造業(yè)水平更上一層樓,擴大優(yōu)勢,增強客戶的適應(yīng)能力,要在全球制造業(yè)中占據(jù)有利地位。本文要介紹柔性制造的相關(guān)概念與要求,分析了柔性制造在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用,探究了與傳統(tǒng)制造業(yè)的利弊,與此同時,還點明了我國柔性制造技術(shù)發(fā)展的要領(lǐng)與方向,很有必要借鑒它國制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗。解決這個問題已經(jīng)迫在眉睫了,要在設(shè)備能力和柔性之間尋找一個平衡點。也就是要將設(shè)備功能進行若干次組合與分割,再根據(jù)單一或較少功能”設(shè)備組合”,來代替所謂的“組合設(shè)備”,從而減少生產(chǎn)工序中設(shè)備參與的分量,將原來分化在設(shè)備中的轉(zhuǎn)換成本,以及效率轉(zhuǎn)移到了企業(yè)內(nèi)部,再通過人與設(shè)備的簡單調(diào)整配合來實現(xiàn)。通過這樣的轉(zhuǎn)換,使整體的生產(chǎn)過程中可控制和自我調(diào)整的環(huán)節(jié)大大得到改善,實際上等價于生產(chǎn)系統(tǒng)的整體柔性的飛躍。.柔性制造技術(shù)的基本概念柔性制造技術(shù)硬性是指不能改變的,不具靈活性;與之相對,機械制造領(lǐng)域的柔性,是指機械制造系統(tǒng)隨生產(chǎn)環(huán)境變化保持穩(wěn)定工作的能力,主要與系統(tǒng)方案、操作人員和設(shè)備配置有關(guān)。簡而言之,沒有固定的工序和工藝節(jié)拍,去適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)方式就是“柔性”的基本體現(xiàn)。一般把柔性制造技術(shù)認為是可以隨市場需求變化,迅速對產(chǎn)品種類或者生產(chǎn)方式做出相應(yīng)調(diào)整的一種現(xiàn)代化制造技術(shù)。這種柔性制造系統(tǒng)要具有許多方面的“柔性”。必須要具有運行柔性、產(chǎn)品柔性、批量柔性、工序柔性、擴展柔性、設(shè)備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)柔性。毫無疑問,柔性制造技術(shù)已經(jīng)是當今世界制造業(yè)自動化技術(shù)發(fā)展方向的前列,為未來制造業(yè)繪制了一個宏偉藍圖,這將成為21世紀制造業(yè)的主要生產(chǎn)方式。柔性制造設(shè)備的劃分柔性制造設(shè)備必須依賴以數(shù)控機床,才能實現(xiàn)自動輸送物料的存儲系統(tǒng),通過計算機技術(shù)來控制并監(jiān)控各個部件的運行,使得加工過程實現(xiàn)自動化的設(shè)備。許多時候只需更改關(guān)軟件或者程序和少量夾具,即可輕松達到對不同品種工件加工的目的。依據(jù)系統(tǒng)的功能特征和規(guī)模大小,柔性制造設(shè)備一般分為四個類型:1.2.1柔性制造單元柔性制造單元(FMC--FlexibleManufacturingCell):一般是由一臺或多臺數(shù)控機床或者加工中心構(gòu)成的加工單元。各部分之間是通過小規(guī)模的工件自動輸送裝置來保證連接的,利用計算機來實現(xiàn)生產(chǎn)的控制和管理。組合的機床在工藝能力上可相互補充,也可混合加工不同類別的零件,要具備單元層與設(shè)備層上的計算機雙重控制,對外具有多個接口,可以構(gòu)成簡單的柔性制造系統(tǒng)。這個單元能根據(jù)加工的需要自動裝卸工件、更換刀具、檢測工件加工的精度和刀具磨損情況,進行有限次數(shù)工序的連續(xù)加工,適于中小型的批量生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)(FMS--FlexibleManufacturingSystem):一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設(shè)備,是由計算機信息控制系統(tǒng)、物料自動儲運系統(tǒng)有機組合的整體,包括多個柔性制造單元,能夠根據(jù)制造任務(wù)或者生產(chǎn)環(huán)境的變化,及時進行調(diào)整,適用多品種、中小批量生產(chǎn),具備加工制造以及部分生產(chǎn)管理功能,能實現(xiàn)無人化操作。雖然FMS勺規(guī)模差異較大,功能不一樣,但都包含3個基本部分,即加工、物流、信息流這三個子系統(tǒng)。在這個基礎(chǔ)上,能夠根據(jù)具體加工需求選擇不同的輔助工具,例如,監(jiān)控工作站。FMS勺組成如下圖組成名稱作用組成內(nèi)容加工系統(tǒng)FMS勺主體部分,用于加工零件加工單元是指有自動換刀和換工件功能的數(shù)控機床物流系統(tǒng)向加工單元及輔助系統(tǒng)運送工件、刀具、工具、等由工件運送和管理系統(tǒng)組成:毛坯、半成品的存儲倉庫、工件托盤的運輸小車、夾具組件、工件、夾具裝卸系統(tǒng)、緩沖存儲系統(tǒng)交換刀具的運送裝置、刀具存儲庫、交換刀具的攜帶裝置、組裝以及預(yù)調(diào)系統(tǒng)力具刃磨信息系統(tǒng)控制FMS的運行由計算機及其通信系統(tǒng)組成輔助系統(tǒng)選件功能根據(jù)不同的需要來配置不同的輔助系統(tǒng),如在線測量系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)柔性制造線柔性制造線(FML--FlexibleManufacturingLine):是處于單一或少品種大批量非柔性自動化與中小批量的多品種FMS^間的生產(chǎn)線。采用的加工設(shè)備可以是通用的加工中心或CNCM床;還可以采用專用機床或者NC專用機床設(shè)備,對物料運送系統(tǒng)的柔性要求低于FMS但生產(chǎn)率會更高。由離散型生產(chǎn)的柔性制造系統(tǒng)與連續(xù)生產(chǎn)過程的分散型系統(tǒng)控制,其特點是實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的自動化,技術(shù)已日益成熟,迄今已進入實用階段。適合多品種生產(chǎn),之前是由專用機床組成的自動線,現(xiàn)如今改用數(shù)控機床或由數(shù)控操作的組合機床,一般是由數(shù)臺可調(diào)加工模塊,結(jié)合自動輸送裝置來連接組成生產(chǎn)線,適合用于批量加工品種數(shù)較少的不同工件。柔性生產(chǎn)線適宜年產(chǎn)量在1000?100,000件間的中小型批量生產(chǎn)。柔性制造網(wǎng)絡(luò)柔性制造網(wǎng)絡(luò)(FMI--FlexibleManufacturingInternet):由若干柔性制造線組成,分工明細,產(chǎn)品豐富多樣。適用于大工廠,批量多種產(chǎn)品,提高效率,充分利用余料。.柔性制造技術(shù)的特點柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點利用柔性制造技術(shù)在制造業(yè)上可以獲得非常明顯的優(yōu)勢,主要體現(xiàn)在:(1)生產(chǎn)具有柔性,可以滿足生產(chǎn)變化的需求,即使市場需求或設(shè)計突發(fā)變故,只要在FMS勺設(shè)計承受能力之內(nèi),就不需要去改變系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),系統(tǒng)具備制造不同產(chǎn)品的柔性。對臨時需要替換的零件能隨時混合生產(chǎn),不影響FMS正常生產(chǎn),使得生產(chǎn)任務(wù)正常進行。(2)產(chǎn)品質(zhì)量高,F(xiàn)MS減少了卡具、夾具的使用次數(shù),還有機床的數(shù)量,能保證卡具與機床匹配相當?shù)奈呛?,從而確保了零件的一致性與產(chǎn)品的質(zhì)量。還能自動檢測設(shè)備和自動補償裝置并及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,在短時間內(nèi)采取與之相應(yīng)有效措施,保證產(chǎn)品的優(yōu)良性。(3)設(shè)備利用率高,由于采用計算機對生產(chǎn)運行的調(diào)度,一旦有機床空閑著,計算機就立刻給機床重新分配加工任務(wù)。最有代表性的就是,采用了柔性制造系統(tǒng)中的一組機床所獲得的生產(chǎn)量會是單機操作情況下相同數(shù)量機床下生產(chǎn)數(shù)量的3倍,避免了設(shè)備累贅,精簡了系統(tǒng)。(4)減少生產(chǎn)周期,由于零件集中在加工中心,從而減少了機床數(shù)量和零件的裝卡次數(shù)。利用計算機對其進行有效的調(diào)整,減少了周轉(zhuǎn)時間,任務(wù)提前完成。(5)加工成本低,F(xiàn)MS的批量生產(chǎn)能在相當大的范圍內(nèi)變化,生產(chǎn)成本才是最低的。除非一次性投資高,其它各項指標都明顯優(yōu)于常規(guī)方案。(6)具備持續(xù)生產(chǎn)能力,只要柔性制造系統(tǒng)中的一臺或多臺機床出現(xiàn)故障,計算機就繞過出現(xiàn)故障的機床,使得設(shè)備繼續(xù)正常生產(chǎn)柔性制造系統(tǒng)的缺點(1)系統(tǒng)成本高,投資回收周期長;(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,相對操作難度大;(3)系統(tǒng)集成度高,部件相互依賴高可靠性降低。.柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)控機床數(shù)控技術(shù)作為柔性制造系統(tǒng),和計算機集成制造系統(tǒng)CIMS的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一,數(shù)控技術(shù)是機械制造業(yè)最新的發(fā)展趨勢。對現(xiàn)代工業(yè)制造而言,市場要求要在盡可能短的時間內(nèi)完成新成品的研發(fā)和生產(chǎn),為客戶提供更精準的工件,利用數(shù)控加工還有計算機輔助制造等新技術(shù)的融合,使加工技術(shù)進入以數(shù)控技術(shù)和計算機輔助制造為主的新階段。自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展促進了數(shù)控技術(shù)由傳統(tǒng)硬件數(shù)控到計算機數(shù)控的完美過渡,數(shù)控技術(shù)在柔性制造技術(shù)中發(fā)揮了巨大的作用。引入CAM/CAD等計算機系統(tǒng),實施自動化加工,在加工的過程中,少了人的額外干預(yù)。由數(shù)控機床的組成結(jié)構(gòu)可知,任何一個環(huán)節(jié)都與自動控制技術(shù)緊密聯(lián)系。計算機技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)柔性制造,計算機是自動化設(shè)計的必要技術(shù),可以說沒有計算機就沒有自動化。在擁有計算機的條件下,我們可以更加容易按我們的開發(fā)計劃設(shè)計出不同的模塊,實現(xiàn)柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)甚至柔性制造網(wǎng)絡(luò)。另外,柔性制造技術(shù)中往往還要用到機器人,這時候就不可能少了計算機技術(shù)的運用。產(chǎn)品制造過程中信息的投入,已經(jīng)成為決定產(chǎn)品成本的重要因素,制造過程的本質(zhì)是在制造過程中對各種信息的收集、輸入、加工和處理過程,最終以產(chǎn)品的形式表達,而這些技術(shù)就是通過計算機技術(shù)來實現(xiàn)的,因此,計算機技術(shù)的應(yīng)用不可缺少。目前機械企業(yè)的自動化程度還不夠高,要想完全控制信息依然難以實現(xiàn),但是,由淺入深,在計算機技術(shù)上可以尋求突破口。傳感器的應(yīng)用傳感器是實現(xiàn)智能化必不可少的設(shè)備,在柔性制造系統(tǒng)工作時,系統(tǒng)要根據(jù)工作條件的變化做出調(diào)整,然而,最有效檢測系統(tǒng)內(nèi)部變化并在第一時間做出相應(yīng)反應(yīng)的也只有傳感器可以做到。隨著科技的發(fā)展,傳感器技術(shù)依然不是非常成熟,要想滿足柔性制造技術(shù)的需求,就必須充分利用傳感器的特性,設(shè)計出合理的方案,實現(xiàn)智能化,這是至關(guān)重要的工作人員素質(zhì)的提高柔性制造技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是設(shè)備的柔性,也包含了操作人員在內(nèi)的柔性。操作人員必須確保加工任務(wù)、完成數(shù)量和加工時間要求的適應(yīng)能力。技術(shù)人員還要具備設(shè)計系統(tǒng)方案和組織應(yīng)變的能力,要想在現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)條件上,提高柔性技術(shù)可改進的可能性,并通過計算驗證結(jié)果的合理性,找出合適的柔性技術(shù)突破點,最大化滿足生產(chǎn)效率的需求。企業(yè)管理層也要提高柔性技術(shù)的應(yīng)用意識,從全局考慮柔性技術(shù)的可行性和必要性。信號處理技術(shù)要完美解決系統(tǒng)與各部件產(chǎn)品的聯(lián)系,就要處理好它們之間的信息傳遞,為此出現(xiàn)了兩種重要的技術(shù):一是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN),這是通過模擬生物的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),可對信息進行加工處理。ANN也是一種人工的智能工具,可預(yù)測在自動控制領(lǐng)域,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久便會并列在系統(tǒng)與模糊控制系統(tǒng)中,作為現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中的重要一員。二是模糊數(shù)學,主要靠模糊控制器完成。近年來研發(fā)出的高性能模糊處理控制器具有智能自動學習功能,可在控制過程不斷搜集新的信息的同時自動對控制作出相應(yīng)調(diào)整,能讓系統(tǒng)性能極大提高,特別是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學方式引起了人們很大的關(guān)注。.柔性制造技術(shù)的應(yīng)用包裝機械行業(yè)人們對產(chǎn)品的外觀要求也隨著生活水平的改善而有所提高,包裝行業(yè)漸漸的趨于工業(yè)化,包裝行業(yè)要實現(xiàn)規(guī)?;c多樣化,而且個性化的需求更加緊迫,從而加劇了包裝市場的競爭,想要降低生產(chǎn)的成本,包裝企業(yè)更加偏向于考慮建設(shè)柔性化的生產(chǎn)線,若要實現(xiàn)企業(yè)柔性化制造,必不可少的是高效的伺服控制系統(tǒng)。在整個包裝生產(chǎn)線的發(fā)展過程中,控制產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)揮的作用與日俱增。為了使生產(chǎn)目標更高速、更柔性化的發(fā)展,先前由設(shè)備機械完成的功能,現(xiàn)在趨向于由伺服系統(tǒng)去實現(xiàn)。例如,電子齒輪和凸輪取代機械齒輪和凸輪,各軸之間不必機械連接的高精度同步進行。因而,包裝生產(chǎn)線不僅要利用聯(lián)鎖控制,還要快速高精度的伺服控制系統(tǒng)。要同時滿足以上功能的高度集成控制器或者系統(tǒng),來將獨立的PLC與獨立伺服控制器通過控制方案來編程、調(diào)試和維護等各方面都會為用戶帶來更多好處??傮w上來說,柔性化的發(fā)展思路,使得包裝機械市場出現(xiàn)了多次變革,加快了創(chuàng)新思維的商業(yè)化,使包裝機械的潛能發(fā)揮的更加充分,達到空前的水平,為我國躋身世界行列成為“創(chuàng)造大國”打下了堅實的基礎(chǔ)。在汽車工業(yè)中的應(yīng)用汽車工業(yè)的發(fā)展迅猛,國內(nèi)汽車企業(yè)的實力也有所增強,隨著國外公司的大規(guī)模進入和生產(chǎn)裝備的引進,汽車零部件加工在向柔性制造的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。柔性制造技術(shù)帶來的高度靈活性,使其保持高生產(chǎn)率的同時還可以生產(chǎn)不同種類的工件。柔性制造FM"產(chǎn)線在汽車零部件生產(chǎn)中運行管理和提升效率非常顯著。以汽車生產(chǎn)缸體、軸承蓋、缸蓋的加工為例子,傳統(tǒng)工藝需要的總工序步驟是64道,但采用FMS系統(tǒng)所需總工序數(shù)僅僅是12道,僅需要一臺成套加工單元就能完成發(fā)動機缸體缸蓋和軸承蓋的全部加工工序。因此,F(xiàn)MSX序高度集成,縮減設(shè)備投入,設(shè)備模塊化,提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。另外還可根據(jù)市場的需求改變配置設(shè)備,具備非常高的靈活性,可迅速對應(yīng)市場動向。假如市場迅速發(fā)展,利用FMSS效生產(chǎn),能夠提高市場占有率,也可根據(jù)市場動向進行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型,不生產(chǎn)多余的庫存,以改善資金周轉(zhuǎn)狀況。隨著各類先進加工技術(shù)的相繼問世,柔性制造技術(shù)本身也在不斷完善和提高。FM鄒來了加工的高度靈活性,其開放式結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)技術(shù)的模塊化,以及加工中心切削速度和精度進一步提高,為汽車制造業(yè)贏得了更好的效益,在未來汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用將會越來越廣泛在鉞金行業(yè)上的應(yīng)用迄今為止鉞金仍然沒有一個完整的定義,可以從國外研究資料獲得相關(guān)介紹,簡單來說:鉞金可以理解為一種對金屬薄板綜合性的冷加工工藝。鉞金具有重量輕、強度高、導電(能夠用于電磁屏蔽)、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性能好等優(yōu)點。由于柔性制造技術(shù)的出現(xiàn),使得鉞金技術(shù)日益成熟,增加了鉞金在現(xiàn)實生活中的運用。在電子電器、通信技術(shù)、交通工具、裝飾用品、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,基于鉞金加工的柔性制造技術(shù)是在綜合考慮產(chǎn)品加工需求范圍的前提下,通過對鉞金加工設(shè)備的開發(fā)或組合,從而建立一套能夠既兼顧加工能力,又能滿足生產(chǎn)需求的生產(chǎn)線。隨著CN跋術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機、數(shù)控折彎機等應(yīng)運而生。然而這些設(shè)備雖然對于單一工序而言,設(shè)備的加工柔性大大提高,但是這些設(shè)備僅僅屬于柔性制造單元范疇,工序與工序之間的加工還是要通過人工來調(diào)度。時至今天,數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機、數(shù)控折彎機等設(shè)備還是作為鉞金生產(chǎn)的主要設(shè)備來使用,而我國對以上設(shè)備的開發(fā)還是更多的借鑒外國的經(jīng)驗,對于鉞金柔性制造技術(shù)的研究幾近空白?;跊_剪復(fù)合加工技術(shù)和快速換模的多邊折彎技術(shù)的設(shè)備,從而使鉞金的加工過程真正意義上實現(xiàn)柔性加mo過去這些設(shè)備獨立為個體對工藝進行單獨加工,設(shè)備的加工能力業(yè)比較單一,加工方法簡單,范圍也有限,若要變更加工能力,只能更換模具、調(diào)換新的6機床或調(diào)整機床參數(shù)來實現(xiàn)。而且傳統(tǒng)的鉞金加工更多的是勞動密集型加工,對操作者的依賴程度過高,鉞金柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)可以有效地解決上述問題5柔性制造技術(shù)的發(fā)展柔性制造技術(shù)誕生的背景隨著人類科學技術(shù)的進步,我們對產(chǎn)品的性能和功能的要求都越來越高,大大縮短了產(chǎn)品更新?lián)Q代的時間,產(chǎn)品的復(fù)雜程度也被迫增高,傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式開始淘汰。這種挑戰(zhàn)不僅對中小企業(yè)構(gòu)成了威脅,而且給國有大中型企業(yè)帶來了麻煩。這是因為,傳統(tǒng)大批量生產(chǎn)方式下,柔性與生產(chǎn)率之間存在很大的矛盾。本世紀初,也就是工業(yè)化形成的初期,國際市場對產(chǎn)品有很大夠的需要。這個時期的特點是,產(chǎn)品品種單一,生命周期長,產(chǎn)品數(shù)量卻迅速增加,各類產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售往往是由少數(shù)企業(yè)控制。這推動了制造企業(yè)采用自動機或自動生產(chǎn)線提高生產(chǎn)效率。20世紀60年代后,全球市場發(fā)生了劇烈的變化,對許多產(chǎn)品的需求趨于飽合趨勢,在這合和的市場中,制造企業(yè)不得不面臨激烈的競爭。公司為了贏得競爭務(wù)必按照用戶的要求開發(fā)出合理的新產(chǎn)品。分析這個時期市場的變化,可以歸納出以下特點:眾所周知,只有生產(chǎn)品種單一、大批量、專用設(shè)備、工藝穩(wěn)定、效率高,才能實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效益;相反,多品種、小批量的生產(chǎn),設(shè)備的專用性要求低,在相似情況下的加工,頻繁的調(diào)動工夾具,工藝穩(wěn)定難度必然增大,生產(chǎn)效率勢必降低。想要提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量的重大前提下,很有必要縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品的成本,最終使中小型批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)能夠相提并論,柔性自動化系統(tǒng)便產(chǎn)生了。柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)1954年世界第一臺數(shù)字控制銃床誕生在麻省理工學院,七十年代初期柔性制造開始進入實際生產(chǎn)的階段,CAD技術(shù)就被公眾推薦為改善單件小批量的有力途徑。只花了四十年的時間,就發(fā)展的非常迅速了。最初是在控制元件領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新,之后晶體管、集成電路的出現(xiàn),也只是用了二十年就發(fā)生了四次翻天覆地的變化。另一方面,機床自身也在其機械結(jié)構(gòu)和功能上有了進展,各種絲杠、導軌、軸承的應(yīng)用,企業(yè)加工中心的崛起,都給機床的結(jié)構(gòu)帶來了極大的變化。另外伺服系統(tǒng)也從步進式、直流伺服發(fā)展到了交流伺服,工程控制理論領(lǐng)域也有了極大進步。1970年之后便出現(xiàn)了計算機數(shù)控技術(shù)CNC促進了計算機軟件的發(fā)展。傳統(tǒng)的硬件數(shù)控系統(tǒng)需要不斷調(diào)整或者增加一些功能,從而要重新進行結(jié)構(gòu)上的設(shè)計,但是CNCS統(tǒng)只需對軟件稍作修改,即可適應(yīng)一種全新的要求。工業(yè)機器人與自動上下料機構(gòu)、交換工作臺的出現(xiàn),自動換刀設(shè)備也有了很大的突破,誕生了更高自動化程度的柔性制造單元,即FMC隨著自動編程技術(shù)和計算機信息技術(shù)的發(fā)展,推動了利用一臺大型計算機去控制數(shù)臺機床的大趨勢,或者由中央計算機控制數(shù)臺CNCM床的計算機集成控制系統(tǒng),即所謂的DNC1970年后,計算機輔助管理物料的自動搬運,刀具管理系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展以及CA?CAMi術(shù)的成熟,出現(xiàn)了系統(tǒng)化程度更高、規(guī)模更大的柔性制造系統(tǒng),也就是FMS這幾十年來,早起單臺數(shù)控機床逐漸發(fā)展為加工中心,進一步成為柔性制造單元,甚至柔性生產(chǎn)線,這使柔性自動化制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展發(fā)展柔性制造技術(shù)的條件(1)工程主管者。想發(fā)展FMT(即發(fā)展柔性制造技術(shù))要任命一位在企業(yè)頗有權(quán)威的工程主管。該主管者要具備落實政策的能力。(2)上級主管部門與領(lǐng)導的共同支持。在企業(yè)中,若要成功應(yīng)用FMT上級主管和領(lǐng)導的支持起著關(guān)鍵性的作用,他們立場是否堅定,關(guān)系到是否能縮短實施周期和回收期的減少。(3)自動化應(yīng)用經(jīng)驗。應(yīng)用自動化技術(shù)對于成功應(yīng)用FMS1至關(guān)重要,也是一種積累經(jīng)驗的過程,很有借鑒意義。(4)技術(shù)培訓。企業(yè)應(yīng)用FMTt必要建立一支屬于自己的精通自動化知識的專業(yè)隊伍,因而,對培訓相關(guān)人員進行培訓也有幫助。(5)供應(yīng)商。發(fā)展FMT爭取軟、硬件供應(yīng)商的技術(shù)支持也很重要,縱使技術(shù)水平高,應(yīng)用經(jīng)驗豐富的用戶,也少不了這種支持。6.柔性制造技術(shù)的未來趨勢柔性制造技術(shù)已經(jīng)成為了當前世界制造技術(shù)自動化發(fā)展的前沿,運用FMS所帶來技術(shù)經(jīng)濟效果數(shù)不勝數(shù),例如:能夠根據(jù)裝配要求,在最短時間內(nèi)規(guī)劃好所需零件的加工方式,達到及時生產(chǎn)的目的,來減少原材料所需的庫存量,以及相流動資金的多少,加快生產(chǎn)速度;大大提升設(shè)備的利用率,盡可能的減少設(shè)備數(shù)量和縮小廠房面積;精簡勞動力,更加容易實現(xiàn)“無人化生產(chǎn)”。在不久后FMS等會成為機械制造的主要技術(shù)。國內(nèi)外柔性技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀迄今為止,全球已有大量的柔性制造系統(tǒng)進入了實際應(yīng)用階段,僅僅在日本就有330套非常完善的柔性制造設(shè)備。全球以柔性制造技術(shù)生產(chǎn)的成品已經(jīng)達到了所有生產(chǎn)的78%以上,這個占有率還在不斷上升。柔性制造技術(shù)把自動化技術(shù)、制作加工技術(shù)、信息技術(shù)都集于一家,把傳統(tǒng)工廠中原本孤立的工程設(shè)計、制造、經(jīng)營與管理等過程,利用計算機技術(shù),來形成一個覆蓋企業(yè)的有機系統(tǒng)。能滿足多品種、批量小的生產(chǎn)需求,并且能迅速擴大生產(chǎn)量,產(chǎn)來那個與質(zhì)量都極大提柔性制造技術(shù)仍將迅速發(fā)展柔性制造技術(shù)在1980年后就開始進入實踐階段,水平也相對成熟。解決多品種、小批量生產(chǎn)過程中也有明顯的經(jīng)濟效益,因而隨全球競爭的加劇,不管發(fā)展中國家還是發(fā)達國家,都引起了極大的關(guān)注。當下計算機集成制造技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)(CIMS)的逐漸成為制造業(yè)的焦點,許多專家預(yù)言CIMS將會成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。柔性制造系統(tǒng)作為計算機集成制造技術(shù)的重要組成部分,勢必會跟隨CIMS高速發(fā)展。未來將會向著高效化、柔性化和高精化的方向發(fā)展,還會在復(fù)合化、可重構(gòu)化和網(wǎng)絡(luò)化三個主要方向取得新的進展。發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元隨著信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展,不僅推動了制造業(yè)的發(fā)展,還使得構(gòu)建制造業(yè)數(shù)字化時代的提前到來。數(shù)控機床作為主要的制造設(shè)備,積極地向數(shù)字化制造方向蛻變,成為快速執(zhí)行、信息集成度高的制造單元,讓我們拭目以待吧。網(wǎng)絡(luò)化將會成為主要的發(fā)展方向,通過網(wǎng)絡(luò)化,可以占據(jù)很多優(yōu)良特點,包括:柔性化、信息化、智能化、自動化等。當前,全球許多機床和數(shù)控系統(tǒng)制造中心正在以網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造為主體,開發(fā)與之對應(yīng)的制造單元,將會使加工中心的ERRPDMF口CAD/CAPP/CAM加工信息集成化更加容易,進一步通過與客戶關(guān)系管理與應(yīng)鏈管理的聯(lián)系立馬做出智能化決策,開始執(zhí)行并行工程和可視化監(jiān)控等程序來提高機床的利用率,實現(xiàn)更高效的柔性生產(chǎn)。最近提出的敏捷制造技術(shù),將促使柔性制造技術(shù)發(fā)展到一個新的平臺。跟隨因特網(wǎng)的發(fā)展,就能將完全不同的工
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