浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势资料

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本科毕业论文(设计)题目浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势

学院理工学院

专业机械设计制造及其自动化

年级xxx 级

学号xxxxxxxx

姓名xx

指导教师xx

成绩

20xx年 xx 月 xx 日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

ABSTRACT (1)

KEY WORDS (1)

引言 (2)

1.柔性制造系统的产生背景 (2)

2.柔性制造系统的定义及组成 (3)

2.1柔性制造系统的定义 (3)

2.2柔性制造系统的组成 (3)

2.2.1加工系统 (4)

2.2.2运储系统 (4)

2.2.3刀具的运储设备 (5)

2.2.4 柔性制造系统的控制与管理系统 (5)

2.3 柔性制造系统的特点 (6)

3 柔性制造系统的发展 (6)

3.1国外的发展 (6)

3.2国内的发展 (8)

4 柔性制造系统的趋势 (9)

4.1 向小型化、单元化方向发展 (9)

4.2 向模块化、集成化方向发展 (10)

4.3 单项技术性能与系统性能不断提高 (10)

4.4 重视人的因素 (10)

4.5 应用范围逐步扩大 (10)

5 结论 (11)

参考文献 (12)

致谢 (13)

浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势

摘要:市场竞争和客户的个性化需求使现代的制造业中多品种,中、小批量生产所占的比重越来越大。柔性制造系统正是为适应这种新的市场环境而发展起来的。本文主要阐述了柔性制造系统的概念,发展历史,系统组成,分析了柔性制造系统的应用现状,使人们能认识柔性制造系统、了解柔性制造系统,知道柔性制造系统的现状和目前柔性制造系统自身的一些不足,让柔性制造系统的发展得到人们的重视,从而让更多的人来关注柔性制造系统。

关键词:柔性系统;发展;组成;发展现状

Abstract:Market competition and personalized customer demand so that modern

manufacturing industry in many varieties, small batch production, in the proportion of the growing. Flexible manufacturing system is to adapt to the new market environment and the development of. This article mainly elaborated the flexible manufacturing system concept, development history, system composition, analysis of the flexible manufacturing system's application present situation, so that people can know about the flexible manufacturing system, flexible manufacturing system FMS, know the present situation and the flexible manufacturing system of the limitation, make development of flexible manufacturing systems to get people's attention, and allow more people to pay attention to flexible manufacturing system.

Key words:flexible system; development; composition; development status

引言

20世纪60年代以来,随着生活水平的提高,用户对产品的需求向着多样化、新颖化的方向发展,传统的适用于大批量生产的自动线生产方式已不能满足企业的要求,企业必须寻找新的生产技术以适应多品种、中小批量的市场需求。同时,计算机数控(CN)、计算机直接控制(又称群控)(DNC)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助设计(CAD)、成组技术(GT)、计算机辅助工艺规程(CAPP)、工业机器人技术(ROBOT)等新技术的出现也为柔性制造系统奠定了基础,在这种情况下,柔性制造技术应运而生。柔性制造系统作为一种新的制造技术,在零件加工业以及与加工和装配相关的领域都得到了广泛的应用。目前,柔性制造技术的使用越来越普遍,人们也越来越关注它。

1.柔性制造系统的产生背景

制造业的发展,应满足提高生产率、降低成本、提高产品性能的要求,经过纯手工加工到全自动生产的过程,并在不断完善和提高。

避开手工加工,对于大批量、少品种的生产,自动化流水线在制造业的发展史上占重要地位,它有整套连贯的制造设备和物流设备,相对稳定的加工工艺,固定的生产节拍。自动化流水线的自动化是刚性的,即刚性自动化(Fixed Amomation),一套自动化流水线只生产一种产品,要改变生产品种非常困难和昂贵。

但随着科学技术的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。这种挑战不仅对中小企业形成了威胁,而且也困扰着大中型企业。因为,在大批量生产方式中,柔性和生产率是相互矛盾的。众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工

业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。

1950年,美国MIT诞生了第一台三坐标数控铣床以后,机电一体化及数控(NC)的概念出现了。机电一体化技术进一步发展,出现了计算机数控(CN)、计算机直接控制(又称群控)(DNC)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助设计(CAD)、成组技术(GT)、计算机辅助工艺规程(CAPP)、工业机器人技术(ROBOT)等新技术。为柔性制造系统的发展奠定良好的基础。

2.柔性制造系统的定义及组成

2.1柔性制造系统的定义

柔性制造系统至今仍未有统一、明确、公认的定义,不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法,所强调的关键特征也各有差异。所以,确切地定义柔性制造系统要比具体地描述一个柔性制造系统困难得多。

美国国家标准局定义柔性制造系统为:由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自动换刀装置的加工中心机床)组成,传输装置把工件放在托盘或其他联接装置上送到各加工设备,加工设备和传输系统在中央计算机控制下,使工件加工准确、迅速和自动化。柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。

日本国际贸易与工业部定义柔性制造系统为:由2台或更多NC机床组成的系统,这些机床与自动物料管理设备一一连接,在计算机或类似设备控制下完成自动加工或处理操作,从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。

中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇编》中,定义柔性制造系统为:将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产型的柔性化系统。柔性制造系统包括:(1)机械加工中心等加工作业机床;(2)加工对象的辅助作业工业机器人和托盘;(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车;(4)存贮工件的自动仓库;(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。

2.2柔性制造系统的组成

2.2.1加工系统

柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。无论采用何种加工系统,纳入柔性制造系统运行的加工机床应当是可靠的、自动化的、高效率的,加工设备加工系统是柔性制造系统最基本的组成部分,也是柔性制造系统中耗资最多的部分,柔性制造系统的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系统所决定的。应满足如下性能要求:

(1)工序集中:减轻柔性制造系统物流的负担,保证柔性制造系统的加工质量。

(2)控制功能强、扩展性好:方便系统的调整和扩展,减轻网络通讯和上级控制器的负担。

(3)高刚度、高精度、高速度:使加工出来的零件质量更高,生产效率提高。

(4)自保护和自维护性好:能及时的发现故障和预警,使系统得到保护,从而提高使用时间。

(5)使用经济性好:回收导轨油、断排屑处理快速、彻底,以延长刀具使用寿命,节省运行成本,也能保证系统长期安全、稳定、有效的工作。

(6)对环境的适应性与保护性好:能加大使用的范围,使其得到普遍的应用,自我保护性好,能保证良好的运行环境。

2.2.2运储系统

物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,而这项工作占据了加工的大部分时间,合理的选择物料运储系统,可以大大的减少物料的运送时间,提高整个制造系统的柔性和效率,柔性制造系统工件运储系统的组成部分:

(1)工件装卸站:设在柔性制造系统的入口处,由人工对毛坯和已加工好的零件进行装卸。

(2)托盘缓冲站:它是一种代加工零件的中间存储装置,对物料起着缓冲作用,一般设置在机床附近,呈直线或环形。

(3)自动化仓库:柔性制造系统的自动化仓库一般采用多层立体布局结构形式。由计算机控制,服从柔性制造系统的命令和调度。一般由货架,堆垛机和计算机管理系统组成。

(4)物料运载装置:他负责工件与其他物料的运送任务,担负物料在各机床加工机床,自动化仓库和托盘缓冲站之间的搬送和输送作业。常见的物料运载装置有传送带、自动运输小车、搬运机器人等。

2.2.3刀具的运储设备

刀具管理系统主要负责刀具的运输、存储和管理,适时地向加工单元提供所需的刀具,监控管理刀具的使用,及时取走已报废或耐用度已耗尽的刀具,在保证正常生产的同时,最大程度地降低刀具的成本,刀具管理系统的功能和柔性程度直接影响到整个柔性制造系统的柔性和生产率。通常由刀库系统、刀具预调站、刀具装卸站、刀具交换装置以及管理控制刀具流的计算机组成。

2.2.4 柔性制造系统的控制与管理系统

通常采用递阶控制的结构形式,即通过对系统的控制功能进行正确、合理地分解,划分成若干层次,各层次分别进行独立处理,完成各自的功能,层与层之间在网络和数据库的支持下,保持信息交换,上层向下层发送命令,下层向上层回送命令的执行结果。

通过信息联系,构成完整的系统,以减少全局控制的难度和控制软件开发的难度。

系统的特点:每层的信息流都是双向流动的,向下可下达控制指令,分配控制任务,监控下层的作业过程;向上可反馈控制状态,报告现场生产数据。

在控制的实时性和处理信息量方面,各层控制计算机是有所区别的:愈往底层,其控制的实时性要求愈高,而处理的信息量则愈小;愈到上层,其处理信息量愈大,而对实时性要求则愈小。

2.3 柔性制造系统的特点

柔性制造系统经过40多年的发展,柔性和自动化是其最大特点,柔性主要包含以下7个方面:

(1)设备柔性系统中的加工设备具有适应加工对象变化的能力。其衡量指标是当加工对象的类、族、品种变化时,加工设备所需刀、夹、辅具的准备和更换时间;硬、软件的交换与调整时间;加工程序的准备与调校时间等。

(2)工艺柔性系统能以多种方法加工某一族工件的能力。工艺柔性也称加工柔性或混流柔性,其衡量指标是系统不采用成批生产方式而同时加工的工件品种数。

(3)产品柔性系统能经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。产品柔性也称反应柔性。衡量产品柔性的指标是系统从加工一族工件转向加工另一族工件时所需的时间。

(4)工序柔性系统改变每种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实时方式进行工艺决策和现场调度的水平。

(5)运行柔性系统处理其局部故障并维持继续生产原定工件的能力,其衡量指标是系统发生故障时生产率下降程度或处理故障所需的时间。

(6)批量柔性系统在成本核算上能适应不同批量的能力。其衡量指标是系统保持经济效益的最小运行批量。

(7)扩展柔性系统能根据生产需要方便地进行模块化组建和扩展的能力。其衡量指标是系统可扩展的规模大小和难易程度。

3 柔性制造系统的发展

3.1国外的发展

美国是最早开发柔性制造系统的国家之一,也是目前柔性制造系统研究最深入、应用最广泛的国家之一,美国目前拥有的柔性制造系统主要是从自动线演变而来的。用加工中心代替组合机床, 再加上计算机控制, 大多数用于加工非回转体零件。1981年, 美国正在运行和规划的系统中, 具有代表性的系统是由n台加工中心和两台多轴转塔主轴箱机床组成的, 采用线导式输送车实现工件流的

自动输送, 用于分批或混合加工10种不同的飞机发动机汽缸体。1982年, 美国有14套柔性制造系统在运行。据波士顿一家咨询公司统计, 1983年已增加到38套,1985年为50套, 到1990年将增加到900套,美国在柔性制造系统的投资额,1979年为7亿美元, 以后又略有下降。1982年投资达1.5亿美元,1986年又增到15亿美元, 为1982年投资额的10倍。早在1970年初美国就开始在汽车、农业、建筑部门采用柔性制造系统。最近,宇航及国防有关部门也积极采用柔性制造系统,机床供应部门虽采用柔性制造系统技术稍晚些,但正在迎头赶上。

早在1967年,英国的Molin机械公司就在世界上首先研制了“Molin系统24”,开辟了柔性制造系统发展的道路。但由于设计脱离了当时英国的工业水平,未能正式投入运行。随着柔性制造系统技术的发展,日本、联邦德国、美国等国后来居上,英国反而相形见绌。即便如此,英国的柔性制造系统仍以其历史长,技术精谌立于世界列强之林。1984年底,据有关单位估计,在一百套装置中,西欧占43%,日本占35%,美国22%。在西欧的43套柔性制造系统设备中,有22套在英国。英国现在正积极推行开发柔性制造系统的计划。1980年,英国在柔性制造系统的投资额达l亿英磅,1983年为4亿英磅, 以后逐年增加。到1990年投资额将突破10亿英磅。英国在柔性制造系统上的总投资低于美国。到1990年,英国的汽车制造业在柔性制造系统的投资额将占较大比例,接着是一般的机械工业部门、宇航部门(主要是Rolly ——Royec公司)、机床制造业、电气/电子公司,最后是建筑/农业部门。

日本的柔性制造系统的研究开发晚于英国和美国,1970年才开始装备柔性制造系统,但发展很快,应用数量迅速增长,1975年为1970年的20倍。到1983年已拥有各种柔性制造系统近63套,并广泛应用在机械加工的各个领域中。日本的柔性制造系统也与欧美一样,加工工件的主要形状是箱形体零件。据对日本运行中的54套柔性制造系统调查表明:加工箱体的为43套,占81%;加工回转体的为11套,占19%。构成柔性制造系统的机床数一般不多,大部分在10台以下,主要是加工中心和数控机床。为了适应国际市场竞争的需要, 近年来开发了各种类型的柔性制造系统。1984年在北京举办的“日本金属加工机械技术展览会”上,展出了日本在机床、电机/电器生产以及日本筑波大学实验室所使用的柔性制造系统实例。

联邦德国的柔性制造系统发展的主要特点是柔性较强,柔性制造系统的应用很少,以磨床为主的柔性制造系统的研究成果显著。在以加工种类为特征的柔性方面,联邦德国居于领先地位。世界上70%的系统用于箱形体工件的加工, 联邦德国主要研究圆形加工和轴加工,大大扩大了品种范围,提高了柔性。联邦德国是西欧柔性制造技术最先进的国家,是柔性制造系统的主要出口商,大部分是向英国出口。日本及美国的柔性制造系统在市场上尚未有影响。

目前,苏联约有60套不同柔性水平的柔性制造系统。其中50%在机床和重型机械制造部门应用,汽车制造业占15%,电力设备制造部门占10%,其余应用于化工机械,农业机械制造部门和其它行业。苏联约有40套柔性制造系统生产线用于加工回转体零件,17套用于箱体零件,其它则用来加工回转体零件的批量生产。3.2国内的发展

我国在1983~1985年间, 在国家支持下由一些单位率先进口了国内第一批柔性制造系统,其中代表性的有:湖南江麓机械厂进口德国Werner公司制造的,由两台卧式加工中心(工作台50x50mm) 和一台有轨搬运车组成的系统;郑州纺织机械厂进口德国KLOB公司的由两台龙门式立式加工中心和下台有轨搬运车组成的系统;广西柳州开关厂进口日本春田公司冲压加工系统。北京机床研究所和日本FANUC公司以合作方式建立的制造伺服电机零件的系统,由五台国产数控机床、法兰克的控制系统及日本富士电机公司的AGV搬运小车组成。

从1985年以后,我国机械制造业进入部分自行开发和部分进口的交叉发展柔性制造系统技术阶段。七五计划的机电部国家重点科技攻关项目中,明确提出建立四个系统:济南铸锻所与天水机床电器厂合作研制冲压加工系统,大连机球厂在引进英国KTM公司技术基础上研制箱体加工系统, 大连冷冻机厂和大连组合机床所合作研制加工压缩机壳体的制造系统,北京机床研究所的JCS-柔性制造系统-1直流伺服电机零件柔性制造系统。这四个系统除JCS-柔性制造系统-1系统在1988年底进行了行业总结验收以外, 其它系统都由于种种原因到90年代才陆续完成,大连冷冻机厂的系统中断执行。

1986年后国家863高技术发展计划中自动化领域的研究工作, 促进了柔性制造系统技术的发展,在80年代后期到90年代初又进口和自行开发了一些系统。其中有青海第一机床厂和上海第四机床厂的箱体加工系统;北京机床研究所用自

行开发的技术和设备,配置北京起重机械研究所提供的AGV小车,给天津减速机总厂提供一套加工减速机机座的JCS-柔性制造系统-2制造系统;CIMS工程在清华大学的试验室中建立由两台加工中心和一台车削中心、配置一台德国的AGV 小车构成的柔性制造系统;国防军工系统建立柔性制造系统专业队伍,在长春试验中心研制一套由两台台湾产加工中心和自行研制的搬运车、集中刀具库构成的试验性系统。这几年来国内一些经济实力比较雄厚的工厂,为实施CIMS集成打基础,又进口一些国外系统。如北京第一机床厂从德国WERNER公司进口的由两台lm工作台卧式加工中心及有轨搬运车组成的系统;上海第二纺织机械厂也从该公司进口一套系统;天津减速机总厂从瑞士DIXI集团的WAHLI公司进口一套由两台40x400mm工作台的卧式加工中心和一台ABB公司高架机器人组成的系统,用于加工减速机的针子壳体零件。还有一些企业正在做进口的准备工作。综上所述国内现有的柔性制造系统中,大部分是直接从国外进口,一部分是在国外单机的基础上由国内配套联成系统,或在进口单机制造技术基础上扩展成系统,只有北京机床研究所的JCS-柔性制造系统-2减速机机座系统是全部采用了国产技术。国内的西南大学工程培训中心于2008年购进了一套柔性制造系统。

4 柔性制造系统的趋势

通过近40年的努力和实践,柔性制造系统技术已臻完善,进入了实用化阶段,并已形成高科技产业。随着科学技术的飞跃进步以及生产组织与管理方式的不断更换,柔性制造系统作为一种生产手段也将不断适应新的需求、不断引入新的技术、不断向更高层次发展。

4.1 向小型化、单元化方向发展

早期的柔性制造系统强调规模,但由此产生了成本高、技术难度大、系统复杂、可靠性不好、不利于迅速推广的弱点。自90年代开始,为了让更多的中小企业采用柔性制造技术,柔性制造系统由大型复杂系统,向经济、可靠、易管理、灵活性好的小型化、单元化,即向FMC或FMM方向发展,FMC、FMM的出现得到了用户的广泛认可。

4.2 向模块化、集成化方向发展

为有利于柔性制造系统的制造厂家组织生产、减低成本,也有利于用户按需、分期、有选择性地购置系统中的设备,并逐步扩展和集成为功能更强大的系统,柔性制造系统的软、硬件都向模块化方向发展。以模块化结构(比如将FMC、FMM 作为柔性制造系统加工系统的基本模块)集成柔性制造系统、再以柔性制造系统作为制造自动化基本模块集成CIMS是一种基本趋势。

4.3 单项技术性能与系统性能不断提高

单项技术性能与系统性能不断提高,例如采用各种新技术,提高机床的加工精度、加工效率;综合利用先进的检测手段、网络、数据库和人工智能技术,提高柔性制造系统各单元及系统的自我诊断、自我排错、自我修复、自我积累、自我学习能力(如提高机床监控功能,使之具有对温度变化、振动、刀具磨破损、工件形状和表面质量的自反馈、自补偿、自适应控制能力;采用先进的控制方法和计算机平台技术,实现柔性制造系统的自协调、自重组和预报警功能等)。4.4 重视人的因素

重视人的因素,完善适应先进制造系统的组织管理体系,将人与柔性制造系统以及非柔性制造系统生产设备集成为企业综合生产系统,实现人-技术-组织的兼容和人机一体化。

4.5 应用范围逐步扩大

应用范围逐步扩大,如金属切削柔性制造系统的批量适应范围和品种适应范围正逐步扩大,例如向适合于单件生产的柔性制造系统扩展和向适合于大批量生产的柔性制造系统(即FML)扩展。另一方面,柔性制造系统由最初的金属切削加工向金属热加工、装配等整个机械制造范围发展,并迅速向电子、食品、药品、化工等各行业渗透。

因此,归纳起来,可以说柔性制造系统的应用方向将是:

(1) 加快发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型柔性制造系统,因为FMC的投资比柔性制造系统少得多而效果相仿,更适合于财力有限的中小型企业。多品种、大批量生产中应用FML的发展趋势是用价格低廉的专用数控机床代替通用的加工中心。

(2) 完善柔性制造系统的自动化功能,柔性制造系统完成的作业内容扩大,由早期单纯的机械加工型向焊接、装配、检验及板材加工乃至铸锻等综合性领域发展,另外,柔性制造系统与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合,向全盘自动化工厂方向发展。

5 结论

柔性制造系统的先进制造理念在经过了40多年的探索、实践,并辉煌一时后,遇到了一定的困难和其它先进制造模式的挑战,但在充分理解柔性制造系统后,我们会发现“柔性”无论是先进系统内部的传统柔性,还是包括生产、组织、管理、协调的整体柔性,都是现代化制造业对中、小批量、多品种产品的高效率加工和对内、外部环境变化的快速反应的需要,不具备相应柔性的制造系统在当今是难以想象的。我们应从以下几个方面加强对柔性制造系统的理解,完善柔性制造系统的实施。

(1)提高柔性制造系统自身水平特别是物流运控软件水平。柔性制造系统随着加工技术的提升,硬件上能够吸纳当今前沿的新设备、新工具,但对于软件,它还没有被提升到它应有的重视高度,在现代化制造业中,它发挥着甚至比硬件更大的作用。柔性制造系统的管理模式正是使硬件设备充分发挥效能的软件平台,它可以使加工设备与物流运储系统有机组合。

(2)借鉴其它先进的制造理念来增强柔性制造系统的生命力。计算机集成制造、敏捷制造、精良制造、智能制造、虚拟制造等都是当今先进的制造理念,我们可以通过相互借鉴、优势互补来丰富柔性制造系统的思想,发展柔性制造系统。真正理解柔性制造系统借鉴其它先进制造理念的精华,根据实际合理发挥柔性制造系统的优势,并在运用中求发展。

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致谢

本文是在指导教师强华老师的精心指导和其他老师、同学的帮助下完成的。在写作的过程中,强华老师从论文的选题到文章的结构和内容方面都给予我精心的指导。强华老师不辞辛苦的指导我如何搜集资料并对论文内容进行细致的指导。从强华老师的指导中,我学到了强华老师严谨的治学态度、平易谦和的为人态度和博学创新的思维,也学会了研究问题的思路和方法。衷心的感谢强华老师这段时间对我论文细心、认真的指导!

同时,我还要感谢在大学的班主任宋健文老师的精心栽培,所有任课教师的谆谆教诲,以及院里和校里老师在各方面给予我的帮助。我要感谢西南大学育才学院四年来所给予我润物细无声的教育,感谢老师和同学在四年中给予我的帮助,感谢父母多年来给予我的培养和鼓励,使我能顺利完成所有学业!

谨向所有关心和帮助过我的老师、同学、朋友和家人表示我最诚挚的谢意!谢谢你们!

先进制造技术名词解释及简答带答案

名词解释: 广义制造:包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一序列相互联系的生产活动。 狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。 先进制造技术(A MT):是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 制造系统:是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。 工业机器人:工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备; 柔性制造技术:是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。 柔性制造系统(F MS):由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。 绿色产品(G P):绿色产品是指在产品全生命周期内,能节约资源和能源,对生态环境无危害或少危害,且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。 高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。 制造业:是指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。 计算机集成制造(C IM):借助于以计算机为核心的信息技术,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,使企业内的各类功能得到整体优化。 计算机集成制造系统(CIMS):CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上,通过计算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成,是适合多品种、中小批量生产的系统。 广义制造自动化:产品设计、企业管理、加工过程、质量控制等产品制造全过程及各个环节综合集成自动化。 柔性:指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力,也是指制造系统能够适应产品变化的能力。 超精密切削加工:超精密切削加工主要指金刚石刀具超精密车削,主要用于加工铜、铝等非铁金属及其合金,以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料。 简答题: 1. 简述柔性、FMS 的定义?柔性制造系统( FMS )由哪几部分组成?各部分都有什么功能?简述柔性制造系统( F MS)的工作过程?柔性制造系统的特点和适用范围是什么? 答:柔性:指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力,也是指制造系统能够适应产品变化的能力。 FM S:柔性制造系统是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成,并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整,以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。 :__ _ _ __

先进制造技术论文

先进制造技术论文 学院:xxx 班级:xxx 姓名:xxx 学号:xxx 目录 ? ? ? ? ? ? ? 概述 摘要:随着我国制造业的的不断发展,先进制造技术得到越来越广泛的应用。介绍了先进制造技术和先进制造模式的内容和发展情况,从两种角度解释其结构特征和关系,并从各种不同角度展望先进制造技术和先进生产模式的发展前景及其趋势特征。 先进制造技术AMT(AdvancedManufacturingTecnology)是在传统制造的基础上,不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果,将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称,也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。 当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术,特别在生产管理技术方面。先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法,而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术,涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域,并逐步融合与集成。 可基本归纳为以下五个方面:

一、先进的工程设计技术 二、先进制造工艺技术 三、制造自动化技术 四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式 五、发展。 一、先进的工程设计技术 先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。包括CAD、CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。 (1)产品(投放市场的产品和制造产品的工艺装备(夹具、刀具、量检具等))设计现代化。以CAD为基础(造型,工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等),全面应用先进的设计方法和理念。如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析,动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等; (2)先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。在信息集成环境下,采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP,数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即CAM等。 二、先进制造工艺技术 (1)高效精密、超精密加工技术,包括精密、超精密磨削、车削,细微加工技术,纳米加工技术。超高速切削。精密加工一般指加工精度在10~μm(相当于IT5级精度和IT5级以上精度),表面粗糙度Ra值在μm以下的加工方法,如金刚车、金刚镗、研磨、珩磨、超精研、砂带磨、镜面磨削和冷压加工等。用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件加工,如精密丝杠、精密齿轮、精密蜗轮、精密导轨、精密滚动轴承等,在当前制造工业中占有极重要的地位。 超精密加工是指被加工零件的尺寸公差为~μm数量级,表面粗糙度Ra值为μm 数量级的加工方法。此外,精密加工与特种加工一般都是计算机控制的自动化加工。 (2)精密成型制造技术,包括高效、精密、洁净铸造、锻造、冲压、焊接及热处理与表面处理技术。 (3)现代特种加工技术,包括高能束流(主要是激光束、以及电子束、离子束等)加工,电解加工与电火花(成型与线切割)加工、超声波加工、高压水加工等。电火花加工(Electricaldischargemachining(EDM)电火花加工electricsparkmachining)是指在一定介质中,通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电蚀作用对工件进行的加工。能对任何导电材料加工而不受被加工材料强度和硬度的限制。可分为电火花成型加工(EDM)和电火花线切割加工(电火花线切割加工electricaldischargewire–cutting--EDW) 两大类。一般都采用CNC控制。 (4)快速成型制造(RPM).快速成形技术是在计算机控制下,基于离散堆积原理采用不同方法堆积材料最终完成零件的成型与制造的技术。从成型角度看,零件可视为“点”或“面”的叠加而成。从CAD电子模型中离散得到点、面的几何信息,再与成型工艺参数信息结合,控制材料有规律、精确地由点到面,由面到体地堆积零件。 (5)先进制造工艺发展趋势 1)采用模拟技术,优化工艺设计; 2)成形精度向近无余量方向发展; 3)成形质量向近无“缺陷”方向发展; 4)机械加工向超精密、超高速方向发展; 5)采用新型能源及复合加工,解决新型材料的加工和表面改性难题; 6)采用自动化技术,实现工艺过程的优化控制;

浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势

学校logo 本科毕业论文(设计)题目浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势 学院理工学院 专业机械设计制造及其自动化 年级xxx 级 学号xxxxxxxx 姓名xx 指导教师xx 成绩 20xx年 xx 月 xx 日

目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (1) KEY WORDS (1) 引言 (2) 1.柔性制造系统的产生背景 (2) 2.柔性制造系统的定义及组成 (3) 2.1柔性制造系统的定义 (3) 2.2柔性制造系统的组成 (3) 2.2.1加工系统 (4) 2.2.2运储系统 (4) 2.2.3刀具的运储设备 (5) 2.2.4 柔性制造系统的控制与管理系统 (5) 2.3 柔性制造系统的特点 (6) 3 柔性制造系统的发展 (6) 3.1国外的发展 (6) 3.2国内的发展 (8) 4 柔性制造系统的趋势 (9) 4.1 向小型化、单元化方向发展 (9) 4.2 向模块化、集成化方向发展 (10) 4.3 单项技术性能与系统性能不断提高 (10) 4.4 重视人的因素 (10) 4.5 应用范围逐步扩大 (10) 5 结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)

浅谈柔性制造系统的应用现状及发展趋势 摘要:市场竞争和客户的个性化需求使现代的制造业中多品种,中、小批量生产所占的比重越来越大。柔性制造系统正是为适应这种新的市场环境而发展起来的。本文主要阐述了柔性制造系统的概念,发展历史,系统组成,分析了柔性制造系统的应用现状,使人们能认识柔性制造系统、了解柔性制造系统,知道柔性制造系统的现状和目前柔性制造系统自身的一些不足,让柔性制造系统的发展得到人们的重视,从而让更多的人来关注柔性制造系统。 关键词:柔性系统;发展;组成;发展现状 Abstract:Market competition and personalized customer demand so that modern manufacturing industry in many varieties, small batch production, in the proportion of the growing. Flexible manufacturing system is to adapt to the new market environment and the development of. This article mainly elaborated the flexible manufacturing system concept, development history, system composition, analysis of the flexible manufacturing system's application present situation, so that people can know about the flexible manufacturing system, flexible manufacturing system FMS, know the present situation and the flexible manufacturing system of the limitation, make development of flexible manufacturing systems to get people's attention, and allow more people to pay attention to flexible manufacturing system. Key words:flexible system; development; composition; development status

柔性制造论文

密级: NANCHANG UNIVERSITY 期中考试论文 (2012 年) 题目柔性制造系统自动化立体仓库的管理 学院:机电工程学院系工业工程 专业班级:工业工程091班 学生姓名:贺宁学号:5400209123 任课教师:顾嘉 起讫日期:2012.4.9-2012.4.20

目录 摘要 (3) 关键字 (3) 正文 (3) 一.自动化立体仓库的构成 (3) 二.自动化立体仓库管理的最终目标 (4) 三.自动化仓库的管理 (5) 四.立体化仓库的调度 (5) 参考文献 (7)

柔性制造系统自动化立体仓库的管理 摘要:近年来,随着现代物流的高速发展,物流自动化程度逐步的提高,而自动化立体仓库是柔性制造系统的重要组成部分,研究和管理自动化立体仓库,对于推动柔性制造系统的发展和实用化进程具有重要意义.本文主要就是从自动化立体仓库结构进行分析,然后再从管理学的角度进行分析,最后再从生产调度问题上进行阐述,提出系列的柔性管理措施。关键字:柔性制造系统,立体化仓库,结构,调度问题 正文:自动化立体仓库是自动存取的一种现代仓库,它主要通过计算机控制和相关设备进行作业,现在自动化立体仓库在国内外已经得到相应的应用。 一·自动化立体仓库的构成 自动化立体仓库主要由机械和控制两部分构成。机械部分包括货架、输送部分和码垛部分等。控制部分包括传感器、条码阅读器、计算机网络通讯、数据库等。 1,机械部分 (1)货架 货架有固定式货架、通廊式货架、悬臂式货架、垂直旋转式货架、水平旋转式货架、垂直重力式货架、水平重力式货架等许多种,它们有各自的储物特点,如悬臂式货架适合于存储长条形货物等。 (2)输送部分 输送部分是货物出入库的桥梁,直接关系到仓库的性能。输送件有很多种t目前国内用得较多的是传送带、有轨小车、无轨小车、移动台车等。按价位论,移动台车最廉价,但存在行程短、效率低等缺点。 输送部分的方案选择主要考虑仓库的出入库频率和仓库的运行安全性。一般是在满足仓库出入库频率的前提下尽量选用价位低的输送方案。仓库的运行安全性是指当一部分输送链出现故障时,仍能保证仓库的正常运转。 对此,主要措施有:(1)安装备用输送链或备用小车;(2)选用出入库两端在一端出现故

柔性制造系统举例

钣材柔性制造系统应用实例 柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有两种或两种以上的加工工艺方式;一套物料存储运输系统,可以在机床和物料存储设备之间输送原辅料、工件、刀具等;运行信息的输出功能等基本特点。联合国欧经委对其定义为:由两个或两个以上的柔性加工单元构成,有自动传输系统通往工件库和刀具库,并在机床之间传送托盘、工件和工具,整个系统由计算机控制管理。 上世纪七、八十年代,钣材柔性制造系统已在国外开始应用。九十年代初,济南铸造锻压机械研究所设计开发出我国第一台以数控转塔冲床和数控直角剪床为主机的钣材柔性制造系统,并在天水长城开关厂运行至今,取得了很好的经济效益。在去年底德国汉诺威举行的第18届国际钣金加工技术展览会上,国外着名的钣金加工设备制造商如德国TRUMPF、意大利SALVAGNINI、芬兰FINN-POWER、日本AMADA等,均展出了其最先进的代表不同技术特点的钣材柔性制造系统,充分表明了钣金制造技术正朝着数字化、集成化和智能信息化的方向发展,体现为钣金加工设备由单机型向数控多机复合型转化,由多工序加工、人工辅助操作型向全过程一体化加工方式转化,由一般的过程自动化控制向网络化、智能化的自治管理的方向发展。为适应当前国内钣金加工领域迅速发展,促进国内巿场对柔性制造系统的需求,济南铸造锻压机械研究所最新开发研制出C1型钣材柔性制造系统,它具有冲剪复合、快速高效、紧凑完整、技术先进等特点,该设备已在今年第九届中国国际机床展览会上成功展出,并进一步推向巿场。 C1型钣材FMS的组成与特点 C1型钣材柔性制造系统以数控冲剪复合机为主机,配置有自动立体仓库、自动上料装置、数控分选码垛单元及其他辅助装置,由计算机及数控系统对其进行单元及全线控制,实现对钣料的自动加工过程。 该设备具有以下功能及特点: 1、钣料成垛出入库,能在很短时间内补充库存。 2、钣料入库作业不影响全线运行。 3、能自动校正钣料位置。 4、省时省料的钣料一体化冲剪加工。 5、工件分选细致并自动整齐码垛。 6、自动监控完善,保证设备安全。 7、远距离程序传输。 8、操作方式灵活。 9、软件可靠,可自动或人工优化排料。 10、全线结构紧凑精巧,占地面积小。

柔性制造自动化概述复习资料

柔性制造自动化概述复习资料

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柔性制造自动化概述复习资料 一、填空题: 1、柔性制造系统的管理软件有、、、 、等功能。 2、作业规划软件中,、、、是作业计划制订的四个步骤。 3、按柔性制造系统承担的制造任务,可以把柔性制造系统分成、 、。 4、、、、、 是影响柔性制造系统布局的技术因素。 5、精良生产的特征是、、 、、、。 6、柔性制造自动化系统开放的目的是突出子系统的特点、长期应付市场的急剧变化。 二、简答题: 1、简要指出柔性制造系统的基本组成、主要功能、适用范围。 2、以机器人为核心设备的柔性装配系统,其控制系统有什么特色?试阐述其主要功能和实现方法。 3、试说明人机协调的柔性装配系统的特点。 答:(1)由人和机器组成:装配系统有两个不可缺一的两个结构要素,即自动化机械设备和使该设备发挥作用的人;(2)人机互相学习:装配系统运行时,人和机器处于相互学习的状态。机器不断地把自身的运行状态和运行环境的变化告诉人,而人根据各种信息和自己的经验想出一些处理方法,在向机器学习的过程中进一步寻找处理方法,并把这些方法不断地传授给机器。(3)人机协调工作:在通信技术支持下,人机互相学习、共同进步,不断地提高自身的能力,协调一致地完成装配作业。

4、在柔性装配系统中,人与机器有何互补性? 答:(1)生产效率:作业速度、工作持久性、故障,是影响装配效率的主要因素。机器能够以较高的作业速度持久地运行,但是会发生突发性的故障,从而使装配系统停止工作。与机器人完全不同,人不能保持恒定的工作速度,为了恢复体能需要工间休息,但是一般不会出现突发性的差错。(2)装配质量:能否专注工作,能否分析判断出有哪些因素决定装配的质量,这直接关系到装配的质量。机器能“专心致志”地工作,但是机器只能按照人们给出的模式来分析装配质量。与机器完全不同,人的注意力不能长时间的集中,但是人有能力对突发的质量事故进行综合判断。(3)对新产品的支持:柔性、智力、运算处理能力,直接影响新产品的开发与生产。机器只具备有限的柔性和一定的逻辑推理能力,但是具有高速准确的运算处理能力。与机器完全不同,人具有很高的柔性和卓越的思维预测能力,但是运算处理速度慢,并且容易产生差错。 5、普通加工中心为什么不能满足柔性制造系统的要求? 答:作为单机使用的普通加工中心是在操作人员的管理下运行的,操作人员不仅要装夹和校正工件、输入数控程序、配备切削刀具,还要密切注视加工过程中的机床运行状态、刀具状态、加工质量状态。普通加工中心要求操作人员进行这类干预,因此,不适应柔性制造自动化系统的需要。 6、试简述车削中心的主要工艺特点。 答:(1)多轴数控加工。普通数控机床只有一个主轴、一个刀架,只有X轴和Z轴两个数控轴,只能完成X轴与Z轴联动的数控加工。对车削中心来说,它最少有X轴、Z轴、C轴三个数控轴,可以完成X轴、Z轴、C轴三轴联动的数控加工,以及X轴、Z轴、C轴任意两轴联动的数控加工。(2)加工综合化。除具备普通车床的车削功能外,车削中心还有很强的综合加工能力。车削中心的Z轴与C轴联动,可以铣削螺旋槽;X轴与C轴联动,可以铣削端面凸台;控制C轴,可以加工端面沟槽。此外,车削中心还能加工横孔、侧平面、偏心孔、横偏心孔等特殊表面。(3)加工节奏快。要加快制造节奏,只能使工序集中,尽量减少上下工件的次数。车削中心有很强的综合加工能力,能够以工序高度集中的特长来完成回转体零件的切削加工,因此,它拥有很快的加工节奏。 7、试说明多级分布式控制系统中各级控制系统的主要职能。 答:可以把多级分布式控制系统的层次结构分成四个控制级,即公司级、工厂级、车间级、设备级。公司级职能:位于公司级的中央计算机管理着整个公司的运营状态。在综合数据库的支持下,它收集并处理市场和销售的信息,制定中长期生产计划,收集并积累产品制造数据。工厂级的职能:位于工厂级的主计算机承担着一个工厂的计划管理工作,即(1)根据中央计算机制订的生产计划,制订制造资源计划,管理生产进度和交货日期;(2)向单元计算机下达日作业指令,从单元计算机采集制造进度和完成状态的数据;(3)保存CAD/CAM系统生成的数控程序,或者把数控数据传送给单元计算机;(4)定期向中央计算机传送每日作业进度数据。车间级的职能:(1)接纳并管理制造命令;(2)编制作业调度计划;(3)统计设备的运行业绩;(4)与单元控制器一道监视并控制各设备的运行状态;(5)制造完成后向主计算机传送有关数据。设备级的职能:设备级被称为柔性制造自动化系统的“底层”,在各自控制装置的操纵下,位于底层的设备最终把产品制造计划变成现实的产品。 8、刀具预调采用什么设备?试简述刀具预调的步骤。 答:采用的设备:测量头、测量架、刀架。预调的步骤:(1)把刀具装夹在刀架主轴上;(2)

第二章 自动化制造系统的人机一体化设计与评价

第二章自动化制造系统的人机一体化设计与评价 第一节自动化制造系统的人机一体化基本概念 自动化制造系统的实质是现代制造技术、计算机信息技术、自动化技术、电子、通信及人工智能等高新技术有机结合的产物。因此,制造系统的高度自动化曾一度成为人们研究的核心,并期望建立一种全盘自动化的无人工厂。 所谓人机一体化制造系统,就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完整系统,各自执行自己最擅长的工作,人与机器共同决策、共同作业,从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局,形成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。 该定义的核心内容是强调人在制造系统中的重要作用,人机功能的最优匹配,以实现制造系统经济高效、安全可靠地运行,使整个制作系统取得最佳的社会经济效益。 自动化制造系统的人机一体化总体结构 在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统应该在三个层面上实现一体化,即感知和信息交互层面、控制层面(对输入制造系统的加工信息进行识别、判断、推理、决策和维护)和执行层面。 1.感知层面上的人机联合作用 2.控制层面上的人机共同决策 3.执行层面上人机交互协作、取长补短,充分发挥各自优势 第二节自动化制造系统的人机一体化总体设计 为了更好地设计出人机一体化的自动化制造系统,有必要对人和机器系统

在感知、控制和执行方面的特征进行对比分析。 人机一体化制造系统的目的,就是在总体上、系统级的最高层次上正确解决好人机功能分配、人机关系协调、人机界面匹配三个基本问题,以求得令人满意的人机系统方案,获得安全、舒适、高效的综合效益。 人机系统设计要求 人机系统设计的内容

柔性制造系统FMS教学内容

柔性制造系统F M S

柔性制造系统(FMS) 1.概述 1.1 柔性制造系统的发展 1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的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。 同年,美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I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行加工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初,先后开展了FMS的研制工作。 1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC),为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1~2台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。 70年代末期,柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3~5台设备组成的柔性制造系统为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。

1982年,日本发那科公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单 元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,此外还有一个无人化电机装配车间,它们都能连续24小时运转。 这种自动化和无人化车间,是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时,还出现了若干仅具有柔性制造系统的基本特征,但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS,使柔性制造系统FMS的设计思想和技 术成果得到普及应用。 迄今为止,全世界有大量的柔性制造系统投入了应用,仅在日本就有175 套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比率还在增加。 1.2 柔性制造系统的定义 柔性制造系统(简称FMS)是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控 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的变化迅速进行调整,适用于多品种中、小批量生产。(依据:中华人民共和国国家军用标准-武器装备柔性制造系统术语)美国国家标准局(United States National Bureau of Standards)认为是:“由一个传输系统联系起来的一些设备(通常是具有换刀装置的加工中心)。传输装置把工件放在托盘或其它联接装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动。中央计算机控制机床和传输系统,可同时加工几种不同的工件”。 它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段,克服了原来机械 生产线只适合于大批量生产的刚性特征,能够适应中小批量、多品种的柔性生

柔性制造系统论文

摘要:本文主要阐述了柔性制造系统的基本概念、,并在此基础之上了解柔性制造系统的工艺基础,系统组成和分类进行阐明,探讨了柔性制造技术发展的应用现状与趋势。 关键词:柔性制造系统结构组成类型应用 一.柔性制造系统的定义 FMS至今仍未有统一、明确、公认的定义,不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法,所强调的关键特征也各有差异。所以,确切地定义FMS要比具体地描述一个FMS困难得多。 美国国家标准局定义FMS为:由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自 动换刀装置的加工中心机床)组成,传输装置把工件放在托盘或其他联接装置上送到各 加工设备,加工设备和传输系统在中央计算机控制下,使工件加工准确、迅速和自动 化。柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。 日本国际贸易与工业部定义FMS为:由2台或更多NC机床组成的系统,这些机床 与自动物料管理设备一一连接,在计算机或类似设备控制下完成自动加工或处理操 作,从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。 中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇编》 中,定义FMS为:将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产型的柔性 化系统。FMS包括:(1)机械加工中心等加工作业机床;(2)加工对象的辅助作业工业机 器人和托盘;(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车;(4)存贮工件的 自动仓库;(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。 二.柔性制造系统工艺基础 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。投入使用的FMS,大都用于切削加工,也有用于冲压和焊接的。 三.柔性制造系统的组成 (1)加工系统 柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。 (2)物料系统 物料系统用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸,以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作,包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机等。 (3)计算机控制系统 计算机控制系统用以处理柔性制造系统的各种信息,输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级(设备级、工作站级、单元级)分布式计算机控制系统,其中单元级控制系统(单元控制器)是柔性制造系统的核心。 (4)系统软件 系统软件用以确保柔性制造系统有效地适应中小批量多品种生产的管理、控制及优化工作,包括设计规划软件、生产过程分析软件、生产过程调度软件、系统管理和监控软件。 四.柔性制造系统的分类 (1)柔性制造单元(FMC)

先进制造技术名词解释及简答带复习资料

名词解释: 广义制造:包括市场分析、产品设计、工艺设计、生产准备、加工装配、质量保证、生产过程管理、市场营销、售前售后服务,以及报废后的回收处理等整个产品生命周期内一序列相互联系的生产活动。 狭义制造:是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程。 先进制造技术(AMT ):是指在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息、材料、能源以及现代管理技术的成果,将其综合应用于产品设计、加工装配、检验测试、经营管理、售后服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。 制造系统:是指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员组成的一个具有特定功能的有机整体。 工业机器人:工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机,是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备; 柔性制造技术:是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的现代制造技术。 柔性制造系统(FMS ):由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的,通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。 绿色产品(GP ):绿色产品是指在产品全生命周期内,能节约资源和能源,对生态环境无危害或少危害,且对生产者及使用者具有良好保护性的产品。 高速加工技术:是指采用超硬材料的刀具和磨具,能可靠地实现高速运动的自动化制造设备,极大地提高材料的切除率,并保证加工精度和加工质量的现代制造加工技术。 制造业:是指将制造资源,包括物料、设备、工具、资金、技术、信息和人力等,通过制造过程转化为可供人们使用和消费的产品的行业。 计算机集成制造(CIM ):借助于以计算机为核心的信息技术,将企业中各种与制造有关的技术系统集成起来,使企业内的各类功能得到整体优化。 计算机集成制造系统(CIMS ):CIMS 是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上,通过计算机及其软件,将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成,是适合多品种、中小批量生产的系统。 广义制造自动化:产品设计、企业管理、加工过程、质量控制等产品制造全过程及各个环节综合集成自动化。 柔性:指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力,也是指制造系统能够适应产品变化的能力。 超精密切削加工:超精密切削加工主要指金刚石刀具超精密车削,主要用于加工铜、铝等非铁金属及其合金,以及光学玻璃、大理石和碳素纤维等非金属材料。 简答题: 1. 简述柔性、FMS 的定义?柔性制造系统( FMS )由哪几部分组成?各部分都有什么功能?简述柔性制造系统( FMS )的工作过程?柔性制造系统的特点和适用范围是什么? :__ _ _ __

柔性制造系统中输送单元的设计

柔性制造系统中输送单元的设计 毕业设计题目: 柔性制造系统中输送 单元的设计 系 (部): 机电工程系 专业:机电一体化技术 学生姓名: 方亚茹 班级学号: 09542-33 指导教师: 王周让 2011 年 12月 20 日 1 毕业设计任务书 机电工程系机电一体化技术专业 学生姓名方亚茹学号 09542-33 一、毕业设计题目: 柔性制造系统中输送单元的设计 二、毕业设计时间 2011 年10月20日至2011年 12 月 20日 三、毕业设计地点: 陕西航空职业技术学院 指导教师王周让 2011 年 12 月 20 日 2 摘要 本文简要介绍了物料输送单元在整个柔性演示系统中扮演着至关重要的角色.物料输送单元的结构设计是否合理及稳定性能好坏直接反应了整个系统的优劣.本设计中,采用性能稳定,定位精度高的进口元部件作为物料的定位系统。利用可编程

序控制器对机械手进行控制,选取了合适的PLC型号,根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案,画出了机械手的工作时序图,并绘制了可编程序控制器的控制程序。关键词:换向阀、机械手、气动驱动 3 第一章输送单元的概述 1.1输送单元的概述 输送单元由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种输送装置,它可自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 输送单元并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备. 输送单元能按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.

生产运作管理第一章练习题答案

《生产运作管理》练习题 第一章生产运作管理概述 三、选择题 1、企业生产系统中最基层的生产单位是( B)。 A.班组 B.工作地 C.车间 D.工段 2、如果( C)不符合要求,那么企业可能达到的产出水平将取决于生产系统中生产能力最低的那个环节,其他环节的生产能力则有剩余而得不到充分利用。 A.生产过程的连续性 B.生产过程的平行性 C.生产系统构成的比例性 D.生产系统的柔性 3、现代造船业把船体分成若干段,分别在船体车间内制造,最后把几段制成的船体吊到船台上拼装对焊,这样可以大大缩短每条船的船台生产周期,从而提高造船厂的生产能力。这体现了( B )。 A.生产过程的连续性 B.生产过程的平行性 C.生产系统构成的比例性 D.生产系统的柔性 4、按( D)分类,可以把各种生产过程分为单件小批生产类型、成批生产类型、大量生产类型三种基本生产类型。A.产品的形态 B.产品的使用特征 C.产品的工艺特征 D.生产过程的重复性和稳定性

5、生产管理是关于企业生产系统的 A 、运行与改进工作的总称。 A.计划 B. 组织 C. 控制 D. 设计 6、以下哪个企业不是单件小批生产的典型企业( C )。 A.造船厂 B.重型机器制造厂 C.电视机厂 D.大型水轮机制造厂 7、(B )是以数控机床和加工中心为基本加工设备的生产单位。 A.成组生产单元 B.柔性生产单元 C.大件生产单元 D.标准件生产单元 8、对于单件小批生产类型中结构特殊、工艺复杂、工序多、精度高,加工的技术难度大的主要件、关键件等可以采用哪种生产单元?( C ) A.大件生产单元 B.柔性制造系统 C.成组生产单元 D.标准件生产单元 9.邮局提供的特快专递服务中,竞争重点放在( D ) A.成本 B.质量 C.柔性 D. 时间 11.下面哪一类不属于离散型的生产类型( A ) A.水泥 B.汽车 C.家电 D. 机床 12.饭店某夜的空床位只要过了该夜,就不可以再利用,体现了服务的( A )特点 A.无形性 B.生产与消费的不可分割性 C.不可存储性 D.顾客的参与性

柔性制造系统及其应用

柔性制造系统及其应用 随着经济一体化,竞争全球化时代的到来,需求多样化、竞争差异化,传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求。迫使传统的大规模生产方式发生改变,批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产系统所替换,这就使制造系统的柔性越来越重要。柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,以适宜于多品种、中小批 随着经济一体化,竞争全球化时代的到来,需求多样化、竞争差异化,传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求。迫使传统的大规模生产方式发生改变,批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产系统所替换,这就使制造系统的柔性越来越重要。柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,以适宜于多品种、中小批量生产。当制造对象发生变化时,它通过简单地改变软件、工装、刀具就够制造出所需的零件。 1 柔性制造系统概述 随着经济一体化,竞争全球化时代的到来,需求多样化、竞争差异化,传统的制造系统已不能满足市场对多品种小批量产品的需求。迫使传统的大规模生产方式发生改变,批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产系统所替换,这就使制造系统的柔性越来越重要。柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制、高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,以适宜于多品种、中小批量生产。当制造对象发生变化时,它通过简单地改变软件、工装、刀具就够制造出所需的零件。 它主要由三部分组成: (1)多台数控加工设备; (2)可以在装夹工位、加工设备、交换工作站之间运送及储存工件的运储系统;

柔性制造系统实验报告

AS1000创新型全自动立体仓库装置 柔性制造系统的发展功能原理介绍 (实验介绍) 班级: 工程080X 成绩: 实验者: 学号: 组别: 同组者: 指导教师: 卢伟宏实验日期:2011.11 天气: 晴气温: 19℃场地: 柔性制造系统实验室 一、实验目的: 1、了解柔性制造系统的功能原理及应用; 2、认识设备介绍准备工作和系统操作注意事项。 二、实验设备: 柔性制造系统设备一套。 三、实验步骤: 1、对照实验设备,讲解柔性制造系统的组成、功能原理; 2、介绍该实验系统; 3、运行该系统。 四、实验记录思考题:(报告) 1、柔性制造系统组成? 2、运行准备工作?

3、系统运行步骤?

AS1000创新型全自动立体仓库装置 实验一立体仓库检测部分实验报告 班级: 工程 080X 成绩: 实验者: 学号: 组别: 同组者: 指导教师: 卢伟宏实验日期:2011.11 天气: 晴气温: 19℃场地: 柔性制造系统实验室一、实验目的: 1、了解传感器的作用、主要特征、种类、原理于与应用。 二、实验设备: 柔性制造系统一套 三、实验步骤: 1、预备知识、介绍传感器原理; 2、介绍该实验单元组成、工作原理; 3、检测单元的运行步骤。 四、实验记录思考题: 1、传感器的定义、分类、特性、原理;

2、检测单元的运行步骤?

AS1000创新型全自动立体仓库装置 实验二立体仓库的上料单元实验报告 班级: 工程080X 成绩: 实验者: 学号: 组别: 同组者: 指导教师: 卢伟宏实验日期:2011.11 天气: 晴气温: 19℃场地: 柔性制造系统实验室一、实验目的: 1、了解上料单元的结构组成; 2、掌握上料单元各元件的工作原理; 3、掌握上料单元的工作过程; 4、了解上料单元程序编排和接线等相关知识。 二、实验设备: 柔性制造系统上料单元一套 三、实验步骤: 1、上料单元结构及各元件工作原理; 2、上料单元工作过程; 3、上料单元的运行步骤。 四、实验记录思考题: 1、上料单元有哪些元件组成?分别是什么型号?

柔性制造系统论文

[柔性制造系统 的结构组成、类型及应用] 姓名: 学号:2011301390076 院系:11级机械系三班 通讯: 导师:

摘要:本文主要阐述了柔性制造系统的基本概念、,并在此基础之上了解柔性制造系统的工艺基础,系统组成和分类进行阐明,探讨了柔性制造技术发展的应用现状与趋势。 关键词:柔性制造系统结构组成类型应用 一.柔性制造系统的定义 FMS至今仍未有统一、明确、公认的定义,不同的国家、企业、学者和用户往往各有各的说法,所强调的关键特征也各有差异。所以,确切地定义FMS要比具体地描述一个FMS困难得多。 美国国家标准局定义FMS为:由一个传输系统联接起来的一些设备(通常是具有自 动换刀装置的加工中心机床)组成,传输装置把工件放在托盘或其他联接装置上送到各 加工设备,加工设备和传输系统在中央计算机控制下,使工件加工准确、迅速和自动 化。柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。 日本国际贸易与工业部定义FMS为:由2台或更多NC机床组成的系统,这些机床 与自动物料管理设备一一连接,在计算机或类似设备控制下完成自动加工或处理操 作,从而可加工多个不同形状和尺寸的工件。 中国机械部北京机械工业自动化研究所1993年编写的《制造自动化术语汇

编》 中,定义FMS为:将自动化生产系统从少品种大批量生产型转向多品种生产型的柔性 化系统。FMS包括:(1)机械加工中心等加工作业机床;(2)加工对象的辅助作业工业机 器人和托盘;(3)加工对象的搬运作业工业机器人/传送带/无人搬运车;(4)存贮工件的 自动仓库;(5)上述作业用的各种自动设备的管理和控制用计算机。 二.柔性制造系统工艺基础 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。投入使用的FMS,大都用于切削加工,也有用于冲压和焊接的。 三.柔性制造系统的组成 (1)加工系统

浅谈柔性制造系统及其在制造业中的应用

浅谈柔性制造系统及其在制造业中的应用 袁榕徽 华东理工大学机械学院机设095 10094261 【摘要】柔性制造系统(FMs)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,也促使柔性制造技术日臻成熟,80年代后,制造业自动化进入一个崭新时代,即基于计算机的集成制造(CIMS)时代,FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 【关键词】柔性制造系统计算机辅助设计柔性制造系统的应用 1柔性制造系统 1.1规模 按规模大小FMS可分为如下4类: (1)柔性制造单元(FMC)。 FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6-8年。它是由1 2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物。其特点是实现单机柔性化及自动化。迄今已进入普及应用阶段。 (2)柔性制造系统(FMS)。 通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等)。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。 (3)柔性制造线(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。其加工设备可以是通用的加工中心 CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床。对物料搬运系统柔性的要求低于FMS 但生产率更高。它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(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。 (4)柔性制造工厂(FMF)。 FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM。并使计算机集成制造系统(ClMS)投入实际实现生产系统柔性化及自动化。进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平。反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表。其特点是实现工厂柔性化及自动化。 1.2关键技术 (1)计算机辅助设计。 未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化。可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术。该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统将三维数字模型分成若干层二维片状图形。并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料。如此循环操作。逐层扫描成形。并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起。仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于

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