柔性制造系统的基本概念
现代制造技术教学讲座PPT
FMS的分类
按系统的规模分类
观点 内容
布局分类 1. 直线型 机器人型 环形
典型的柔性制造系统示意图
1-自动仓库；2-装卸站；3-托盘站；4-检验机器人；5-自动小车；6-卧式加工中心； 7-立式加工中心；8-磨床；9-组装交付站；10-计算机控制室
FMS产生
背景条件
FMS的组成示意图
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
机械制造业的柔性制造系统的基本组成部分
该系统由自动化加工设备、检验站、清洗站、装配站等组成，是FMS的基础部分。可以任意顺序自动加工各种工件、自动换工件和刀具。
系统中的机床可以互相代替，工件可被送到适合加工它的任一台加工中心上。计算机的存储器存有每台机床的工作情况，可以对机床分配加工零件、一台加工中心可以完成部分或全部加工工序。
2.加工系统常用配置形式
2）.配备可互相替换机床的FMS
从系统的输出和输入看，它们是并联环节，因而增加了系统的可靠性，同时这种配置形式具有较大的柔性和较宽的工艺范围，可以达到较高的机床利用率。
1.FMS工件运储系统组成
2.FMS物料输送基本回路 直线输送回路 沿直线路线单向或双向移动，顺序地在各个连接点停靠； 环形输送回路 运载工具沿环形路线单向或双向移动； 网状输送回路 由多个回路相互交叉组成，可由一条环路移动到另一回路。
FMS的刀具运储系统
1.刀具运储系统的组成 刀具预调站: 设在FMS之外，按要求对刀具进行装配和调整； 刀具装卸站: 刀具进出FMS的门户，多为排架式框架结构； 刀库系统: 存放当前加工所需刀具的机床刀库，容量小；存放各加工单元共享刀具的中央刀库，容量大； 刀具运载交换装置: 负责刀具运输和交换，适时向加工单元提供所需刀具； 计算机控制管理系统: 控制刀具运输、存储和管理，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或寿命已耗尽的刀具。
智能机器人在柔性制造系统中的应用研究
智能机器人在柔性制造系统中的应用研究智能机器人作为现代制造业的重要组成部分，正在逐渐改变传统制造模式。
随着人工智能和机器学习等技术的不断发展，智能机器人在柔性制造系统中的应用也日益广泛。
本文将从柔性制造系统的基本概念、智能机器人的特点、智能机器人在柔性制造系统中的应用以及存在的问题与挑战等方面进行论述，以期对智能机器人在柔性制造中的应用进行深入分析和探讨。
一、柔性制造系统的基本概念柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是一种具有自主控制和适应能力的高度自动化的制造系统。
相对于传统的生产线，柔性制造系统能够通过可编程控制实现产品生产过程的灵活变换，从而更好地适应市场需求的变化。
柔性制造系统具有生产任务的分配能力、资源共享能力、生产计划调整能力等优势，因此在现代制造业中得到了广泛应用。
二、智能机器人的特点智能机器人作为柔性制造系统中的一种关键设备，具有以下特点：1.感知能力：智能机器人能够通过传感器获取环境信息，实现对周围环境的感知和识别。
2.决策能力：智能机器人能够基于获取的信息进行数据分析和处理，从而做出合理的决策。
3.学习能力：智能机器人能够通过机器学习等技术不断积累经验并进行自我优化，提高工作效率和精度。
4.协作能力：智能机器人能够通过与其他设备和机器人进行信息交互和协同操作，实现柔性制造过程的高效协同。
三、智能机器人在柔性制造系统中的应用智能机器人在柔性制造系统中有着广泛的应用。
1.零部件装配：智能机器人能够根据传感器所获取到的数据，对零部件进行自主分拣、精确组装，提高装配效率和产品质量。
2.物料搬运：智能机器人能够通过自主导航和路径规划技术，完成物料搬运任务，减轻人工劳动强度，提高物流效率。
3.质量检测：智能机器人能够通过视觉检测等技术，对产品的质量进行在线检测，实现自动化的质量控制。
4.数据分析与优化：智能机器人能够通过对生产过程数据的收集和分析，发现问题和改进空间，并提出优化方案，提高生产效率和产品质量。
柔性制造技术
柔性制造技术一、基本概念柔性制造技术可以表述为两个方面：一是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量：二是系统适应内部变化的能力。
“柔性”是相对于“刚性”而言的。
传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产，优点是生产率高，设备利用率高，单件产品成本低。
但只能加工一种或几种相类似的零件，难以应付多品种中小批量的生产。
随着批量生产时代逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。
在现实社会中，人们通常将用以生产产品的制造系统根据其一次投产的数量而分为大量、批量和单件生产3种类型。
二、柔性的概念“柔性”是一个柔性制造设备或系统应付各种可能变化或新情况的应变能力。
这种应变能力表现在空间兼容性和时间兼容性两个方面。
空间兼容性是指要求制造系统适应多种操作，有能力适应多种不同类型结构、尺寸的零件加工制造．表现出在一定加工制造宽度范围内的兼容性：时间兼容性是指要求制造系统有能力应付短期、中期或长期内可能发生的情况变化。
三、柔性制造系统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(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS，是在成组技术的基础上，以多台(种)数控机床或数组柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其联接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统。
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。
四、柔性制造技术的分类柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。
柔性制造系统的定义
柔性制造系统的定义制造是个需求启动的、包括给予信息、改变物性、实现增值的受控造物过程。
获取最大的增值一直是制造技术所追求的目标。
伴随着物质生活的丰富、市场竞争加剧、客观需求越来越多样化，限制了大量生产方式的发展，迫使制造业不得不朝低成本、高品质、高效率、多品种、中小批量自动化生产方向转变。
另一方面，科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高，使制造业的上述转变在技术上成为可能。
在需求和技术两者的促使下，出现柔性制造系统，并迅速在制造业中得到了广泛应用。
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS）的雏形源于美国马尔罗西（MALROSE）公司，该公司在1963年制造了世界上第一条加工多种柴油机零件的数控生产线。
FMS的概念由英国莫林（MOLIM）公司最早正式提出，并在1965年取得了发明专利，1967年推出了名为“Molins System—24”（意为可24小时无人值守自动运行）的柔性制造系统，使FMS正式形成。
此后，世界上各工业发达国家争相发展和完善这项新技术，使之在实际应用中取得了明显的经济效益。
柔性制造系统的定义是科技名词定义。
中文名称为：柔性制造系统；英文名称为：flexible manufacturing system，缩写为FMS。
柔性制造系统在成组技术的基础上，以多台(种)数控机床或数组柔性制造单元为核心，通过自动化物流系统将其联接，统一由主控计算机和相关软件进行控制和管理，组成多品种变批量和混流方式生产的自动化制造系统，它有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，能适应加工对象变换。
柔性制造系统有以下三种类型：柔性制造单元、柔性制造系统和柔性自动生产线。
柔性制造系统是由一台或若干台数控机床设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的加工单元，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。
它是一种能迅速响应市场需求而相应调整生产品种的制造技术。
柔性制造系统实习报告
一、实习背景随着我国制造业的快速发展，传统制造业面临着多品种、小批量、高效率的生产需求。
为了满足这一需求，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）应运而生。
为了深入了解柔性制造系统的运行原理和应用，我于近期参加了某企业的柔性制造系统实习，以下是实习报告的详细内容。
二、实习目的1. 了解柔性制造系统的基本概念、组成及工作原理；2. 掌握柔性制造系统的设计、配置及运行；3. 体验柔性制造系统在实际生产中的应用，提高实践操作能力；4. 分析柔性制造系统在提高生产效率、降低成本等方面的优势。
三、实习内容1. 柔性制造系统基本概念柔性制造系统是一种高度自动化、智能化、柔性的制造系统。
它主要由数控机床、机器人、自动化物流系统、计算机控制系统等组成。
FMS能够适应多品种、中小批量生产，提高生产效率，降低生产成本。
2. 柔性制造系统组成（1）数控机床：数控机床是FMS的核心设备，主要负责产品的加工。
（2）机器人：机器人用于搬运、装配、检测等操作，提高生产效率。
（3）自动化物流系统：自动化物流系统负责物料的输送、存储和配送。
（4）计算机控制系统：计算机控制系统负责整个FMS的运行、调度和管理。
3. 柔性制造系统工作原理（1）根据生产任务，计算机控制系统自动生成加工计划。
（2）数控机床、机器人等设备按照加工计划进行加工、搬运、装配等操作。
（3）自动化物流系统将物料输送到指定位置。
（4）计算机控制系统对生产过程进行监控、调度和管理。
4. 实习实践在实习过程中，我参与了以下实践操作：（1）参观FMS生产线，了解各设备的运行情况。
（2）学习数控机床的操作，掌握加工工艺。
（3）操作机器人，进行搬运、装配等操作。
（4）学习自动化物流系统的运行原理，了解物料配送过程。
（5）参与FMS的生产调度和管理。
四、实习体会1. 提高生产效率FMS能够实现多品种、中小批量生产，提高生产效率。
通过计算机控制系统，FMS 能够实时监控生产过程，调整生产计划，确保生产效率。
柔性制造系统的建模与仿真研究
柔性制造系统的建模与仿真研究柔性制造系统（FMS）是一种能够适应不同生产需求的灵活生产系统。
在当前快速变化的市场环境下，柔性制造系统的建模与仿真研究具有重要意义。
本文将介绍柔性制造系统的概念和特点，探讨建模与仿真的方法，并讨论柔性制造系统建模与仿真研究的应用和未来发展趋势。
柔性制造系统是一种多功能生产系统，能够适应不同产品的生产需求。
其特点包括高度灵活性、自适应性和多功能性。
柔性制造系统可以根据生产任务的不同，通过调整设备、工艺和流程来完成各种生产任务。
这种灵活性使得柔性制造系统成为当前企业提高生产效率和应对市场变化的重要工具。
在柔性制造系统的研究中，建模与仿真是一种重要的方法。
建模是指将实际系统抽象为数学或逻辑模型的过程，而仿真是指通过计算机模拟实际系统的运行过程，并进行性能评估。
建模与仿真能够帮助研究人员分析生产系统的结构和运行规律，评估不同策略的性能，优化系统的设计和运行参数。
在柔性制造系统的建模过程中，需要考虑多个因素，例如设备、工艺、流程和资源等。
首先，需要对柔性制造系统的结构进行建模。
这包括对设备和工作站的建模，描述其类型、数量、功能和连接关系。
其次，需要对生产流程进行建模，包括物料流和信息流。
这可以通过流程图、Petri网和时序图等方法进行描述。
此外，还可以考虑资源分配和调度问题，以优化生产效率和资源利用率。
在柔性制造系统的仿真过程中，需要考虑不同层次的仿真模型。
首先，可以采用离散事件仿真方法，对柔性制造系统进行整体仿真。
这可以帮助研究人员了解系统的整体性能和效果。
其次，可以采用物理仿真方法，对柔性制造系统的具体设备、工艺和流程进行仿真。
这可以帮助研究人员研究系统的局部性能，并优化系统的设计和运行参数。
柔性制造系统的建模与仿真研究在实际应用中具有重要意义。
首先，建模与仿真可以帮助企业优化生产系统的设计和运行参数，提高生产效率和产品质量。
其次，建模与仿真可以用于系统的规划和决策，帮助企业预测市场需求和优化资源分配。
柔性制造系统的研究与开发
柔性制造系统的研究与开发第一章柔性制造系统的概念和发展历程柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）作为一种自动化生产技术，能够根据不同的生产需求快速地进行生产调整和变换，为工业制造提供高效、灵活的生产方式。
柔性制造系统的发展历程始于上世纪70年代，最初的柔性制造系统仅用于简单的生产流程，经过近50年的发展与改进，现在的柔性制造系统已成为企业提高效益和降低成本的重要工具。
本章将对柔性制造系统的概念、特点和发展历程进行详细介绍。
第二章柔性制造系统的主要技术柔性制造系统的核心技术是通过数字控制技术实现自动化生产流程。
因此，数字控制技术和计算机网络技术是柔性制造系统的主要技术。
本章将介绍柔性制造系统的数字控制技术、计算机网络技术、传感器技术以及数据处理技术。
第三章柔性制造系统在制造业中的应用柔性制造系统可以根据不同的生产需求在不同的生产环境中灵活地调整生产流程。
因此，柔性制造系统广泛应用于各种工业制造领域，如汽车、航空航天、机械制造和电子制造等。
本章将分别介绍柔性制造系统在以上工业领域的应用实例，展示柔性制造系统的行业优势。
第四章柔性制造系统的发展趋势和未来展望随着人工智能、机器学习和云计算等新技术的发展，柔性制造系统也将得到进一步的提升和发展。
本章将分析柔性制造系统的未来发展趋势，展望柔性制造系统在未来几年中的应用前景和可能的技术创新。
结论柔性制造系统以其高效、灵活的生产模式在工业制造中占据着不可替代的地位，其在数字控制、计算机网络、传感器和数据处理等技术上的不断提升，也为其在未来的发展提供了巨大的空间和机遇。
未来，柔性制造系统将更好地服务于人工智能和机器学习等技术的发展，成为工业制造转型升级的生产方式和技术改造的重要工具。
机械制造中的柔性制造系统
机械制造中的柔性制造系统机械制造是现代工业领域中至关重要的一个组成部分，各种机械设备的制造需要高度的精确性和效率。
而在机械制造中，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）的引入为企业带来了巨大的变革和发展机遇。
本文将探讨机械制造中的柔性制造系统的概念、特点以及对机械制造行业的影响。
一、柔性制造系统的概念柔性制造系统是一种集成了各类自动化设备和控制系统的机械制造系统。
它采用计算机控制，通过灵活调度和优化管理，实现一体化、自动化的制造过程。
柔性制造系统的核心是其高度灵活的机器人技术和智能控制系统，能够根据不同产品的要求进行自主调整和生产。
它的引入为机械制造企业提供了更高效、更精准的生产方式。
二、柔性制造系统的特点1.模块化结构：柔性制造系统由多个模块组成，可以根据需要进行灵活组合和调整。
这使得柔性制造系统具备适应不同产品和生产需求的能力。
2.自主运行：柔性制造系统采用先进的计算机控制和自动化设备，能够进行自主调度和运行。
它可以根据生产计划和工艺要求，自动完成各种操作和任务。
3.高度灵活：柔性制造系统能够根据产品变化和订单需求进行快速调整和适应。
它可以在短时间内实现不同产品的生产，并且能够灵活应对市场需求的变化。
4.质量控制：柔性制造系统通过精确的控制和监测技术，实时监测生产过程中的各项指标，并能够及时调整和纠正。
这有助于提高产品的质量稳定性和一致性。
三、柔性制造系统对机械制造的影响1.提高生产效率：柔性制造系统通过自动化设备和智能控制系统的应用，实现了生产过程的高度集成与自动化。
这有效减少了人力投入和生产周期，提高了生产效率和产能。
2.降低生产成本：柔性制造系统的灵活性和自动化能力使得生产过程更加高效、经济。
通过减少物料浪费和人力成本，可以有效降低生产成本，提高企业的竞争力。
3.改善产品质量：柔性制造系统的精确控制和实时监测能力，可以及时发现和处理生产过程中出现的问题，提高产品质量的稳定性和一致性。
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柔性制造系统的基本概念
1．柔性制造系统的定义及适用范围
系统的柔性通常主要指对产品的柔性，即系统为不同的产品和产品变化进行设置，以达到高的设备利用率、削减加工过程中零件的中间存储。
柔性可详细体现在以下几个方面：
1) 机床的柔性2) 加工柔性
3) 产品的柔性4) 零件流淌路线柔性
5) 产量柔性6) 扩展的柔性
7) 操作柔性8) 生产柔性
2. 柔性制造系统的功能
(1) 能自动完成多品种多工序零件的加工功能
(2) 自动输送和储料功能
(3) 自动诊断功能
(4) 信息处理功能
对所需信息进行综合、掌握，有以下几个方面：
1) 编制生产方案和生产管理程序，进行可变加工而又均衡生产。
2) 编制数控机床、输送装置、储料装置及其它设备的工作程序，从而实现自动加工。
3) 生产、工程信息的论证及其数据库的建立。
3．柔性制造系统类型
柔性制造系统按机床台数和工序数可分为四种类型。
(1) 柔性制造单元FMC
(2) 柔性制造系统FMS
(3) 柔性制造生产线FML
(4) 柔性制造工厂FMF。