工件储运系统
FMS中的物料运储系统及其发展
FMS中的物料运储系统及其发摘要对FMS物料输送装置的选择是相当重要的一个过程, 它直接关系到系统的布局形式、系统的柔性以及系统的效率。
本文首先介绍FMS中几种常见的物料传输装置, 然后着重讨论在FMS设计过程中, 物料传送系统选择策略。
The Selection of FMS Objects Conveying SystemAbsract The selection of material handing system is one of the important proceures in the design of FMS. It directly affects the system layout , system flexibltyi and system efficiency. In the begining of this paper. Some general equipments of MHS areintroduced. And then the strategies for selecting MHS equipments are emphatically discussed in detail.主题词：FMS物料运储系统虽着社会进步和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合客户要求样式和功能千差万别的个性化产品。
传统的制造系统不能满足市场对多品种小批量产品的需求，因此生产制造系统的柔性对系统的生存越来越重要。
“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线旨在实现单一品种的大批量生产，其优点是生产率高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低，但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件。
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FMS。
下面就FMS物料运储系统作粗略讨论。
第三章 AMS的组成2
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自动化制造系统
a)
三坐标测量机 CMM
四．三坐标测量机结构类型
悬臂式 桥式 龙门式 镗床式
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自动化制造系统
a)
三坐标测量机 CMM
四．三坐标测量机结构类型
龙门式
桥式
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自动化制造系统
a)
三坐标测量机 CMM
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自动化制造系统
①
清洗站
机器人式清洗机用机器人操作喷头， 机器人式清洗机用机器人操作喷头，工件固定 不动。 不动。有些大型批处理式清洗站内部有悬挂式环形 有轨车，工件托盘安放在环形有轨车上， 有轨车，工件托盘安放在环形有轨车上，绕环形轨 道做闭环运行。 道做闭环运行。流水式清洗站用辊子传送带运送工 零件从清洗站的一端送入， 件，零件从清洗站的一端送入，在通过清洗站的过 程中被清洗，在清洗站的另一端送出， 程中被清洗，在清洗站的另一端送出，再通过传送 带与托盘交接机构进入零件装卸区。 带与托盘交接机构进入零件装卸区。 清洗机有高压喷嘴，喷嘴的大小、 清洗机有高压喷嘴，喷嘴的大小、安装位置和 方向应考虑到零件的清洗部位， 方向应考虑到零件的清洗部位，保证零件的内部和 难清洗的部位均能清洗干净。 难清洗的部位均能清洗干净。
G-Tube 非接触管件测 头
T-Scan 便携式扫描头
连续伺服关节
CW 43L 最大测头加长长度：570 mm
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自动化制造系统
a)
三坐标测量机 CMM
测头系统——触发式测头系统 触发式测头系统 测头系统
RENISHAW电阻型触发式探头 电阻型触发式探头
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先进制造技术
第一次作业1.先进制造技术的构成有哪些？答：(1) 主技术群：①设计技术群；②制造工艺技术群；(2) 支撑技术群：①信息技术；②标准和框架；③机床和工具技术；④传感器和控制技术；(3) 制造基础技术：①质量管理②用户/供应商交互作用③工作人员培训和教育④监督和评测⑤技术获取合理用2.狭义的制造和广义的制造的概念是什么?答：狭义的制造，是指生产车间内与物流有关的加工和装配过程；广义的制造，则包含市场分析、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系列相互联系的生产活动。
3.制造系统的结构、功能和过程是什么？答：结构：是制造过程所涉及的硬件、软件、人员所组成的具有特定功能的有机整体。
功能：输入制造系统的资源通过制造过程输出产品过程：制造生产的运行过程，包括市场分析、产品设计、工艺规划、制造装配、检验出厂、产品销售、售后服务、报废、回收、再利用等。
4.现代设计技术内涵是什么？答：现代设计技术是以满足应市产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
5.现代设计技术的体系结构是什么？答：(1) 基础技术：是指传统的设计理论与方法。
(2) 主体技术：计算机科学与设计技术结合产生技术(3) 支撑技术：指现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计技术。
(4) 应用技术：是针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术6. CAE技术的基本概念是什么？答：CAE仿真技术是以数学理论、相似原理、计算方法、评估理论为基本理论，以计算机技术、信息技术、图形图像技术、系统工程技术以及与仿真应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效能设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门多学科综合性交叉技术。
自动化制造系统简介
5.柔性装配线 柔性装配线（flexible assembly line，简称为FAL）通常由装配站、物料
多层计算 机控制 系统
组成FMS的自 动化加工设备 有数控机床、 加工中心、车 削中心等，也 可能是柔性制 造单元。
FMS的工件储 运系统由工件 库、工件运输 设备和工件更 换装置等组成。
FMS的刀具储运 系统由刀具库、 刀具输送装置和 刀具交换装置等 组成。
FMS的多层计算 机控制系统采用 多层计算机控制 单元层、工作站 层和设备层。
15—AGV(自动导引小车)； 16—控制区
可进行第三班无人干预生产。
柔性高，适应多品种中、小批量生产。
多层计算机控制， 可以和上层计算机 联网。
柔性制造系 统的主要特点
柔性制造系统内的机床 在工艺能力上是相互补 充和相互替代的。
系统局部调整或维修不中断整 个系统的运作。
可混流加工不同的零件。
3.柔性制造单元 柔性制造单元FMC 由1～3台数控机床或加工中心，工件自
用可编程控制器。
2.柔性制造系统 柔性是指生产组织形式和自动化制造设备对加工任务(工件)
的适应性。柔性制造系统FMS是在加工自动化的基础上实现物料 流和信息流的自动化。其基本组成部分有自动化加工设备、工件 储运系统、刀具储运系统、多层计算机控制系统等。
自动化加 工设备
工件储运 系统
刀具储运 系统
加工多面体零件的柔性制造单元 1—刀具库； 2—换刀机械手； 3—托盘库； 4—装卸
工位； 5—托盘交换机构
4.柔性制造线 柔性线制造FML由自动化加工设备、工件输送系统和刀具等组成。
自动化加工设备
组成FML的自动化加工 设备包括数控机床、可 换主轴箱机床。可换主 轴箱机床是介于加工中 心和组合机床之间的一 种中间机型。其周围有 主轴箱库，可根据加工 工件的需要来更换主轴 箱。
《智能制造技术导论》2.2 智能制造系统系统的自动化
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智能制造技术导论
第二章 智能制造系统
四、自动化制造系统总体设计
制造系统设计过程的输入为用户提出的对未来新系统的 要求，输出为提交给用户使用的新系统和相关文档。为 保证系统设计与实施工作有条不紊地进行，一般需设立 统管全局的机构，如总体组。这样，系统的设计与实施 可在总体组的领导和协调下进行。在进行系统设计与实 施的过程中，每一阶段均需按总体组下达的任务书启动 和进行，该阶段完成后需通过总体组组织的评审，通过 评审后，总体组才能下达下一阶段的任务书。
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智能制造技术导论
（1）CIMS的功能构成 CIMS的功能构成包括下列内容。
①管理功能 ②设计功能 ③制造功能 ④质量控制功能 ⑤集成控制与网络功能
第二章 智能制造系统
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智能制造技术导论
第二章 智能制造系统
CIMS关键技术
信息 集成
过程 集成
企业 集成
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智能制造技术导论
ห้องสมุดไป่ตู้
第二章 智能制造系统
五、自动化制造系统分系统设计
1. 加工设备选择
（1）自动化制造系统对加工设备的要求
一般来说，对自动化制造系统的加工设备应在以下几个方面提出基本要求。
①工序集中 ②质量 ③生产率
④柔性
⑤成本
⑥易控制性
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智能制造技术导论
第二章 智能制造系统
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智能制造技术导论
3. 柔性制造系统
第二章 智能制造系统
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是由两台或两台以上加工中心 或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化，其基本组
自动化制造系统复习题库及答案一
自动化制造系统复习题库及答案一、名词解释由相互联系、相互作用和相互制约的各个要素组成且具有一定功能的整体。
系统本身能够随着环境条件或结构的不可预计的变化，自行调整或修改系统参量的控制系统。
3.顺序控制按照预先设定好的顺序使控制动作逐次进行的控制。
是一种最有效模仿人在自然环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。
在计算机统一控制下，有自动装卸与运输系统将假设干台数控机床或加工中心连接起来构成的一种适合多品种，中小批量生产的先进制造系统。
对工件、工具和配套装置及材料进行移动与存储的系统，主要完成物料的存储、输送、装卸、管理等功能。
系统能经济而迅速地转向生产新产品的能力，及转产能力。
如果计算机能够不断地根据受控对象运行结果积累经验，自行改变和完善控制规律，使控制效果愈来愈好，这样的控制系统即为自学习控制系统。
9. AGV一种有蓄电池驱动，装有非接触导向装置，在计算机控制下，自动完成运输任务的物料运载工具。
指在设备运行、生产不停顿的情况下，对设备和加工过程运行状态的信息数据进行采集的方式11. 自动化制造系统在较少人工直接或间接干预下，将原材料加工成零件并组装成产品，在加工过程和装配过程中实现工艺过程自动化。
如果计算机控制系统是按照预先编制的固定程序进行自动控制，那么这种控制称之为程序控制。
利用各种自动化检测装置，自动检测被测量对象的有关参数，不断提供各种有价值的信息和数据。
系统的输出信号对系统的控制作用具有直接影响的控制方式指产品和零件在保证使用的前提下，力求能够采用生产率高，劳动量小，材料消耗少和生产本钱低的方法制造处理。
二、单项选择题1.FMS中，完成制造任务的执行系统为( )。
B.物流系统C.控制系统D.管理系统2.以小型旋转体零件为加工对象自动线，常采用的工件输送装置为( )。
A.机器人B.输送机 D.运输小车3.刚性自动生产线上，被加工零件顺序地通过各个工作位置，要按照一定的( )。
A .生产节拍 B. 工序时间C. 加工时间D. 辅助时间4.把机床按工艺顺序依次排列，用自动运输装置及其他辅助装置连接起来，用控制系统将各局部的动作联系起来，按规定的程序自动进行工作的这种机床系统为( )。
自动化制造系统
磁悬浮列车的优势
磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮 轨列车只有20—25年。 磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只 有60年。 磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度， 目前的最高时速是552公里。
二、刚性自动生产线的特点
1、生产效率高，是少品种，大量生产必不可少的加工 设备。 2、有效缩短生产周期，取消半成品的中间库存，缩短 物料流程，减少生产面积，改善劳动条件，便于管 理。 3、投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。
三、柔性制造系统
柔 性 制 造 系 统 （ Flexible Manufacturing System）由两台或两台以上加工中心或数控机 床组成，并在加工自动化的基础上实现了物料 流和信息流的自动化。其基本组成部分有： 自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系 统和多层计算机控制系统等。
各种用于非制造业的机器人系统有了长足的进展：
农业机器人在土地耕作、作物移栽、喷洒农药、作物收获、 果蔬采摘方面取得突破性进展； 水下机器人； 空间和太空机器人； 服务机器人成功地用于清洁、保安、医疗、家用、娱乐等方 面；
三、工业机器人的应用
目前，工业机器人主要应用于汽车制造、 机械制造、电子器件、集成电路、塑料加工等 较大规模生产企业。下面介绍几种机器人的典 型应用。 1.汽车制造领域
并首次出现了“机器人学Robotics”的概念
机器人的四大特征
仿生特征：模仿人的肢体动作 柔性特征：对作业具有广泛适应性 智能特征：具有对外界的感知能力 自动特征：自动完成作业任务
二、机器人的组成
机械手或移动车
机器人的主体部分，由连杆、活动关节和其他构件构成。 机器人的主体部分，由连杆、活动关节和其他构件构成。
列车行驶时，车头的磁铁（N极）被轨道上靠前一点的电 磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体 （N极）所排斥———结果是前面“拉”，后面“推”， 使列车前进。然后，在线圈里流动的电流流向就反转过来 了。其结果就是原来那个S极线圈，现在变为N极线圈了， 反之亦然。
储运自动化(一)
储运自动化（一）引言概述：储运自动化是现代物流管理的重要组成部分，它通过采用各种自动化设备和技术来提高货物的储存和运输效率。
本文将从以下五个大点来详细介绍储运自动化的相关内容。
一、自动化仓储设备1. 自动化货架系统：运用先进的传感技术和控制系统，实现货物的快速存取和智能管理。
2. 自动化堆垛机：可以在狭小的空间内高效地垛放和取货，提升储存密度和操作效率。
3. 自动化输送线：通过自动化输送线连接不同工作站点，实现货物的快速运输和流程优化。
4. 自动化拣货系统：利用机器人和自动导航技术，实现高速、高效的货物拣选，减少人工操作。
二、智能仓储管理系统1. 货物跟踪与监控：通过RFID技术和传感器，实现对货物的实时监控和追踪，提高货物管理的可视化和精确性。
2. 库存管理优化：采用智能算法和数据分析，实现对库存的智能监控和优化，减少库存积压和缺货现象。
3. 订单管理自动化：通过与企业ERP系统的对接，实现订单自动化处理，提高订单处理的速度和准确性。
4. 预警与预测：通过数据挖掘和机器学习技术，实现对货物需求和库存状况的预警和预测，帮助企业做出及时调整。
三、智能运输设备1. 自动化装卸机械：利用自动化装卸机械设备，实现货物的快速装卸和运输过程的自动化。
2. 自动化搬运车辆：采用自动导航和传感技术，实现货物在仓库间的快速搬运和运输。
3. 智能运输调度系统：通过运输调度系统的智能优化，提高运输路线和车辆的调度效率，减少货物的运输时间和成本。
四、储运自动化的优势1. 提高工作效率：自动化设备和系统能够实现高效的货物储存和运输，减少人工操作，提高工作效率。
2. 降低成本：自动化设备的使用大大减少了人工成本，提高了作业效率，降低了企业的运营成本。
3. 减少误差：自动化系统可精确执行操作，减少人为因素导致的错误，确保货物处理过程的准确性。
4. 提升安全性：自动化设备和系统的运行可减少人为操作带来的安全隐患，确保货物和操作人员的安全。
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8.1 概
自动化制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下， 将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程中实 现管理过程和工艺过程的自动化。管理过程包括产品的优化 设计, 程序的编制及工艺的生成, 设备的组织及协调, 材料的 计划与分配, 环境的监控等。工艺过程包括工件的装卸、储 存和输送, 刀具的装配、调整、输送和更换, 工件的切削加工、 排屑、清洗和测量,
(1) 设备控制级。这一级针对各种设备，如机器人、机 床、坐标测量机、小车、 传送装置等进行单机控制。这一级 的控制系统向上与单元控制系统用接口连接，向下与设备连 接。设备控制器的功能是把工作站控制器命令转换成可操作 的、有次序的简单任务，并通过各种传感器监控这些任务的 执行。设备控制级一般采用具有较强控制功能的微型计算机、
图8-1所示为加工曲拐零件的刚性自动线总体布局图。该 自动线年生产曲拐零件17 000 件，毛坯是球墨铸铁件。由于 工件形状不规则，没有合适的输送基面，因而采用了随行夹
图 8-1 (a) 正视图； (b) 俯视图
该曲拐加工自动线由七台组合机床和一个装卸工位组成。 全线定位夹紧机构由一个泵站集中供油。工件的输送采用步 伐式输送带，输送带用钢丝绳牵引式传动装置驱动。毛坯在 随行夹具上定位需要人工找正，没有采用自动上、下料装置。 在机床加工工位上采用压缩空气喷吹方式排除切屑，全线集 中供给压缩空气。切屑运送采用链板式排屑装置，从机床中
2. 它是在刚性半自动化单机的基础上增加了自动上、下料 等辅助装置而形成的自动化机床。其辅助装置包括自动工件 输送、上料, 下料、自动夹具、升降装置和转位装置等； 切 屑处理一般由刮板器和螺旋传送装置完成。这种机床实现的 也是单个工艺过程的全部加工循环。这种机床往往需要定做 或改装，常用于品种变化很小但生产批量特别大的场合, 主 要特点是投资少, 见效快，但通用性差，是大量生产最常见
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造。“刚性”的 含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品， 表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机 床、刚性自动化生产线等。“柔性”是指生产组织形式和生 产产品及工艺的多样性和可变性，可具体表现为机床的柔性、 产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造包括柔 性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性制造线(FML)、 柔性装配线(FAL)、计算机集成制造系统(CIMS)等。下面依
8.1.2 柔性制造单元(FMC)
柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)由单台数控机 床、加工中心、工件自动输送及更换系统等组成。它是实现 单工序加工的可变加工单元，单元内的机床在工艺能力上 通常是相互补充的，可混流加工不同的零件。系统对外设有
1. FMC FMC控制系统一般分为两级，分别是单元控制级和设备
3. 刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输送系统 将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来， 在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。在刚 性自动线上，被加工零件以一定的生产节拍顺序通过各个工 作位置，自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过程。 因此，与刚性自动化单机相比，它的结构复杂，任务完成的 工序多，因此生产效率也很高，是少品种、大量生产必不可 少的加工装备。除此之外，刚性自动生产线还具有可以有效 缩短生产周期，取消半成品的中间库存，缩短物料流程，减 少生产面积，改善劳动条件，便于管理等优点。
它的主要缺点是投资大，系统调整周期长，更换产品不 方便。为了消除这些缺点，人们发展了组合机床自动线，可 以大幅度缩短建线周期，更换产品后只需更换机床的某些部 件即可(例如可更换主轴箱)，大大缩短了系统的调整时间， 降低了生产成本，并能得到较好的使用效果和经济效益。组 合机床自动线主要用于箱体类零件和其它类型非回转体的 钻、扩、铰、镗、攻螺纹和铣削等工序的加工。刚性自动化
自动线布局采用直线式，工件输送带贯穿各工位，工件 装卸台4设在自动线末端。随行夹具连同工件毛坯经工件升 降机5提升，从机床上方送到自动线的始端，输送过程中没 有切屑撒落到机床、输送带和地面上。切屑运送方向与工件 输送方向相反，斗式切屑提升机1设在自动线始端。中央控 制台6
刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工工件变化时， 需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行调整 或更换(如更换主轴箱、刀具、夹具等)，通常调整工作量大，
8.1.1
1. 除上、下料外，机床可以自动完成单个工艺过程的加工 循环，这样的机床称为刚性半自动化机床。这种机床一般是 机械或电液复合控制式组合机床和专用机床，可以进行多面、 多轴、多刀同时加工，加工设备按工件的加工工艺顺序依次 排列，切削刀具由人工安装、调整，实行定时强制换刀，如 果出现刀具破损、折断，可进行应急换刀，例如单台组合机 床、通用多刀半自动车床、转塔车床等。从复杂程度讲，刚 性半自动化单机实现的是加工自动化的最低层次，但是投资 少，见效快，适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的 制造系统； 缺点是调整工作量大，加工质量较差，工人的劳
2. FMC FMC (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ) 单元中各加工设备的任务管理与调度。其中包括制 定单元作业计划，计划的管理与调度，设备和单元运行状态
(2) 单元内物流设备的管理与调度。这些设备包括传送 带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸
(2) 单元控制级。这一级控制系统指挥和协调单元中各 设备的活动，处理由物料储运系统交来的零件托盘，并通过 控制工件调整、零件夹紧、切削加工、切屑清除、加工过 程中检验、卸下工件以及清洗工件等功能对设备级各子系统 进行调度。单元控制系统一般采用具有有限实时处理能力的 微型计算机或工作站。单元控制级通过RS-232接口与设备控 制级之间进行通信，并可以通过该接口与其它系统组成FMS。