柔性制造系统技术概述
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。
智能制造中的柔性生产技术
智能制造中的柔性生产技术智能制造是指利用先进的信息技术、传感技术和自动控制技术，实现生产过程的智能化和自动化，以提高生产效率、质量和灵活性的一种制造方式。
在智能制造中，柔性生产技术是一项关键的技术，它可以使制造企业更加灵活、高效地响应市场需求。
一、柔性制造系统柔性制造系统是柔性生产技术的核心，它是一种能够满足不同产品、不同批量生产需求的生产系统。
柔性制造系统由多个灵活的生产单元组成，这些生产单元可以根据需要进行组合和调整，以适应不同的产品和生产任务。
柔性制造系统具有以下特点：1. 灵活性：柔性制造系统能够在不同的产品需求和生产任务之间进行快速切换，提高了生产线的灵活性和适应性。
2. 高效性：柔性制造系统通过自动化和集成化的生产方式，提高了生产效率和生产质量，减少了生产成本和资源浪费。
3. 可扩展性：柔性制造系统可以根据生产需求进行扩展和调整，以适应不同规模和产能的要求。
二、柔性生产设备柔性生产设备是柔性生产技术的重要组成部分，它包括智能机器人、自动化设备、传感器和控制系统等。
这些设备通过信息技术和自动化技术的应用，实现了生产过程的智能化和自动化。
1. 智能机器人：智能机器人是柔性生产设备中的关键技术，它可以根据预设的指令和程序，完成各种生产任务，如装配、搬运、焊接等。
智能机器人具有高度的灵活性和自主性，能够适应不同的生产环境和任务要求。
2. 自动化设备：自动化设备是柔性生产中不可或缺的设备，它可以代替人工完成繁重、危险和重复性较高的工作，提高了生产效率和工作质量。
3. 传感器和控制系统：传感器和控制系统是柔性生产设备的“大脑”，通过感知和控制生产过程中的各个参数和状态，实现生产过程的智能化和自动化。
传感器可以实时监测生产过程中的温度、压力、速度等参数，控制系统可以根据传感器的反馈信号，调整和控制设备的运行和工作状态。
三、柔性生产管理柔性生产管理是实现柔性生产的关键环节，它包括生产计划、调度和控制等方面。
柔性制造系统技术概述
柔性制造系统技术概述一、柔性制造系统的产生和特点1、产生背景：（1）市场变化导致中小批量、多品种生产方式成为需要。
市场竞争的加剧及顾客需求的多样化，导致传统的以规模效应带动成本降低的刚性生产线不再适应市场的变化。
·刚性生产线忽略了可能增加的库存而带来的成本的增加；·1973年石油危机，使大批量生产的缺点暴露。
（2）科学技术的进步推动了自动化程度和制造水平的提高。
·NC、CNC、DNC·CAD、CAM·GT、CAPP·ROBOT2、柔性自动化制造技术的产生·世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林（Molin）机床公司1967年建成的“Molin System-24”；·20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运，刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及CAD/CAM技术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系统。
·20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世界范围得到广泛应用。
3、我国FMS的研究状况我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。
·1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。
我国第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中心、日本富士电机公司的AGV （自动导引车）及4台日本产的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投资回收期约为两年半。
·1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。
·1985年后在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下，FMS得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的交叉阶段。
机械制造中的柔性制造系统
机械制造中的柔性制造系统在当今高度竞争的制造业环境中，企业需要不断提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并快速响应市场的变化。
为了实现这些目标，柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）应运而生。
柔性制造系统是一种先进的制造技术，它将计算机技术、自动化技术和制造技术有机地结合起来，为机械制造企业提供了高度灵活和高效的生产解决方案。
一、柔性制造系统的定义和组成柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运系统和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。
它能够在不停机的情况下，根据生产任务的变化，自动调整加工工艺和生产流程，实现多品种、中小批量生产的高效化和自动化。
数控加工设备是柔性制造系统的核心，包括数控机床、加工中心等。
这些设备具有高精度、高效率和高自动化程度的特点，能够完成各种复杂零件的加工。
物料储运系统负责原材料、在制品和成品的存储和运输。
它通常包括自动化仓库、输送装置、搬运机器人等，能够实现物料的快速准确配送，保证生产的连续性。
计算机控制系统是柔性制造系统的大脑，它负责对整个生产过程进行监控、调度和管理。
通过计算机控制系统，操作人员可以实时掌握生产进度、设备状态和质量情况，并及时做出调整和决策。
二、柔性制造系统的特点1、高度灵活性柔性制造系统能够快速适应产品品种和生产批量的变化，无需对设备进行大规模的调整和改造。
它可以在同一生产线上同时生产多种不同的产品，大大提高了企业的市场响应能力。
2、高效率通过自动化的物料储运和加工过程，柔性制造系统能够减少生产中的等待时间和运输时间，提高设备的利用率和生产效率。
3、高质量由于采用了先进的数控加工设备和严格的质量控制手段，柔性制造系统能够保证产品的高精度和高质量，降低废品率和次品率。
4、可扩展性柔性制造系统可以根据企业的发展需求进行扩展和升级，增加新的设备和功能，以满足不断增长的生产需求。
三、柔性制造系统的工作原理在柔性制造系统中，计算机控制系统首先接收生产任务，并根据产品的工艺要求和设备的可用性，制定生产计划和调度方案。
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。
机械制造中的柔性制造系统与集成
机械制造中的柔性制造系统与集成近年来，随着科技的不断进步，机械制造领域也在不断发展和演变。
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）和集成技术成为了机械制造行业的重要发展方向。
本文将探讨机械制造中的柔性制造系统和集成技术的相关概念、优势以及应用。
柔性制造系统是一种由多台数控机床、自动化传送系统以及计算机控制系统组成的制造系统。
它具有可扩展性、灵活性和高效性的特点。
与传统的生产线不同，柔性制造系统能够根据产品种类和需求进行快速切换和调整，从而提高生产效率和产品质量。
柔性制造系统的核心是计算机控制系统，它可以通过软件编程实现对机床和传送系统的控制和调度。
柔性制造系统的优势在于提高了生产效率和灵活性。
传统的生产线通常需要大量的人工操作和调整，而柔性制造系统可以实现全自动化的生产和调度，从而减少了人为的干扰和错误。
此外，柔性制造系统还能够实现生产过程的高度集成，通过计算机控制系统实现机床之间的信息共享和协作，从而提高了整个生产系统的效率和质量。
集成技术是柔性制造系统的重要组成部分，它能够实现不同机床和设备之间的信息交流和共享。
在传统的生产线中，各个设备通常是独立运行的，信息流通不畅，这样就导致了生产过程的低效和低质。
而集成技术可以打破设备之间的隔阂，实现设备之间的数据互通和协作。
通过将各个设备和系统连接到一个统一的网络上，可以实现设备之间的实时数据共享和信息传递，从而提高生产效率和产品质量。
在机械制造领域，柔性制造系统和集成技术的应用非常广泛。
例如，在汽车制造领域，柔性制造系统可以实现汽车零部件的快速制造和组装。
通过灵活调整生产线，可以根据市场需求和订单情况实现生产的快速切换和调整，从而提高了生产效率和响应速度。
另一个例子是航空制造领域。
航空设备通常具有复杂的结构和高要求的质量。
柔性制造系统和集成技术可以实现对航空设备的精确加工和装配。
通过控制系统的精细调节和机床的自动化操作，可以保证航空设备的质量和安全性。
柔性制造系统技术ppt课件
•20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世 界范围得到广泛应用。
3、我国FMS的研究状况
我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转 体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。
•1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。我国 第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成 的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主 轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中 心、日本富士电机公司的AGV（自动导引车）及4台日本产 的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投 资回收期约为两年半。
2.1.2 柔性自动化制造技术的发展历程及现状
一、发展历程的第一种划分方法（三个阶段）
•刚性自动化 设备--自动/半自动机床、组合机床、组合机床自动线； 对象--单一品种大批量生产自动化； 特点--生产效率高、加工品种单一。 •柔性自动化 设备--NC、CNC、FMC、FMS等。 对象--多品种小批量甚至单件生产自动化； •综合自动化 经营管理、开发设计、加工装配、质量保证自动化，CIMS 、CE、LP、AM等。
•1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南 江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位 分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。
•1985年后在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持 和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下， FMS得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的 交叉阶段。
三、柔性自动化制造技术的研究现状
3、单元系统及其技术 单元系统：以一台或多台数控加工设备与物料储运系
柔性制造系统技术
5.4 柔性制造系统技术20世纪60年代以前，刚性自动化生产系统或生产线已有长足的进步，对于大批量生产具有效率高、成本低、质量好、程序固定等优点，对生产水平的提高起到了很大的作用。
然而，面对日益增长的用户需求多样化、个性化的市场，这种刚性系统越来越暴露出其内在缺陷，即产品转产或换型后原生产工艺装备改造费用大，周期长，调整困难甚至无法调整。
在市场牵引和技术推动下，20世纪60年代中期就出现了柔性制造的新理念和新模式，1967年英国莫林公司率先推出著名的“莫林系统-24”(Molins System-24)柔性制造系统。
5.4.1 概述柔性制造(Flexible Manufacturing ，FM) 是指用可编程、多功能的数字控制设备更换刚性自动化设备；用易编程、易修改、易扩展、易更换的软件控制代替刚性联结的工序过程，使刚性生产线实现柔性化，以快速响应市场的需求，多快好省地完成多品种、中小批量的生产任务。
需要特别指出的是柔性制造中的柔性具有多种涵义，除了加工柔性外，还包含设备柔性、工艺柔性、产品柔性、流程柔性、批量柔性、扩展柔性和生产柔性。
柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell ，FMC) 是由一台或几台设备组成，在毛坯和工具储量保证的情况下，具有部分自动传送和监控管理功能，并具有一定的生产调度能力的独立的自动加工单元。
高档的FMC 可进行24小时无人运转。
FMC 工件和物料装卸的方式：数控机床配上机械手，由机械手完成工件和物料的装卸；加工中心配上托盘交换系统，将加工工件装夹在托盘上，通过拖动托盘，可以实现加工工件的流水线式加工作业。
柔性制造系统(Flexible Manufacture System) 将FMC 进行扩展，增加必要的加工中心数量，配备完善的物料和刀具运送管理系统，并通过一套中央控制系统，管理生产进度，对物料搬运和机床群的加工过程实行综合控制，就可以构成一个完善的FMS 。
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柔性制造系统技术概述
一、柔性制造系统的产生和特点
1、产生背景：
（1）市场变化导致中小批量、多品种生产方式成为需要。
市场竞争的加剧及顾客需求的多样化，导致传统的以规模效应带动成本降低的刚性生产线不再适应市场的变化。
•刚性生产线忽略了可能增加的库存而带来的成本的增加；
•1973年石油危机，使大批量生产的缺点暴露。
（2）科学技术的进步推动了自动化程度和制造水平的提高。
•NC、CNC、DNC
•CAD、CAM
•GT、CAPP
•ROBOT
2、柔性自动化制造技术的产生
•世界上公认的第一条柔性制造系统是英国莫林（Molin）机床公司1967年建成的“Molin System-24”；
•20世纪70年代末和80年代初，计算机辅助管理物料自动搬运，刀具管理和计算机网络、数据库技术的发展以及CAD/CAM技术的成熟，出现了更加系统化、规模更加扩大的柔性制造系统。
•20世纪80年代末，FMS已经成为一项成熟的技术，并在世界范围得到广泛应用。
3、我国FMS的研究状况
我国采取引进和开发相结合的方针，引进箱体类零件、旋转体件及钣金件加工FMS的全部或部分硬件技术。
•1984是我国研制FMS的起步时间，比国外晚了17年。
我国第一套FMS系统是由北京机床研究所于1985年10月开发完成的（JCS-FMS-1），用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘、壳体和刷架体等，它由5台国产加工中心、日本富士电机公司的AGV（自动导引车）及4台日本产的机器人组成，其控制系统由FANUC提供，据分析它的投资回收期约为两年半。
•1983年－1985年，在国家的支持下北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位分别率先从德国、日本进口了国内第一批FMS。
•1985年后在国家机电部“七五”重点科技攻关项目的支持和国家863高技术发展计划自动化领域的工作的带动下，FMS得到极大的重视和发展，进入了自行开发和部分进口的交叉阶段。
•1988年北京机床研究所为天津减速机厂提供的加工减速机机座的JCS-FMS-2系统是全部自行开发和配套的，它标志着我国已具有自主开发FMS系统的实力。
•近几年来，国内一些经济实力比较雄厚的工厂（北京第一机床厂，上海第二纺织机械厂，天津减速机总厂，山西经纬纺织机械厂等），为实施CIMS，又进口了一些国外的FMS系统。
4、FMS的两个主要特点：柔性和自动化
•所谓柔性，是指制造系统（企业）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。
•可分为瞬时、短期和长期柔性三种 5、FMS的其它特点：
（1）柔性高，适应多品种中小批量生产；
（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；
（3）可混流加工不同的零件；
（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；
（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；
（6）可进行三班无人干预生产。
二、FMS的定义、组成和类型
1、FMS的定义
•根据“中华人民共和国国家军用标准”有关“武器装备柔性制造系统术语”的定义，柔性制造系统（FMS）是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种、中小批量生产。
• 美国制造工程师协会(SME)的计算机辅助系统和应用协会把柔性制造系统定义为“使用计算机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统”。
•更直观的定义是：“柔性制造系统是至少由两台数控机床，一套物料运输系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套计算机控制系统所组成的制造自动化系统。
它采用简单改变软件的方法便能制造出某些部件中的任何零件”。
•综上所述，各种定义的描述方法虽然有所不同，但都反映了FMS应具备以下特点：
•硬件组成
1)两台以上的数控机床或加工中心以及其他加工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种特种加工设备等；
2)一套能自动装卸的运输系统，包括刀具储运和工件及原材料储运。
具体结构可采用传输带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、上下料托盘站等；
3)一套计算机控制系统及信息通信网络。
•软件组成
1)FMS的运行控制系统；
2)FMS的质量保证系统；
3)FMS的数据管理和通信网络系统。
•FMS必须具备的功能
1)能自动管理零件的生产过程，自动控制制造质量，自动进行故障诊断及处理，自动进行信息收集及传输；
2)简单地改变软件或系统参数，便能制造出某一零件族的多种零件；
3)物料的运输和储存必须为自动(包括刀具等工装和工件的自动运输)；
4)能解决多机床条件下零件的混流加工，且无需额外增加费用；
5)具有优化调度管理功能，能实现无人化或少人化加工。
2、FMS的组成（硬件）
典型的FMS主要有三个子系统组成：
•加工系统
•运储系统
•计算机控制系统
FMS的基本组成
3、FMS的类型
FMS适用于中小批量的生产，既要兼顾对生产率和柔性的要求，也要考虑系统的可靠性和机床的负荷率。
因此，就产生了三种类型的FMS：
4、不同类型的柔性制造设备
• 柔性制造模块（FMM） 相当于功能齐全的加工中心；
• 柔性制造单元（FMC） 小型FMS，由1-2台机床组成，自动更换刀具，自动上下工件；
• 柔性制造系统（FMS） 控制与管理功能比FMC强，管理通信要求高； • 柔性制造生产线（FML） 数控组合机床设备，专用性强、生产率高，相当于数控自动生产线，用于少品种、中大批量生产，为专用FMS。
• 柔性制造工厂（FMF） 全企业范围生产管理、设计开发、加工制造和物料运储全盘自动化。