柔性制造系统
柔性制造系统
2、FH8800立体FMS柔性系统
系统由3台MAZAK公司生产的FH8800型卧式加工中 心，最大工作直径Φ1250mm，最大工作高度1250mm， 最大工件重量2200kg。主要担负中型箱体类零件的加工。 此类FMS被称为立体FMS。主轴箱加工线由1台MAZAK 公司生产的FH880卧式加工中心、10个交换托盘、1台清 洗机和1台自动上下料机器人组成，用于主轴箱等大中型 箱体类零件的加工，可以一次装夹10种不同零件进行加工， 真正实现了多品种单件自动化生产。机床配置了先进的 Mazatrol Fusion 640M数控系统，通过FMS控制中心与 工厂网络连接，可以实现24小时连续工作，16小时无人 运转。
3、控制与管理系统
FMS的控制与管理系统实质上是实现FMS加工过 程， 物料流动过程的控制、协调、调度、检测和管理的信息流 系统。它有计算机、工业控制器、可编程序控制器、通信 网络、数据库和相应的控制与管理软件等组成，是FMS的 神经中枢和命脉，也是各子系统之间的联系纽带。
四、柔性制造系统FMS的应用
组合机床加工方式
组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工 位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。 由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置， 能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高 效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用 以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加 工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件 的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、 铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组 合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动， 也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的 外圆和端面加工。
柔性制造系统
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柔性制造系统
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定义和组成
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目录
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特点和优势
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组成部分
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应用和发展趋势
柔性制造系统
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柔性制造系统(Flexible Manufacturing System，FMS)是现代制造 业的重要组成部分，其特点在于灵活性和自动化
FMS能够根据市场需求快速调整生产模式，以适应产品种类的变化 和批量的变化
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应用和发展趋势
应用和发展趋势
柔性制造系统广泛应用于汽车、 航空航天、电子等制造业领域
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未来的柔性制造系统将更加智能 化和自动化，同时也会更加环保
和可持续
THREE
TWO FOUR
随着技术的不断进步和市场需求 的不断变化，柔性制造系统也在 不断发展和改进
例如，通过使用人工智能和机器 学习技术，可以实现更加智能化 的生产过程控制和管理；通过使 用清洁能源和环保材料，可以实 现更加环保的生产过程；通过使 用可再生资源和循环利用技术， 可以实现更加可持续的生产模式
以下是关于柔性制造系统的详细介绍
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定义和组成
定义和组成
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特点和优势
灵活性
柔性制造系统的最大 特点在于其灵活性。 这种系统可以适应不 同的产品需求和生产 环境，而且可以快速 地进行调整和改变。 由于其高度的灵活性 ，FMS已经成为多品 种、小批量生产环境 下的理想选择
特点和优势ຫໍສະໝຸດ 自动化特点和优势组成部分
中央控制系统
中央控制系统是柔性制造系统的核心。它负 责协调和控制所有组成部分的工作。中央控 制系统通常由计算机和软件组成，可以通过 网络进行远程监控和控制。通过使用中央控 制系统，可以实现对整个生产过程的实时监 控和管理。这有助于提高生产效率和质量， 同时也可以及时发现和解决生产过程中的问 题
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。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造系统(FMS一一Flexible Manufact uring Syst em)是一个由计算机集中控制和管理的制造系统,具有多个半独立的工位和一个物料储存运输系统的体系,能自主地高效率地同时完成多品种中小批量零件的生产任务。
由上述定义,一般应包括以下要素:标准的数控机床或柔性制造单元。
我们又把具有自动上下料功能或具有多个工位, 具有加工型及装配型的数控机床,称之为“制造单元”,它是FMS中的基本制造单元。
一个在数控设备和装卡工位之间运送零件和刀具的传递系统。
一个发布指令,协调机床、工件和刀具传送装置的监控系统。
中央刀具库及其管理系统。
自动化仓库及其管理系统。
FMS是一个很复杂的系统,在目前的发展过程中,组合方案是多种多样的。
简单小型的FMS,只具备前三个要素,复杂的功能强的FMS,除具备上述五个要素外,还需要一些附属设备。
柔性制造系统的组成与功能系统的组成：(1)中央管理和控制计算机(2)物流控制装置(3)自动化仓库(4)无人输送台 (5)制造单元(6)中央刀具库(7)夹具站 (8)信息传输网络(9)随行工作台系统的功能：1)以成组技术为核心的对零件分析编组的功能。
2)以微型计算机为核心的编排作业计划的智能功能。
3)以加工中心为核心,自动换刀、换工件的加工功能。
4)以托盘和运输系统为核心的工件存放与运输功能。
5)以各种自动检测装置为核心的自动测量、定位与保护功能柔性制造系统的关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时,主要涉及以下几个关键技术,包括:柔性制造系统的监控和管理系统,柔性制造系统的物流系统,柔性制造系统的刀具传输和管理系统,柔性制造系统的联网技术,柔性制造系统的辅助系统设计等。
1.柔性制造系统的监控和管理系统2.柔性制造系统的物流系统3.柔性制造系统的刀具管理系统4.柔性制造系统的通信5.柔性制造系统的辅助系统FMS的辅助系统包括清洗工作站、切削液自动排放和集中回收处理及集中供液、气等设施组成。
柔性制造系统
柔性制造系统随着机电一体化技术的发展，传统的机械技术与新兴的微电子技术相结合，出现了很多现代化的加工设备和手段，特别是数控机床和加工中心的迅速普及和多功能化，为改变中小批量生产的落后状况提供了可能。
柔性制造系统(FMS)便是在这样的背景下产生和发展起来的。
所谓柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料输送系统，把若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动化制造系统。
它在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，自动地向另一种工件转换。
它的主要特点是包括以下几方面。
(1)高柔性。
能在不停机调整的情况下，实现多种不同工艺要求的零件加工。
(2)高效率。
能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。
(3)高度自动化。
自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装夹和输送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。
柔性制造系统的组成柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。
1.加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。
通常由若干台加工零件的CNC机床或CNC板材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。
在加工较复杂零件的FMS加工系统中，由于机床上机载刀库能提供的刀具数目有限，除尽可能使产品设计标准化，以便使用通用刀具和减少专用刀具的数量外，必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀库容量的不足。
2.物流系统FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大的差别，整个工件输送系统的工作状态是可以进行随机调度的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。
物流系统包含工件的输送和储存两个方面。
工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送两部分，目前，大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作，系统中设置装卸工位，较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运。
工件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式传送系统和机器人传送系统四类。
柔性制造系统的优点
柔性制造系统的优点柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）是一种集成了自动化设备、计算机控制和智能化技术的先进制造系统。
与传统的生产线相比，柔性制造系统具有许多独特的优点。
本文将探讨柔性制造系统的优点，并解释为什么越来越多的企业选择使用柔性制造系统来提升其生产效率和竞争力。
1. 生产灵活性柔性制造系统允许企业根据需求进行快速调整和重组生产线。
这种灵活性使企业能够快速适应市场变化和客户需求的变化。
它能够处理多种类型的产品和批量大小，而不需要停机进行设备或工艺的更改。
这样，企业就可以更快地推出新产品，并根据市场需求进行生产优化。
2. 节约成本柔性制造系统通过自动化和集成的生产流程，能够减少人力和物料的浪费，从而降低生产成本。
相比传统的生产线，柔性制造系统可以更好地优化资源利用，减少库存和运输成本。
此外，柔性制造系统还能提供实时数据分析和生产监控，帮助企业及时发现和解决生产中的问题，避免不必要的损失。
3. 提高生产效率柔性制造系统通过自动化和智能化的技术，实现了高效的生产流程。
它能够同时进行多种工序，减少机器和工人之间的等待时间，从而提高生产效率。
柔性制造系统还可以通过优化排程和调度，最大限度地提高生产线的利用率。
这种高效性不仅可以缩短生产周期，还可以提高产品质量和一致性。
4. 提高产品质量柔性制造系统通过自动化和智能化技术，减少了人为因素对产品质量的影响。
它能够实时监控生产过程，并及时发现和纠正潜在的问题。
柔性制造系统还可以通过自动化检测和质量控制，确保产品符合规范和标准。
这样，企业可以提供更高质量的产品，增加客户满意度，树立良好的品牌形象。
5. 创新能力柔性制造系统具有高度的可配置性和可扩展性，使企业能够更快速地实现生产线的改进和创新。
它可以方便地引入新的工艺和技术，提供更多的生产选择和灵活性。
柔性制造系统还可以支持数据驱动的生产过程优化和决策，帮助企业更好地应对市场挑战和竞争压力。
柔性制造系统
柔性制造系统柔性制造是与“刚性”制造自动化相对应提出来的新概念，是以数值控制、计算机、信息处理、精密机械等技术为基础的先进制造技术。
柔性制造系统，即FMS。
柔性制造系统由主机（即数控机床）、物流系统（即毛坯、工件、刀具的存储、输送、交换系统）、控制整个系统运行的计算机系统三个基本部分组成。
对机械制造厂而言，其FMS由如下单元组合而成：加工设备、装配设备、检测设备、输送装置、交换装置、装卸站、保管设备、信息管理及控制装置、辅助设备。
柔性制造系统的分类：柔性制造单元(FMC) ，FMC由单台带多托盘系统的加工中心或3台以下的CNC机床组成,具有适应加工多品种产品的灵活性。
FMC的柔性最高。
柔性制造线(FML) ：柔性制造线FML是处于非柔性自动线和FMS之间的生产线,对物料系统的柔性要求低于FMS,但生产效率更高。
柔性制造系统(FMS) ： FMS通常包括3台以上的CNC机床(或加工中心),由集中的控制系统及物料系统连接起来,可在不停机情况下实现多品种、中小批量的加工管理。
FMS 是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。
常见的FMS具有以下功能：自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务；自动交换工件和刀具的功能；自动输送工和刀具的功能；自动保管毛坯、工件、半成品、工具夹、模具的功能；自动监视功能（即刀具磨损、破损的监测），自动补偿，自诊断等；作业计划与调度。
柔性制造系统的基本功能包括自动加工功能(包括检验、清洗等)、自动搬运功能和将以上两者综合起来的综合软件功能。
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。
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。
机械制造中的柔性制造系统研究报告
机械制造中的柔性制造系统研究报告一、引言在当今竞争激烈的制造业领域，满足市场多样化和个性化的需求成为企业生存和发展的关键。
传统的刚性制造系统在应对产品快速更新换代和小批量多品种生产时显得力不从心，而柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）的出现为解决这些问题提供了有效的途径。
二、柔性制造系统的定义与组成（一）定义柔性制造系统是一种由计算机控制的、能够在一定范围内适应加工对象变化的自动化制造系统。
它将数控机床、工业机器人、自动搬运车、自动化仓库等设备通过自动化输送系统连接起来，并在中央控制系统的统一管理下协调工作。
（二）组成1、加工系统通常由若干台数控机床或加工中心组成，是 FMS 的核心部分，负责完成各种零件的加工任务。
2、物流系统包括自动化输送设备（如传送带、自动导引小车等）、自动化存储设备（如立体仓库）以及搬运机器人等，负责原材料、在制品和成品的运输和存储。
3、控制系统是 FMS 的大脑，负责对整个系统进行调度、监控和管理，确保各设备之间的协调运行。
4、刀具管理系统负责刀具的存储、调配和监控，保证加工过程中刀具的及时供应和正常使用。
三、柔性制造系统的特点与优势（一）特点1、灵活性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。
2、自动化程度高实现了从原材料到成品的全过程自动化生产，减少了人工干预，提高了生产效率和产品质量。
3、可重构性系统的设备和布局可以根据生产需求进行重新组合和调整，以适应不同的生产任务。
（二）优势1、提高生产效率通过优化生产流程和减少设备调整时间，能够显著缩短生产周期，提高设备利用率。
2、降低生产成本减少了在制品库存和废品率，同时降低了人力成本和设备维护成本。
3、提高产品质量自动化生产过程能够保证产品质量的稳定性和一致性，减少人为因素的影响。
4、增强企业竞争力能够快速响应市场需求，为企业赢得更多的订单和市场份额。
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▪ FMS柔性制造系统
▪ 柔性制造系统（Flexible anufacturing Systerm）是 由由数控加工设备、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，它包括多个柔性制造 单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行 调整，适用于多品种、中小批量生产。
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a) 一套能自动装卸的运储系统，包括道具的运 储和工件原材料的运储。具体结构可采用传 送带、有轨小车、无轨小车、搬运机器人、 上下料托盘、交换工作站、等等。
b) 一套计算机控制系统。
2. 从软件内容看主要包括三部分
a) FMS的运行控制 b) FMS的质量保证 c) FMS的数据管理和通讯网络
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▪ 行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、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12台数控机床与物料传送装置组成， 有独立的工件储存
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a)中央管理系统：总体管理和决策控制。 由主计算机通过光缆与各单元、物流系 统，控制机和自动编程等联成控制网络。
b)单元控制装置：单元生产过程控制。
c)搬运控制和管理装置：物流控制。
d)计算机数控：切削加工控制。
e)其他：中心孔清理和工业监视系统等装 置。
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柔性制造系统的优点
▪ 柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动 化的系统，它将微电子学、计算机和系统 工程等技术有机地结合起来，理想和圆满 地解决了机械制造高自动化与高柔性化之 间的矛盾。具体优点如下。
▪ 1、设备利用率高。一组机床编入柔性 制造系统后，产量比这组机床在分散单机 作业时的产量提高数倍。
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柔性制造系统的组成
▪ 柔性制造系统，至少有两台机床，一套物流运输 系统（从装载到卸载具有高度自动化）和一套控 制系统的计算机所组成的制造系统，它采用简单 的改变软件的方法便能制造出某些部件中得任何 零件。
1. 从硬件的形式看由三部分组成
a) 两台以上数控机床或加工中心以及其他的加工设备， 包括测量机，清洗机，动平衡机，各种特种加工设备， 等等。
▪ 2、在制品减少80%左右。
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▪ 3、生产能力相对稳定。自动加工系统 由一自或多台机床组成，发生故障时，有 降级运转的能力，物料传送系统也有自行 绕过故障机床的能力。
▪ 4、产品质量高。零件在加工过程中， 装卸一次完成，加工精度嵩，加工形式稳 定。
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5、运行灵活。有些柔性制造系统的检验、装卡
和维护工作可在第一班完成，第二、第三班可在无人
照看下正常生产。在理想的柔性制造系统中，其监控
系统还能处理诸如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通
等运行过程中不可预料的问题。
▪ 6、产品应变能力大。刀具、夹具及物料
运输装置具有可调性，且系统平面布置合理，
便于增减设备，满足市场需要。
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9Hale Waihona Puke 柔性制造系统的发展历程▪ 1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉生提出的 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。
▪ 1967年，美国的怀特·森斯特兰公司建成Omniline 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
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▪ 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FMS基本特 征，但自动化程度不很完善的经济型FMS， 使FMS的设计思想和技术成就得到普及应 用。
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▪ FMS在加工回 转体类零件中得 应用。
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▪ 7、经济效果显著。采用FMS的主要技术 经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安 排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少 毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占 用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减 少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在 少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续 “无人化生产”；提高产品质量的一致性。
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FMS在箱体加工中得应用
1. 加工对象为箱体类零件。
2. 加工系统由3台立式数控机床和7台加工中心结合构成的 加工单元。
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3. 物流系统采用无轨导向小车自动完成零件的运 送。
4. 控制系统 a) 中央管理系统：总体管理和决策控制。由主计
算机通过光缆与各单元、物流系统，控制机和 自动编程等联成控制网络。 b) 单元控制装置：单元生产过程控制。 c) 搬运控制和管理装置：物流控制。 d) 计算机数控：切削加工控制。 e) 其他：托盘库和装卸站。零件的识别采用托盘 库里托盘编码方式识读。
1. 加工对象为轴、盘类零件。
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2. 加工系统以5台国产数控机床为基础的模块 (CNC车床2台，数控磨床1台，立式和卧式加 工中心各1台）与4台搬运型工业机器人结合 构成的加工单元。
3. 物流系统采用自动认址感应式无轨小车，机 床前设有托板站，系统设有平面托板存储库。
4. 控制系统
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▪ 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。
▪ 随着时间的推移，FMS在技术上和数量上都 有较大发展，实用阶段，以由3－5台设备组成的 FMS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。