2-Mar.-13-2018-柔性制造系统的原理及其应用(杨思静)
柔性制造系统
柔性制造系统（FMS ）一、概述1 .进展历史1967年美国Molins 公司制造首条FMS 即System-24以及1970年美国K&T 公司推出 的飞机和拖拉机零件的多品种，小批量生产的自动线被人们公认为是世界上FMS 的起源。
FMS 的消失解决了在离散型工业生产中始终试图解决而未能解决的常常变换品种的中小批量生产自 动化的问题。
20多年来，FMT 及FMS 受到世界各国广泛重视，进展快速并日趋成熟。
79年月 后期到80年月是FMS 在世界上蓬勃进展的时期，1982年美国芝加哥国际机床展览会和日本11 界大阪国际机床展鉴会充分说明白FMS 已从试验阶段进入有用阶段并已开头商品化。
美国、日 本等工业发达我国都先后推出了一些大型的FMS 的进展方案，耗资往往为几千万乃至上亿元, 与此同时，考虑到企业的经济承受力量及投资风险性，也推出不少小型、经济型的FMS 。
70年 月后期FMS 及以后的独立制造的岛、P-FMS 的消失，使企业的柔性化找到了一条经济、有用又 可留有进展余地的道路。
同时FMS 的概念也已向其他生产领域移植,如从机械加工扩展到银金、 冲压、电火花加工、焊接、铸造等领域，从机械加工业扩展到服装。
食品等行业等等。
FMS 是数控机床或设施自动化的延长，FMS 的一般定义可以用以下三方面来概括：FMS 是 一个计算机掌握的生产系统；系统采纳半独立的NC 机床；这些机床通过物料输送系统连成一 体。
其中，数控机床供应了敏捷的加工工艺，物料输送系统将数控机床相互联系起来，计算机 则不断对设施的动作进行监控，同时供应掌握作用并进行工程纪录，计算机还可通过仿真来预 示系统各部件的行为，并供应必要的精确 的量测。
FMS 的基本组成随侍加工工件及 其他条件而变化，但是系统的扩展必需以模块结构为基础。
用于切削加工的FMS 主要由四部分 组成：若干台数控机床、物料搬运系统、计算机掌握系统、系统软件。
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
ONE
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
1
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
柔性制造系统的工作原理
柔性制造系统的工作原理
柔性制造系统的工作原理基于以下几个方面：
1. 自动化：柔性制造系统利用自动化技术，包括机器人、传感器、计算机控制等，实现生产过程的自动化操作。
这种自动化操作可以大大提高生产效率，并提供高质量的产品。
2. 机器交互：柔性制造系统将不同的机器设备和工作站连接起来，通过网络和通信技术实现彼此之间的交互。
这种交互可以促进信息的共享和流动，使得生产过程更加协调和高效。
3. 灵活性：柔性制造系统具有高度的灵活性，可以根据生产需求快速调整生产线的配置和布局。
例如，可以通过更换工装、调整程序等方式实现不同产品的生产，从而适应快速变化的市场需求。
4. 数据管理：柔性制造系统通过传感器和计算机控制系统收集和管理生产过程中产生的数据。
这些数据可以用于优化生产过程、提高产品质量、实现故障检测和预测等。
同时，数据的分析和处理也可以提供管理决策的支持。
综上所述，柔性制造系统的工作原理主要包括自动化、机器交互、灵活性和数据管理等方面。
通过这些原理的应用，柔性制造系统可以提供高效、灵活和智能化的生产方案。
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。
柔性制造系统的工作原理
柔性制造系统的工作原理柔性制造系统 (Flexible Manufacturing System, FMS) 是指一种能够根据需求快速适应变化的制造系统。
它采用先进的技术和自动化设备，能够完成多样化的生产任务。
以下将详细介绍柔性制造系统的工作原理，并分点列出其关键要素。
1. 自动化设备：柔性制造系统主要依赖自动化设备来完成生产任务。
这些设备包括机械臂、传感器、计算机控制系统等。
它们能够自动完成工件的装卸、加工、检测等功能。
2. 工艺规划：柔性制造系统需要事先对生产工艺进行详细的规划和设计。
这包括确定工件的加工顺序、加工参数、工序之间的协调等。
这样可以确保生产过程的高效性和准确性。
3. 任务调度：在柔性制造系统中，任务调度起着重要的作用。
它是通过计算机系统来分配任务给不同的设备和工序，以实现生产过程的合理安排和优化。
任务调度还需要考虑设备的利用率、生产能力等因素。
4. 协调管理：柔性制造系统中的协调管理是指通过网络与各个部件和设备之间进行信息交流和协同工作。
它确保了系统的整体运作效率和一致性。
协调管理还能够及时响应生产环境的变化，调整生产计划和任务分配。
5. 反馈控制：柔性制造系统中的反馈控制是指通过传感器和监控设备实时采集生产数据，并通过计算机控制系统来调整生产过程。
这样可以保证产品质量的稳定性和一致性。
6. 灵活性：柔性制造系统的关键特点之一是其高度的灵活性。
它能够根据生产需求和市场变化快速调整生产任务和工艺流程。
这种灵活性使得柔性制造系统适应多样化、小批量生产的需求。
7. 节约成本：柔性制造系统的工作原理可以显著降低生产成本。
由于自动化设备的使用，人力资源的成本大大降低。
同时，柔性制造系统还能够减少生产过程中的浪费和资源消耗，提高生产效率。
8. 高效率：柔性制造系统利用自动化技术和先进的管理手段，能够实现生产过程的高效率。
它可以自动完成任务，减少人为因素的干扰。
同时，柔性制造系统还能够实现设备的高度利用率，提高生产率。
柔性制造系统
柔性制造系统摘要：自从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，70年代初柔性自动化进入了生产实用阶段。
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。
几十年来，从单台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统，使柔性自动化得到了迅速发展。
关键字：柔性制造系统 FMS的组成及分类 FMS的应用及发展趋势一、概述（一）柔性制造系统的发展20世纪60年代以来，伴随计算机技术的飞速发展，计算机控制的数控机床（CNC机床）在自动化领域中取代了机械式或液压式的自动机床。
在CNC机床上只要改变程序即可加工新的零件，改变加工对象的灵活性很大，而所需调整的时间却很短，它为柔性制造系统（FMS）打下了很好的基础。
1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，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，有独立的工件存储站和单元控制系统，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。
机械制造产业的柔性制造系统工作原理
机械制造产业的柔性制造系统工作原理柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是机械制造产业中一种先进的生产组织方式，旨在提高生产效率、降低成本、提高产品质量和灵活性。
本文将介绍柔性制造系统的工作原理，并探讨其在机械制造产业中的应用。
一、柔性制造系统的定义及特点柔性制造系统是由多个数控机床、自动化设备、机器人、输送设备、仓储设备、计算机及网络组成的集成自动化生产系统。
其具有以下特点：1. 高度集成：柔性制造系统通过网络和计算机技术将各种设备和系统紧密连接，实现设备之间的信息交互和协调运作。
2. 多样化生产：柔性制造系统能够自动完成各种工艺流程，实现小批量、多样化、高效率的生产方式。
3. 自适应能力强：柔性制造系统能够根据产品的设计要求和市场需求，自主地进行工艺调整和流程变化，提高生产适应性和灵活性。
4. 高度自动化：柔性制造系统中各设备均具备高度自动化水平，能够自主完成各种操作，减少人工干预。
二、柔性制造系统的工作原理柔性制造系统基于计算机控制和信息技术，通过物流系统和信息系统的协同配合，实现生产过程的自动化、高效化和灵活化。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 自动化生产设备在柔性制造系统中，多个数控机床、自动化设备和机器人等设备通过网络连接，在计算机的控制下实现各种生产操作。
这些设备能够自动切换和调整工作状态，以满足生产任务和要求。
2. 信息管理系统柔性制造系统依赖于信息管理系统，通过传感器、计算机及网络等技术，实现对生产过程的监控和管理。
信息管理系统能够实时采集、处理和传输各种数据，进行生产计划的编制、设备调度的优化以及生产状态的监控。
3. 物流系统柔性制造系统的物流系统负责物料和零部件的输送和仓储管理，以确保生产过程的连续性和高效性。
物流系统通过输送设备、仓储系统和自动导引车等工具，将物料从一个工序转移到另一个工序，减少了物料的运输时间和人工干预。
柔性制造系统及其应用实例
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，而且也困扰着国有大中型企业。
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，是终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。
自从1954年美国麻省理工学院第一台数字控制铣床诞生后，70年代初柔性自动化进入了生产实用阶段。
几十年来，从单台数控机床的应用逐渐发展到加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统和计算机集成制造系统，使柔性自动化得到了迅速发展。
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，英文缩写为FMS。
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，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，包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。
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。
它具有设备利用率高、生产能力相对稳定、产品质量高、运行灵活和产品应变能力大的优点。
一、柔性制造系统及其组成1. 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）简称FMS，是在计算机统一控制下，由自动装卸与输送系统将若干台数控机床或者加工中心连接起来而构成的一种适合于多品种、中小批量生产的先进的制造系统。
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杨思静 2018.3.13
目录
柔性制造
柔性定义
柔性制造是指依靠具有高度柔性的计算机数控机床等制造设备来实现多品种 、小批量的制造方式。 “柔性”是相对于“刚性”而言的，主要体现两个方面。 1. 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。
2. 系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，系 统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量
柔性制造
基本特征
1. 机器柔性，系统的机器设备具有随产品变化而加工不同零件的能力； 2. 工艺柔性，系统能够根据加工对象的变化或原材料的变化而确定相应的工 艺流程； 3. 产品柔性，产品更新或完全转向后，系统不仅对老产品的有用特性有继承 能力和兼容能力，而且还具有迅速、经济地生产出新产品的能力； 4. 生产能力柔性，当生产量改变时，系统能及时作出反应而经济地运行；
柔性制造系统
柔性制造系统组成
自动加工系统 该系统主要采用数控加工中心、数控车床、数控铣床或其他自动加工设备。 它是整个制造系统的核心部分。 工件传送装置 工件传送装置是柔性制造系统的重要组成部分，大体有直线型、环形和网络 型等集中传送路径。 自动仓储存储系统 用于存储毛胚、物料和刀具等主要分为平面布置的仓储库和较大的立体式仓 库。 软件 它可以保证系统实现可靠的柔性加工，主要分为生产控制软件、管理信息软 件和技术信息处理软件三类。
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柔性制造
柔性制造系统
柔性制造系统实例
谢谢！
5. 维护柔性，系统能采用多种方式查询、处理故障，保障生产正常进行；
6. 扩展柔性，当生产需要的时候，可以很容易地扩展系统结构，增加模块， 构成一个更大的制造系统。
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柔性制造
柔性制造系统
柔性制造系统实例
柔性制造系统
定义
柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，缩写为FMS）是指由一个 传输系统联系起来的一些设备，传输装置把工件放在其他连接装置上送到各加工 设备，使工件加工准确、迅速和自动化。