刚性与柔性自动化
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。
自动化生产线设计方案
自动化生产线设计方案自动化生产线设计方案是把多种可以调整的工作台、工装器具、设备、机床联结起来，配以自动运送装置组成的柔性生产线模式。
通过自动化生产线软件管理系统开展信息的调整，生产线自动化设计方案可将多种生产模式结合，从而能够减少生产成本做到物尽其用。
通过应用生产线自动化设计方案把员工从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，让员工通过配合自动化生产线，能够实现一人多机，一人多工的开展生产，极大地提高劳动生产率。
实现多品种、中小批量生产的柔性自动化生产，大大减低生产设备的投入及维护成本。
生产线自动化设计方案通过将微电子学、计算机和系统工程等技术合理地结合起来，高效的解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
实现在一条生产线上同时生产多品种型号产品，企业可根据需求调整生产的型号和产量，提高企业生产应变能力项目名称：生产线自动化设计方案；辅导时间：1-3个月现场辅导；辅导方式：诊断+规划+辅导+培训+评价+持续提升；适合企业：所有制造型企业；如汽车零部件、电子、3C 通信等行业大批量生产企业；航空航天、机械装备制造，柴油机、液压元器件等行业多品种、小批量生产企业。
服务重点：自动化生产线设计方案分为三个阶段，即生产线优化与设计阶段、生产线制作与试运行阶段和生产线运营阶段。
生产线自动化设计方案将提供生产线布局规划图、生产线成品，生产线运营指导等。
我们首先会通过调研，掌握客户生产线体的现状，然后将会以简便自动化为核心，通过设备、工夹具代替纯手工作业等方法开展产线设计。
采用精益手段，实现一个流的准时化生产格局。
通过生产线自动化设计方案开展信息化管理，对整个生产过程实现数据采集、过程监控、TPM设备管理、质量管理、生产调度以及数据统计分析，从而打造低成本、高品质、高效率的简便智能化Cell生产线。
在开展生产线自动化设计方案过程中，我们将：1、导入精益生产方式，围绕产品生产流程以整流化、准时化、自働化为改善核心开展流程优化、动作改善、品质改善等，实现高效率，高品质的一个流拉动式生产模式。
柔性制造和刚性制作的区别
精心整理柔性制造的概念：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(FlexibleManufacturingSystem)，英文缩写为FMS。
一组按次序排列的机器，由自动装卸及传送机器连接并经计算机系统集成一体，原材料和代加工零件在零件传输系统上装卸，零件在一台机器上加工完毕后传到下一台机器，每台机器接操作指令，自动装卸所需工具，无需人工参与柔性制造的特点、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80、在制品减左右。
、生产能力相对稳定。
自动加工系统由一台或多台机床组成，发生故障时，有降级运转的能3 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，加工精度高，加工形式稳定。
、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5物其监控系统还能处理诸如刀具的磨损调换、在无人照看下正常生产。
在理想的柔性制造系统中，流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。
、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6 减设备，满足市场需要。
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FMS7、经济效果显着。
采用缩短及相应的流动资金占用量，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，精心整理．精心整理减少直接劳动力，在少人看管条件下可生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；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。
刚性制造系统的概念：表现为生产产品的单“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，.一性1、刚性半自动化单、刚性自动化单、刚性自动化生产刚性制造系统的特点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、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，停产时间长装备制造业的定义：先进装备制造业是为国民经济和国防建设提供生产技术装备的先进制造业，是制造业的核心组成部分，是国民经济发展特别是工业发展的基础。
柔性自动化
柔性自动化柔性自动化到底是什么？从某种程度上说，柔性自动化是机械技术与电子技术相结合，即机电一体化的新一代自动化，它的加工程序是灵活可变的，也称可变编程自动化。
柔性：是以硬件为基础，以软件为支持，通过改变程序即可实现所需的控制，因而是柔性的，易于变动。
它实现了制造过程的柔性和高效率，适应于多品种、中小批量的生产。
柔性自动化包括数控机床、加工中心、工业机器人、柔性制造单元、柔性制造系统等。
现如今，柔性自动化已被应用于诸多领域，比如说：家庭自动化、汽车中的自动化系统、智能交通、智能建筑与楼宇自动化、电力系统自动化、形形色色的机器人、先进制造技术与自动化、军事与国防的现代化、宇宙飞行与自动化、办公自动化、电子商务与商业自动化、社会与经济系统及自动化应用等。
然而，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，它同时也面临许多挑战与与人们对未来的展望。
机器人的诞生就是一个典型的例子。
机器人是什么？机器人是一种高度复杂的自动化装置，综合运用了机械、电子电气、计算机、检测、通信、自动控制、语音和图形图象处理等技术。
它是一种廉价、高效的“劳动力”，可以代替人在各种环境中工作。
那么，机器人是如何适应各种环境而工作呢？一般由程序控制，计算机是机器人的大脑，传感器是机器人的感觉器官，输入/输出设备是人与机器人的交互工具，常用的有显示器、键盘、示教盒、打印机、网络接口等。
机器人控制系统的基本构成机器人按用途划分有工业机器人、农业机器人、医疗机器人、海洋机器人、军用机器人、太空机器人、娱乐机器人、服务机器人、微型机器人等。
在当今科技飞速发展的时代，工业型机器人已被大规模应用于工业生产的搬运、喷漆、焊接、装配等方面；按功能划分有普通的程序控制机器人和智能机器人。
参考文献：1、《柔性制造自动化概论》（第2版）作者:刘延林编著出版社:华中科技大学出版社出版时间:2010年06月2、《柔性制造自动化的原理与实践》（第1版）作者：吴启迪编著出版社:清华大学出版社时间：1997年9月3、。
柔性机器人与刚性机器人区别
柔性机器人与刚性机器人区别柔性机器人与刚性机器人区别柔性机器人是一种能够仿照人手臂的柔软度、速度和精度，用于协作和互动的机器人。
相比于传统机器人，柔性机器人的关节结构、传感器和控制算法都具有更高的灵活性和适应能力。
柔性机器人适用于工业自动化、医疗、服务机器人等多个领域。
柔性机器人的特点包括： 1. 柔性：柔性机器人使用柔性材料和可曲伸的关节，可以像人手臂一样柔顺地进行各种活动，能够适应工作环境的变化和复杂程度。
2. 精度：柔性机器人的运动精度非常高，可以实现微小操作和高精度加工。
3. 安全性：柔性机器人的柔性结构使其避免了刚性机器人在与人相关的任务中可能造成伤害的风险。
4. 应用范围广：柔性机器人适用于多种领域，如医疗、服务机器人、智能制造等。
刚性机器人是一种机器人的类型，它的特点在于其结构及运作方式不太灵活，机械臂和手爪较为坚硬并且比较具有结构性，一般可以在工业生产线等生产场景下，完成指定的重复性、高精度和高质量的生产任务。
刚性机器人的特点包括： 1. 较高的工作精度和重复性：刚性机器人可以非常准确地重复执行相同的操作任务，从而实现高精度生产。
2. 较强的承载能力：由于刚性机器人的结构坚硬，其承载能力比较强，可以承担较重的负荷。
3. 适用面广：刚性机器人不仅适用于制造业，还广泛应用于医疗、教育、服务业等不同领域。
4. 安装固定简单：刚性机器人的结构和操作模式比较固定，其安装和维护相对较为简单。
刚性机器人在诸如汽车制造、电子产品生产等生产场所一般可以执行行业标准的标准化操作，涵盖从理论规划到实际生产中各个阶段的工作任务，多应用于那些相对单一、重复性高的工作场景，例如挂上不同大小的机床上继而完成自加、切割、焊接、喷漆等加工任务，大大提高了制造效率和效益。
柔性机器人和刚性机器人都是机器人技术的一种，但二者的设计和应用有很大的区别。
1. 结构设计：就结构而言，刚性机器人一般采用关节连杆的设计结构，机器臂由多个关节构成，可进行多自由度的运动。
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。
柔性制造系统的关键技术及发展趋势
概述了柔性制造技术的基本概念、优缺点、发展的支撑条件等，探讨了柔性制造技术发展的现状与趋势，并指出“柔性”“敏捷”“智能”和“集成”乃是现今制造设备和系统的主要发展方向。
1 柔性制造技术(FMT)1.1 基本概念柔性制造技术(FMT)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。
可用在有干扰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”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。
近20年来．世界市场从相对稳定型转向动态多变型。
市场的需求和企业产品特点表现为：市场的竞争日益激烈、市场需求的多变性和不可预测性、产品生命周期日益缩短、产品需求趋于顾客化。
在这种动态竞争全球化的市场环境中，企业生存和可持续发展已成为必须首先考虑的问题，这迫使企业努力寻找一种具有高柔性、高生产率、高质量和低成本的产品零件加工制造系统来替代传统制造系统，以期用最短的生产周期对市场需求变化作出响应，并使包括厂房、设备及人力在内的资源得到最有效地利用，达到企业生产经营能力整体优化的目的。
FMT所采用的一些原理和技术途径包含有非常先进的制造哲理和技术观念。
柔性制造系统(FMS)是能够覆盖上述3类制造系统基本原理和概念的一种制造系统。
柔性制造设备或系统正成为制造业领域中极为重要的主力制造设备。
1.2 柔性柔性制造系统(FMS)必须以柔性制造设备，如托盘化CNC加工中心机床为基础，而不能由没有固有柔性(Flexibility)的设备，如专用机床来构成。
刚性规范与柔性规范的异同
答：同柔性与刚性都是在制度的前提下相互制约。
异：制度的柔性化虽好，实现起来却非常困难。
如果实施主体不能贯彻制度的目的，制度的柔性化作用便无法实现，制度的运作就将朝着非制度化和制度硬化两个极端转化，实现制度柔性化的各种原则的指导性也将失去意义，所以从这个意义上讲，制度的刚性在主体理性缺失的情况下随时都可能取代制度的柔性。
保证制度主体在制度运作中遵从制度的目的恐怕是最困难的。
这里也许存在一个悖论，即制度需要柔性运作，但运作本身却需要刚性规范。
中国现行的司法制度就是这种悖论的典型范例。
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工业工程095 马雪峰
096040370
自动化制造系统
自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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 理过程和工艺过程自动化。
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。
刚性自动化生产线是用于工件输送系统将各种刚性自动化加 工设备和辅助设备按一定的顺序链接起来，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，刚性自动线具有很高的自动化程度，具有统一的控制 系统和严格的生产节奏。
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
• 柔性制造系统的概念 • 柔性制造系统基本组成部分 • 柔性制造系统的类型 • 制造柔性体现的方面 • 柔性制造系统的优点 • 柔性自动化的研究方向
柔性制造系统
（Flexible Manufacturing System，简称FMS ）
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
柔性制造系统 基本组成部分
• 自动加工系统。 • 物流系统。 • 信息系统。 • 软件系统。
柔性制造系统 的类型
• 柔性制造单元。 • 柔性制造系统。 • 柔性自动生产线。
“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。
刚性自动化
• 刚性半自动化单机 • 刚性自动化单机 • 刚性自动化生产线
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，停产时间 较长。
柔性自动化的研究方向
1.适用于柔性自动化生产的设备 包括数控机床、辅机、传输装置、机器人、存储装置、柔 性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。 2.自动化控制和管理技术 包括分布式数字控制技术、质量统计和管理信息集成技术、 生产规则和动态调度控制技术、计算机技术、网络技术、 通讯技术、生产系统仿真技术等。 3.联线技术 根据工艺设计，将各种设备联线，形成一个自动化生产的 有机整体，既具有一定范围的适用性，又具有较好的可变 性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
• 故障控制柔性 当系统中的设备出现故障时，制造系统对故障的处理能
力。
柔性制造系统的优点
• 第一，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。
• 第二，在制品减少80%左右。 • 第三，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。 • 第四，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。 • 第五，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。 • 第六，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。
柔性自动化技术是当今机械制造业适应市场动态需 求，加速产品更新的主要手段。采用柔性自动化技术， 不仅能够提高生产效率、减轻劳动强度，还能提高产 品质量、缩短制造周期和交货期、大幅度降低成本， 因而是各国机械制造业发展的重要趋势。
NC (Numerical Control,数字控制,简称数控)指用离散的 数字信息控制机械等装置的运行，只能由操作者自己编程
制造柔性体现的方面
• 制造设备的柔性 制造设备通过配备相应的刀具、量具、夹具、NC程序等， 使得此设备具有制造给定零件族中任何零件的能力；（这 是一种固有的柔性，它与制造设备所具有的相关功能有关， 如机附刀库的容量、控制的运动轴数等。）
• 加工柔性 以不同加工工序和工艺加工一个零件的能力或在给定的一 个工艺规划下以不同的加工路线实现零件的加工（制造工 作站间和加工功能间的互换和替代） 。
除此之外，刚性自动化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。
机械制造柔性自动化技术
机械制造柔性自动化技术，是以数控技术为核心， 将计算机技术、信息技术与生产技术有机结合在一起 的技术。其应用范围可包括产品设计、加工制造和相 应的信息与管理系统。
• 产品柔性 能够经济、快速地转变生产产品的能力 。
• 零件流动路线柔性 当系统出现局部故障时，能重新选择零件加工路径，并
继续进行加工的能力。
• 产量柔性 系统运行可适应不同的生产批量，并具有良好的生产效
益。
• 系统重构柔性 系统具有重构柔性，可以生产需求发生变化时，系统可
以方便地扩展、收缩或重构。