[拼音]：rouxing zhizao xitong

[外文]：flexible manufacturing systems

沒有固定加工順序和生產(chǎn)節(jié)拍，適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)的機械制造系統(tǒng)。英文縮寫FMS。FMS的工藝基礎(chǔ)是成組技術(shù)，它按照成組的加工對象確定工藝過程，選擇相適應(yīng)的數(shù)控機床或工件、工具等物料儲運系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)以計算機為核心進行系統(tǒng)管理，用無人搬運車進行工件傳送，用數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)自動化加工，用機器人進行自動裝卸，并具有監(jiān)視切削狀態(tài)和精度、診斷和復(fù)原等功能，還能在一定范圍內(nèi)完成一種零件加工到另一種零件加工的自動轉(zhuǎn)換。

發(fā)展概況

20世紀(jì)50年代，為了提高生產(chǎn)率，適用于大批量生產(chǎn)的組合機床和剛性自動線等專用設(shè)備得到很大發(fā)展。60年代，隨著小批量高精度加工產(chǎn)品的不斷增加，數(shù)控機床和加工中心進入了鼎盛時期。從70年代起，中小批量多品種的生產(chǎn)成為制造工業(yè)的生產(chǎn)特征。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，中小批量產(chǎn)品的比例還有進一步增大的趨勢。這種情況迫使人們研制以適應(yīng)中小批量多品種生產(chǎn)為主要目標(biāo)的柔性制造系統(tǒng)。1963年美國研制成加工多種柴油機零件的數(shù)控自動線。1967年英國莫林公司首次提出完整的柔性制造系統(tǒng)的概念，并介紹了Molin-24系統(tǒng)的構(gòu)想。隨后蘇聯(lián)、日本、聯(lián)邦德國都相繼研究出這類系統(tǒng)，如蘇聯(lián)于1983年公布了加工軸類零件的柔性制造系統(tǒng)ГАСС和“設(shè)計制造綜合自動化”系統(tǒng)КАΠΡИ。

組成

柔性制造系統(tǒng)主要由多工位數(shù)控加工系統(tǒng)、自動化物料流輸送系統(tǒng)和計算機信息流控制系統(tǒng)組成。

多工位數(shù)控加工系統(tǒng)

傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的功能基本上靠固定的邏輯線路來實現(xiàn)，如需要擴充或改變功能則必須更改硬件邏輯，靈活性較差。柔性制造系統(tǒng)采用計算機控制的加工中心，這種數(shù)控裝置適應(yīng)性強，能在硬件基本不變的情況下，通過修改軟件來改變或擴充其功能。加工中心一般都具有換刀裝置，工件一次裝夾后能連續(xù)地完成鉆、鏜、銑、鉸、锪等多種工序加工。如果用多臺加工中心組成柔性制造系統(tǒng)，便可以任意順序自動完成多種工件的多工位加工。

自動化物料流輸送系統(tǒng)

它包括存儲、輸送和搬運三個子系統(tǒng)，其功能為：自動地以任意順序存取工件和刀具；自動地按可變的自由節(jié)拍完成柔性制造系統(tǒng)中各個生產(chǎn)裝置的連接；自動地實現(xiàn)輸送裝置和加工設(shè)備之間的連接。柔性制造系統(tǒng)中的工件輸送系統(tǒng)與其他制造系統(tǒng)中的工件輸送系統(tǒng)有很大區(qū)別，它不是按固定節(jié)拍將工件從某一工位輸送到下一工位，而是既不按固定節(jié)拍又不按固定順序輸送工件，甚至有時是將幾種工件混雜在一起輸送。在這種系統(tǒng)中一般都設(shè)置儲料庫，以調(diào)節(jié)各個工位上所需加工時間的差異。工件輸送系統(tǒng)有直線輸送、環(huán)形輸送和閉環(huán)輸送三種基本類型。

（1）直線輸送：輸送裝置沿機床一邊布置，或從兩排機床中間通過。輸送工具可以是各種類型的傳送帶和運送小車，主要用于順序傳送。這種輸送裝置本身的存儲容量很小，常需設(shè)置中間儲料庫。

（2）環(huán)形輸送：機床布置在環(huán)形輸送線的外側(cè)。輸送工具除有各種類型的滾子傳送帶和運送小車外，還有架空單軌懸吊式輸送器。在封閉環(huán)形輸送線中常設(shè)置若干支路，作為儲存工件和改變輸送線路之用，便于實現(xiàn)隨機傳送,具有較大的靈活性。

（3）閉環(huán)輸送:整個傳送帶由許多隨行夾具和托板組成，借助托板上的編碼器能自動識別地址，從而可以任意編排工件的傳送順序。除這三種基本方式外，還有工業(yè)機器人，它主要用于中等尺寸的零件輸送和搬運。

計算機信息流控制系統(tǒng)

信息流控制系統(tǒng)的主要設(shè)備為計算機，與直接數(shù)控系統(tǒng)相似，通常具有A、B兩級或A、B、C三級計算機分級控制的結(jié)構(gòu)形式。在A級中安排有大型通用計算機，并包含有零件自動編程系統(tǒng)，其主要職能是：將應(yīng)用某種編程語言編寫的零件源程序處理成加工目的程序；完成管理控制，如分析原材料價格、記錄生產(chǎn)歷史資料、編制管理報告、綜合市場信息、核算經(jīng)濟指標(biāo)等。在B級中安排有中小型通用計算機,其主要職能是:將來自A級計算機的數(shù)據(jù)分發(fā)到各臺數(shù)控或計算機數(shù)控裝置和輸送裝置上去，并協(xié)調(diào)其工作，同時還對每臺機床進行生產(chǎn)狀態(tài)分析和判斷，并根據(jù)情況發(fā)出修改控制參數(shù)的指令。在 C級中安排有小型計算機、微型機或?qū)Ｓ脭?shù)控裝置，其主要職能是：執(zhí)行來自上一級計算機的命令，直接控制機床加工，收集并處理檢測數(shù)據(jù)，向上級計算機反映各臺機床的生產(chǎn)狀態(tài)。

工作原理

英國的Molin-24系統(tǒng)和日本東芝公司的FMS屬于典型的柔性制造系統(tǒng)。圖1是Molin-24系統(tǒng)的平面布置和控制原理圖。在巷道式工件貯存架的一邊排列著數(shù)控機床群(共7臺)，另一邊則是向標(biāo)準(zhǔn)料車上安裝坯料的工件安裝臺。工人按照計算機發(fā)出的指令將坯料安裝在料車上。此后，在線計算機 IBM1130（字長16位、內(nèi)存4K、并附有容量為 500K的磁盤）控制兩臺莫林自動傳送機。傳送機(2)將工件傳送到巷道式工件貯存架,然后再由傳送機(1)將工件傳送到各臺數(shù)控機床的安裝工位。在毛坯供應(yīng)庫里，按照計算機發(fā)出的指令將需要加工的工件毛坯準(zhǔn)備好，并附上圖紙，放在毛坯供應(yīng)庫的托板上。Molin-24可制造規(guī)格為300×300毫米以內(nèi)的多種產(chǎn)品，適合于從幾件到百件的小批量生產(chǎn)，一天能制造產(chǎn)品 2000～20000件。非在線大型管理計算機以10天或更長的時間為單位，把這一期間內(nèi)應(yīng)加工零件的產(chǎn)品號、生產(chǎn)件數(shù)、坯料尺寸、切削作業(yè)的種類、數(shù)控紙帶編號等信息記入主寄存器中。同時編制日加工計劃，使機床負荷均衡，盡量減少機床窩工。日加工計劃同樣也存儲在主寄存器中，并可制成穿孔卡片作為在線計算機的輸入。在線計算機向毛坯供應(yīng)庫、工件安裝臺、傳送機(1)、(2)及數(shù)控機床發(fā)出指令，進行一系列管理控制。管理控制的順序是：在對編號為n的產(chǎn)品進行加工的前一天，行式打印機就將產(chǎn)量、坯料代碼與尺寸、料車上應(yīng)安放坯料的件數(shù)、數(shù)控機床代碼、數(shù)控加工程序代碼、刀具代碼、加工時間等打印出來。同時在毛坯供應(yīng)庫中顯示出相應(yīng)的信號，操作人員根據(jù)這個指示，將坯料裝入編有代碼的箱中，放在箱架上。此后，代碼便自動進入計算機并被存儲起來，以備第二天加工時應(yīng)用。次日，在線計算機便按照日計劃發(fā)出指令,控制傳送機(2)將箱子從供應(yīng)庫箱架上取出并送至工件安裝臺。當(dāng)產(chǎn)品編號為n的箱子從供應(yīng)庫送至安裝臺后，安裝人員在規(guī)定的時間內(nèi)將工件安裝在料車上，并撥好規(guī)定的代碼，向計算機發(fā)出回答信號，計算機遂對輸料車進行控制。料車由傳送機(2)輸送到靠近數(shù)控機床的貯存架上暫存起來。加工時,傳送機(1)則根據(jù)計算機發(fā)來的指令從貯存架上抽出料車并裝到相應(yīng)的數(shù)控機床上。同時，該系統(tǒng)還能根據(jù)計算機指令選擇相應(yīng)的數(shù)控加工穿孔帶和刀具。數(shù)控裝置中的插補器是用數(shù)字微分分析器構(gòu)成的，數(shù)控帶必須每25毫秒向插補器提供一個插補段信息。

日本東芝公司自1983年起開始研制FMS。這種系統(tǒng)配備有兩臺計算機，用于自動安排作業(yè)、生產(chǎn)計劃和工藝管理，控制自動輸送裝置、自動監(jiān)控裝置、自動化倉庫和15臺計算機數(shù)控加工中心（圖2、圖3）。

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標(biāo)簽：柔性制造系統(tǒng)

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文章名稱：《柔性制造系統(tǒng)》

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