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柔性制造系统的介绍

2020-02-15 17:56:51来源:励志吧0次阅读

柔性制造系统的介绍

第一、柔性制造系统的概念、特点和适应范围

柔性制造系统(Flexible manufacturing system,FMS)是一个制造系统,由多台(至少两台)加工中心或数控机床、自动上、下料装置、储料和输送系统等组成,没有固定的加工顺序和节拍,在计算机及其软件系统的集中控制下,能在不停机调整的情况下更换工件和工夹具,实现加工自动化,在时间和空间(多维性)上都有高度的柔性,是一种计算机直接控制的自动化可变加工系统。

与传统的刚性自动生产线相比,它有以下突出的特点:(1)具有高度的柔性,能实现多种不同工艺要求不同“类”的零件加工,进行自动更换工件、夹具、刀具和自动装夹,有很强的系统软件功能。(2)具有高度的自动化程度、稳定性和可靠性,能实现长时间的无人自动连续工作(如连续24h工作)。(3)提高设备利用率,减少调整、准备终结等辅助时间。(4)具有高生产率。(5)降低直接劳动费用,增加经济收益。

柔性制造系统的适应范围很广,如图2所示,如果零件生产批量很大而品种数较少,则可用专用机床线或自动生产线;如果零件生产批量很小而品种较多,则适于用数控机床或通用机床;在两者中间这一段,均是适于用柔性制造系统来加工。

第二、柔性制造系统的类型

柔性制造系统是一个统称,其类型很多,可分为柔性制造单元、柔性制造线、柔性生产线等,前已论述了柔性制造单元,现分述柔性制造线和柔性生产线。柔性制造线(Flexible ManufacturingLine,FML)是由两台或两台以上的加工中心、数控机床或柔性制造单元所组成,配置有自动输送装置(有轨、无轨输送车或机器人)、工件自动上、下料装置(托盘交换或机器人)和自动化仓库等,并有计算机递阶控制功能、数据管理功能、生产计划和调度管理功能,以及实时监控功能等,如图3所示,它是典型的柔性制造系统,通常所说的柔性制造系统就是指的这种类型。

柔性生产线(Flexible Transmission Line,FTL)是由若干台加工中心组成,但物料系统不采用自动化程度很高的自动输送车、工业机器人和自动化仓库等,而是采用自动生产线所用的上、下料装置,如各种送料槽等,不追求高度的柔性和自动化程度,而取其经济实用。这种柔性制造系统又称之为准柔性制造系统。

第三、柔性制造系统的组成和结构

柔性制造系统的组成如图4所示,由物质系统、能量系统和信息系统三部分组成,各个系统又由许多子系统构成。

柔性制造系统的主要加工设备是加工中心和数控机床,目前以铣镗加工中心(立式和卧式)和车削加工中心占多数,一般多由3台~6台组成。柔性制造系统常用的输送装置有输送带、有(无)轨输送车、行走式工业机器人等,也可用一些专用输送装置。在一个柔性制造系统中可以同时采用多种输送装置形成复合输送。输送方式可以是线形、环形和形。柔性制造系统的储存装置可采用立体仓库和堆垛机,也可采用平面仓库和托盘站。托盘是一种随行夹具,其上装有工件夹具,工件装夹在工件夹具上,托盘、工件夹具和工件形成一体,由输送装置输送,托盘装夹在机床的工作台上。托盘站还可起暂时存储作用,配置在机床附近,起缓冲作用。仓库可分为毛坯库、零件库、刀具库和夹具库等,其中刀具库有集中管理的中央刀具库和分散在各机床旁边的专用刀具库两种类型。柔性制造系统中除主要加工设备外,还应有清洗工作站、去毛刺工作站和检验工作站等,它们都是柔性工作单元。

柔性制造系统具有制造不同产品的特有柔性,不需要改变系统硬件结构,能够生产不同的产品,从而适应市场变化,缩短新品研发周期;借助于计算机,柔性制造系统加工辅助时间大为减少,可以显著提高机床利用率,可达75%~90%;由于工序合并,所需装夹次数和使用机床数量减少,降低设备成本,缩减系统在制品库存量,工作循环时间减少,生产周期缩短;系统的控制、管理和传输都是在计算机下进行的,使得操作人员也减少。

根据柔性制造系统的统计数据表明,采用FMS可以降低加工成本50%,减少生产面积40%,提高生产率50%,过程的在制品可减少80%。柔性制造系统的主要缺点是:系统投资大,投资回收期长;系统结构复杂,对操作人员的要求很高;结构复杂使得系统的可靠性较差。

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