‘壹’ 柔性制造技术都有哪些分类特点
柔性制造技术是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1)柔性制造系统(FMS)
关于柔性制造系统(FMS,FlexiblemanufacturingSystem)的定义很多,权威性的定义有:美国国家标准局把FMS定义为:“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联结装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加工几种不同的零件。”国际生产工程研究协会指出“柔性制造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设计时所考虑的产品族的限制”。而我国国家军用标准则定义为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统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。”简单地说,FMS是由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。目前常见的组成通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS,日本从1991年开始实施的"智能制造系统"(IMS)国际性开发项目,属于第二代FMS;而真正完善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2)柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展的一种产物,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
3)柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4)柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMF。它包括了CAD/CADM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
柔性制造技术的特点:
(1)柔性制造技术是从成组技术发展起来的,因此,柔性制造技术仍带有成组技术的烙印——另件三相似原则:形状相似;尺寸相似和工艺相似。
这三相似原则就成为柔性制造技术的前提条件。凡符合三相似相原则的多品种加工的柔性生产线,可以做到投资最省(使用设备最少,厂房面积最小)生产效率最高(可以混流生产,无停机损失);经济效益最好(成本最低)。
(2)品种中大批量生产时,虽然每个品种的批量相对来说是小的,多个小批量的总和也可构成大批量,因此柔性生产线几乎无停工损失,设计利用率局。
(3)柔性制造技术组合了当今机床技术、监控技术、检测技术、刀具技术、传输技术、电子技术和计算机技术的精华,具有高质量、高可靠性、高自动化和高效率。
(4)可缩短新产品的上马时间,转产快,适应瞬息万变的市场需求。
(5)可减少工厂内另件的库存,改善产品质量和降低产品成本。
(6)减少工人数量,减轻工人劳动强度。
(7)一次性投资大。
‘贰’ 现代制造系统主要分为哪几种类型什么是柔性制造系统(机械制造方面的)
1类型根据诉求不同分法不一比如按行业有民用有军用按应用有航空有汽车所以不好定论
2柔性制造系统所谓柔性简单了说就是不变应万变制造是需要工装器具的每种产品都会对应不同的工装柔性的含义就是尽可能用现有的工装去完成所有不同类的产品制造比如现在最常采用的数控加工机床就属于柔性制造范围
‘叁’ 柔性制造系统FMS的柔性制造系统的类型与构成
柔性制造系统的类型
柔性制造是指在计算机支持下,能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统有以下三种类型:
柔性制造单元
柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具,加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂,加工工序简单,加工工时较长,批量小的零件。它有较大的设备柔性,但人员和加工柔性低。
柔性制造系统
柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机的情况下,满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍然较低。
柔性自动生产线
柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线,在性能上接近大批量生产用的自动生产线;柔性程度高的柔性自动生产线,则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。
柔性制造系统的构成
就机械制造业的柔性制造系统而言,其基本组成部分有:
自动加工系统
自动加工系统,指以成组技术为基础,把外形尺寸(形状不必完全一致)、重量大致相似,材料相同,工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。
物流系统
物流系统,指由多种运输装置构成,如传送带、轨道一转盘以及机械手等,完成工件、刀具等的供给与传送的系统,它是柔性制造系统主要的组成部分。
信息系统
信息系统,指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈,并通过电子计算机或其他控制装置(液压、气压装置等),对机床或运输设备实行分级控制的系统。
软件系统
软件系统,指保证柔性制造系统用电子计算机进行有效管理的必不可少的组成部分。它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。柔性制造系统适合于年产量1000~100,000件之间的中小批量生产。
‘肆’ (管理学)什么是柔性制造系统其竞争优势体现在那些方面
什么是柔性制造系统?
什么是柔性呢?柔性可以表述为两个方面。第一方面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;第二方面是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,这时系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比可以用来衡量柔性。“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。其优点是生产率很高,由于设备是固定的,所以设备利用率也很高,单件产品的成本低。但价格相当昂贵,且只能加工一个或几个相类似的零件。如果想要获得其他品种的产品,则必须对其结构进行大调整,重新配置系统内各要素,其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品,难以应付多品种中小批量的生产。
随着社会进步和生活水平的提高,市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求样式和功能千差万别的产品。激烈的市场竞争迫使传统的大规模生产方式发生改变,要求对传统的零部件生产工艺加以改进。传统的制造系统不能满足市场对多品种小批量产品的需求,这就使系统的柔性对系统的生存越来越重要。随着批量生产时代正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。柔性已占有相当重要的位置。
柔性主要包括:
●机器柔性 当要求生产一系列不同类型的产品时,机器随产品变化而加工不同零件的难易程度。
●工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料变化而改变相应工艺的难易程度。
●产品柔性 一是产品更新或完全转向后,系统能够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
●维护柔性 采用多种方式查询、处理故障,保障生产正常进行的能力。
●生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一点尤为重要。
●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,构成一个更大系统的能力。
●运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工的能力。
柔性制造系统是有一个由计算机集成管理和控制的、用于高效率地制造中小批量多品种零部件的自动化制造系统。它具有:
●多个标准的制造单元,具有自动上下料功能的数控机床;
●一套物料存储运输系统,可以在机床的装夹工位之间运送工件和刀具;
FMS是一套可编程的制造系统,含有自动物料输送设备,能在计算机的支持下实现信息集成和物流集成,它
●可同时加工具有相似形体特征和加工工艺的多种零件;
●能自动更换刀具和工件;
●能方便地上网,容易于其它系统集成;
●能进行动态调度,局部故障时,可动态重组物流路径。
目前FMS规模趋于小型化、低成本,演变成柔性制造单元FMC,它可能只有一台加工中心,但具有独立自动加工能力。有的FMC具有自动传送和监控管理的功能,有的FMC还可以实现24小时无人运转。用于装备的FMS称为柔性装备系统。
‘伍’ 什么是柔性制造系统
柔性制造系统,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。柔性制造系统有中央计算机控制机床和传输系统,有时可以同时加工几种不同的零件。
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。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,每台机器接受操作指令,自动装卸所需工具,无需人工参与。
(5)柔性制造系统可以分为几种类型扩展阅读:
柔性制造是指在计算机支持下,能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统有以下三种类型:
1、柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具,加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂,加工工序简单,加工工时较长,批量小的零件。它有较大的设备柔性,但人员和加工柔性低。
2、柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机的情况下,满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍然较低。
3、柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线,在性能上接近大批量生产用的自动生产线;柔性程度高的柔性自动生产线,则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。
‘陆’ 柔性制造系统都有哪些类型特点
柔性制造系统的类型:
1、柔性制造单元。柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具,加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂,加工工序简单,加工工时较长,批量小的零件。它有较大的设备柔性,但人员和加工柔性低。
2、柔性制造系统。柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机的情况下,满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍然较低。
3、柔性自动生产线。柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线,在性能上接近大批量生产用的自动生产线;柔性程度高的柔性自动生产线,则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。
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。
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。自动加工系统由一台或多台机床组成,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。
‘柒’ 柔性制造系统的系统类型
柔性制造是指在计算机支持下,能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统有以下三种类型:
1、柔性制造单元
柔性制造单元由一台或数台数控机床或加工中心构成的加工单元。该单元根据需要可以自动更换刀具和夹具,加工不同的工件。柔性制造单元适合加工形状复杂,加工工序简单,加工工时较长,批量小的零件。它有较大的设备柔性,但人员和加工柔性低。
2、柔性制造系统
柔性制造系统是以数控机床或加工中心为基础,配以物料传送装置组成的生产系统。该系统由电子计算机实现自动控制,能在不停机的情况下,满足多品种的加工。柔性制造系统适合加工形状复杂,加工工序多,批量大的零件。其加工和物料传送柔性大,但人员柔性仍然较低。
3、柔性自动生产线
柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性自动生产线,在性能上接近大批量生产用的自动生产线;柔性程度高的柔性自动生产线,则接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。
‘捌’ 柔性制造系统是什么,都有哪些基本组成部分
柔性制造系统,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。柔性制造系统有中央计算机控制机床和传输系统,有时可以同时加工几种不同的零件。
系统组成
一、加工设备
加工设备主要采用加工中心和数控车床,前者用于加工箱体类和板类零件,后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的FMS,常采用可更换主轴箱的加工中心,以获得更高的生产效率。
二、储存和搬运
储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等;储存物料的方法有平面布置的托盘库,也有储存量较大的桁道式立体仓库。
毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中,并储存在自动仓库中的特定区域内,然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS,自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关,具有较大灵活性。
工业机器人可在有限的范围内为1-4台机床输送和装卸工件,对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送,也可采用在轨道上行走的机器人,同时完成工件的传送和装卸。
磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换,也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。切屑运送和处理系统是保证 FMS连续正常工作的必要条件,一般根据切屑的形状、排除量和处理要求来选择经济的结构方案。
三、信息控制
FMS信息控制系统的结构组成形式很多,但一般多采用群控方式的递阶系统。
第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC),实现各加工过程的控制;
第二级为群控计算机,负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息,分配给第一级中有关设备的数控装置,同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机;
第三级是FMS的主计算机(控制计算机),其功能是制订生产作业计划,实施FMS运行状态的管理,及各种数据的管理;第四级是全厂的管理计算机。
性能完善的软件是实现FMS功能的基础,除支持计算机工作的系统软件外,数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件,大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。
为保证FMS的连续自动运转,须对刀具和切削过程进行监视,可能采用的方法有:测量机床主轴电机输出的电流功率,或主轴的扭矩;利用传感器拾取刀具破裂的信号;利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化;累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。
此外,还可利用接触测头来测量机床热变形和工件安装误差,并据此对其进行补偿。
特性
“弹性制造系统发送资料”包含大部分来自工作站结点、设备及仪表器具的短期消息及大笔系统所需的文件资料。该消息规模涵盖少数字符组到数百字节。运行软件和其他资料如造册在大规模文件中,当加工阶段之资料,运行仪器沟通之资料,监测状态之资料及从各小工作站回报之资料等。
回报时间也有些差异,大笔程序文件从主要电脑下载到每仪器或从弹性制造系统开始之工作站结点﹙node﹚通常约要花60秒。
仪表信息需在决定性时间延迟﹙deterministic time delay﹚的某期间内提交,其他信息类型运于短时间警急回报和传输与接收大部分瞬间消息。
弹性制造系统的可靠性协议(reliable FMS protocol)来支持所有FMS特性是现今急迫的。现存美国电气电子工程师协会(IEEE)所制定协议并不能满足现今环境之实际沟通需求。
载波感测多重访问碰撞侦测(即CSMA/CD,为Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect的简写)协议延迟是指当一些工作站结点不受因消息碰撞增加而产生限制。
标记(Token Bus)有决定性消息延迟但不能优先支持FMS沟通之沟道结构(access scheme)。
权标环状(Token-Ring)提供通过优先次序和低消息延迟;然而该发送资料并不可信。单一结点(工作站node)失误通常发生在通过该工作站结点之发送错误。另外,权标环状的拓扑(一种实体网络架构的类型)也是需要高等布线安装网络及成本。
FMS通信协议设计支持即时沟通时间和延迟/故障回报消息和即时回应任何紧急信号之需求。因为工业生产过程中常见过热、尘埃和电磁干扰(EMS)产生之机械失误和故障,因此需要一优先机制和即时紧急警报消息并且运作适当传输回复程序。
标记(Token Bus)修改实行于一个优先通路机制,允许短且低延迟传输消息以及较长消息。
以上内容参考网络-柔性制造系统
‘玖’ 柔性制造单元都有哪些基本形式
柔性制造单元的基本形式:
1、托板存储库式FMC
这类柔性制造单元由加工中心和托板存储系统组成,主要用来加工非回转体零件,托板的选定和定位由PLC进行控制。按托板库的结构形式可分为以下3种:
1)环行托板库FMC。由一台加工中心和配有10位环形托板库组成的FMC。托板库沿长圆形轨道运行,实现托板的输送和定位,托板上装夹有工件。环形工作台用于工件的输送与中间存储,托板座在环形导轨上由内侧的环链拖动而回转,每个托板座上有地址识别码。当一个工件加工完毕,加工中心发出信号,由托板交换装置将加工完的工件(包括托板)拖至回转台的空位处,然后转至装卸工位,同时将待加工工件推至加工中心工作台并定位加工。
2)圆环托板库FMC。托板库圆周分布,托板在装卸工位、机床自托板库各个位置之间输送,通过库中央的专门搬运装置实现托板的输送。
3)直线形托板库FMC,托板库为直线形,托板输送装置常为有轨小车。这种单元的优点是具有扩展性,需要时可增加加工设备,加长运输轨道和托板库,扩展成更大的FMC或其他柔性制造系统。
2、机器人搬运式FMC
这种FMC由加工中心、数控机床、机器人和工件传输系统组成,有些单元还包括清洗设备。机器人搬运式FMC有以下两种:
1)回转机器人直接搬运的FMC。一般由1—4台车削中心或其他数控机床以及固定安装的回转式机器人和工件存储台等组成,各设备都布置在机器人周围或两侧,工件搬运由机器人自动实现。此类FMC的优点是设有托板及其自动交换系统,设备费用低,但只适于加工回转体零件。
2)龙门式机器人直接搬运的FMC。该类FMC的特点是:可搬运较大较重的零件和其他物料,搬运设备不占场地。
3、可换主轴箱式FMC
这种FMC以多轴加工为主,适于工件品种不多的中、大批量的生产,加工设备一般是可更换主轴箱的组合机床,单元内设有主轴库及其运输交换装置。工件通过托板交换装置从外部系统进入单元,送上圆形回转工作台夹紧,然后由两侧装有相应主轴箱的动力头驱动加工。
‘拾’ 什么是柔性制造,有何优缺点
柔性柔性可以表述为两个方面:
1、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。
2、是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。