自動化機械制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System),,英文縮寫為FMS,又稱為柔性制造系統(tǒng),,是指由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設備,,傳輸裝置把工件放在其他連接裝置上送到各加工設備,使工件加工準確,、迅速和自動化,。柔性制造系統(tǒng)有中央計算機控制機床和傳輸系統(tǒng),有時可以同時加工幾種不同的零件,。
FMS通過一組按次序排列的機器,,自動裝卸及傳送機器連接并經計算機系統(tǒng)集成一體,原材料和代加工零件在零件傳輸系統(tǒng)上裝卸,,零件在一臺機器上加工完畢后傳到下一臺機器,,每臺機器接受操作指令,自動裝卸所需工具,,無需人工參與,。
FMS的工藝基礎是成組技術,它按照成組的加工對象確定工藝過程,,選擇相適應的數(shù)控加工設備和工件,、工具等物料的儲運系統(tǒng),并由計算機進行控制,,故能自動調整并實現(xiàn)一定范圍內多種工件的成批高效生產(即具有“柔性”),,并能及時地改變產品以滿足市場需求。
FMS兼有加工制造和部分生產管理兩種功能,,因此能綜合地提高生產效益,。FMS的工藝范圍正在不斷擴大,可以包括毛坯制造,、機械加工,、裝配和質量檢驗等。投入使用的FMS,,大都用于切削加工,,也有用于沖壓和焊接的。
FMS系統(tǒng)組成
加工設備
加工設備主要采用加工中心和數(shù)控車床,,前者用于加工箱體類和板類零件,,后者則用于加工軸類和盤類零件。中,、大批量少品種生產中所用的FMS,,常采用可更換主軸箱的加工中心,以獲得更高的生產效率,。
工件,、刀具,、夾具、檢具和切屑等,;儲存物料的方法有平面布置的托盤庫,,也有儲存量較大的桁道式立體倉庫。
毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中,,并儲存在自動倉庫中的特定區(qū)域內,,然后由自動搬運系統(tǒng)根據物料管理計算機的指令送到指定的工位。固定軌道式臺車和傳送滾道適用于按工藝順序排列設備的FMS,,自動引導臺車搬送物料的順序則與設備排列位置無關,,具有較大靈活性。
工業(yè)機器人可在有限的范圍內為1-4臺機床輸送和裝卸工件,,對于較大的工件常利用托盤自動交換裝置(簡稱APC)來傳送,,也可采用在軌道上行走的機器人,同時完成工件的傳送和裝卸,。
磨損了的刀具可以逐個從刀庫中取出更換,,也可由備用的子刀庫取代裝滿待換刀具的刀庫。車床卡盤的卡爪,、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動更換,。切屑運送和處理系統(tǒng)是保證 FMS連續(xù)正常工作的必要條件,一般根據切屑的形狀,、排除量和處理要求來選擇經濟的結構方案,。
信息控制
FMS信息控制系統(tǒng)的結構組成形式很多,但一般多采用群控方式的遞階系統(tǒng),。第一級為各個工藝設備的計算機數(shù)控裝置(CNC),實現(xiàn)各加工過程的控制,;第二級為群控計算機,,負責把來自第三級計算機的生產計劃和數(shù)控指令等信息,分配給第一級中有關設備的數(shù)控裝置,,同時把它們的運轉狀況信息上報給上級計算機,;第三級是FMS的主計算機(控制計算機),其功能是制訂生產作業(yè)計劃,,實施FMS運行狀態(tài)的管理,,及各種數(shù)據的管理;第四級是全廠的管理計算機,。
性能完善的軟件是實現(xiàn)FMS功能的基礎,,除支持計算機工作的系統(tǒng)軟件外,數(shù)量更多的是根據使用要求和用戶經驗所發(fā)展的專門應用軟件,,大體上包括控制軟件(控制機床,、物料儲運系統(tǒng),、檢驗裝置和監(jiān)視系統(tǒng))、計劃管理軟件(調度管理,、質量管理,、庫存管理、工裝管理等)和數(shù)據管理軟件(仿真,、檢索和各種數(shù)據庫)等,。
為保證FMS的連續(xù)自動運轉,須對刀具和切削過程進行監(jiān)視,,可能采用的方法有:測量機床主軸電機輸出的電流功率,,或主軸的扭矩;利用傳感器拾取刀具破裂的信號,;利用接觸測頭直接測量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化,;累積計算刀具的切削時間以進行刀具壽命管理。此外,,還可利用接觸測頭來測量機床熱變形和工件安裝誤差,,并據此對其進行補償。
FMS柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點 :
柔性制造系統(tǒng)是一種技術復雜,、高度自動化的系統(tǒng),,它將微電子學、計算機和系統(tǒng)工程等技術有機地結合起來,,理想和圓滿地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾,。具體優(yōu)點如下。
1,、設備利用率高,。一組機床編入柔性制造系統(tǒng)后,產量比這組機床在分散單機作業(yè)時的產量提高數(shù)倍,。
2,、在制品減少80%左右。
3,、生產能力相對穩(wěn)定,。自動加工系統(tǒng)由一臺或多臺機床組成,發(fā)生故障時,,有降級運轉的能力,,物料傳送系統(tǒng)也有自行繞過故障機床的能力。
4,、產品質量高,。零件在加工過程中,裝卸一次完成,加工精度高,,加工形式穩(wěn)定,。
5、運行靈活,。有些柔性制造系統(tǒng)的檢驗,、裝卡和維護工作可在第一班完成,第二,、第三班可在無人照看下正常生產,。在理想的柔性制造系統(tǒng)中,其監(jiān)控系統(tǒng)還能處理諸如刀具的磨損調換,、物流的堵塞疏通等運行過程中不可預料的問題,。
6、產品應變能力大,。刀具,、夾具及物料運輸裝置具有可調性,且系統(tǒng)平面布置合理,,便于增減設備,,滿足市場需要。
7,、經濟效果顯著,。采用FMS的主要技術經濟效果是:能按裝配作業(yè)配套需要,及時安排所需零件的加工,,實現(xiàn)及時生產,,從而減少毛坯和在制品的庫存量,及相應的流動資金占用量,,縮短生產周期,;提高設備的利用率,減少設備數(shù)量和廠房面積,;減少直接勞動力,,在少人看管條件下可實現(xiàn)晝夜24小時的連續(xù)“無人化生產”;提高產品質量的一致性,。