柔性化

柔製造系統統息控制系統、料儲運系統組控制設備組，適換化械製造系統(  )，縮。

藝基礎組技術，按照組確藝程，選擇適控設備件、具料儲運系統，計算控制，故調整範圍件批效產(即具“柔”)，及改產品足市需求。

兼製造產管功，綜合提產效益。藝範圍斷擴，包括毛坯製造、械、裝配質量檢驗。投，切削，衝壓焊。

採用FMS的主要技術經濟效果是：能按裝配作業配套需要，及時安排所需零件的加工，實現及時生產，從而減少毛坯和在制品的庫存量，及相應的流動資金佔用量，縮短生產周期；提高設備的利用率，減少設備數量和廠房面積；減少直接勞動力，在少人看管條件下可實現晝夜24小時的連續“無人化生產”；提高產品質量的一致性。

英國莫林斯公司首次根據威廉森提出的FMS基本概念，研製了“系統24”。其主要設備是六台模塊化結構的多工序數控機床，目標是在無人看管條件下，實現晝夜24小時連續加工，但最終由於經濟和技術上的困難而未全部建成。

同年，美國的懷特·森斯特蘭公司建成 Omniline I系統，它由八台加工中心和兩台多軸鑽床組成，工件被裝在托盤上的夾具中，按固定順序以一定節拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設備適於少品種、大批量生產中使用，在形式上與傳統的自動生產線相似，所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯、德國等也都在60年代末至70年代初，先後開展了FMS的研製工作。

日本發那科公司展出了由加工中心和工業機器人組成的柔性製造單元(簡稱FMC)，為發展FMS提供了重要的設備形式。柔性製造單元(FMC)一般由1～2台數控機床與物料傳送裝置組成，有獨立的工件儲存站和單元控制系統，能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實現有限工序的連續生產，適於多品種小批量生產應用。

70年代末期，FMS在技術上和數量上都有較大發展，80年代初期已進入實用階段，其中以由3～5台設備組成的FMS為最多，但也有規模更龐大的系統投入使用。

日本發那科公司建成自動化電機加工車間，由60個柔性製造單元（包括50個工業機器人）和一個立體倉庫組成，另有兩台自動引導台車傳送毛坯和工件，此外還有一個無人化電機裝配車間，它們都能連續24小時運轉。

這種自動化和無人化車間，是向實現計算機集成的自動化工廠邁出的重要一步。與此同時，還出現了若干僅具有FMS基本特徵，但自動化程度不很完善的經濟型FMS，使FMS的設計思想和技術成就得到普及應用。

典型的柔性製造系統由數字控制加工設備、物料儲運系統和信息控制系統組成。加工設備主要採用加工中心和數控車床，前者用於加工箱體類和板類零件，後者則用於加工軸類和盤類零件。中、大批量少品種生產中所用的FMS，常採用可更換主軸箱的加工中心，以獲得更高的生產效率。

儲存和搬運系統搬運的的物料有毛坯、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，並儲存在自動倉庫中的特定區域內，然後由自動搬運系統根據物料管理計算機的指令送到指定的工位。固定軌道式台車和傳送滾道適用於按工藝順序排列設備的FMS，自動引導台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。

工業機器人可在有限的範圍內為1～4台機床輸送和裝卸工件，對於較大的工件常利用托盤自動交換裝置(簡稱APC)來傳送，也可採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是保證 FMS連續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。

FMS信息控制系統的結構組成形式很多，但一般多採用群控方式的遞階系統。第一級為各個工藝設備的計算機數控裝置(CNC)，實現各的口工過程的控制；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控指令等信息，分配給第一級中有關設備的數控裝置，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計劃，實施FMS運行狀態的管理，及各種數據的管理；第四級是全廠的管理計算機。

性能完善的軟體是實現FMS功能的基礎，除支持計算機工作的系統軟體外，數量更多的是根據使用要求和用戶經驗所發展的專門應用軟體，大體上包括控制軟體(控制機床、物料儲運系統、檢驗裝置和監視系統)、計劃管理軟體(調度管理、質量管理、庫存管理、工裝管理等)和數據管理軟體(模擬、檢索和各種資料庫)等。

為保證FMS的連續自動運轉，須對刀具和切削過程進行監視，可能採用的方法有：測量機床主軸電機輸出的電流功率，或主軸的扭矩；利用感測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，並據此對其進行補償。

柔性製造系統按機床與搬運系統的相互關係可分為直線型、循環型、網路型和單元型。加工工件品種少、柔性要求小的製造系統多採用直線布局，雖然加工順序不能改變，但管理容易；單元型具有較大柔性，易於擴展，但調度作業的程序設計比較複雜。

柔性製造系統未來將向發展各種工藝內容的柔性製造單元和小型FMS；完善FMS的自動化功能；擴大FMS完成的作業內容，並與計算機輔助設計和輔助製造技術(CAD/CAM)相結合，向全盤自動化工廠方向發展。

柔性製造系統的組成與功能

系統的組成：(1)中央管理和控制計算機 (2)物流控制裝置 (3)自動化倉庫 (4)無人輸送台 (5)製造單元 (6)中央刀具庫(7)夾具站 (8)信息傳輸網路 (9)隨行工作台

系統的功能：1)以成組技術為核心的對零件分析編組的功能。2)以微型計算機為核心的編排作業計劃的智能功能。3)以加工中心為核心，自動換刀、換工件的加工功能。4)以托盤和運輸系統為核心的工件存放與運輸功能。5)以各種自動檢測裝置為核心的自動測量、定位與保護功能

柔性製造系統的關鍵技術

在進行柔性製造系統的設計、規劃時，主要涉及以下幾個關鍵技術，包括：柔性製造系 統的監控和管理系統,柔性製造系統的物流系統，柔性製造系統的刀具傳輸和管理系統，柔 性製造系統的聯網技術，柔性製造系統的輔助系統設計等。

1.柔性製造系統的監控和管理系統

2.柔性製造系統的物流系統

3.柔性製造系統的刀具管理系統

4.柔性製造系統的通信

5.柔性製造系統的輔助系統 FMS的輔助系統包括清洗工作站、切削液自動排放和集中回收處理及集中供液、氣等設施組成。