8.3现代制造系统技术（课件）- 《 机械加工技术》同步教学（清华版·2017）

导读 模块一 精密加工与特种加工 模块二 制造业信息化 模块三 现代制造系统技术 单元八 先进制造技术 一、 柔性制造系统 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）是由数控加工设备、物流储运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。 1．柔性制造系统的结构原理 1）加工设备。包括立式加工中心、卧式加工中心、五面加工中心、数控铣床、数控车床等。 2）装配设备。例如，由装配站和机器人组成的装配单元。 3）检测设备。有清洗机、三坐标测量仪、测量用机器人等。 模块三 现代制造系统技术 4）输送装置。有输送带、堆垛机、有轨运输车（Rail Guided Vehicle, RGV）、自动导向运输车（Automated Guided Vehicle, AGV）等。 5）交换装置。如托盘交换器（Automated Pallet Changer, APC）、上料机器人等。 6）装卸站。毛坯安装到托盘上，工件从托盘上取下来，这一过程通常由人在装卸站完成。 7）保管装置。如托盘缓冲站（平面仓库）、立体自动仓库等。 8）信息管理及控制装置。它由计算机网络系统和FMS管理与控制软件组成。是管理FMS的信息，控制FMS各设备协调一致工作的网络系统。 模块三 现代制造系统技术 图9-7 FMS的结构 模块三 现代制造系统技术 2. 柔性制造系统的分类与应用 1）柔性制造单元（FMC）。柔性制造单元由主机、工具交换装置（Automated Tool Changer, ATC）、托盘交换装置（Automated Pallet Changer, APC）三部分组成。 ①一类由加工中心配上自动托盘交换系统：这类柔性制造单元以托盘交换系统为特征，一般具备五个以上的托盘，组成环形或直线形的托盘库。 ②另一类是数控机床（或数控机床和加工中心）配以工业机器人：这类柔性制造单元的最一般形式是由两台数控机床配上机器人（或机械手），加上工件传输系统组成。 模块三 现代制造系统技术 2）柔性生产线（FTL）。柔性生产线（FTL）也可称为柔性自动线或可变自动线。机床多采用专用的高效机床，如数控组合机床、多轴头机床、换箱机床、转塔机床、专用数控机床等。工件一般装在托盘上输送。对于外形规整，由良好的定位、输送、夹紧条件的工件，也可以直接输送。柔性生产线的中央控制装置可选用带微处理机的顺序控制器和微型计算机。 柔性生产线是在传统组合机床及其自动线基础上，主要通过对各类工艺功能的组合机床进行数控化而形成的。它与传统刚性生产线的区别在于，它能同时或依次加工少量不同的工件。柔性生产线常用来作为大批量生产的制造系统，加工对象主要是箱体类工件。 模块三 现代制造系统技术 3）柔性制造系统（FMS）。柔性制造系统由加工系统、物料储运系统、控制系统和软件系统组成。 ①柔性制造系统的加工系统：柔性制造系统的加工系统能以设定顺序自动加工各种工件，并能自动地更换刀具和工件。通常由若干台对工件进行加工的CNC机床和所使用的刀具构成。 ②柔性制造系统的物料储存输送系统。物料储存输送设备的分类可参见图9-8。 ③柔性制造系统的计算机控制系统。其主要任务是：组织和指挥制造流程，并对制造流程进行控制和监控，向柔性制造系统的加工系统、物流系统（储存系统、输送系统及操作系统）提供全部控制信息并进行过程监视，反馈各种在线检测数据，以便修正控制信息，保证安全运行。 模块三 现代制造系统技术 图9-8 物料储运设备的分类 模块三 现代制造系统技术 二、现代集成制造系统 1．计算机集成制造系统（computer integrated manufacturing system, CIMS） （1）计算机集成制造系统的定义和特征 CIM是信息时代组织、管理企业生产的一种哲理，是信息时代新型企业的一种生产模式。按照这一哲理和技术构成的具体实现便是计算机集成制造系统。 （2）计算机集成制造系统的组成 计算机集成制造系统涉及一个制造企业的设计、制造和经营管理三个方面，在分布式数据库、计算机网络和指导集成运行的系统技术等所形成的支撑环境下将三者集成起来。图9-9给出了计算机集成制造系统的组成。 模块三 现代制造系统技术 图9-9 计算机集成制造系统组成 模块三 现代制造系统技术 2．现代集成制造 （1）现代集成制造的基本概念 现代集成制造系统是一种