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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流柔性制造系统的特征.精品文档.关于柔性制造系统的特征的调查报告组别：第三组 学号：08203041 班级：08一体化2 姓名：钟旺摘要：柔性制造系统又称FMS，她是由数控加工设备，物料运储装置和计算机控制系统等几个单元组合而成的的自动化制造系统。本文主要讲的是柔性制造系统的特征，其主要特征为生产柔性、生产效率、技术利用率、系统可靠性和投资强度比，柔性是它的最重要的特征，还有描述了模块化柔性制造系统的主要特征。我通过对网上以及书本上的资料进行分类归纳其特征。关键词：柔性制造系统；特征；柔性；模块化正文：柔性制造系统（FMS）是由数控加工设备，物
2、料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。其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。FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，可以按照计算机辅助工艺过程的派生法组织生产，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产（即具有“柔性”），并能及时地改变产品以满足市场需求。柔性制造系统兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。柔性制造系统应具备以下特点。（1）从硬件的形式上看，柔性制造系统由加工、物流、信息流3个子系统组成
3、。1.以上的数控机床或加工中心及其他加工设备，包括测量机、清洗机、动平衡机、各种特种加工设备等。 2.一套能自动装卸的运储系统，包括刀具的运储和工件原材料的运储。具体结构可采用传送机、运输小车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作站等。 3. 一套计算机控制系统。 （2）从软件内容看主要包括以下3点。 1.柔性制造系统的运行控制。 2.柔性制造系统的质量保证。 3.柔性制造系统的数据管理和通信网络。 （3）从功能上看它必须具备以下功能。 1.能自动进行零件的批量生产。 2.简单地改变软件，便能制造出某一零件组的任何零件。 3.物料的运输和储存必须是自动的（包括刀具工装和工件）。 4.能解决多机条件
4、下零件的混合比，且无须额外增加费用。性制造系统的柔性化： “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，难以应付多品种中小批量的生产。一个理想的FMS应具备8种柔性：设备柔性、工艺柔性、产品柔性、工序柔性、运行柔性、批量柔性、扩展柔性和生产柔性。( 1 )设备柔性 系统中的加工设备具有适应加工对象变化的能力。其衡量指标是当加工对象的类、族、品种变化时，加工设备所需刀、夹、铺具的准备和更换时间 ；硬、软件的交换与调整时间；加工程
5、序的准备与调校时间等； ( 2 )工艺柔性 系统能以多种方法加工某一族工件的能力。工艺柔性也称加工柔性或混流柔性，其衡量指标是系统不采用成批生产方式而同时加工的工件 品种数 ； ( 3 )产品柔性 系统能够经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。产品柔性也称反应柔性。衡量产品柔性的指标是系统从加工一族工件转向加工另一族工件时所需的时间； ( 4 )工序柔性 系统改变每种工件加工工序先后顺序的能力。其衡量指标是系统以实时方式进行工艺决策和现场调度的水平； ( 5 )运行柔性 系统处理其局部故障，并维持继续生产原定工件族的能力。其衡量指标是系统发生故障时生产率的下降程度或处理故障所需的时间； (
6、6 )批量柔性 系统在成本核算上 能适应不 同批量的能力 。其衡量指标是系统保持经济效益的最小运行批量； ( 7 )扩展柔性 系统能根据生产需要方便地模块化进行组建和扩展的能力。其衡量指标是系统可扩展的规模大小和难易程度； ( 8 )生产柔性 系统适应生产对象变换的范围和综合能力。其衡量指标是前述7项柔性的总和。模块化柔性制造系统的特性： 在综合性的专业实验室里，主要传授与实践有关的教学内容和实际的操作技能，在建立综合性的专业实验室时，必须考虑到使学习的内容与劳动过程紧密相关。因此，所要建立的模块化柔性制造系统具备了下述重要特性： (1)工业标准化特性 在系统中绝大部分的设备和器件都符合工业标
7、准，尽可能不使用过分简化了的教学设备与器件，使学生可以在一个能反映真实生产过程的系统中学到专业知识与操作技能。 (2)模块化特性 系统被设计成具有模块化的特性，也就是系统中的每个功能部件都能独立运行，重要的功能部件应该是分布式控制的。在学习过程中，学生不仅可以对各个功能部件进行操作，而且还可以根据不同的教学内容增减功能部件，功能部件的增减同时又不影响系统中其他功能部件的运行。 (3)结构的开放性和兼容性 由于电子技术、信息技术和自动化技术的快速发展，所建系统必须与变化了的技术要求相匹配。在设计该系统时，我们充分考虑了其硬件结构与软件系统的开放性和兼容性，使得组成该系统的设备不仅能与当今其他设备
8、相组合和匹配，而且还具有进一步开发的可能性，为将来技术更新留有余地。 (4)学习的实践特性 学生在综合性的专业实验室中学习时应该具有创造性劳动的可能性，也就是允许学生对某些设备进行拆装、更改，以使他们能够真正学到生产实际所需的专业技能。在该系统中采用的元器件虽然是工业用的，但是，在设计这些元器件时已经充分考虑到了拆装的方便性。所以，学生能较容易地把建好的系统重新拆开，然后再组装起来，而且还可以通过增减器件来对系统的配置进行重构。 (5)现代教学特性 在现代职业劳动中，劳动组织形式是以小组劳动为特征的，在职业技术教育中，学生在学校就应该了解并习惯于这种劳动组织形式。模块化柔性制造实验系统为学生提
9、供了这种可能性，这是因为每个功能部件都能独立运行，各功能部件又通过局域网络相连接，通过协调控制连成一个系统。当学生在该系统中学习时，可以将“构建系统”作为一个学习课题，先构思出整个系统的方案，然后各小组分别对各功能部件进行设计、安装、编程和调试。在各功能部件调试通过之后，将组合系统进行整体调试。柔性制造系统可分为以下几种类型 ：1.按零件加工顺序配置机床的系统。 根据被加工零件的加工顺序选择机床，并用一个物料储运系统将机床连接起来，机床间在加工内容方面相互补充。工件借助一个装卸站送入系统，并由此开始，在计算机控制下，由一个加工站送至另一个加工站，连续完成各加工工序。通常，工件在系统中的输送路径
10、是固定的，但是不同的机床也能加工不同的工件。2.机床可相互替换的系统。 这类柔性制造系统在设备出现故障时，能用替换机床保持整个系统继续工作。在一个由几台加工中心、一个存储系统和一个穿梭式物料输送线组成的柔性制造系统中，工件可以送至任何一台加工中心，它们都有相应的刀具来加工零件。计算机具有记忆每台机床的状态，并能在机床空闲时分配工件去加工的能力。每台机床都配有能根据指令选用刀具的换刀机械手，能完成部分或全部加工工序。该系统中还具有机床刀库的更换和存储系统，以保证为加工多种零件所需的刀具量。这类柔性制造系统的最大优点是设备发生故障时，只有部分系统停工，工件的班产量有所降低，但不会造成停产。 3.混
11、合型系统。 实际生产中常常采用既按工序选择，又具有替换机床的柔性制造系统，这就是混合型系统。系统内同类机床间具有相互替换的能力。 4.具有集中式刀具储运系统的柔性制造系统。 这种集中式储刀装置可以是与机载刀库交换的备用刀库，也可以是与机床多轴主轴箱交换的备用主轴箱。系统中的刀具都按工件的加工要求集中布置在若干个储刀装置中，当所加工任务确定后，控制系统选出相应的多轴箱或备用刀库送至机床，来完成工序的加工要求。 通过对以上的柔性制造系统一些基本的概念和定义，现在接着对该系统的特征进行分析。柔性制造系统主要的特征为生产柔性、生产效率、技术利用率、系统可靠性和投资强度比。生产柔性：针对自动化生产线来讲
12、的，如果通过重新的组合和调整容易完成其他类型的产品的生产，就叫柔性好，只能适应单一产品的生产就是不具有柔性。生产效率：是指固定投入量下，制程的实际产出与最大产出两者间的比率。可反映出达成最大产出、预定目标或是最佳营运服务的程度。亦可衡量经济个体在产出量、成本、收入，或是利润等目标下的绩效。技术利用率：在该系统中的一些新技术如传感器等等的用法，新的元件的加入等等。系统可靠性：随着科学技术的发展，现代化的机器、技术装备、交通工具和探索工具越来越复杂。这些机器和设备等的可靠性受到了人们的广泛重视，我们把这种可靠性称为系统可靠性投资强度比：简单地说就是投入资金的多少，它与该系统功能和效率成什么比例。
13、总结：通过对柔性制造系统（FMS）的了解，我知道了柔性制造系统的一些特征。而我们正在学习的就是模块化柔性制造系统，因此了解了这个系统，会让我对这个系统的操作运行更得心应手。在调查过程中，我发现必须知道了每一个部分的定义与概念之后，才可以对该系统的特征更加直观的分析。否则，就会不明白资料上所讲的一些特征和作用，这样会使你对这个系统产生错误的看法。我想如果能做到一个生产柔性度高、生产效率高、技术利用率高、系统可靠性高以及投资强度比低的柔性制造系统，那这将是一个非常完美系统，但是这种情况现在不存在的，因为一个系统是有多个方面组合成的，而且对于制造的产品还有不同的要求，所以这种完美的系统几乎是不存在的。因此，我们需要在各种各样的情况下，以及在不同的要求之中，自己去选择适合的，然后配合在一起，那么这才会使整个流程更加完美。字数统计：参考文献：（1）第6节柔性制造系统（FMS）新编实用数控加工手册 （2) 柔性制造自动化概论华中科技大学出版社（3) (3)模块化柔性制造系统在现代职业技术教育中的应用孙玉华，贾殿涛 (同济大学职业技术教育学院，上海 200092)