《第六章柔性制造技术课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章柔性制造技术课件.ppt（77页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 柔性制造技术（柔性制造技术（FMTFMT）是集数控技术、计算机技是集数控技术、计算机技术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术，术、机器人技术、现代管理技术为一体的现代制造技术，主要用于多品种小批量或变批量生产。主要用于多品种小批量或变批量生产。柔性柔性指制造系统能够适应产品变化的能力。指制造系统能够适应产品变化的能力。6.1 6.1 柔性制造系统（柔性制造系统（FMSFMS）概述）概述1.FMS1.FMS1.FMS1.FMS产生的背景条件产生的背景条件产生的背景条件产生的背景条件1 1）随着经济的发展和消费水平的提高，人们更注重产品的不断）随着经济的发展和消费水平的提高，人们更注重
2、产品的不断 更新和多样化，中小批量、多品种生产已成为机械制造业的更新和多样化，中小批量、多品种生产已成为机械制造业的 一个重要特征；一个重要特征；2 2）科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高。）科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高。一、一、一、一、FMSFMSFMSFMS的产生和发展的产生和发展的产生和发展的产生和发展2.FMS2.FMS2.FMS2.FMS的产生过程的产生过程的产生过程的产生过程 19501950年，美国年，美国MITMIT诞生了第一台三坐标数控铣床以后，机诞生了第一台三坐标数控铣床以后，机 电一体化及数控（电一体化及数控（NCNC）的概念出现了。
3、）的概念出现了。机电一体化技术进一步发展，出现了计算机数控（机电一体化技术进一步发展，出现了计算机数控（CNCN）、）、计算机直接控制（又称群控）（计算机直接控制（又称群控）（DNCDNC）、计算机辅助制造）、计算机辅助制造 （CAMCAM）、计算机辅助设计（）、计算机辅助设计（CADCAD）、成组技术（）、成组技术（GTGT）、计）、计算算 机辅助工艺规程（机辅助工艺规程（CAPPCAPP）、工业机器人技术（）、工业机器人技术（ROBOTROBOT）等）等新新 技术。技术。FMSFMS的雏形源于美国的雏形源于美国MALROSEMALROSE公司，该公司在公司，该公司在19631963年制造了
4、世界上年制造了世界上第一条多品种柴油机零件的数控生产线。第一条多品种柴油机零件的数控生产线。FMSFMS的概念由英国的概念由英国MOLINMOLIN公司最早正式提出，并在公司最早正式提出，并在19651965年取得了发年取得了发明专利，明专利，19671967年年FMSFMS正式形成。正式形成。在这些新技术的基础上，为在这些新技术的基础上，为多品种、小批量生产多品种、小批量生产的需要而兴起的需要而兴起的的 柔性自动化制造技术得到了迅速的发展，作为这种技术具体柔性自动化制造技术得到了迅速的发展，作为这种技术具体应用的柔性制造系统（应用的柔性制造系统（FMSFMS）、柔性制造单元（）、柔性制造单元
5、（FMCFMC）和柔性制）和柔性制造自动线（造自动线（FMLFML）等柔性制造设备纷纷问世，其中柔性制造系统）等柔性制造设备纷纷问世，其中柔性制造系统（Flexible Manufacturing SystemFlexible Manufacturing System，FMSFMS）最具代表性。）最具代表性。FMSFMS是先进制造技术的一部分，在欧美、日本、俄罗斯有是先进制造技术的一部分，在欧美、日本、俄罗斯有较大的发展；较大的发展；19851985年世界各国已投入运行的年世界各国已投入运行的FMSFMS有有500500多套，多套，8888年近年近800800套，套，9090年超过年超过100
6、01000套，目前约共有套，目前约共有40004000多套多套FMSFMS在运行；在运行；我国是我国是19841984年开始研制年开始研制FMSFMS，19861986年从日本引进第一套年从日本引进第一套FMSFMS。3.FMS3.FMS3.FMS3.FMS的发展状况的发展状况的发展状况的发展状况 按照系统规模和投资强度，可将柔性自动化制造设备分按照系统规模和投资强度，可将柔性自动化制造设备分为如下为如下5 5个不同层次：个不同层次：1 1、柔性制造模块（、柔性制造模块（、柔性制造模块（、柔性制造模块（FMMFMM）是指一台扩展了自动化功能的数控机床，如刀具库、自动换刀装是指一台扩展了自动化功
7、能的数控机床，如刀具库、自动换刀装置、托盘交换器等，置、托盘交换器等，FMMFMM相当于功能齐全的加工中心。相当于功能齐全的加工中心。2 2、柔性制造单元（、柔性制造单元（、柔性制造单元（、柔性制造单元（FMCFMC）由由1 12 2台数控机床组成，除了能够自动换刀之外，还配有存储工台数控机床组成，除了能够自动换刀之外，还配有存储工件的托盘站和自动上下料的工件交换台。件的托盘站和自动上下料的工件交换台。FMCFMC自成体系，占地面积小、成本低、功能完善、有廉价小型自成体系，占地面积小、成本低、功能完善、有廉价小型FMSFMS之称。之称。3 3、柔性制造系统（、柔性制造系统（、柔性制造系统（、柔
8、性制造系统（FMSFMS）包括包括2 2台以上的台以上的CNCCNC、FMMFMM或或FMCFMC组成，其控制与管理功能比组成，其控制与管理功能比FMCFMC强，强，规模比规模比FMCFMC大，对数据管理和通信网络要求高。大，对数据管理和通信网络要求高。4 4、柔性制造生产线（、柔性制造生产线（、柔性制造生产线（、柔性制造生产线（FMLFML）其加工设备在采用通用数控机床的同时，更多地采用数控组合其加工设备在采用通用数控机床的同时，更多地采用数控组合机床，如数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机机床，如数控专用机床、可换主轴箱机床、模块化多动力头数控机床等，工件输送线多为单线、固定
9、，柔性较低、专用性强、生产率床等，工件输送线多为单线、固定，柔性较低、专用性强、生产率高，相当于数控化的自动生产线，一般用于少品种、中大批量生产、高，相当于数控化的自动生产线，一般用于少品种、中大批量生产、可以说，可以说，FMLFML相当于专用相当于专用FMSFMS。5 5、柔性制造工厂（、柔性制造工厂（、柔性制造工厂（、柔性制造工厂（FMFFMF）将柔性制造自动化由将柔性制造自动化由FMSFMS扩展到全企业范围，通过计算机网络扩展到全企业范围，通过计算机网络系统的有机联系，实现在全企业范围内的生产经营管理过程、设计系统的有机联系，实现在全企业范围内的生产经营管理过程、设计开发过程、加工制造过
10、程和物料运储过程的全盘自动化，实现自动开发过程、加工制造过程和物料运储过程的全盘自动化，实现自动化工厂的目标。化工厂的目标。二、二、二、二、FMSFMSFMSFMS的基本组成及主要功能的基本组成及主要功能的基本组成及主要功能的基本组成及主要功能1.FMS1.FMS1.FMS1.FMS的的定义及基本组成的的定义及基本组成的的定义及基本组成的的定义及基本组成我国国家军用标准则我国国家军用标准则定义：定义：柔性制造系统是由数控加工设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
11、生产环统，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。境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。国外有关专家进行的直观国外有关专家进行的直观定义：定义：柔性制造系统是至少两台柔性制造系统是至少两台机床，一套物料运储装置和一套计算机控制系统组成的自机床，一套物料运储装置和一套计算机控制系统组成的自动化制造系统，通过简单改变软件的方法便能制造出多咱动化制造系统，通过简单改变软件的方法便能制造出多咱零件中任何一种零件。零件中任何一种零件。（1 1）加工的数控加工系统）加工的数控加工系统（2 2）自动化的物料储运系统）自动化的物料储运系统（3
12、 3）计算机控制的信息系统）计算机控制的信息系统典型的典型的典型的典型的FMSFMSFMSFMS主要由以下三个子系统组成：主要由以下三个子系统组成：主要由以下三个子系统组成：主要由以下三个子系统组成：FMSFMSFMSFMS的组成框图及功能特征的组成框图及功能特征的组成框图及功能特征的组成框图及功能特征典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图1 1 1 1典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图2 2 2 2典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型
13、的柔性制造系统示意图3 3 3 3典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图典型的柔性制造系统示意图4 4 4 4实例：实例：2.FMS2.FMS2.FMS2.FMS的主要功能的主要功能的主要功能的主要功能1 1、能自动管理工件的生产过程。、能自动管理工件的生产过程。2 2、简单改变的软件或参数，就能制造出某一工件族的多种零件。、简单改变的软件或参数，就能制造出某一工件族的多种零件。3 3、物流的运输和存贮必须是看自动的。、物流的运输和存贮必须是看自动的。4 4、能解决多机床条件下工件的混流加工，且不用额增加费用。、能解决多机床条件下工件的混流加工，且不用额增加费
14、用。5 5、具有优化高度管理功能，能实现无人或少人化加工、具有优化高度管理功能，能实现无人或少人化加工1 1 1 1、柔性制造能力强；、柔性制造能力强；、柔性制造能力强；、柔性制造能力强；2 2 2 2、设备利用率高；、设备利用率高；、设备利用率高；、设备利用率高；3 3 3 3、减少了设备成本与占地面积；、减少了设备成本与占地面积；、减少了设备成本与占地面积；、减少了设备成本与占地面积；4 4 4 4、减少了直接生产工人，提高了劳动生产率；、减少了直接生产工人，提高了劳动生产率；、减少了直接生产工人，提高了劳动生产率；、减少了直接生产工人，提高了劳动生产率；5 5 5 5、减少了在制品数量，
15、提高了对市场的反应能力；、减少了在制品数量，提高了对市场的反应能力；、减少了在制品数量，提高了对市场的反应能力；、减少了在制品数量，提高了对市场的反应能力；6 6 6 6、产品质量得以提高；、产品质量得以提高；、产品质量得以提高；、产品质量得以提高；7 7 7 7、FMSFMSFMSFMS可以逐步地实现实施计划。可以逐步地实现实施计划。可以逐步地实现实施计划。可以逐步地实现实施计划。3.FMS3.FMS的优点及效益（的优点及效益（的优点及效益（的优点及效益（P186P186）6.2 FMS6.2 FMS的自动加工系统的自动加工系统1）加工系统在）加工系统在FMS中的作用中的作用:加工系统担任把
16、原材料转化为最终产品的任务，是实际完成加工系统担任把原材料转化为最终产品的任务，是实际完成改变物性任务的执行系统改变物性任务的执行系统.加工系统是加工系统是FMSFMS最基本的组成部分，也是最基本的组成部分，也是FMSFMS中耗资最多的部分，中耗资最多的部分，FMSFMS的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系统所决定的。的加工能力很大程度上是由它所包含的加工系统所决定的。一、一、一、一、自动加工系统的功能和机床配置自动加工系统的功能和机床配置自动加工系统的功能和机床配置自动加工系统的功能和机床配置1.加工系统的作用和机床设备的选用加工系统的作用和机床设备的选用 选用通用模块化的机床结构，其外
17、部通信功能和内部管理功能选用通用模块化的机床结构，其外部通信功能和内部管理功能强，有内装的可编程序控制器（强，有内装的可编程序控制器（PLCPLC），易与辅助装置连接，方便），易与辅助装置连接，方便系统的调整和扩展，以减轻网络通信和上级控制器的负载。系统的调整和扩展，以减轻网络通信和上级控制器的负载。2）FMS对加工设备的要求对加工设备的要求 对于纳入对于纳入FMSFMS运行的加工机床应当是可靠的、自动化的、高效率运行的加工机床应当是可靠的、自动化的、高效率的加工设备。它应满足如下性能要求：的加工设备。它应满足如下性能要求：1 1 1 1、工序集中、工序集中、工序集中、工序集中 通过减少工位数
18、来减轻通过减少工位数来减轻FMSFMS物流的负担；通过减少装夹次数来物流的负担；通过减少装夹次数来保证保证FMSFMS的加工质量。因而，宜选用如加工中心这类多功能机床。的加工质量。因而，宜选用如加工中心这类多功能机床。2 2 2 2、控制能力强、扩展性好、控制能力强、扩展性好、控制能力强、扩展性好、控制能力强、扩展性好 比如导轨油可回收，排屑处理快速、彻底，以延长刀具使比如导轨油可回收，排屑处理快速、彻底，以延长刀具使用寿命，节省运行费用，保证系统能安全、稳定、长时间无人用寿命，节省运行费用，保证系统能安全、稳定、长时间无人值守而自动运行。值守而自动运行。选用切削能力强，加工质量稳定，生产效率
19、高的机床。选用切削能力强，加工质量稳定，生产效率高的机床。3 3 3 3、高刚度、高精度、高速度、高刚度、高精度、高速度、高刚度、高精度、高速度、高刚度、高精度、高速度4 4 4 4、自保护与自维护性好、自保护与自维护性好、自保护与自维护性好、自保护与自维护性好 应设有过载保护装置，设有行程与工作区域限制装置，导轨和各应设有过载保护装置，设有行程与工作区域限制装置，导轨和各相对运动件等无需润滑或能自动加注润滑，具有故障诊断和预警功相对运动件等无需润滑或能自动加注润滑，具有故障诊断和预警功能。能。5 5 5 5、使用经济性好、使用经济性好、使用经济性好、使用经济性好 对工作环境的温度、湿度、粉尘
20、等要求不对工作环境的温度、湿度、粉尘等要求不高，各种密封件性能可靠、无渗漏，能及时排高，各种密封件性能可靠、无渗漏，能及时排除烟雾和异味、噪声，振动小，能保证良好的除烟雾和异味、噪声，振动小，能保证良好的生产环境生产环境6 6 6 6、对环境的适应性与保护性好、对环境的适应性与保护性好、对环境的适应性与保护性好、对环境的适应性与保护性好3）FMS加工系统的常用配置形式加工系统的常用配置形式零零零零件件件件棱体类棱体类棱体类棱体类零件零件零件零件通常选用立式、卧式或通常选用立式、卧式或立卧两用的加工中心立卧两用的加工中心回转体回转体回转体回转体类零件类零件类零件类零件通常选用数控车床或车通常选用
21、数控车床或车削加工中心机床削加工中心机床FMS上加工的零件上加工的零件 CJK6146CJK6146型经济型数控车床型经济型数控车床型经济型数控车床型经济型数控车床 XH714AXH714A型立式加工中心型立式加工中心型立式加工中心型立式加工中心 FMSFMS中机床设备的配置有互替式、互补式以及混合式等多中机床设备的配置有互替式、互补式以及混合式等多种形式，以满足种形式，以满足FMSFMS柔性和高效率的生产要求。柔性和高效率的生产要求。是指纳入是指纳入FMSFMS中的机床是一种中的机床是一种并联并联并联并联关系，各机床功能可以互相代关系，各机床功能可以互相代替，工件可随机输送到任何一台恰好空闲
22、的机床上加工。替，工件可随机输送到任何一台恰好空闲的机床上加工。在这种配置中，若某台机床发生了故障，系统仍能维持正常的在这种配置中，若某台机床发生了故障，系统仍能维持正常的工作，因此具有较大的工艺柔性和较宽的工艺范围，但技术利用率工作，因此具有较大的工艺柔性和较宽的工艺范围，但技术利用率和生产率较低。和生产率较低。机床机床机床机床1 1机床机床机床机床2 2机床机床机床机床n n输入输入输出输出（1 1）互替式机床配置）互替式机床配置）互替式机床配置）互替式机床配置 是指纳入是指纳入FMSFMS中各机床功能是互相补充的，各自完成特定的加工中各机床功能是互相补充的，各自完成特定的加工任务，工件在
23、一定程度上必须按顺序经过各台加工机床。任务，工件在一定程度上必须按顺序经过各台加工机床。这种配置形式的特点是具有较高的生产率，能充分发挥机床的这种配置形式的特点是具有较高的生产率，能充分发挥机床的性能，但由于是性能，但由于是串联串联配置形式，因而降低了系统的可靠性，即当某配置形式，因而降低了系统的可靠性，即当某台机床发生故障时，系统就不再正常的工作，柔性较低。台机床发生故障时，系统就不再正常的工作，柔性较低。机床机床机床机床1 1机床机床机床机床2 2机床机床机床机床3 3机床机床机床机床n n输入输入输入输入输出输出输出输出（2 2 2 2）互补式配置）互补式配置）互补式配置）互补式配置 是
24、指在是指在FMSFMS中，有些机床按互替形式布置，而有些机床中，有些机床按互替形式布置，而有些机床则按互补形式布置，以发挥各自的优点。则按互补形式布置，以发挥各自的优点。大多数大多数FMSFMS采用这采用这种形式。种形式。机床机床机床机床1 1机床机床机床机床2 2机床机床机床机床k k机床机床机床机床k k+1+1机床机床机床机床k k+2+2机床机床机床机床n n输入输入输入输入输出输出输出输出（3 3）混合式配置）混合式配置）混合式配置）混合式配置二、机床辅助及自动上下料装置二、机床辅助及自动上下料装置二、机床辅助及自动上下料装置二、机床辅助及自动上下料装置1 1 1 1、机床夹具、机床
25、夹具、机床夹具、机床夹具 夹具是一种直接用来夹持工件的机床辅具。夹具是一种直接用来夹持工件的机床辅具。夹具是一种直接用来夹持工件的机床辅具。夹具是一种直接用来夹持工件的机床辅具。FMSFMSFMSFMS夹具要求尽夹具要求尽夹具要求尽夹具要求尽可能一次装夹便能完成工件所有部位的加工，以较少装夹次数，可能一次装夹便能完成工件所有部位的加工，以较少装夹次数，可能一次装夹便能完成工件所有部位的加工，以较少装夹次数，可能一次装夹便能完成工件所有部位的加工，以较少装夹次数，避免不必要的累积误差。在允许的情况下，还应尽可能考虑单一避免不必要的累积误差。在允许的情况下，还应尽可能考虑单一避免不必要的累积误差。
26、在允许的情况下，还应尽可能考虑单一避免不必要的累积误差。在允许的情况下，还应尽可能考虑单一夹具能安装多个零件，这就可以大大较少托盘和刀具的更换次数，夹具能安装多个零件，这就可以大大较少托盘和刀具的更换次数，夹具能安装多个零件，这就可以大大较少托盘和刀具的更换次数，夹具能安装多个零件，这就可以大大较少托盘和刀具的更换次数，节省辅助工作时间，提高机床的利用率。节省辅助工作时间，提高机床的利用率。节省辅助工作时间，提高机床的利用率。节省辅助工作时间，提高机床的利用率。目前，用于目前，用于目前，用于目前，用于FMSFMSFMSFMS的夹具有的夹具有的夹具有的夹具有两个重要的发展趋势两个重要的发展趋势两
27、个重要的发展趋势两个重要的发展趋势：、大量使用、大量使用、大量使用、大量使用组合夹具组合夹具组合夹具组合夹具，使夹具零部件标准化，可针对不同的服务对象快速拼，使夹具零部件标准化，可针对不同的服务对象快速拼，使夹具零部件标准化，可针对不同的服务对象快速拼，使夹具零部件标准化，可针对不同的服务对象快速拼装出所需的夹具，提高夹具的重复利用率；装出所需的夹具，提高夹具的重复利用率；装出所需的夹具，提高夹具的重复利用率；装出所需的夹具，提高夹具的重复利用率；、开发、开发、开发、开发柔性夹具柔性夹具柔性夹具柔性夹具，使一部夹具能为多个加工对象服务。使一部夹具能为多个加工对象服务。使一部夹具能为多个加工对象
28、服务。使一部夹具能为多个加工对象服务。2 2 2 2、托盘、托盘、托盘、托盘 托盘是托盘是托盘是托盘是FMSFMSFMSFMS加工系统中重要的配套件。在加工系统中重要的配套件。在加工系统中重要的配套件。在加工系统中重要的配套件。在FMSFMSFMSFMS中，工件通常中，工件通常中，工件通常中，工件通常是用夹具安装在托盘上。是用夹具安装在托盘上。是用夹具安装在托盘上。是用夹具安装在托盘上。当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台支撑着工件完当工件在机床上加工时，托盘成为机床工作台支撑着工件完成加工任务；成加工任务；当工件输送时，托盘又承载着工件和夹具在机床之间传送。当工件输送时，托盘又承载着工件
29、和夹具在机床之间传送。在在在在FMSFMSFMSFMS中，不论各机床各自形式如何，都必须采用统一的接中，不论各机床各自形式如何，都必须采用统一的接中，不论各机床各自形式如何，都必须采用统一的接中，不论各机床各自形式如何，都必须采用统一的接口，这样才能使所有加工单元连接成为一个系统整体。因此，口，这样才能使所有加工单元连接成为一个系统整体。因此，口，这样才能使所有加工单元连接成为一个系统整体。因此，口，这样才能使所有加工单元连接成为一个系统整体。因此，要求要求要求要求FMSFMSFMSFMS中的托盘必须采用统一的结构形式。中的托盘必须采用统一的结构形式。中的托盘必须采用统一的结构形式。中的托盘必
30、须采用统一的结构形式。国际化组织制定的托盘标准：国际化组织制定的托盘标准：国际化组织制定的托盘标准：国际化组织制定的托盘标准：公称尺寸小于等于公称尺寸小于等于公称尺寸小于等于公称尺寸小于等于800mm800mm800mm800mm的托盘标准：的托盘标准：的托盘标准：的托盘标准：ISO/DIS8526-1ISO/DIS8526-1ISO/DIS8526-1ISO/DIS8526-1 公称尺寸大于公称尺寸大于公称尺寸大于公称尺寸大于800mm800mm800mm800mm的托盘标准：的托盘标准：的托盘标准：的托盘标准：ISO/DIS8526-2ISO/DIS8526-2ISO/DIS8526-2I
31、SO/DIS8526-2 托盘代号的组成：托盘代号的组成：托盘代号的组成：托盘代号的组成：ISOISOISOISO号、宽号、宽号、宽号、宽X X X X长、顶面形式号、槽距或孔距、长、顶面形式号、槽距或孔距、长、顶面形式号、槽距或孔距、长、顶面形式号、槽距或孔距、工件的定位方式、托盘的定位方式。工件的定位方式、托盘的定位方式。工件的定位方式、托盘的定位方式。工件的定位方式、托盘的定位方式。例：例：例：例：ISO8526-2-1000X1250-1-100-a-bISO8526-2-1000X1250-1-100-a-bISO8526-2-1000X1250-1-100-a-bISO8526-2
32、-1000X1250-1-100-a-b 表示是表示是表示是表示是ISO8526-2ISO8526-2ISO8526-2ISO8526-2矩形托盘，顶面尺寸为矩形托盘，顶面尺寸为矩形托盘，顶面尺寸为矩形托盘，顶面尺寸为1000X12501000X12501000X12501000X1250，带螺孔系，带螺孔系，带螺孔系，带螺孔系顶系的顶面，螺孔的中心距为顶系的顶面，螺孔的中心距为顶系的顶面，螺孔的中心距为顶系的顶面，螺孔的中心距为100100100100，工件用侧定位块定位，托盘用，工件用侧定位块定位，托盘用，工件用侧定位块定位，托盘用，工件用侧定位块定位，托盘用两锥孔和支撑件上的两圆锥销定位
33、。两锥孔和支撑件上的两圆锥销定位。两锥孔和支撑件上的两圆锥销定位。两锥孔和支撑件上的两圆锥销定位。ISOISO托盘的基本结构图托盘的基本结构图托盘的基本结构图托盘的基本结构图 在在在在FMSFMSFMSFMS中为加工机床上下料的装置通常有中为加工机床上下料的装置通常有中为加工机床上下料的装置通常有中为加工机床上下料的装置通常有托盘交换器托盘交换器托盘交换器托盘交换器和和和和工业机工业机工业机工业机器人器人器人器人等。等。等。等。托盘交换器可作为联接托盘交换器可作为联接托盘交换器可作为联接托盘交换器可作为联接FMSFMSFMSFMS加工系统和物料运储系统的桥梁，加工系统和物料运储系统的桥梁，加工
34、系统和物料运储系统的桥梁，加工系统和物料运储系统的桥梁，还可作为工件的暂时存储器。当物料系统产生堵塞时，托盘交换还可作为工件的暂时存储器。当物料系统产生堵塞时，托盘交换还可作为工件的暂时存储器。当物料系统产生堵塞时，托盘交换还可作为工件的暂时存储器。当物料系统产生堵塞时，托盘交换器可储存几个工件，以保证加工单元的正常运行，对系统起到一器可储存几个工件，以保证加工单元的正常运行，对系统起到一器可储存几个工件，以保证加工单元的正常运行，对系统起到一器可储存几个工件，以保证加工单元的正常运行，对系统起到一个缓冲作用。个缓冲作用。个缓冲作用。个缓冲作用。托盘交换器有不同的结构形式，例如：回转式托盘交换
35、器托盘交换器有不同的结构形式，例如：回转式托盘交换器托盘交换器有不同的结构形式，例如：回转式托盘交换器托盘交换器有不同的结构形式，例如：回转式托盘交换器和往复式托盘交换器等和往复式托盘交换器等和往复式托盘交换器等和往复式托盘交换器等。3 3 3 3、自动上下料装置、自动上下料装置、自动上下料装置、自动上下料装置托盘交换器的工作方式托盘交换器的工作方式直线式交换直线式交换回转式交换回转式交换（1 1）加工系统的控制装置必须是）加工系统的控制装置必须是CNCCNC或相当的设备，并具有或相当的设备，并具有DNCDNC通信和数据交通信和数据交换功能，其加工控制程序应为整个换功能，其加工控制程序应为整个
36、FMSFMS控制系统的一个组成部分控制系统的一个组成部分（2 2）必须提供自动和手动两种操作方式）必须提供自动和手动两种操作方式（3 3）具有足够存储容量，以便存储任意工位加工所需的最大零件加工程序，）具有足够存储容量，以便存储任意工位加工所需的最大零件加工程序，零件程序必须能随机地而不是按照顺序地进行选择零件程序必须能随机地而不是按照顺序地进行选择（4 4）必须提供确定的手段，保证零件在下一道切削工序之前完成前一道工序）必须提供确定的手段，保证零件在下一道切削工序之前完成前一道工序（5 5）在电源中断或其他非计划停机的情况下，至少在）在电源中断或其他非计划停机的情况下，至少在1212小时内不
37、应丢失控制小时内不应丢失控制装置中任何数据和失去任何同步装置中任何数据和失去任何同步三、三、三、三、FMSFMSFMSFMS对加工系统的控制功能和其他项目的要求对加工系统的控制功能和其他项目的要求对加工系统的控制功能和其他项目的要求对加工系统的控制功能和其他项目的要求1.FMS1.FMS1.FMS1.FMS对控制装置的要求对控制装置的要求对控制装置的要求对控制装置的要求（1 1）系统中每台机床在接受夹具、刀具、零件程序）系统中每台机床在接受夹具、刀具、零件程序 时应具有互换性。时应具有互换性。2.FMS2.FMS2.FMS2.FMS对支持设备的要求对支持设备的要求对支持设备的要求对支持设备的要
38、求（2 2）机床应备有足够容量和速度的切削输送装置，以便清除所有零件加）机床应备有足够容量和速度的切削输送装置，以便清除所有零件加工时产生的切屑。工时产生的切屑。（3 3）喷射冷却系统应在无需人工调整的情况下，不管刀具的长度和直径）喷射冷却系统应在无需人工调整的情况下，不管刀具的长度和直径如何，都能使切削液指向所有正在工作的刀具刃部进行喷射。如何，都能使切削液指向所有正在工作的刀具刃部进行喷射。（4 4）要为所有机床安装切屑和切削液溅射防护罩，并应在装卸合适的照）要为所有机床安装切屑和切削液溅射防护罩，并应在装卸合适的照明设备。明设备。（5 5）如果主控制设备安装在其他地方，则应在装卸工位再提
39、供一个悬垂）如果主控制设备安装在其他地方，则应在装卸工位再提供一个悬垂式操纵板或小型控制台。式操纵板或小型控制台。物料的储运系统是柔性制造系统中的一个重要组成部分。一个工物料的储运系统是柔性制造系统中的一个重要组成部分。一个工件从毛坯到成品的整个生产过程中，只有相当少的一部分时间是用于件从毛坯到成品的整个生产过程中，只有相当少的一部分时间是用于机床的切削加工，而大部分时间则消耗于物料的输送和储存过程。因机床的切削加工，而大部分时间则消耗于物料的输送和储存过程。因此，合理地选择此，合理地选择FMSFMS的物料运储系统，可以大大减少物料的运送时间，的物料运储系统，可以大大减少物料的运送时间，提高整
40、个制造系统的柔性和效率。提高整个制造系统的柔性和效率。物物料料系系统统工件流工件流工具流工具流配套流配套流原材料、半成品、成品原材料、半成品、成品刀具、夹具刀具、夹具托盘、辅具材料、备件托盘、辅具材料、备件6.3 FMS6.3 FMS的物料输送与储存系统的物料输送与储存系统物流系统包括的三个方面：物流系统包括的三个方面：物流系统包括的三个方面：物流系统包括的三个方面：物流系统执行输送的装置：物流系统执行输送的装置：物流系统执行输送的装置：物流系统执行输送的装置：自动化物流自动化物流执行输送的装置执行输送的装置有轨运输车有轨运输车无轨运输车无轨运输车机器人机器人无轨运输车无轨运输车物料存贮设备：
41、物料存贮设备：物料存贮设备：物料存贮设备：物料存贮设备物料存贮设备自动化仓库自动化仓库无轨运输车无轨运输车刀具库刀具库托盘站托盘站自动物料储运系统自动物料储运系统存储设备存储设备运输设备运输设备辅助设备辅助设备工件进出站托盘站立体仓库滚道滑道自重传自重传送料道送料道传送带传送带步伐式辊式链式履带式运输小车运输小车牵引式地面有轨空中单轨自导式机器人及机器人及机械手机械手搬用机器人通用机械手专用机械手仓库与运输车的连接装置托盘交换装置工件储运系统的组成设备工件储运系统的组成设备 一、物料的输送系统一、物料的输送系统一、物料的输送系统一、物料的输送系统 用于直线往返输送物料。它往返于加工设备、装卸站
42、与用于直线往返输送物料。它往返于加工设备、装卸站与立体仓库之间，按指令自动运行到指定的工位自动存取工件。立体仓库之间，按指令自动运行到指定的工位自动存取工件。常见的有轨运输车有两种：常见的有轨运输车有两种：链索牵引小车链索牵引小车和和电动机牵引行电动机牵引行走小车走小车。工工作作方方式式在线工作方式：在线工作方式：接受上位计算机指令接受上位计算机指令离线自动工作方式：离线自动工作方式：利用操作面板编制输送程序利用操作面板编制输送程序手动工作方式：手动工作方式：操作按钮手动控制操作按钮手动控制1 1、有轨运输车（、有轨运输车（RGVRGV）、加速和移动速度都比较快，适合运送重型工件；、加速和移动
43、速度都比较快，适合运送重型工件；、因导轨固定，故行走平稳，停车位置比较准确；、因导轨固定，故行走平稳，停车位置比较准确；、控制系统简单，可靠性好，制造成本低，便于推广；、控制系统简单，可靠性好，制造成本低，便于推广；、行走路线不便改变，转弯角度不能太小；、行走路线不便改变，转弯角度不能太小；、噪声较大，影响操作工监听加工状况及保护自身安全。、噪声较大，影响操作工监听加工状况及保护自身安全。AGVAGV是当前是当前FMSFMS中具有较大优势和潜力的运输装置。它具有较中具有较大优势和潜力的运输装置。它具有较高的柔性，能实时监视和扩展，并且安全可靠，维护方便。高的柔性，能实时监视和扩展，并且安全可靠
44、，维护方便。有轨小车的特点：有轨小车的特点：2 2、无轨运输车（、无轨运输车（AGVAGV，自动导向小车），自动导向小车）3 3、物料输送系统的基本回路、物料输送系统的基本回路 全为双向运行，有很大柔性，输送设备的利用率和容错性高，但控制和调度复杂主要采用无轨小车，用于较大规模的FMS双向运行双向运行双向运行双向运行网状输网状输网状输网状输送回路送回路送回路送回路 利用直线双向运行的组合，形成封闭循环，提高柔性和输送设备的利用率双向运行双向运行双向运行双向运行 利用直线单向运行的组合，形成封闭循环实现柔性，提高输送设备的利用率单向运行单向运行单向运行单向运行环形输环形输环形输环形输送回路送回路
45、送回路送回路 系统柔性低，容错性差，常需另设缓冲站，输送装置采用有轨小车、移动机器人或双向输送带，主要用于小型FMS双向运行双向运行双向运行双向运行 主要依靠机床的数控功能实现柔性，输送装置多为输送带，主要用于FML或自动装配线单向运行单向运行单向运行单向运行直线输直线输直线输直线输送回路送回路送回路送回路二、自动存储和检索系统（二、自动存储和检索系统（二、自动存储和检索系统（二、自动存储和检索系统（ASRSASRSASRSASRS）工件装卸站工件装卸站设在设在FMSFMS的入口处，用于完成工件的装卸的入口处，用于完成工件的装卸托盘缓冲站托盘缓冲站起到缓冲物料的作用，一般设置在加工起到缓冲物料
46、的作用，一般设置在加工机床附近机床附近自动化仓库自动化仓库采用巷式起重堆垛机的立式仓库采用巷式起重堆垛机的立式仓库自动化仓库的自动化仓库的计算机控制计算机控制自动化仓库的自动化仓库的认址检索系统认址检索系统识别和登录物料信息识别和登录物料信息物料的自动存取物料的自动存取仓库管理仓库管理自动立体仓库自动立体仓库 自动立体仓库是应现代化、自动化生产和管理信息化的要求应运而生自动立体仓库是应现代化、自动化生产和管理信息化的要求应运而生的。与传统仓库相比的。与传统仓库相比,能更有效地利用空间能更有效地利用空间,使物品堆放向空中立体发展使物品堆放向空中立体发展;配配备有完善的计算机管理系统并具自动控制物
47、品的存取、搬运功能备有完善的计算机管理系统并具自动控制物品的存取、搬运功能,能优化物能优化物品的储存数量品的储存数量,保持最佳的库存量保持最佳的库存量,既减少资金积压又能使生产正常进行既减少资金积压又能使生产正常进行;减减少搬运配料人员和仓储管理人员。少搬运配料人员和仓储管理人员。堆跺机堆跺机 图示为双柱式堆跺机是图示为双柱式堆跺机是一种可在自动立体仓库高一种可在自动立体仓库高层货架巷道轨道上穿梭行层货架巷道轨道上穿梭行走走,并堆高层货架的物料仓并堆高层货架的物料仓位存取物品的专用起重设位存取物品的专用起重设备。为刚性起见备。为刚性起见,通常采用通常采用框架结构。堆跺机通常由框架结构。堆跺机通
48、常由行走机构、升降机构、货行走机构、升降机构、货台与装卸托盘、框架、导台与装卸托盘、框架、导向机构、控制系统和安全向机构、控制系统和安全保护装置等组成。保护装置等组成。自动化仓库的计算机控制自动化仓库的计算机控制自动化仓库的计算机控制自动化仓库的计算机控制 自动化仓库的含义包括仓库管理自动化和入库、出库的作业自动化。自动化仓库的含义包括仓库管理自动化和入库、出库的作业自动化。自动化仓库的含义包括仓库管理自动化和入库、出库的作业自动化。自动化仓库的含义包括仓库管理自动化和入库、出库的作业自动化。仓库管理自动化包括对货箱、账目、货格及其他信息管理的自动化，入仓库管理自动化包括对货箱、账目、货格及其
49、他信息管理的自动化，入仓库管理自动化包括对货箱、账目、货格及其他信息管理的自动化，入仓库管理自动化包括对货箱、账目、货格及其他信息管理的自动化，入库、出库的作业自动化包括货箱或物料的自动识别、自动认址、货格状库、出库的作业自动化包括货箱或物料的自动识别、自动认址、货格状库、出库的作业自动化包括货箱或物料的自动识别、自动认址、货格状库、出库的作业自动化包括货箱或物料的自动识别、自动认址、货格状态的自动检测以及堆垛机动作的自动控制。态的自动检测以及堆垛机动作的自动控制。态的自动检测以及堆垛机动作的自动控制。态的自动检测以及堆垛机动作的自动控制。自动化仓库的计算机控制系统主要担负以下三项任务：自动化
50、仓库的计算机控制系统主要担负以下三项任务：自动化仓库的计算机控制系统主要担负以下三项任务：自动化仓库的计算机控制系统主要担负以下三项任务：（1 1 1 1）识别和登录物料信息）识别和登录物料信息）识别和登录物料信息）识别和登录物料信息条形码条形码条形码条形码（2 2 2 2）物料的自动存取）物料的自动存取）物料的自动存取）物料的自动存取（3 3 3 3）仓库管理）仓库管理）仓库管理）仓库管理 入库入库入库入库 合理分配合理分配合理分配合理分配 出库出库出库出库先进后出先进后出先进后出先进后出 刀具管理系统为各加工设备及时提供所需要的刀刀具管理系统为各加工设备及时提供所需要的刀具，从而实现刀具供