淺析柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、淺析柔性制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 馮貝1151110016摘要：近二十年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展，柔性制造技術(shù)運(yùn)用越來(lái)越重要，實(shí)現(xiàn)了多種產(chǎn)品的自動(dòng)化、智能化，提高了生產(chǎn)技術(shù)的多樣性。柔性制造技術(shù)。一個(gè)國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)力，制造技術(shù)的作用一般約占60%。相關(guān)專家認(rèn)為，世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，主要體現(xiàn)在是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，其競(jìng)爭(zhēng)能力最終表所產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。因?yàn)槠洫?dú)有的特點(diǎn)已經(jīng)廣泛用于機(jī)械行業(yè)，與我們的生活息息相關(guān)。研究柔性制造技術(shù)乃是中華復(fù)興的重要任務(wù)，中國(guó)的機(jī)械行業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家比較落后，因此，我們要認(rèn)清形勢(shì)，抓住機(jī)遇。關(guān)鍵詞：柔性制造 發(fā)展 趨勢(shì)Abstract: Over the pa

2、st twenty years, with the development of computer, control technology, mechanical structure, flexible manufacturing technology more and more important, realized the automation and intelligence, a variety of products can improve the production technology of diversity. Flexible manufacturing technolog

3、y. A country's industrial productivity, the role of manufacturing technologies typically accounts for about 60%. Relevant experts believe that the world economic competition, competition is mainly embodied in the manufacturing technology, its ability to compete eventually form the product's

4、market share. Because of its unique characteristics has been widely used in machinery industry, is closely related to our life. Research of flexible manufacturing technology is the important task of the Chinese Renaissance, China's machinery industry is relatively developed countries relatively

5、backward, therefore, we should recognize the situation, seize the opportunity. Key words: flexible manufacturing Development Trend;目錄前言11.柔性制造技術(shù)的基本概念11.1柔性制造技術(shù)11.2柔性制造設(shè)備的劃分22.柔性制造技術(shù)的特點(diǎn)32.1柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)32.2柔性制造系統(tǒng)的缺點(diǎn)43.柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)43.1數(shù)控機(jī)床43.2計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用43.3傳感器的應(yīng)用43.4工作人員素質(zhì)的提高53.5信號(hào)處理技術(shù)54.柔性制造技術(shù)的應(yīng)用54.1包裝機(jī)械行業(yè)

6、54.2在汽車工業(yè)中的應(yīng)用64.3在鈑金行業(yè)上的應(yīng)用65柔性制造技術(shù)的發(fā)展75.1柔性制造技術(shù)誕生的背景75.2柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)75.3發(fā)展柔性制造技術(shù)的條件86.柔性制造技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)86.1國(guó)內(nèi)外柔性技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀86.2柔性制造技術(shù)仍將迅速發(fā)展96.3發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元96.4我國(guó)柔性制造實(shí)訓(xùn)基地的建立97總結(jié)108致謝10參考文獻(xiàn)：10實(shí)用精品文檔 前言生產(chǎn)制造過(guò)程中有兩個(gè)很重要的方面：設(shè)備與人。近幾年科學(xué)發(fā)展迅猛，相對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備得以更多地參與到生產(chǎn)流程中，并替代人對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制，使整體的效率提高和產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。尤其是在大規(guī)模生產(chǎn)制造中，手工制造相比于機(jī)械化生產(chǎn)，效率和穩(wěn)定性

7、根本不可相提并論。但是市場(chǎng)形勢(shì)也在發(fā)生劇烈的變化，科技的快速發(fā)展，不僅使產(chǎn)品的種類變得極大豐富，同時(shí)加快了產(chǎn)品更新和淘汰的速度。這使得實(shí)際生產(chǎn)中的設(shè)備規(guī)模大大縮小，生產(chǎn)線更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快。在一般的情況下，受設(shè)備所占的比重大的限制，解決以上問(wèn)題時(shí)要采用更高級(jí)的設(shè)備來(lái)提高柔性以及效率整體上的提升。現(xiàn)實(shí)情況往往是因?yàn)槠髽I(yè)資金問(wèn)題，難以支持如此之大的投資，還有可能是企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的分析之后，并不打算投資這么多金額。從另一個(gè)角度分析，設(shè)備能力的提升會(huì)有很大的局限性，單純地從提升設(shè)備能力來(lái)考慮改善生產(chǎn)系統(tǒng)，頗有難度。與其去“組合設(shè)備”，不如轉(zhuǎn)向“設(shè)備組合”。目前，國(guó)家制造業(yè)仍停留在轉(zhuǎn)型和升級(jí)的重要時(shí)期，

8、想要提高我國(guó)制造業(yè)，不僅需要增加我國(guó)制造業(yè)整體的科技含量，提高產(chǎn)品附屬值，而且要在提升我國(guó)制造業(yè)方面給予更加充分的重視。柔性制造是適應(yīng)全球競(jìng)爭(zhēng)極為重要的制造技術(shù)與理念。唯有提高我國(guó)制造業(yè)的柔性制造技術(shù)水平，掌握先進(jìn)的柔性制造理念，才能我國(guó)制造業(yè)水平更上一層樓，擴(kuò)大優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)客戶的適應(yīng)能力，要在全球制造業(yè)中占據(jù)有利地位。本文要介紹柔性制造的相關(guān)概念與要求，分析了柔性制造在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用，探究了與傳統(tǒng)制造業(yè)的利弊，與此同時(shí)，還點(diǎn)明了我國(guó)柔性制造技術(shù)發(fā)展的要領(lǐng)與方向，很有必要借鑒它國(guó)制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。解決這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫了，要在設(shè)備能力和柔性之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。也就是要將設(shè)備功能進(jìn)行若干次

9、組合與分割，再根據(jù)單一或較少功能“設(shè)備組合”，來(lái)代替所謂的“組合設(shè)備”，從而減少生產(chǎn)工序中設(shè)備參與的分量，將原來(lái)分化在設(shè)備中的轉(zhuǎn)換成本，以及效率轉(zhuǎn)移到了企業(yè)內(nèi)部，再通過(guò)人與設(shè)備的簡(jiǎn)單調(diào)整配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這樣的轉(zhuǎn)換，使整體的生產(chǎn)過(guò)程中可控制和自我調(diào)整的環(huán)節(jié)大大得到改善，實(shí)際上等價(jià)于生產(chǎn)系統(tǒng)的整體柔性的飛躍。1.柔性制造技術(shù)的基本概念1.1柔性制造技術(shù)硬性是指不能改變的，不具靈活性；與之相對(duì)，機(jī)械制造領(lǐng)域的柔性，是指機(jī)械制造系統(tǒng)隨生產(chǎn)環(huán)境變化保持穩(wěn)定工作的能力，主要與系統(tǒng)方案、操作人員和設(shè)備配置有關(guān)。簡(jiǎn)而言之，沒(méi)有固定的工序和工藝節(jié)拍，去適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)方式就是“柔性”的基本體現(xiàn)。一般把柔性制

10、造技術(shù)認(rèn)為是可以隨市場(chǎng)需求變化，迅速對(duì)產(chǎn)品種類或者生產(chǎn)方式做出相應(yīng)調(diào)整的一種現(xiàn)代化制造技術(shù)。這種柔性制造系統(tǒng)要具有許多方面的“柔性”。必須要具有運(yùn)行柔性、產(chǎn)品柔性、批量柔性、工序柔性、擴(kuò)展柔性、設(shè)備柔性、工藝柔性、生產(chǎn)柔性。毫無(wú)疑問(wèn)，柔性制造技術(shù)已經(jīng)是當(dāng)今世界制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向的前列，為未來(lái)制造業(yè)繪制了一個(gè)宏偉藍(lán)圖，這將成為21世紀(jì)制造業(yè)的主要生產(chǎn)方式。 1.2柔性制造設(shè)備的劃分柔性制造設(shè)備必須依賴以數(shù)控機(jī)床，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送物料的存儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)控制并監(jiān)控各個(gè)部件的運(yùn)行，使得加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的設(shè)備。許多時(shí)候只需更改關(guān)軟件或者程序和少量夾具，即可輕松達(dá)到對(duì)不同品種工件加工的目

11、的。依據(jù)系統(tǒng)的功能特征和規(guī)模大小，柔性制造設(shè)備一般分為四個(gè)類型：1.2.1柔性制造單元柔性制造單元（FMC-Flexible Manufacturing Cell）：一般是由一臺(tái)或多臺(tái)數(shù)控機(jī)床或者加工中心構(gòu)成的加工單元。各部分之間是通過(guò)小規(guī)模的工件自動(dòng)輸送裝置來(lái)保證連接的，利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的控制和管理。組合的機(jī)床在工藝能力上可相互補(bǔ)充，也可混合加工不同類別的零件，要具備單元層與設(shè)備層上的計(jì)算機(jī)雙重控制，對(duì)外具有多個(gè)接口，可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的柔性制造系統(tǒng)。這個(gè)單元能根據(jù)加工的需要自動(dòng)裝卸工件、更換刀具、檢測(cè)工件加工的精度和刀具磨損情況，進(jìn)行有限次數(shù)工序的連續(xù)加工，適于中小型的批量生產(chǎn)。1.2.2柔

12、性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FMS -Flexible Manufacturing System）：一組數(shù)控機(jī)床和其他自動(dòng)化的工藝設(shè)備，是由計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)、物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)組合的整體，包括多個(gè)柔性制造單元，能夠根據(jù)制造任務(wù)或者生產(chǎn)環(huán)境的變化，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，適用多品種、中小批量生產(chǎn)，具備加工制造以及部分生產(chǎn)管理功能，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。雖然FMS的規(guī)模差異較大，功能不一樣，但都包含3個(gè)基本部分，即加工、物流、信息流這三個(gè)子系統(tǒng)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)具體加工需求選擇不同的輔助工具，例如，監(jiān)控工作站。FMS的組成如下圖組成名稱作用組成內(nèi)容加工系統(tǒng)FMS的主體部分，用于加工零件加工單元是指有自動(dòng)換

13、刀和換工件功能的數(shù)控機(jī)床物流系統(tǒng)向加工單元及輔助系統(tǒng)運(yùn)送工件、刀具、工具、等由工件運(yùn)送和管理系統(tǒng)組成：毛坯、半成品的存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)、工件托盤的運(yùn)輸小車、夾具組件、工件、夾具裝卸系統(tǒng)、緩沖存儲(chǔ)系統(tǒng)交換刀具的運(yùn)送裝置、刀具存儲(chǔ)庫(kù)、交換刀具的攜帶裝置、組裝以及預(yù)調(diào)系統(tǒng)刀具刃磨信息系統(tǒng)控制FMS的運(yùn)行由計(jì)算機(jī)及其通信系統(tǒng)組成輔助系統(tǒng)選件功能根據(jù)不同的需要來(lái)配置不同的輔助系統(tǒng)，如在線測(cè)量系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng) 1.2.3柔性制造線柔性制造線（FML-Flexible Manufacturing Line）：是處于單一或少品種大批量非柔性自動(dòng)化與中小批量的多品種FMS之間的生產(chǎn)線。采用的加工設(shè)備可以是通用的加

14、工中心或CNC機(jī)床；還可以采用專用機(jī)床或者NC專用機(jī)床設(shè)備，對(duì)物料運(yùn)送系統(tǒng)的柔性要求低于FMS，但生產(chǎn)率會(huì)更高。由離散型生產(chǎn)的柔性制造系統(tǒng)與連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的分散型系統(tǒng)控制，其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的自動(dòng)化，技術(shù)已日益成熟，迄今已進(jìn)入實(shí)用階段。適合多品種生產(chǎn)，之前是由專用機(jī)床組成的自動(dòng)線，現(xiàn)如今改用數(shù)控機(jī)床或由數(shù)控操作的組合機(jī)床，一般是由數(shù)臺(tái)可調(diào)加工模塊，結(jié)合自動(dòng)輸送裝置來(lái)連接組成生產(chǎn)線，適合用于批量加工品種數(shù)較少的不同工件。柔性生產(chǎn)線適宜年產(chǎn)量在1000100,000件間的中小型批量生產(chǎn)。1.2.4柔性制造網(wǎng)絡(luò)柔性制造網(wǎng)絡(luò)（FMI-Flexible Manufacturing Internet）：

15、由若干柔性制造線組成，分工明細(xì)，產(chǎn)品豐富多樣。適用于大工廠，批量多種產(chǎn)品，提高效率，充分利用余料。2.柔性制造技術(shù)的特點(diǎn)2.1柔性制造系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)利用柔性制造技術(shù)在制造業(yè)上可以獲得非常明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：（1） 生產(chǎn)具有柔性，可以滿足生產(chǎn)變化的需求，即使市場(chǎng)需求或設(shè)計(jì)突發(fā)變故，只要在FMS的設(shè)計(jì)承受能力之內(nèi)，就不需要去改變系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具備制造不同產(chǎn)品的柔性。對(duì)臨時(shí)需要替換的零件能隨時(shí)混合生產(chǎn)，不影響FMS正常生產(chǎn)，使得生產(chǎn)任務(wù)正常進(jìn)行。（2） 產(chǎn)品質(zhì)量高，F(xiàn)MS減少了卡具、夾具的使用次數(shù)，還有機(jī)床的數(shù)量，能保證卡具與機(jī)床匹配相當(dāng)?shù)奈呛希瑥亩_保了零件的一致性與產(chǎn)品的質(zhì)量。還能自動(dòng)檢測(cè)設(shè)

16、備和自動(dòng)補(bǔ)償裝置并及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在短時(shí)間內(nèi)采取與之相應(yīng)有效措施，保證產(chǎn)品的優(yōu)良性。（3） 設(shè)備利用率高，由于采用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的調(diào)度，一旦有機(jī)床空閑著，計(jì)算機(jī)就立刻給機(jī)床重新分配加工任務(wù)。最有代表性的就是，采用了柔性制造系統(tǒng)中的一組機(jī)床所獲得的生產(chǎn)量會(huì)是單機(jī)操作情況下相同數(shù)量機(jī)床下生產(chǎn)數(shù)量的3倍，避免了設(shè)備累贅，精簡(jiǎn)了系統(tǒng)。（4） 減少生產(chǎn)周期，由于零件集中在加工中心，從而減少了機(jī)床數(shù)量和零件的裝卡次數(shù)。利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行有效的調(diào)整，減少了周轉(zhuǎn)時(shí)間，任務(wù)提前完成。（5） 加工成本低，F(xiàn)MS的批量生產(chǎn)能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，生產(chǎn)成本才是最低的。除非一次性投資高，其它各項(xiàng)指標(biāo)都明顯優(yōu)于常規(guī)方

17、案。（6） 具備持續(xù)生產(chǎn)能力，只要柔性制造系統(tǒng)中的一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)就繞過(guò)出現(xiàn)故障的機(jī)床，使得設(shè)備繼續(xù)正常生產(chǎn)。2.2柔性制造系統(tǒng)的缺點(diǎn)(1)系統(tǒng)成本高，投資回收周期長(zhǎng)；(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，相對(duì)操作難度大；(3)系統(tǒng)集成度高，部件相互依賴高可靠性降低。3.柔性制造所采用的關(guān)鍵技術(shù)3.1數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)作為柔性制造系統(tǒng)，和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的重要技術(shù)基礎(chǔ)之一，數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)最新的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)現(xiàn)代工業(yè)制造而言，市場(chǎng)要求要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成新成品的研發(fā)和生產(chǎn)，為客戶提供更精準(zhǔn)的工件，利用數(shù)控加工還有計(jì)算機(jī)輔助制造等新技術(shù)的融合，使加工技術(shù)進(jìn)入以數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助制

18、造為主的新階段。自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了數(shù)控技術(shù)由傳統(tǒng)硬件數(shù)控到計(jì)算機(jī)數(shù)控的完美過(guò)渡，數(shù)控技術(shù)在柔性制造技術(shù)中發(fā)揮了巨大的作用。引入 CAM/CAD等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)施自動(dòng)化加工，在加工的過(guò)程中，少了人的額外干預(yù)。由數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)可知，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都與自動(dòng)控制技術(shù)緊密聯(lián)系。3.2計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)柔性制造，計(jì)算機(jī)是自動(dòng)化設(shè)計(jì)的必要技術(shù)，可以說(shuō)沒(méi)有計(jì)算機(jī)就沒(méi)有自動(dòng)化。在擁有計(jì)算機(jī)的條件下，我們可以更加容易按我們的開(kāi)發(fā)計(jì)劃設(shè)計(jì)出不同的模塊，實(shí)現(xiàn)柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)甚至柔性制造網(wǎng)絡(luò)。另外，柔性制造技術(shù)中往往還要用到機(jī)器人，這時(shí)候就不可能少了計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用。產(chǎn)品制造過(guò)程中信息的投入，已

19、經(jīng)成為決定產(chǎn)品成本的重要因素，制造過(guò)程的本質(zhì)是在制造過(guò)程中對(duì)各種信息的收集、輸入、加工和處理過(guò)程，最終以產(chǎn)品的形式表達(dá)，而這些技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用不可缺少。目前機(jī)械企業(yè)的自動(dòng)化程度還不夠高，要想完全控制信息依然難以實(shí)現(xiàn)，但是，由淺入深，在計(jì)算機(jī)技術(shù)上可以尋求突破口。3.3傳感器的應(yīng)用傳感器是實(shí)現(xiàn)智能化必不可少的設(shè)備，在柔性制造系統(tǒng)工作時(shí)，系統(tǒng)要根據(jù)工作條件的變化做出調(diào)整，然而，最有效檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部變化并在第一時(shí)間做出相應(yīng)反應(yīng)的也只有傳感器可以做到。隨著科技的發(fā)展，傳感器技術(shù)依然不是非常成熟，要想滿足柔性制造技術(shù)的需求，就必須充分利用傳感器的特性，設(shè)計(jì)出合理的方案

20、，實(shí)現(xiàn)智能化 ，這是至關(guān)重要的3.4工作人員素質(zhì)的提高柔性制造技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是設(shè)備的柔性，也包含了操作人員在內(nèi)的柔性。操作人員必須確保加工任務(wù)、完成數(shù)量和加工時(shí)間要求的適應(yīng)能力。技術(shù)人員還要具備設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案和組織應(yīng)變的能力，要想在現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)條件上，提高柔性技術(shù)可改進(jìn)的可能性，并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證結(jié)果的合理性，找出合適的柔性技術(shù)突破點(diǎn)，最大化滿足生產(chǎn)效率的需求。企業(yè)管理層也要提高柔性技術(shù)的應(yīng)用意識(shí)，從全局考慮柔性技術(shù)的可行性和必要性。3.5信號(hào)處理技術(shù)要完美解決系統(tǒng)與各部件產(chǎn)品的聯(lián)系，就要處理好它們之間的信息傳遞，為此出現(xiàn)了兩種重要的技術(shù)：一是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)()，這是通過(guò)模擬生物的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可

21、對(duì)信息進(jìn)行加工處理。也是一種人工的智能工具，可預(yù)測(cè)在自動(dòng)控制領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不久便會(huì)并列在系統(tǒng)與模糊控制系統(tǒng)中,作為現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要一員。二是模糊數(shù)學(xué)，主要靠模糊控制器完成。近年來(lái)研發(fā)出的高性能模糊處理控制器具有智能自動(dòng)學(xué)習(xí)功能,可在控制過(guò)程不斷搜集新的信息的同時(shí)自動(dòng)對(duì)控制作出相應(yīng)調(diào)整,能讓系統(tǒng)性能極大提高,特別是基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)方式引起了人們很大的關(guān)注。4.柔性制造技術(shù)的應(yīng)用4.1包裝機(jī)械行業(yè)人們對(duì)產(chǎn)品的外觀要求也隨著生活水平的改善而有所提高，包裝行業(yè)漸漸的趨于工業(yè)化，包裝行業(yè)要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；c多樣化，而且個(gè)性化的需求更加緊迫，從而加劇了包裝市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，想要降低生產(chǎn)的成本，包裝企業(yè)更加

22、偏向于考慮建設(shè)柔性化的生產(chǎn)線，若要實(shí)現(xiàn)企業(yè)柔性化制造，必不可少的是高效的伺服控制系統(tǒng)。在整個(gè)包裝生產(chǎn)線的發(fā)展過(guò)程中，控制產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)揮的作用與日俱增。 為了使生產(chǎn)目標(biāo)更高速、更柔性化的發(fā)展，先前由設(shè)備機(jī)械完成的功能，現(xiàn)在趨向于由伺服系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)。例如，電子齒輪和凸輪取代機(jī)械齒輪和凸輪，各軸之間不必機(jī)械連接的高精度同步進(jìn)行。因而，包裝生產(chǎn)線不僅要利用聯(lián)鎖控制，還要快速高精度的伺服控制系統(tǒng)。要同時(shí)滿足以上功能的高度集成控制器或者系統(tǒng)，來(lái)將獨(dú)立的PLC與獨(dú)立伺服控制器通過(guò)控制方案來(lái)編程、調(diào)試和維護(hù)等各方面都會(huì)為用戶帶來(lái)更多好處?？傮w上來(lái)說(shuō)，柔性化的發(fā)展思路，使得包裝機(jī)械市場(chǎng)出現(xiàn)了多次變革，加快了創(chuàng)新思

23、維的商業(yè)化，使包裝機(jī)械的潛能發(fā)揮的更加充分，達(dá)到空前的水平，為我國(guó)躋身世界行列成為“創(chuàng)造大國(guó)”打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.2在汽車工業(yè)中的應(yīng)用汽車工業(yè)的發(fā)展迅猛，國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)的實(shí)力也有所增強(qiáng)，隨著國(guó)外公司的大規(guī)模進(jìn)入和生產(chǎn)裝備的引進(jìn)，汽車零部件加工在向柔性制造的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。柔性制造技術(shù)帶來(lái)的高度靈活性，使其保持高生產(chǎn)率的同時(shí)還可以生產(chǎn)不同種類的工件。柔性制造FMS生產(chǎn)線在汽車零部件生產(chǎn)中運(yùn)行管理和提升效率非常顯著。以汽車生產(chǎn)缸體、軸承蓋、缸蓋的加工為例子，傳統(tǒng)工藝需要的總工序步驟是64道，但采用FMS系統(tǒng)所需總工序數(shù)僅僅是12道，僅需要一臺(tái)成套加工單元就能完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋和軸承蓋的全部加工工

24、序。因此，F(xiàn)MS工序高度集成，縮減設(shè)備投入，設(shè)備模塊化，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。另外還可根據(jù)市場(chǎng)的需求改變配置設(shè)備，具備非常高的靈活性，可迅速對(duì)應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)向。假如市場(chǎng)迅速發(fā)展，利用FMS高效生產(chǎn)，能夠提高市場(chǎng)占有率，也可根據(jù)市場(chǎng)動(dòng)向進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，不生產(chǎn)多余的庫(kù)存，以改善資金周轉(zhuǎn)狀況。隨著各類先進(jìn)加工技術(shù)的相繼問(wèn)世，柔性制造技術(shù)本身也在不斷完善和提高。FMS帶來(lái)了加工的高度靈活性，其開(kāi)放式結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)技術(shù)的模塊化，以及加工中心切削速度和精度進(jìn)一步提高，為汽車制造業(yè)贏得了更好的效益，在未來(lái)汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛4.3在鈑金行業(yè)上的應(yīng)用迄今為止鈑金仍然沒(méi)有一個(gè)完整的定義，可以從國(guó)外研究資料獲得相關(guān)

25、介紹，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：鈑金可以理解為一種對(duì)金屬薄板綜合性的冷加工工藝。鈑金具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)電（能夠用于電磁屏蔽）、成本低、大規(guī)模量產(chǎn)性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)，使得鈑金技術(shù)日益成熟，增加了鈑金在現(xiàn)實(shí)生活中的運(yùn)用。在電子電器、通信技術(shù)、交通工具、裝飾用品、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，基于鈑金加工的柔性制造技術(shù)是在綜合考慮產(chǎn)品加工需求范圍的前提下，通過(guò)對(duì)鈑金加工設(shè)備的開(kāi)發(fā)或組合，從而建立一套能夠既兼顧加工能力，又能滿足生產(chǎn)需求的生產(chǎn)線。隨著CNC技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等應(yīng)運(yùn)而生。然而這些設(shè)備雖然對(duì)于單一工序而言，設(shè)備的加工柔性大大提高，但是這些設(shè)備僅僅屬于柔性

26、制造單元范疇，工序與工序之間的加工還是要通過(guò)人工來(lái)調(diào)度。時(shí)至今天，數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等設(shè)備還是作為鈑金生產(chǎn)的主要設(shè)備來(lái)使用，而我國(guó)對(duì)以上設(shè)備的開(kāi)發(fā)還是更多的借鑒外國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于鈑金柔性制造技術(shù)的研究幾近空白?；跊_剪復(fù)合加工技術(shù)和快速換模的多邊折彎技術(shù)的設(shè)備，從而使鈑金的加工過(guò)程真正意義上實(shí)現(xiàn)柔性加工。過(guò)去這些設(shè)備獨(dú)立為個(gè)體對(duì)工藝進(jìn)行單獨(dú)加工，設(shè)備的加工能力業(yè)比較單一，加工方法簡(jiǎn)單，范圍也有限，若要變更加工能力，只能更換模具、調(diào)換新的機(jī)床或調(diào)整機(jī)床參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且傳統(tǒng)的鈑金加工更多的是勞動(dòng)密集型加工，對(duì)操作者的依賴程度過(guò)高，鈑金柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)可以有效地解決上述問(wèn)題5柔性制造技

27、術(shù)的發(fā)展5.1柔性制造技術(shù)誕生的背景 隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們對(duì)產(chǎn)品的性能和功能的要求都越來(lái)越高，大大縮短了產(chǎn)品更新?lián)Q代的時(shí)間，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也被迫增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式開(kāi)始淘汰。這種挑戰(zhàn)不僅對(duì)中小企業(yè)構(gòu)成了威脅，而且給國(guó)有大中型企業(yè)帶來(lái)了麻煩。這是因?yàn)?，傳統(tǒng)大批量生產(chǎn)方式下，柔性與生產(chǎn)率之間存在很大的矛盾。本世紀(jì)初，也就是工業(yè)化形成的初期，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品有很大夠的需要。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是，產(chǎn)品品種單一，生命周期長(zhǎng)，產(chǎn)品數(shù)量卻迅速增加，各類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售往往是由少數(shù)企業(yè)控制。這推動(dòng)了制造企業(yè)采用自動(dòng)機(jī)或自動(dòng)生產(chǎn)線提高生產(chǎn)效率。20世紀(jì)60年代后，全球市場(chǎng)發(fā)生了劇烈的變化，對(duì)許多產(chǎn)

28、品的需求趨于飽合趨勢(shì)，在這合和的市場(chǎng)中，制造企業(yè)不得不面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。公司為了贏得競(jìng)爭(zhēng)務(wù)必按照用戶的要求開(kāi)發(fā)出合理的新產(chǎn)品。分析這個(gè)時(shí)期市場(chǎng)的變化，可以歸納出以下特點(diǎn)：眾所周知，只有生產(chǎn)品種單一、大批量、專用設(shè)備、工藝穩(wěn)定、效率高，才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益；相反，多品種、小批量的生產(chǎn)，設(shè)備的專用性要求低，在相似情況下的加工，頻繁的調(diào)動(dòng)工夾具，工藝穩(wěn)定難度必然增大，生產(chǎn)效率勢(shì)必降低。想要提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的重大前提下，很有必要縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品的成本，最終使中小型批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)能夠相提并論，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便產(chǎn)生了。5.2柔性制造技術(shù)的出現(xiàn)1954年世界第一臺(tái)

29、數(shù)字控制銑床誕生在麻省理工學(xué)院，七十年代初期柔性制造開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)的階段， CAD技術(shù)就被公眾推薦為改善單件小批量的有力途徑。只花了四十年的時(shí)間，就發(fā)展的非常迅速了。最初是在控制元件領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，之后晶體管、集成電路的出現(xiàn)，也只是用了二十年就發(fā)生了四次翻天覆地的變化。另一方面，機(jī)床自身也在其機(jī)械結(jié)構(gòu)和功能上有了進(jìn)展，各種絲杠、導(dǎo)軌、軸承的應(yīng)用，企業(yè)加工中心的崛起，都給機(jī)床的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了極大的變化。另外伺服系統(tǒng)也從步進(jìn)式、直流伺服發(fā)展到了交流伺服，工程控制理論領(lǐng)域也有了極大進(jìn)步。1970年之后便出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)CNC，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展。傳統(tǒng)的硬件數(shù)控系統(tǒng)需要不斷調(diào)整或者增加一些功能，

30、從而要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)， 但是CNC系統(tǒng)只需對(duì)軟件稍作修改，即可適應(yīng)一種全新的要求。工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)、交換工作臺(tái)的出現(xiàn)，自動(dòng)換刀設(shè)備也有了很大的突破，誕生了更高自動(dòng)化程度的柔性制造單元，即FMC。隨著自動(dòng)編程技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了利用一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)去控制數(shù)臺(tái)機(jī)床的大趨勢(shì)，或者由中央計(jì)算機(jī)控制數(shù)臺(tái)CNC機(jī)床的計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)，即所謂的DNC。1970年后，計(jì)算機(jī)輔助管理物料的自動(dòng)搬運(yùn)，刀具管理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展以及CADCAM技術(shù)的成熟，出現(xiàn)了系統(tǒng)化程度更高、規(guī)模更大的柔性制造系統(tǒng)，也就是FMS。這幾十年來(lái)，早起單臺(tái)數(shù)控機(jī)床逐漸發(fā)展為加工中心，進(jìn)一步成

31、為柔性制造單元，甚至柔性生產(chǎn)線，這使柔性自動(dòng)化制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展5.3發(fā)展柔性制造技術(shù)的條件(1) 工程主管者。想發(fā)展FMT（即發(fā)展柔性制造技術(shù)）要任命一位在企業(yè)頗有權(quán)威的工程主管。該主管者要具備落實(shí)政策的能力。(2) 上級(jí)主管部門與領(lǐng)導(dǎo)的共同支持。在企業(yè)中，若要成功應(yīng)用FMT，上級(jí)主管和領(lǐng)導(dǎo)的支持起著關(guān)鍵性的作用，他們立場(chǎng)是否堅(jiān)定，關(guān)系到是否能縮短實(shí)施周期和回收期的減少。(3) 自動(dòng)化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于成功應(yīng)用FMS是至關(guān)重要，也是一種積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，很有借鑒意義。(4) 技術(shù)培訓(xùn)。企業(yè)應(yīng)用FMT有必要建立一支屬于自己的精通自動(dòng)化知識(shí)的專業(yè)隊(duì)伍，因而，對(duì)培訓(xùn)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)也有

32、幫助。(5)供應(yīng)商。發(fā)展FMT，爭(zhēng)取軟、硬件供應(yīng)商的技術(shù)支持也很重要，縱使技術(shù)水平高，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富的用戶，也少不了這種支持。6.柔性制造技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)柔性制造技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)前世界制造技術(shù)自動(dòng)化發(fā)展的前沿，運(yùn)用FMS所帶來(lái)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果數(shù)不勝數(shù)，例如：能夠根據(jù)裝配要求，在最短時(shí)間內(nèi)規(guī)劃好所需零件的加工方式，達(dá)到及時(shí)生產(chǎn)的目的，來(lái)減少原材料所需的庫(kù)存量，以及相流動(dòng)資金的多少，加快生產(chǎn)速度；大大提升設(shè)備的利用率，盡可能的減少設(shè)備數(shù)量和縮小廠房面積；精簡(jiǎn)勞動(dòng)力，更加容易實(shí)現(xiàn) “無(wú)人化生產(chǎn)”。在不久后FMS將會(huì)成為機(jī)械制造的主要技術(shù)。6.1國(guó)內(nèi)外柔性技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀迄今為止，全球已有大量的柔性制造系統(tǒng)進(jìn)入

33、了實(shí)際應(yīng)用階段，僅僅在日本就有330套非常完善的柔性制造設(shè)備。全球以柔性制造技術(shù)生產(chǎn)的成品已經(jīng)達(dá)到了所有生產(chǎn)的78%以上，這個(gè)占有率還在不斷上升。柔性制造技術(shù)把自動(dòng)化技術(shù)、制作加工技術(shù)、信息技術(shù)都集于一家，把傳統(tǒng)工廠中原本孤立的工程設(shè)計(jì)、制造、經(jīng)營(yíng)與管理等過(guò)程，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，來(lái)形成一個(gè)覆蓋企業(yè)的有機(jī)系統(tǒng)。能滿足多品種、批量小的生產(chǎn)需求，并且能迅速擴(kuò)大生產(chǎn)量，產(chǎn)來(lái)那個(gè)與質(zhì)量都極大提高。 6.2柔性制造技術(shù)仍將迅速發(fā)展柔性制造技術(shù)在1980年后就開(kāi)始進(jìn)入實(shí)踐階段，水平也相對(duì)成熟。解決多品種、小批量生產(chǎn)過(guò)程中也有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，因而隨全球競(jìng)爭(zhēng)的加劇，不管發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家，都引起了極

34、大的關(guān)注。 當(dāng)下計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)（CIMS)的逐漸成為制造業(yè)的焦點(diǎn)，許多專家預(yù)言CIMS將會(huì)成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。柔性制造系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)的重要組成部分，勢(shì)必會(huì)跟隨CIMS高速發(fā)展。未來(lái)將會(huì)向著高效化、柔性化和高精化的方向發(fā)展，還會(huì)在復(fù)合化、可重構(gòu)化和網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)主要方向取得新的進(jìn)展。6.3發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元隨著信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展，不僅推動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展，還使得構(gòu)建制造業(yè)數(shù)字化時(shí)代的提前到來(lái)。數(shù)控機(jī)床作為主要的制造設(shè)備，積極地向數(shù)字化制造方向蛻變，成為快速執(zhí)行、信息集成度高的制造單元，讓我們拭目以待吧。網(wǎng)絡(luò)化將會(huì)成為主要的發(fā)展方向，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化，可以占據(jù)很多優(yōu)良特點(diǎn)，包括：柔性化、信息化、智能化、自動(dòng)化等。當(dāng)前，全球許多機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造中心正在以網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造為主體，開(kāi)發(fā)與之對(duì)應(yīng)的制造單元，將會(huì)使加工中心的ERP、PDM和CAD/CAPP/CAM的加工信息集成化更加容易，進(jìn)一步通過(guò)與客戶關(guān)系管理與應(yīng)鏈管理的聯(lián)系立馬做出智能化決策，開(kāi)始執(zhí)行并行工程和可視化監(jiān)控等程序來(lái)提高機(jī)床的利用率，實(shí)現(xiàn)更高效的柔性生產(chǎn)。最近提出的敏捷制造技術(shù)，將促使柔性制造技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的平臺(tái)。跟隨因特網(wǎng)的發(fā)展，就能將完全不同的工廠的生產(chǎn)線有機(jī)組織起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)合作生產(chǎn)。然而要實(shí)現(xiàn)這些目的，網(wǎng)絡(luò)化是必不可少的