柔性制造技術(shù)-有加工中心內(nèi)容

1、2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-1柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù) 柔性制造系統(tǒng)的組成、原理柔性制造系統(tǒng)的組成、原理柔性制造系統(tǒng)的類型、應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)的類型、應(yīng)用成組技術(shù)與零件分類編碼成組技術(shù)與零件分類編碼FMS FMS 加工系統(tǒng)的配置加工系統(tǒng)的配置FMS FMS 物流系統(tǒng)的組成物流系統(tǒng)的組成FMS FMS 控制管理系統(tǒng)簡介控制管理系統(tǒng)簡介主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-2柔性制造技術(shù)和柔性制造系統(tǒng)柔性制造技術(shù)和柔性制造系統(tǒng) 柔性制造技術(shù)柔性制造技術(shù)（FMTFlexible Manufacturing TechnologyFMTFlexible Manufacturing T

2、echnology）是集數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、現(xiàn)代管理技是集數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)，主要用于多品種小批量或變術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)，主要用于多品種小批量或變批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。 柔性柔性指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力指制造系統(tǒng)能夠適應(yīng)產(chǎn)品變化的能力 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲）是由數(shù)控加工設(shè)備、物料運(yùn)儲裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它包裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。它包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速

3、進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)?；杆龠M(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。(“(“中中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)”) ) 柔性制造系統(tǒng)是柔性制造技術(shù)的主要應(yīng)用形式。柔性制造系統(tǒng)是柔性制造技術(shù)的主要應(yīng)用形式。2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-3柔性制造系統(tǒng)組成柔性制造系統(tǒng)組成柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)加工系統(tǒng)加工系統(tǒng)物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)控制與管理系統(tǒng)控制與管理系統(tǒng)加工設(shè)備加工設(shè)備輔助設(shè)備輔助設(shè)備檢測設(shè)備檢測設(shè)備工件流工件流刀具流刀具流過程控制過程控制過程調(diào)度過程調(diào)度過程監(jiān)視過程監(jiān)視 以任意順序自以任意順序自動(dòng)加工多種工件，動(dòng)加工多種工件，自動(dòng)更換工件和刀自動(dòng)更換工件和刀具

4、，增加功能后可具，增加功能后可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)清洗實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)清洗與測量等與測量等 滿足可變節(jié)拍滿足可變節(jié)拍生產(chǎn)的物料自動(dòng)識生產(chǎn)的物料自動(dòng)識別、存儲、輸送和別、存儲、輸送和交換的要求。增加交換的要求。增加功能后可實(shí)現(xiàn)刀具功能后可實(shí)現(xiàn)刀具預(yù)調(diào)和管理等預(yù)調(diào)和管理等 加工系統(tǒng)和物加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的自動(dòng)控制流系統(tǒng)的自動(dòng)控制和作業(yè)協(xié)調(diào)，在線和作業(yè)協(xié)調(diào)，在線資料自動(dòng)采集和處資料自動(dòng)采集和處理，運(yùn)行仿真及故理，運(yùn)行仿真及故障診斷等障診斷等2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-4柔性制造系統(tǒng)工作原理柔性制造系統(tǒng)工作原理 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-51 很強(qiáng)的柔性制造能力很強(qiáng)的柔性制造能力2 2 設(shè)備利用率高

5、設(shè)備利用率高3 3 勞動(dòng)生產(chǎn)率高勞動(dòng)生產(chǎn)率高4 4 自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定5 5 經(jīng)濟(jì)效益高經(jīng)濟(jì)效益高 柔性制造系統(tǒng)特點(diǎn)柔性制造系統(tǒng)特點(diǎn)2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-6柔性制造系統(tǒng)的類型柔性制造系統(tǒng)的類型1 1 柔性制造單元柔性制造單元（FMCFlexible Manufacturing CellFMCFlexible Manufacturing Cell） FMCFMC由單臺計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床或加工中心、環(huán)形托盤輸送裝置由單臺計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床或加工中心、環(huán)形托盤輸送裝置或工業(yè)機(jī)器人組成。或工業(yè)機(jī)器人組成。2 2 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）

6、 它由兩臺或兩臺以上的數(shù)控它由兩臺或兩臺以上的數(shù)控機(jī)床或加工中心或柔性制造單元機(jī)床或加工中心或柔性制造單元所組成，配有工件自動(dòng)上下料裝所組成，配有工件自動(dòng)上下料裝置（如托盤交換裝置、機(jī)器人）、置（如托盤交換裝置、機(jī)器人）、自動(dòng)輸送裝置、自動(dòng)化倉庫等，自動(dòng)輸送裝置、自動(dòng)化倉庫等，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行加工控制、由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行加工控制、計(jì)劃調(diào)度安排及工況監(jiān)測。計(jì)劃調(diào)度安排及工況監(jiān)測。3 3 柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線（FMLFlexible Manufacturing LineFMLFlexible Manufacturing Line） 將將FMSFMS中的各機(jī)床按工藝過程布局，可以有生產(chǎn)

7、節(jié)拍，但是可變的加中的各機(jī)床按工藝過程布局，可以有生產(chǎn)節(jié)拍，但是可變的加工生產(chǎn)線，是剛性自動(dòng)線與柔性制造系統(tǒng)的一種結(jié)合。工生產(chǎn)線，是剛性自動(dòng)線與柔性制造系統(tǒng)的一種結(jié)合。 244FM摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸加工自動(dòng)線2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-7柔性制造系統(tǒng)的適用范圍柔性制造系統(tǒng)的適用范圍0 10 100 1000 少 零件品種數(shù) 多10000100010010大 零件批量 小數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床柔性制造單元柔性制造系統(tǒng)柔性制造生產(chǎn)線專用機(jī)床自動(dòng)線生產(chǎn)率提高柔性增大2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-8FMS FMS 加工系統(tǒng)的配置加工系統(tǒng)的配置FMSFMS的加工對象的加工對象1) 棱柱體類（包括箱體形

8、、平板形）2) 回轉(zhuǎn)體類（長軸形、盤套形） 對加工系統(tǒng)而言，通常用于加工棱柱體類工件的FMS由立、臥式加工中心，數(shù)控組合機(jī)床（數(shù)控專用機(jī)床、可換主軸箱機(jī)床、模塊化多動(dòng)力頭數(shù)控機(jī)床等）和托盤交換器等構(gòu)成；用于加工回轉(zhuǎn)體類工件的FMS由數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控組合機(jī)床和上下料機(jī)械手或機(jī)器人及棒料輸送裝置等構(gòu)成。 當(dāng)所選定零件組的全部工序可以被一種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí)，F(xiàn)MS可以只配置數(shù)量足夠的相同型號機(jī)床，這些機(jī)床之間是可以相互代替的。1 1 互替式（并聯(lián)）互替式（并聯(lián)）2 2 互補(bǔ)式（串聯(lián)）互補(bǔ)式（串聯(lián)）3.3.混合式（并串聯(lián)）混合式（并串聯(lián)） 當(dāng)所選定零件組的全部工序不能被一種機(jī)床獨(dú)立完成時(shí)，F(xiàn)MS

9、需要配置幾種不同型號的機(jī)床，各自完成特定的工作，這些機(jī)床之間是互相補(bǔ)充的，不能相互替代。2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-9機(jī)床配置形式與特征比較機(jī)床配置形式與特征比較配置形式配置形式互替式互替式互補(bǔ)式互補(bǔ)式混合式混合式簡簡 圖圖生產(chǎn)柔性生產(chǎn)柔性低低中中高高生產(chǎn)率生產(chǎn)率低低高高中中技術(shù)利用率技術(shù)利用率低低中中高高系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)可靠性高高低低中中投資強(qiáng)度比投資強(qiáng)度比高高低低中中說明：這些配置主要取決于機(jī)床功能、FMS的物料流和信息流，而并非取決于加工設(shè)備的物理布局。 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-10 FMS FMS 對機(jī)床的要求對機(jī)床的要求1 1 工序集中工序集中2 2 控制功能強(qiáng)、柔性好

10、控制功能強(qiáng)、柔性好3 3 具有通信接口具有通信接口4 4 高剛度、高精度、高速度高剛度、高精度、高速度5 5 其它要求其它要求a) a) 使用經(jīng)濟(jì)性好使用經(jīng)濟(jì)性好b) b) 操作性、可靠性、維修性好操作性、可靠性、維修性好c) c) 自保護(hù)性、自維護(hù)性好自保護(hù)性、自維護(hù)性好d) d) 對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好e) e) 技術(shù)資料齊全，機(jī)床上的各種顯示、標(biāo)記等清楚，機(jī)床外形、顏色技術(shù)資料齊全，機(jī)床上的各種顯示、標(biāo)記等清楚，機(jī)床外形、顏色美觀且與系統(tǒng)協(xié)調(diào)。美觀且與系統(tǒng)協(xié)調(diào)。 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-11加工系統(tǒng)中常用的加工設(shè)備加工系統(tǒng)中常用的加工設(shè)備常見加工中心的

11、分類常見加工中心的分類按工藝用途可分為按工藝用途可分為鏜銑加工中心、 車削加工中心、鉆削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。按主軸在加工時(shí)的空間位按主軸在加工時(shí)的空間位置可分為置可分為立式加工中心、臥式加工中心、立臥兩用（也稱萬能、五面體、復(fù)合）加工中心。 鏜銑加工中心與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別鏜銑加工中心與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別之處，主要在于它附有刀庫和自動(dòng)換刀裝置。之處，主要在于它附有刀庫和自動(dòng)換刀裝置。 加工中心加工中心 （鏜銑（鏜銑加工中心）加工中心）臥式加工中心臥式加工中心2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-12加工中心刀庫加工中心刀庫加工中心的刀庫有加工中心的刀庫有鏈

12、式鏈?zhǔn)?、盤式盤式和和轉(zhuǎn)塔式轉(zhuǎn)塔式等基本類型。等基本類型。 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-13雙臂式機(jī)械手雙臂式機(jī)械手 從刀庫中挑選所從刀庫中挑選所需刀具的方法有：需刀具的方法有：順序選擇法順序選擇法 刀座編碼法刀座編碼法 刀具編碼法刀具編碼法 刀具刀座跟蹤記憶法刀具刀座跟蹤記憶法 常用雙臂式機(jī)械常用雙臂式機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)形式有手的手爪結(jié)構(gòu)形式有鉤手、抱手、伸縮手鉤手、抱手、伸縮手和和叉手叉手2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-14換料裝置換料裝置 加工中心中最為常見的換料裝置是托盤交換器（加工中心中最為常見的換料裝置是托盤交換器（Automatic Pal1et Automatic Pal1

13、et ChangerChangerAPCAPC），它不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件輸送接口，），它不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件輸送接口，也起物流系統(tǒng)工件緩沖站的作用。托盤交換器按其運(yùn)動(dòng)方式有也起物流系統(tǒng)工件緩沖站的作用。托盤交換器按其運(yùn)動(dòng)方式有回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式和和往復(fù)式往復(fù)式兩種。兩種。 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-15加工系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容加工系統(tǒng)的監(jiān)控內(nèi)容 通信及接口、數(shù)據(jù)采集與交換、與系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備通信及接口、數(shù)據(jù)采集與交換、與系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間的協(xié)調(diào)、與系統(tǒng)外的協(xié)調(diào)、間的協(xié)調(diào)、與系統(tǒng)外的協(xié)調(diào)、NCNC控制、控制、PLCPLC控制、控制、誤動(dòng)作、加工時(shí)間、生產(chǎn)業(yè)績、故障診斷、故障誤動(dòng)作、加

14、工時(shí)間、生產(chǎn)業(yè)績、故障診斷、故障預(yù)警、故障檔案、過程決策與處理等預(yù)警、故障檔案、過程決策與處理等 機(jī)床機(jī)床 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸負(fù)載、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、切削力、振動(dòng)、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、主軸負(fù)載、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、切削力、振動(dòng)、噪聲、切削熱等噪聲、切削熱等 夾具夾具安裝、精度、夾緊力等安裝、精度、夾緊力等 刀具刀具識別、交換、損傷、磨損、壽命、補(bǔ)償?shù)茸R別、交換、損傷、磨損、壽命、補(bǔ)償?shù)?工件工件識別、交換、裝夾等識別、交換、裝夾等 其它其它切屑、切削液、溫度、濕度、油壓、氣壓、電壓、切屑、切削液、溫度、濕度、油壓、氣壓、電壓、火災(zāi)等火災(zāi)等 形狀精度、尺寸精度、表面粗糙度、合格率等形狀精度、尺寸精度、表面粗糙度、合格率等 監(jiān)監(jiān)

15、控控功功能能 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) 切削切削加工加工狀態(tài)狀態(tài) 產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-16FMS FMS 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng) 物流是物流是FMSFMS中物料流動(dòng)的總稱。在中物料流動(dòng)的總稱。在FMSFMS中流動(dòng)的物料主中流動(dòng)的物料主要有工件、刀具、夾具、切屑及切削液。要有工件、刀具、夾具、切屑及切削液。 物流系統(tǒng)主要由輸送裝置、交換裝置、緩沖裝置和存物流系統(tǒng)主要由輸送裝置、交換裝置、緩沖裝置和存儲裝置等組成。儲裝置等組成。 FMSFMS物流系統(tǒng)對輸送裝置的要求物流系統(tǒng)對輸送裝置的要求1)1)通用性通用性 2)2)變更性變更性 3)3)擴(kuò)展性擴(kuò)展性4)4)靈活性

16、靈活性 5)5)可靠性可靠性 6)6)安全性安全性 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-17輸送裝置（輸送裝置（1 1） 輸送帶輸送帶1 1 輸送帶輸送帶輸送帶分為動(dòng)力型和無動(dòng)力型；輸送帶分為動(dòng)力型和無動(dòng)力型；從結(jié)構(gòu)方式上有輥式、鏈?zhǔn)健街?；從結(jié)構(gòu)方式上有輥式、鏈?zhǔn)?、帶式之分；從空間位置和輸送物料的方式上又有臺式和懸掛式之分。從空間位置和輸送物料的方式上又有臺式和懸掛式之分。 輥式輥式 鏈?zhǔn)芥準(zhǔn)?帶式帶式2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-18輸送裝置（輸送裝置（2 2） 有軌小車有軌小車2 2 自動(dòng)小車自動(dòng)小車1)1)有軌小車有軌小車-地面有軌小車和高架有軌小車地面有軌小車和高架有軌小車 所

17、謂有軌是指有地面或空間的機(jī)械式導(dǎo)向軌道。所謂有軌是指有地面或空間的機(jī)械式導(dǎo)向軌道。2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-19輸送裝置（輸送裝置（3 3） 無軌小車無軌小車2)2)無軌小車無軌小車自動(dòng)導(dǎo)向小車自動(dòng)導(dǎo)向小車（AGV AGV Automatic Guided Automatic Guided VehicleVehicle） 無軌小車是一種無軌小車是一種利用微機(jī)控制的，能利用微機(jī)控制的，能按照一定的程序自動(dòng)按照一定的程序自動(dòng)沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，并具有停車選擇駛，并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的以及各種移載裝置的輸送小車。輸送小車。 2022-6-18現(xiàn)代制造技術(shù)2-20物流系統(tǒng)的監(jiān)控物流系統(tǒng)的監(jiān)控 物流系統(tǒng)的監(jiān)物流系統(tǒng)的監(jiān)控主要完成以下功控主要完成以下功能：能：1)1)采集物流系統(tǒng)的狀采集物流系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。態(tài)數(shù)據(jù)。2)2)監(jiān)視物流系統(tǒng)狀態(tài)。監(jiān)視物流系統(tǒng)狀態(tài)。3)3)處理異常情況。處理異常情況。4)4)人機(jī)交互。人機(jī)交互。5)接受上級控制與管接受上級控制與管理系統(tǒng)下發(fā)的計(jì)劃和理系統(tǒng)下發(fā)的計(jì)劃和任務(wù)，并控制執(zhí)行機(jī)任務(wù)，并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成。構(gòu)去完成。 物流系統(tǒng)的監(jiān)控與管理一般有物流系統(tǒng)的監(jiān)控與管理一般