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生产流水线柔性制造系统技术
2019.12.18

生产流水线柔性制造系统概述:

近代大工业生产大量采用了刚性自动化,在汽车工业及轻工消费品生产等方面,普推广遏采用组合机床自动线以提高生产效率。但是.建立这种大型生产线,不仅投资大,而且更换产品及修改生产工艺豁要较长的时间和较多的费用。随若航空工业、汽车工业以及轻工消费品生产的高速增长,复杂的零件越来越多,加工精度要求也越来越高,这就使传统的刚性自动化不能满足要求.因此可调的柔性自动化生产流水线系统迅速发展起来。数控机床产生后.很快成为高效率(efficiency)自动化装备(Equipment).随着加工技术和电子技术的发展,飞速发展的效控机床技术为柔性制造系统(flexible manufacturing system, FMS)提供了重要的加工设备。

生产流水线柔性(Flexible)制造系统是指代出现的“一组数控机床(属性:自动化机床)。由物料处理系统连接在一起,并且完全受计算机控制(control)和管理”的生产流水线系统。

FMS通常是由多级计算机来进行生产(Produce)过程的计划、实施和控制工作。工件安装在托盘夹具上.按所制定的加工顺序从一个加工工位运送到另一个工位。工件装夹在作为工作台的随行夹具和托盘上.当它从一个工位运送到另一个工位时无需重新装夹。在计算机控制下,所用夹具和刀具自动地顺序编排和更换。系统中品质(Character)控制由自动测量设备完成。生产流水线柔性(Flexible)制造系统在运行过程中.系统操作人员很少,他们只需进行装卸工件和启停制造系统。Edward A.Ross对FMS下了如下的定义:"FMS是一个生产流水线制造系统,它由至少两台机床与物料输送系统组成,可实现从上料直至卸料全过程的高度自动化,管理此系统的计算机只需要更换一些软件就能使系统制造多种工件”。

在生产(Produce)流水线柔性制造系统诞生之前,制造系统经历了DNC和FMC两个发展阶段。DNC技术是从CNC演变而来的。在单台数控机床(属性:自动化机床)中,一台机床配有一台CNC系统,需要单独为其编程制备输入纸带,配备工人操作。为了减少单台机床的程序编制的工作量,减少工人的数量,产生了由一台通用计算机来控制(control)多台NC机床的DNC系统。DNC系统实现无纸带运行。程序编制,信息纸带的处理和文字打印等功能都转移到DNC的主计算机之中。更重要的是,DNC提出了车间运作的新模式。DNC将车间内多个数控机床通过调度和运转控制而联系在一起,形成自动化生产流水线,便于掌握整个生产流水线系统的加工完成情况,加工物体的传递,工业机器人上下料,各种自动检测设备的连接,实现大规模的数控加工。DNC系统在代后期得到迅速发展。在DNC系统的基础上加上成组技术和物料转运系统,就成为具有独立性的、自成体系的柔性制造单元(flexible manufacture cell, FMC), FMC具有独立加工的功能,有些具有动传递和监控管理的功能,可实现零件的多品种小批量的加工,一部分FMC还可以实现24小时无人运转。FMC的构成主要有两大类:一是加工中心配上托盘交换系统(auto-matic pallet changer, APC);另一类是数控机床配工业机器人(robot). FMC可以作为FMS中的基本单元,若干个FMC可以组成FMS。同时.FMC的应用积累了物料传输系统、自动化仓库和自动检测方面的经验,为FMS的发展提供了技术支撑。在FMC的基础上,采用引导式机器人(guided robot, GR)作为无人搬运台车,配上中央刀库和自动化仓库,组成FMS的物流系统.加上中央监控系统协调和控制整个系统的信息,通过通信网络组成信息流,这样就很快组成了FMS生产流水线。

FMS给制造业带来了生机,它的广泛使用创造了明显的经济技术效益(benefit)。归纳起来,FMS生产流水线具有下列优点和效益:

1)具有很强的柔性(Flexible)制造能力。在FMS的总设的能力范围内,系统有制造不同产品的特有柔性。当市场需求变化时。不需要改变系统硬件结构,就能够生产(Produce)不同的产品,从而大大缩短了新产品开发周期。

2)提高生产(Produce)流水线设备利用率。借助于计算机管理,加工辅助工作时间大为减少,有很多工作可以在机床工作时间内进行,从而将加工不同工件之间的时间减至少,机床的利用率可达75%-90%。机床利用率的提高使得每台机床的生产率(productivity)提高。相应地可以减少投入设备数量,降低生产流水线设备成本和占地面积。

3)减少在制品数量,提高对市场的反应能力。由于工序合并,所需装夹次教和使用机床数量减少,计算机软件实现优化调度等原因,大大缩减了系统在制品库库存量,整个工作循环时间也减少了,使得系统能够对市场变化做出较快的反应。

博美彩票官网 4)产品品质(Character)提高,加工成本降低。FMS具有高度的柔性(Flexible)自动化,工件装卡次数以及要经过机床的台数减少,夹具的耐久性好,可把注意力更多地放在机床和工件的调整上,有助于工件加工质量的提高。生产周期缩短,大大降低了加工成本。下降率一般为50%,

5)减少直接生产(Produce)工人.提高劳动生产率(productivity)。系统的控制、管理和传输都是在计算机监控下进行的,使得操作工人减少。

博美彩票官网 6) FMS可以逐步地实现实施计划。这是与刚性自动化相比较而言的。自动生产流水线必须全部满足生产需要。

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