柔性制造技術(shù)決定汽車工業(yè)的未來(編輯修改稿)
2025-08-26 06:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性制造系統(tǒng)由數(shù)字控制加工設(shè)備、物料儲運系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)組成(具體有中央管理和控制計算機；物流控制裝置；自動化倉庫；無人輸送臺；制造單元；中央刀具庫；夾具站；信息傳輸網(wǎng)絡(luò)；隨行工作臺)。為了實現(xiàn)制造系統(tǒng)的柔性。FMS必須包括下列組成部分：自動加工系統(tǒng)：自動加工系統(tǒng)是指以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，把外形尺寸(形狀不必完全一致)、重量大致相似，材料相同，工藝相似的零件集中在一臺或數(shù)臺數(shù)控機床或?qū)Ｓ脵C床等設(shè)備上加工的系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)采用的設(shè)備由待加工工件的類別決定，主要有加工中心、車削中心或計算機數(shù)控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機床等，用以自動地完成多種工序的加工。物流系統(tǒng)：用以實現(xiàn)工件及工裝夾具的自動供給和裝卸，以及完成工序間的自動傳送、調(diào)運和存貯工作。它由多種運輸裝置構(gòu)成，包括各種傳送帶、自動導引小車、工業(yè)機器人、軌道、轉(zhuǎn)盤、機械手及專用起吊運送機等。完成工件、刀具等的供給與傳送的系統(tǒng)，它是柔性制造系統(tǒng)主要的組成部分。計算機信息控制系統(tǒng)：指對加工和運輸過程中所需各種信息收集、處理、反饋，并通過電子計算機或其他控制裝置(液壓、氣壓裝置等)，對機床或運輸設(shè)備實行分級控制的系統(tǒng)。用以處理柔性制造系統(tǒng)的各種信息，輸出控制CNC機床和物料系統(tǒng)等自動操作所需的信息。通常采用三級(設(shè)備級、工作站級、單元級)分布式計算機控制系統(tǒng)，其中單元級控制系統(tǒng)(單元控制器)是柔性制造系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)軟件：指保證柔性制造系統(tǒng)用電子計算機進行有效管理的必不可少的組成部分。它包括設(shè)計、規(guī)劃、生產(chǎn)控制和系統(tǒng)監(jiān)督等軟件。柔性制造系統(tǒng)適合于年產(chǎn)量1,000～100,000件之間的中小批量生產(chǎn)。用以確保柔性制造系統(tǒng)有效地適應中小批量多品種生產(chǎn)的管理、控制及優(yōu)化工作，包括設(shè)計規(guī)劃軟件、生產(chǎn)過程分析軟件、生產(chǎn)過程調(diào)度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件等。柔性中心總體功能由工程設(shè)計系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理分系統(tǒng)、車間制造分系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫支持系統(tǒng)構(gòu)成。工程管理信息分系統(tǒng)(EMS)實現(xiàn)項目管理、技術(shù)狀態(tài)管理、庫存管理、生產(chǎn)計劃制訂、成本管理。質(zhì)量信息管理分系統(tǒng)(QMS)基于Intranet實現(xiàn)生產(chǎn)過程質(zhì)量信息收集、分析、處理、反饋和質(zhì)量文檔管理。工程設(shè)計分系統(tǒng)(EDS)應用基于PDM實現(xiàn)關(guān)鍵零件CAD/CAPP/CAM集成設(shè)計等。車間制造分系統(tǒng)(WMS)實現(xiàn)關(guān)鍵零件的數(shù)控加工、數(shù)控設(shè)備的DNC、生產(chǎn)計劃調(diào)度等。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫支撐環(huán)境(NET/DB)對EMS，EDS，WMS分系統(tǒng)的運行提供集成環(huán)境，提供Intranet服務，支持柔性中心的信息集成。典型的柔性制造系統(tǒng)由數(shù)字控制加工設(shè)備、物料儲運系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)組成。加工設(shè)備主要采用加工中心和數(shù)控車床．前者用于加工箱體類和板類零件，后者則用于加工軸類和盤類零件。中、大批量少品種生產(chǎn)中所用的FMS。常采用可更換主軸箱的加工中心。以獲得更高的生產(chǎn)效率。儲存和搬運系統(tǒng)搬運的物料有毛坯、工件、刀具、夾具、檢具和切屑等；儲存物料的方法有平面布置的托盤庫。也有儲存量較大的桁道式立體倉庫。毛坯一般先由工人裝人托盤上的夾具中．并儲存在自動倉庫中的特定區(qū)域內(nèi)。然后由自動搬運系統(tǒng)根據(jù)物料管理計算機的指令送到指定的工位。固定軌道式臺車和傳送滾道適用于按工藝順序排列設(shè)備的FMS．自動引導臺車搬送物料的順序則與設(shè)備排列位置無關(guān)，具有較大靈活性。工業(yè)機器人可在有限的范圍內(nèi)為14臺機床輸送和裝卸工件，對于較大的工件常利用托盤自動交換裝置(簡稱APC)來傳送，也可采用在軌道上行走的機器人，同時完成工件的傳送和裝卸。磨損了的刀具可以逐個從刀庫中取出更換。也可由備用的子刀庫取代裝滿待換刀具的刀庫。車床卡盤的卡爪、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動更換。切屑運送和處理系統(tǒng)是保證FMS連續(xù)正常工作的必要條件。一般根據(jù)切屑的形狀、排除量和處理要求來選擇經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)方案。FMS信息控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成形式很多。但一般多采用群控方式的遞階系統(tǒng)。第一級為各個工藝設(shè)備的計算機數(shù)控裝置(CNC)，實現(xiàn)各加工過程的控制；第二級為群控計算機，負責把來自第三級計算機的生產(chǎn)計劃和數(shù)控指令等信息，分配給第一級中有關(guān)設(shè)備的數(shù)控裝置，同時把它們的運轉(zhuǎn)狀況信息上報給上級計算機；第三級是FMS的主計算機(控制計算機)，其功能是制訂生產(chǎn)作業(yè)計劃，實施FMS運行狀態(tài)的管理，及各種數(shù)據(jù)的管理；第四級是全廠的管理計算機。性能完善的軟件是實現(xiàn)FMS功能的基礎(chǔ)．除支持計算機工作的系統(tǒng)軟件外．數(shù)量更多的是根據(jù)使用要求和用戶經(jīng)驗所發(fā)展的專門應用軟件，大體上包括控制軟件(控制機床、物料儲運系統(tǒng)、檢驗裝置和監(jiān)視系統(tǒng))、計劃管理軟件(調(diào)度管理、質(zhì)量管理、庫存管理、工裝管理等)和數(shù)據(jù)管理軟件(仿真、檢索和各種數(shù)據(jù)庫)等。為保證FMS的連續(xù)自動運轉(zhuǎn)。須對刀具和切削過程進行監(jiān)視，可能采用的方法有：測量機床主軸電機輸出的電流功率?；蛑鬏S的扭矩；利用傳感器拾取刀具破裂的信號；利用接觸測頭直接測量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化：累積計算刀具的切削時間以進行刀具壽命管理。此外，還可利用接觸測頭來測量機床熱變形和工件安裝誤差。并據(jù)此對其進行補償。柔性制造系統(tǒng)按機床與搬運系統(tǒng)的相互關(guān)系可分為直線型、循環(huán)型、網(wǎng)絡(luò)型和單元型。加工工件品種少、柔性要求小的制造系統(tǒng)多采用直線布局．雖然加工順序不能改變，但管理容易。單元型具有較大柔性，易于擴展，但調(diào)度作業(yè)的程序設(shè)計比較復雜。5汽車制造業(yè)對柔性化的要求和發(fā)展在工業(yè)化國家中，柔性制造系統(tǒng)作為邁向工廠自動化的第一步，已獲得了實際的應用。它的應用，圓滿地解決了機械制造高自動化和高柔性之間的矛盾。隨著科學技術(shù)的發(fā)展。人類社會對產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復雜程度也隨之提高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對中小企業(yè)形成了威脅，而且也困
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