【文章內(nèi)容簡介】 57 柔性制造系統(tǒng)（ Flexible Manufacturing SystemFMS） 一般由四部分組成： ?三臺(tái)以上的 數(shù)控加工設(shè)備 , ?一個(gè)自動(dòng)化的 物料及刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng) , ?若干臺(tái) 輔助設(shè)備 （如清洗機(jī)、測量機(jī)、排屑裝臵、冷卻潤滑裝臵等） , ?一個(gè)由多級計(jì)算機(jī)組成的 控制和管理系統(tǒng)。 柔性制造系統(tǒng)內(nèi)部包括兩類不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)： 一類是系統(tǒng)的 信息流 ，另一類是系統(tǒng)的 物料流 ，物料流受信息流的控制 。 8）柔性制造系統(tǒng) (FMS) 58 59 柔性制造系統(tǒng) 60 61 62 ? 柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： ①可以減少機(jī)床操作人員。 ②由于配有質(zhì)量檢測和反饋控制裝臵，零件的加工質(zhì)量很高。 ③工序集中，可以有效減少生產(chǎn)面積。 ④與立體倉庫相配合，可以實(shí)現(xiàn) 24h連續(xù)工作。 ⑤由于集中作業(yè)，可以減少加工時(shí)間。 ⑥易于和管理信息系統(tǒng)（ MIS）、工藝信息系統(tǒng)（ TIS）及質(zhì)量信息系統(tǒng)（ QIS）結(jié)合形成更高級的制造自動(dòng)化系統(tǒng)。 63 ?柔性制造系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是： ①系統(tǒng)投資大，投資回收期長。 ②系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對操作人員的要求很高。 ③結(jié)構(gòu)復(fù)雜使得系統(tǒng)的可靠性較差。 適用范圍： 多品種、中小批量生產(chǎn) 64 167。 機(jī) 械制造自動(dòng)化的控制方式 任何 機(jī)械制造設(shè)備的自動(dòng)化 其 實(shí)質(zhì) 是在其 終端執(zhí)行元件 無需由人來直接或間接操作 的自動(dòng)控制 。 為了實(shí)現(xiàn) 機(jī)械制造設(shè)備的自動(dòng)化 就需要對 這些被控制對象進(jìn)行 自動(dòng)控制 。 ? 實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造自動(dòng)化的關(guān)鍵： 自動(dòng)控制與機(jī)械控制技術(shù)、流體控制技術(shù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)、電子技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等密切相關(guān)。 65 自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的使用性能、加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及工作可靠性 。為此，對自動(dòng)控制系統(tǒng)提出如下基本要求： 1）應(yīng)保證各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作或整個(gè)加工過程能夠自動(dòng)進(jìn)行。 2） 為便于調(diào)試和維護(hù) ， 各 單機(jī) 應(yīng)具有相對獨(dú)立的自動(dòng)控制裝置， 同時(shí)還應(yīng)便于和 總控制系統(tǒng)相匹配 。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 、自動(dòng)控制的基本要求與方式 66 3）柔性加工設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)要和加工品種的變化相適應(yīng)。 4）自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)力求簡單可靠。 在元器件質(zhì)量不穩(wěn)定情況下，對所用的元器件一定要經(jīng)過嚴(yán)格篩選，特別是電氣及液壓元器件。 5）能夠適應(yīng)工作環(huán)境的變化，具有一定的抗干擾能力。 6）應(yīng)設(shè)置反映各執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)的 信號(hào)及報(bào)警裝置。 67 7）安裝調(diào)試、維護(hù)修理方便。 8）控制裝置及管線布置要安全合理，整齊美觀。 9）自動(dòng)控制方式要與工廠的技術(shù)水平、管理水平、經(jīng)濟(jì)效益及工廠近期生產(chǎn)發(fā)展趨勢相適應(yīng)。 對于一個(gè)具體的控制系統(tǒng)，第一項(xiàng)要求必須保證，其它則根據(jù)具體情況而定。 68 自動(dòng)控制的構(gòu)成 自動(dòng)控制系統(tǒng)包括 實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)控制功能的 裝置 及其 被控制對象 ，通常由 : （ 1）指令存儲(chǔ)裝置 （ 2）指令控制裝置 （ 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu) （ 4）傳遞及轉(zhuǎn)換裝置 等部分構(gòu)成。 69 1）、指令存儲(chǔ)裝置： 作用： 存儲(chǔ) 控制 被控制對象 的相關(guān) 指令信息。 為了使 被控制對象 能 自動(dòng)運(yùn)行 ， 需要預(yù)先規(guī)定它的 動(dòng)作程序 ，并把 有關(guān)指令信息存入相應(yīng)的裝臵 ，在需要時(shí)重新發(fā)出。這種裝臵就稱為指令存儲(chǔ)裝臵。 70 指令存儲(chǔ)裝置分為： ?集中存儲(chǔ)： 全部指令信息存在一個(gè)存儲(chǔ)裝置中， 如裝有許多凸輪的分配軸、矩陣插銷板、穿孔帶、磁帶、磁鼓、磁盤等 ?分散存儲(chǔ)： 指令信息分別在多處存儲(chǔ)， 例如擋塊、限位開關(guān)、電位計(jì)、時(shí)間繼電器、進(jìn)速度繼電器等。 71 72 作用： 控制 指令存儲(chǔ)裝臵中的 指令信息的發(fā)出 . 實(shí)現(xiàn)方法： ? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動(dòng)到規(guī)定位臵時(shí) 擋塊碰觸 限位開關(guān) ? 工件加工到規(guī)定尺寸時(shí) 自動(dòng)測量儀中的 電觸點(diǎn) 接通 ? 液壓控制系統(tǒng)中的 壓力達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)啟動(dòng) 壓力閥 ? 主軸轉(zhuǎn)速超過一定數(shù)值時(shí)速度 繼電器動(dòng)作 等等。 2）、指令控制裝置 73 其中 限位開關(guān)、電觸點(diǎn)、壓力閥、速度繼電器等裝臵 ， 能夠?qū)⒅噶畲鎯?chǔ)裝臵中的有關(guān)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶钚盘?hào)發(fā)送出去，命令相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成某種動(dòng)作。 3）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 最終完成控制作用的環(huán)節(jié) 。 例如拔又、電磁鐵、電動(dòng)機(jī)、工作油缸等。 74 4）、傳遞及轉(zhuǎn)換裝置： 作用： 將 指令信息 傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 信息在傳遞過程中要 改變 信號(hào)的量和質(zhì) ， 轉(zhuǎn)換為 符合執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的種類、形式、能量 等 輸入信息 。 ? 信息的傳遞介質(zhì)： 電、光、氣體、液體、機(jī)械 ? 信息的傳遞形式： 模擬、數(shù)字 ? 信息的傳遞能量： 電壓、電流、壓力、位移、脈沖 75 機(jī)械制造設(shè)備中常用的控制方式： （ 1）開環(huán)控制方式 （ 2）閉環(huán)控制方式 （ 3）分散控制方式 （ 4）集中控制方式 （ 5）程序控制方式 （ 6）數(shù)字控制方式 （ 7）計(jì)算機(jī)控制方式 76 1. 開環(huán)控制 系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制無影響 (無反饋 ) . 在開環(huán)系統(tǒng)中、指令的程序和特征是預(yù)先設(shè)計(jì)好的，不因被控制對象實(shí)際執(zhí)行指令的情況而改變。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，開環(huán)控制系統(tǒng)必須精確地予以校準(zhǔn)，并且在工作過程中保持這種校準(zhǔn)值不發(fā)生變化。 常見的機(jī)械凸輪控制的自動(dòng)車床或沿時(shí)間坐標(biāo)軸單向運(yùn)行的任何系統(tǒng)，都是開環(huán)控制系統(tǒng)。 77 2. 閉環(huán)控制 系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制具有直接影響 (有反饋 )，例如一些自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）以及適應(yīng)控制系統(tǒng)。 78 行程或繼動(dòng)控制。 指令存儲(chǔ)和控制裝置按一定規(guī)律分散布置。 ?各控制對象的 工作順序 及 相互配合 按下述方式進(jìn)行 ： 當(dāng)前一機(jī)構(gòu) 完成預(yù)定動(dòng)作后會(huì)發(fā)出完成信號(hào)以引發(fā)下一機(jī)構(gòu)的動(dòng)作 ，如此繼續(xù)直至完成預(yù)定的全部動(dòng)作 。 例如根據(jù) 運(yùn)動(dòng)速度 、 行程量、終點(diǎn)位臵、加工尺寸 等，每一執(zhí)行部件在完成預(yù)定的動(dòng)作后，可以采用不同的方式發(fā)出控制指令。 79 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 80 ?發(fā)令裝置 一般是有觸點(diǎn)式或無觸點(diǎn)式限位開關(guān)； ?指令存儲(chǔ)和控制裝置一般 由擋塊組成 。 ?分散控制的主要優(yōu)點(diǎn)： ?實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)酌方法簡單，電氣元件的通用性強(qiáng)，成本低。 ?在自動(dòng)循環(huán)過程中，當(dāng)前一動(dòng)作沒有完成時(shí)，后一個(gè)動(dòng)作便得不到起動(dòng)信號(hào)，因而， 分散控制系統(tǒng)本身具有一定的互鎖性。 81 82 加 全 工 部 結(jié) 退 束 回 動(dòng) 原 力 位 頭 原 位 信 號(hào) 定 夾 動(dòng) 位 緊 力 銷 機(jī) 頭 拔 構(gòu) 原 出 松 位 開 輸 送 帶 終 點(diǎn) 定 進(jìn) 位 入 銷 定 全 位 部 孔 夾 繼 開 緊 電 關(guān) 完 器 發(fā) 成 或 出 壓 行 信 力 程 號(hào) S1 S2 S3 S4 S5 輸送帶向前 定 位 夾 緊 松 開 拔 銷 動(dòng)力頭向前 輸送帶退回 自動(dòng)線啟動(dòng) 重復(fù)自動(dòng)循環(huán)信號(hào) 83 ?分散控制的主要缺點(diǎn)： ? 當(dāng)順序動(dòng)作較多時(shí)，自動(dòng)循環(huán)時(shí)間會(huì)增加，這對提高生產(chǎn)效率不利。 ?當(dāng)下一動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多時(shí)，就有若干多條平行控制線路、會(huì)使電氣控制線路變得復(fù)雜，電氣元件增多。這對控制系統(tǒng)的調(diào)整和維修不利，特別是在使用有觸點(diǎn)式電器時(shí)，由于大量觸點(diǎn)頻繁換接，容易引起故障。 84 4. 集中控制 時(shí)間控制。 具有一個(gè)中央指令存儲(chǔ)和指令控制裝置，按 時(shí)間順序 連續(xù)或間隔 的發(fā)出各種控制指令。 85 轉(zhuǎn)鼓 15 限位開關(guān) 86 集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是： 所有指令存儲(chǔ)和控制裝臵都集中在一起，控制鏈又短又簡單，這樣