柔性制造系統(tǒng)的組成
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典型的柔性制造系統(tǒng)由數字控制加工設備、物料儲運系統(tǒng)和信息控制系統(tǒng)組成。加工設備主要采用加工中心和數控車床,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、大批量少品種生產中所用的柔性制造系統(tǒng),常采用可更換主軸箱的加工中心,以獲得更高的生產效率。
為了實現制造系統(tǒng)的柔性,FMS必須包括下列組成部分。
加工系統(tǒng)
柔性制造系統(tǒng)采用的設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。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。
物料系統(tǒng)
物料系統(tǒng)用以實現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、調運和存貯工作,包括各種傳送帶、自動導引小車、工業(yè)機器人及專用起吊運送機等。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,也有儲存量較大的巷道式立體倉庫。
毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中,并儲存在自動倉庫中的特定區(qū)域內,然后由自動搬運系統(tǒng)根據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備的柔性制造系統(tǒng),自動引導臺車搬送物料的順序則與設備排列位置無關,具有較大靈活性。
工業(yè)機器人可在有限的范圍內為1~4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。
計算機控制系統(tǒng)
計算機控制系統(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。
柔性制造系統(tǒng)的信息控制系統(tǒng)的結構組成形式很多,比如群控方式的遞階系統(tǒng)。第一級為各個工藝設備的計算機數控裝置(CNC),實現過程的控制;第二級為群控計算機,負責把來自第三級計算機的
生產計劃和數控指令等信息,分配給第一級中有關設備的數控裝置,同時把它們的運轉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),其功能是制訂生產作業(yè)計劃,實施FMS運行狀態(tài)的管理,及各種數據的管理;第四級是全廠的管理計算機。
系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件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的管理、控制及優(yōu)化工作,包括設計規(guī)劃軟件、生產過程分析軟件、生產過程調度軟件、系統(tǒng)管理和監(jiān)控軟件。
性能完善的軟件是實現柔性制造系統(tǒng)的功能的基礎,除支持計算機工作的系統(tǒng)軟件外,更多數量的軟件是根據使用要求和用戶經驗所發(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(調度管理、質量管理、庫存管理、工裝管理等)和數據管理軟件(仿真、檢索和各種數據庫)等。