金屬加工自動(dòng)化

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FMS柔性制造系統(tǒng)將成為制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

未來(lái)中國(guó)，以大批量生產(chǎn)、低成本取勝的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)外遷到東南亞勢(shì)不可擋，中國(guó)唯一可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產(chǎn)能。換個(gè)角度理解這句話，如果中國(guó)能大規(guī)模的改造生產(chǎn)制造系統(tǒng)，使之都具備柔性化生產(chǎn)能力，那么就可以把更多的制造業(yè)留住中國(guó)。

所謂柔性化生產(chǎn)是指，在品質(zhì)、交期、成本保持一致的條件下，生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)之間任意切換。

柔性制造系統(tǒng)（FMS）具有高度柔性和自動(dòng)化的加工能力，適應(yīng)了產(chǎn)品快速變化的要求，是智能工廠建設(shè)的新方向。

柔性制造系統(tǒng)（FMS）是指通過(guò)中央控制計(jì)算機(jī)配置多通道協(xié)議控制管理軟件，既能兼容ERP，MES等企業(yè)管理軟件，同時(shí)兼容各類機(jī)床設(shè)備硬件控制系統(tǒng)如西門(mén)子，發(fā)那科，三菱等工控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)信息控制交流與共享；配備RGV或者AGV實(shí)現(xiàn)物流管理；并能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有物流，設(shè)備，加工信息向中央控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)反饋；具有物料流或者信息流自動(dòng)化的制造系統(tǒng)都可以稱為柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，主要特征：工序集中，沒(méi)有固定的生產(chǎn)節(jié)拍，以及物流的非順序輸送。廣泛適用于航空航天，工程機(jī)械，機(jī)械裝備制造，柴油機(jī)，新能源汽車等行業(yè)多品種，小批量生產(chǎn)場(chǎng)景；特點(diǎn)是工序集成，無(wú)人黑燈生產(chǎn)，工藝程序復(fù)雜制造。

按照制造系統(tǒng)的規(guī)模、柔性和其它特征，柔性自動(dòng)化具有多種形式，F(xiàn)MS柔性制造系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱：FMS）就是屬于其中之一；除此之外，它還包含獨(dú)立制造島（AMI），柔性制造單元（FMC）、柔性制造車間和自動(dòng)化工廠等。

FMS定義：由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)的一些設(shè)備，傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設(shè)備，使工件加工準(zhǔn)確、迅速和自動(dòng)化。中央計(jì)算機(jī)控制機(jī)床和傳輸系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)有時(shí)可同時(shí)加工幾種不同的零件。也就是說(shuō)FMS系統(tǒng)可以適應(yīng)多種加工類型，如機(jī)械加工、鈑金加工、激光加工、噴涂加工等。例如機(jī)械加工FMS包括若干臺(tái)加工中心、機(jī)器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等設(shè)備和控制軟件，配備了立體貨架，放置工件和工裝，可以完成從粗到精的全自動(dòng)加工。

FMS組成構(gòu)造

FMS

FMS是一種柔性的自動(dòng)化生產(chǎn)線系統(tǒng)，在當(dāng)今苛刻的生存環(huán)境中，是一種有效提高公司業(yè)務(wù)潛力的最佳實(shí)踐手段。
FMS具有如下三大特性：
?靈活根據(jù)實(shí)際情況變更生產(chǎn)的零件種類，同時(shí)可以多種零件同時(shí)生產(chǎn)，還可以根據(jù)目前訂單或者任務(wù)緊急情況調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)。
?高效在上料口人工預(yù)先將工件裝夾好，節(jié)約了設(shè)備裝夾等待時(shí)間和更換夾具的時(shí)間，大大的提高了設(shè)備的利用率。
?智能通過(guò)生產(chǎn)規(guī)劃和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，F(xiàn)MS可以為您提供無(wú)人值守熄燈生產(chǎn)模式。

FMS流程

FMS

信息化

FMS

柔性制造系統(tǒng)特性及優(yōu)勢(shì)

FMS系統(tǒng)是一種具有很高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，它有如下主要優(yōu)勢(shì)：
1、對(duì)加工對(duì)象具有快速應(yīng)變能力。FMS有其內(nèi)在的靈活性，能適應(yīng)由于市場(chǎng)需求變化和工程設(shè)計(jì)變更所出現(xiàn)的變動(dòng)，進(jìn)行多品種生產(chǎn)。而且還能在不明顯打亂正常生產(chǎn)計(jì)劃的情況下，插入備件和急件制造任務(wù)。
2、保證系統(tǒng)具有一定柔性的同時(shí)，還具有較高的設(shè)備利用率。FMS能獲得高效率的原因，一是控制系統(tǒng)給每個(gè)加工對(duì)象都安排了加工機(jī)床，一旦機(jī)床空閑，即刻將零件送上加工，同時(shí)將相應(yīng)的數(shù)控加工程序輸入這臺(tái)機(jī)床。二是由于送入機(jī)床的零件早已在裝卸站上裝夾在托盤(pán)上，因而機(jī)床無(wú)需等待零件的裝夾。
3、減少了工序中在制品量，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。和一般加工相比，F(xiàn)MS由于縮短了等待加工時(shí)間，因而在減少工序中零件的積存數(shù)量上有驚人的效果。促成等待加工時(shí)間縮短的因素主要有：系統(tǒng)占用的場(chǎng)地小；在制品流動(dòng)路線縮短；加工工序集中，零件裝夾次數(shù)減少；計(jì)算機(jī)按制定的進(jìn)度計(jì)劃高效地把零件分批送入FMS加工。
4、產(chǎn)品質(zhì)量高、穩(wěn)定性好。FMS與聯(lián)成系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比，產(chǎn)品質(zhì)量高，并具有良好的質(zhì)量穩(wěn)定性。高度的自動(dòng)化，零件裝卡次數(shù)的減少，工裝的精心準(zhǔn)備等都有利于提高單個(gè)零件的質(zhì)量。
5、維持生產(chǎn)能力強(qiáng)。許多FMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)成具有當(dāng)一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)仍能降級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。即采用了加工能力有冗余度的設(shè)計(jì)，并使物料傳送系統(tǒng)有自行繞過(guò)故障機(jī)床的能力。此時(shí)，雖然生產(chǎn)率要降低些，但系統(tǒng)仍能維持生產(chǎn)。
6、減少設(shè)備投資。由于設(shè)備利用率高，F(xiàn)MS就能以較少的設(shè)備來(lái)完成同樣的工作量。把車間采用的多臺(tái)加工中心換成柔性制造系統(tǒng)，其投資一般可減少三分之二。
7、減少直接工時(shí)費(fèi)用。數(shù)控機(jī)床是在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行工作的，整個(gè)系統(tǒng)除工件裝卸外，不需工人去操縱。
根據(jù)中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展形勢(shì)，未來(lái)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求將是個(gè)性化的，無(wú)論是在生產(chǎn)實(shí)施還是制造需求方面，推動(dòng)FMS的實(shí)施都符合個(gè)性化需求發(fā)展的大趨勢(shì)。FMS系統(tǒng)在加工柔性上有明顯的提高，它具有多種加工方法，特別適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)類型。機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)是非常合適FMS的，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工過(guò)程和物料運(yùn)輸?shù)母叨茸詣?dòng)化。

柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

?更高度的集成通過(guò)先進(jìn)制造技術(shù)、信息化技術(shù)和智能技術(shù)等的集成和融合，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成、刀具集成、工裝集成、檢測(cè)集成、物流集成、信息化網(wǎng)集成、車間管理集成。
?應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大如金屬切削柔性制造系統(tǒng)的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大，另一方面，柔性制造系統(tǒng)由最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個(gè)機(jī)械制造范圍發(fā)展，并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。
?向“自律分散式”發(fā)展自律分散式單元構(gòu)成的FMS系統(tǒng)由各個(gè)獨(dú)立平等的柔性制造單元（FMC）組成的，完全區(qū)別于過(guò)去的FMS系統(tǒng)，可結(jié)合市場(chǎng)及實(shí)際生產(chǎn)需求，通過(guò)自立分散式單元來(lái)擴(kuò)展制造柔性，根據(jù)市場(chǎng)及產(chǎn)品變化，對(duì)機(jī)床及周邊設(shè)備進(jìn)行靈活組合，來(lái)適應(yīng)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。
?單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高例如采用各種新技術(shù)，提高機(jī)床的加工精度、加工效率；綜合利用先進(jìn)的檢測(cè)手段、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)和人工智能技術(shù)，提高柔性制造系統(tǒng)各單元及系統(tǒng)的自我診斷、自我排錯(cuò)、自我積累、自我學(xué)習(xí)能力；采用先進(jìn)的控制方法和計(jì)算機(jī)平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的自協(xié)調(diào)、自重組和預(yù)警功能等。

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