柔性制造系统优化方案

柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字柔性制造系统加工设备组成的，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。

1．柔性制造系统分类

柔性制造系统可以分为柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生产线三种类型。

（1）柔性制造单元

柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell，FMC）是在制造单元的基础上发展起来的具有柔性制造系统部分特点的一种单元。FMC 通常由一台具有零件缓冲区、换刀装置及托板自动更换装置的数控机床或加工中心与工件储存、运输装置组成，具有适应加工多品种产品的灵活性和柔性，可以作为加工中柔性制造系统的基本单元，也可将其视为一个规模最小的柔性制造系统，是柔性制造系统向廉价化及小型化方向发展的产物。

（2）柔性制造系统

柔性制造系统以数控机床或加工中心为基础，配以物料传送装置组成的生产系统。柔性制造系统通常包括两台或两台以上的CNC 机床（或加工中心），由集中的控制系统及物料系统连接起来，该系统由电子计算机实现自动控制，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工管理。柔性制造系统是使用柔性制造技术最具代表性的制造自动化系统。柔性制造系统适合加工形状复杂、加工工序多、批量大的零件。其加工和物料传送柔性大，但人员柔性仍然较低。

（3）柔性自动生产线

柔性制造生产线（Flexible Manufacturing Line，FML）是把多台可以调整的机床（多为专用机床）连接起来，配以自动运送装置组成的生产线。该生产线可以加工批量较大的不同规格零件。柔性程度低的柔性制造生产线在性能上接近大批量生产用的制造生产线；柔性程度高的柔性制造生产线接近于小批量、多品种生产用的柔性制造系统。

2．柔性制造系统的构成

就机械制造业的柔性制造系统而言，如图2-60 所示为柔性制造系统构成，其基本组成部分包括以下几个子系统。

1）加工子系统：指以成组技术为基础，把外形尺寸（形状不必完全一致）、重量大致相似，材料相同，工艺相似的零件集中在一台或数台数控机床或专用机床等设备上加工的系统。

图2-60　柔性制造系统构成

2）物流子系统：指由多种运输装置构成，如传送带、轨道一转盘及机械手等完成工件、刀具等的供给与传送的系统，它是柔性制造系统主要的组成部分。

3）信息子系统：指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装置（液压、气压装置等），对机床或运输设备实行分级控制的系统。(www.xing528.com)

3．柔性制造系统的优点及发展趋势

（1）柔性制造系统的优点

柔性制造系统是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。

具体优点如下。

1）设备利用率高。一组机床编入柔性制造系统后，产量比这组机床在分散单机作业时的产量提高数倍。

2）减少生产周期。

3）生产能力相对稳定。自动加工系统由一台或多台机床组成，发生故障时，有降级运转的能力，物料传送系统也有自行绕过故障机床的能力。

4）产品质量高。零件在加工过程中，装卸一次完成，加工精度高，加工形式稳定。

5）运行灵活。有些柔性制造系统的检验、装卡和维护工作可在第一班完成，第二班、第三班可在无人照看下正常生产。在理想的柔性制造系统中，其监控系统还能处理如刀具的磨损调换、物流的堵塞疏通等运行过程中不可预料的问题。

6）产品应变能力大。刀具、夹具及物料运输装置具有可调性，且系统平面布置合理，便于增减设备，满足市场需要。

（2）柔性制造系统的发展趋势

随着科学技术水平的日益提高，柔性制造系统将在各种技术发展的推动下继续迅速发展。

1）柔性制造系统与计算机辅助设计和辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。

2）现代企业已经实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。在这个大系统中，柔性制造系统作为计算机集成制造系统的重要组成部分，必然随着计算机集成制造系统的发展而发展。

3）构成柔性制造系统的各项技术，如加工技术、运储技术、刀具管理技术、控制技术及网络通信技术的迅速发展，毫无疑问会大大提高柔性制造系统的性能。在加工中采用喷水切削加工技术和激光加工技术，并将许多加工能力很强的加工设备如立式、卧式镗铣加工中心，高效万能车削中心等用于柔性制造系统，大大提高了柔性制造系统的加工能力和柔性，提高了柔性制造系统的系统性能。AVG 小车队及自动存储、提取系统的发展和应用，为柔性制造系统提供了更加可靠的物流运储方法，同时也能缩短生产周期，提高生产率。刀具管理技术的迅速发展，为及时而准确地为机床提供适用刀具提供了保证，同时可以提高系统柔性、设备利用率，降低刀具费用，消除人为错误，提高产品质量，延长无人操作时间并最终提高劳动生产率。