第三部分《制造自动化技术》课件.ppt

24 3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 3.3 计算机集成制造系统（CIMS） 3.4 智能制造系统（IMS） 3.4 智能制造系统（IMS） 3.4 智能制造系统（IMS） 3.4 智能制造系统（IMS） 　　FMS是一种高效率、高精度、高柔性的加工系统，是制造业向现代自动化发展(计算机集成制造系统、智能制造系统、无人工厂)的基础设备。柔性制造技术将数控技术、计算机技术、机器人技术以及生产管理技术等融为一体，通过计算机管理和控制实现生产过程的实时调度，最大限度地发挥设备的潜力，减少工件搬运过程中的等待时间损失，使多品种、中小批量生产的经济效益接近或达到大批量生产的水平，从而解决了机械制造业高效率与高柔性之间矛盾的难题，被称为是机械制造业中一次划时代的技术革命。 　　1994年初，据统计世界各国已投入运行的FMS约有3000多个，其中日本拥有2100多个，占世界首位。目前反映工厂整体水平的FMS是第一代FMS，日本从1991年开始实施的“智能制造系统(IMS)”国际性开发项目，属于第二代FMS；而真正完善的第二代FMS在21世纪将会实现。届时，智能化机械与人之间将相互融合、柔性地全面协调从接受订单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。 2、FMS的基本组成及主要功能 　　1) FMS的定义及基本组成 　　在我国有关标准中，FMS被定义为：由数控加工设备、物流储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境变化迅速进行调整，适用于多品种，中、小批量生产。 　　国外有关专家对FMS进行了更为直观的定义：柔性制造系统是至少由两台机床、一套物料运储系统(从装载到卸载具有高度自动化)和一套计算机控制系统所组成的制造系统，它通过简单地改变软件的方法便能制造出多种零件中的任何一种零件。 图3-2 FMS的构成框图 　　(1) 加工系统。加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。加工系统通常包括由两台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元(FMC)以及其他的加工设备所组成，例如测量机、清洗机、动平衡机和各种特种加工设备等。 　　(2) 物流系统。在FMS中，工件、工具流统称为物流，物流系统即物料储运系统，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。物流系统由输送系统、储存系统和操作系统组成，通常包含有传送带、有轨运输车、无轨运输车、搬运机器人、上下料托盘、交换工作台等机构，能对刀具、工件和原材料等物料进行自动装卸和运储。 　　(3) 信息系统。信息系统包括过程控制及过程监视两个系统，能够实现对FMS的运行控制、刀具监控和管理、质量控制，以及FMS的数据管理和网络通信。 　　图3-3所示是一个典型的柔性制造系统示意图。该系统由4台卧式加工中心、3台立式加工中心、2台平面磨床、2台自动导向运输车、2台检验机器人组成，此外还包括自动仓库、托盘站和装卸站等。在装卸站由人工将工件毛坯安装在托盘夹具上；然后由物料传送系统把毛坯连同托盘夹具输送到第一道工序的加工机床旁边，排队等候加工； 1—自动仓库；2—装卸站；3—托盘站；4—检验机器人；5—自动运输车； 6—卧式加工中心；7—立式加工中心；8—磨床；9—组装交付站；10—计算机控制室 图3-3 典型的柔性制造系统 　　2) FMS的主要功能 　　常见的FMS一般具有以下功能： 　　(1) 自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务； 　　(2) 自动交换工件和刀具的功能； 　　(3) 自动输送工件和刀具的功能； 　　(4) 自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能； 　　(5) 自动监视功能(即刀具磨损、破损的监测)，自动补偿，自诊断等； 　　(6) 作业计划与调度。 　 物料传输系统 又称立体仓库或自动化仓库系统，由高层料架 、堆垛机、控制计算机和物料识别装置等组成。具有自动化程度高、料位空间尺寸和额定存放重量大、料位总数可根据实际需求扩展、占地面积小等优点。 ◆ 自动仓库 自动仓库 运输小车 出入库装卸站 堆垛机 料架 钻头破损检测器内存有以往采集的钻头破损的信号或钻头破损模拟信号，与检测信号进行比较。当钻头破损被确认后，发出换刀信号。 ◆ 加工过程监控与检测 重点是刀具磨损、破损监控与检测。下图为钻头破损检测装置示意图。加工过程中，一旦钻头破损，声发射传感器检测到钻头破损信号，将其送至钻头破损检测器进行处理。 钻头破损检测器 声发射钻头破损检测装置系统图 交换 机床 控制器