第六节机械制造技术的发展.ppt

第 6 章 机械制造技术的发展 世界科学技术的迅速发展，特别是计算机技术、微电子技术、控制论及系统工程与制造技术的结合，促进了现代制造技术的发展，形成了新的制造学科，即制造系统工程学 机械制造技术的新发展主要表现在三个方面： ⒈与微电子、信息处理技术融合的柔性制造自动化技术 ⒉与微型机械、微小尺度有关联的精密加工和超精密加工技术 ⒊以现代管理理论为基础的先进生产模式和方法 本章目录 本章目录 6.1 机械制造系统自动化 6.1.1 机械制造系统自动化 6.1.2 柔性制造系统（简称FMS） 6.1.3 计算机集成制造系统（简称CIMS） 6.2精密与超精密加工 6.3环境保护与可持续制造 思考题与练习 6.1.1 机械制造系统自动化 机械制造自动化的任务就是研究如何取代人对机械制造过程中的计划、管理、组织、控制与操作等方面的直接参与 当今机械产品市场的激烈竞争是机械制造自动化发展的直接动因 目的： 1)提高或保证产品的质量 2)减少人的劳动强度、劳动量，改善劳动条件，减少人的因素影响 3)提高生产率 4)减少生产面积、人员，节省能源消耗，降低产品成本 5)提高对市场的响应速度和竞争能力 机械制造系统的发展阶段：刚性自动化、柔性自动化、综合自动化，三种自动化方式比较见表6-1 6.1.2 柔性制造系统（简称FMS） （1）定义 FMS是数控机床或设备自动化的延伸，FMS的一般定义可以用以下三方面来概括：FMS是一个计算机控制的生产系统；系统采用半独立的NC机床；这些机床通过物料输送系统连成一体 （2）FMS的工作原理 （3）柔性制造系统的特点和适用范围 （4）柔性制造系统的组成和结构 （5）柔性制造系统的分类 1）柔性制造单元 (简称FMC) 2）柔性制造系统 （简称FMS） 3）柔性制造生产线（简称FML） 4）柔性制造工厂 （简称FMF) （2）FMS的工作原理 FMS的模型和工作原理框图6-附图1所示 FMS工作过程可以这样来描述：可变制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和技术后，由其信息流系统（可编程控制系统）进行数据信息的处理、分配，并按照所给的程序对物流系统进行控制 （3）柔性制造系统的特点和适用范围 与传统的刚性自动线相比，具有以下特点： 1）具有高度柔性 2）设备利用率高 3）自动化程度高、稳定性好、可靠性强，可以实现长时间连续自动工作 4）产品质量、劳动生产率提高 柔性制造系统的使用范围见图6-1 柔性制造系统主要解决单件小批生产的自动化，把高柔性、高质量、高效率结合和统一起来 ，是当前最有效的生产手段 （4）柔性制造系统的组成和结构 FMS通常由物质系统、能量系统、信息系统三部分组成，如图6-2所示 FMS是在成组技术、计算机技术、数控技术和自动检测等技术基础上发展起来的，归纳起来，它主要完成以下任务： 1)以成组技术为核心的零件编组 2)以托盘和运输系统为核心的物料输送和存放 3)以数控机床（或加工中心）为核心的自动换刀、换工件的自动加工 4)以各种自动检测装置为核心的故障诊断、自动测量、物料输送和存储系统的监视等 5)以微型计算机为核心的智能编排作业计划 1）柔性制造单元(简称FMC) 柔性制造单元（flexible manufacturing cell，FMC）：由一台计算机控制的数控机床或加工中心、环形托盘输送装置或工业机器人所组成，采用切削监视系统实现自动加工，在不停机的情况下转换工件进行连续生产 它是一个可变加工单元，是组成柔性制造系统的基本单元 图6-4所示为FMC的基本布局形式 FMC的优点:具有更好的扩展性、更强的柔性；具有投资规模小、成本低、易实现、见效快的突出优点；在单元计算机控制下，可实现不同或相同机床上不同零件的同步加工 2)柔性制造系统（简称FMS） 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System—FMS):由两台或两台以上的数控机床或加工中心或柔性制造单元所组成，配有自动上下料装置、自动输送装置和自动化仓库，并能实现监视功能、计算机综合控制功能、数据管理功能、生产计划和调度管理功能等 在FMS中加工的工件可以由一台机床完成,也可以由多台机床共同加工完成 3)柔性制造生产线（简称FML） 柔性制造生产线（flexible manufacturing line, FML):是针对某种类型（族）零件的，带有专业化生产或成组化生产的特点 FML由多台数控机床或加工中心组成，其中有些机床带有一定的专用性 全线机床按工件的工艺过程布局，可以有生产节拍，但它本质上是柔性的，是可变加工生产线，具有柔性制造系统的功能 4)柔性制造工厂