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JIT柔性制造系统

一、柔性制造系统的概念

柔性制造系统是由统一的信息掌握系统、物料储运系统

和一组数字掌握加工设备组成，能适应加工对象变换的自动

化机械制造系统，即FlexibleManufacturingSystem，英

文缩写为FMS。

它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶

段，克服了原来机械生产线只适合于大批量生产的刚性特征，

能够适应中小批量、多品种的柔性生产方式，而且将手工操

作削减到最低，具有很高的自动化特征。随着社会对多品种、

中小批量产品的认同，对短生产周期、低制造成本的需求增

加，加上微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与掌握

设备技术的日益成熟，柔性制造技术得到了广泛的应用。

二、柔性制造系统的发展历程

1967年，英国莫林斯公司首次依据威廉森提出的FMS

基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结

构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜

24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部

建成。

同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成OmnilineI系统，

它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上

的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加

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工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用，

在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。

日本、前苏联、德国等也都在60年月末至70年月初，先后

开展了FMS的研制工作。

1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机

器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS供应了

重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控

机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元掌握

系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实

现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。

70年月末期，柔性制造系统在技术上和数量上都有较大

发展，80年月初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备

组成的柔性制造系统为最多，但也有规模更浩大的系统投入

使用。

1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，

由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体

仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还

有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。

这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动

化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有柔

性制造系统的基本特征，但自动化程度不很完善的经济型柔

性制造系统FMS，使柔性制造系统FMS的设计思想和技术

成果得到普及应用。

迄今为止，全世界有大量的柔性制造系统投入了应用，

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仅在日本就有175套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制

造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上，

而且比率还在增加

三、柔性制造系统的组成

典型的柔性制造系统由数字掌握加工设备、物料储运系

统和信息掌握系统组成。加工设备主要采用加工中心和数控

车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴

类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的柔性制造系

统，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效

率。

为了实现制造系统的柔性,FMS必需包括下列组成部分。

加工系统

柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别打算,主

要有加工中心、车削中心或计算机数控(CNC)车、铣、磨及

齿轮加工机床等,用以自动地完成多种工序的加工。磨损了的

刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代

装满待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加

工中心的主轴箱也可以自动更换。

物料系统

物料系统用以