先进制造技术FMS_CIMS

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械制造自动化经过操作机械、动力机械、电动机与自,动控制三个阶段的发展，开始进入智能化机械（机械自动化）,阶段，此阶段中，机械制造业自动化正经历着“三部曲”,CNC,FMS,CIMS,此三部曲使机械制造业自动化朝着设计、制造、管理全自动化的高层次方向发展。,一、柔性制造单元 （,FMC),柔性,指一个生产系统适应加工对象变化的能力。柔性,和生产率是评价系统自动化程度的主要因素。,1,、,FMC,（,Flexible Manufacturing Cell),一台数控机床或加工中心,MC,（,Maching Center),装上自动装卸工件的装置,AWC,(Automated Workpiece Changer),及自动交换装置,APC,(Automated Pallet Changer),构成。,2,、,FMC,按构成形式可分为,1,）（随行）托盘,Paller,搬运式,箱体件或大件,2,）机器人,Robot,搬运式,小件或回转体,二、柔性制造系统（,FMS,）,一）柔性制造系统主要特征：,1,、具有多台制造设备，即具有,2,组以上的,FMC,2,、系统由一物料运输系统连接,3,、计算机进行高度自动的多级控制与管理,二）,FMS,的组成,1,、加工系统,有互补和互替两种配置,2,、传输系统,（物料系统）,刀具物流系统,工件物流系统,存储,运输,3,、控制系统,进行整个系统的生产计划；作业调度；集中,监控以及加工程序管理。,随行托盘搬运式,托盘支承在圆柱形导轨上，由内侧的环链拖动而回转，链轮由电动机驱动。,托盘的选定和停位，可由可编程序控制器,PLC,进行控制，借助终端开关，光电识码器来实现。托盘的交换是由设在环形交换系统中的液压或电机推拉机构来实现。这样的托盘系统具有存储、运送功能、自动检测功能、工件和刀具的归类功能、切削状态监视功能等。,FMS,中加工系统的机床有“互补”和“互替”两种配置原则：,互补,在系统中配置完成不同工序的机床，彼此相互补充而,不可代替，一个工件顺次通过机床进行加工。,互替,系统中的配置存在相同的机床，一台机床有故障则空,闲的一台可以替代加工，避免等待。,刀具物流系统,系统设有中央刀库，由工业机器人在中央刀库和各机床刀库间进行输送和交换刀具。系统备有监控刀具寿命和刀具故障功能。,（刀具寿命的监控，目前多采用定时换刀方式即：记录每把刀具的使用时间，达到预定使用寿命后即强行更换；此外可直接检测刀具磨损，根据磨损情况更换刀具。）,工件物流系统,包括工件、夹具输送、装卸以及仓储等装置。,存储,FMS,中，工件和夹具的存贮仓库多用,立体仓库,，由,仓库计算机进行控制和管理。,运输,运输设备有传输带，有轨或,无轨小车,以及行走机器,人等。,立体仓库控制功能：记录在库货物的名称、货位、数量以,及重量，入库时间；接受中央计算机,的出入库指令，控制堆垛机和输送车,的运动；监督情况及故障报警。,各设备输送路线按布局可分：,直线往复；封闭环路；网格方式等。,无轨小车,又称自动引导小车,AGVAutomated Guide-,Vehicle),1,、,小车的工件交换,2,、小车的行车路线,电缆,光电引导,工件与托盘由交换台推上工件台进行加工，加工好的工件连同托盘拉回小车交换台上，送至装卸工位，由人工卸下并装上新的待加工工件。,电缆引导原理：,在地面下埋有导向电缆，并通以低频电流，即而在电缆周围形成磁场。固定在小车车身内两感应线圈随即产生电压。当小车运行偏离电缆，两线圈产生电压不相等时，转向电机随即正向或反向旋转以校正小车的运行位置。,光电引导原理：,在地面上铺设反光的不锈钢带，利用光的反射使小车上的一排光电管产生信号，以引导小车沿着所铺设的反光带的方向运动。,三、计算机集成制造系统,CIMS,1,、,CIMS,的含义：,1,）功能上，,CIMS,包含了一个工厂的全部生产经营活动，即,从市场预测，产品设计，加工制造，管理，售后服务的全,部活动。,2,）,CIMS,模式的自动化是工厂各个环节的有机集成，包括物,资，设备，信息为特征的技术集成以及人的集成。,3,）,CIMS,的构成,主要将工程设计，经营管理和加工制造三大自动化子,系统集成。,技术集成关系图,一、工程设计系统,CAD,（,Computer Aided-Manufacturing,）,CAM,（,Computer Aided-Manufacturing,）,CAE(Computer Aided-Engineering),：,计算机辅助工程分析,CAPP,（, Process Planning),：,计算机辅助工艺规程设计,GT(Group Technology),：,成组技术,二、加工制造系统,CNC FMC FMS PLC,RC,（,Robot Controller),：,机器人控制器,CAT,（,Computer Automated Testing,）：,自动测试,三、经营管理系统,MIS,（,Management Information System,）：,管理信息系统,MRP,（,Manufacturing Resource Planning,）：,制造资源计划,PM(Production Management),：,生产管理,FM(Financial Management),：,财务管理,BM(Business Management),：,经营计划管理,MP(Man Power Resources Management),：,人力资源管理,QC(Quality Control),：,质量管理,MRP,、,ERP,、,PDM,MRP:,制造资源计划,，实现企业的生产计划和供应计划的管理，能更详,细的编制能力需求计划和物流需求计划，并可方便地对几种计划,方案进行测试和评价。（完成对企业有效的管理）,ERP,（,Enterprise Resource Planning),：企业资源计划，,在,MRP,的基础上,扩展了管理范围，把企业内部的制造活动与客户需求以及供应商的,制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想,面向,企业物资资源，侧重于有形资产管理、整合。,PDM(Product Data Management),：,产品数据管理，,20,世纪,80,年代初产,生的一种辅助工具用于在企业范围构造一个从产品策划到产品实现,的并行协助环境,以企业产品为核心，侧重于无形资产管理（图,纸、,CAD,文档、数字化文档、产品结构等，使企业内共享与产品,有关的所以数据。,80,年代（,1985,年），美国制造工程师协会（,ASME,）提出：,CIMS,结构基于数据库支持下，,90,年代（,1993,年）同样是,ASME,提出：,CIMS,结构核心为用户，表态：,CIMS,实施已由“数据推动”变为“需求索引”，强调了人在,CIMS,中的作用，成了人、经营、技术的集成。,新一代的,CIMS,同时吸收了,精良生产、并行工程、敏捷制造和虚拟,等新的思想、技术等理念。,