FMS柔性自动化要点整理

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,#,数字化 发展的核心,精密化 发展的关键,极端化 发展的焦点,自动化 发展的条件,集成化 发展的方法,网络化 发展的道路,智能化 发展的前景,绿色化 发展的必然,制造技术的发展趋势,1.3现代制,造,造的特,征,征,速度（Speed）,在生产底,层,层控制,和,和上层,企,企业资,源,源管理,系,系统有,机,机集成,的,的基础,上,上，将供应,商,商和客,户,户纳入,到,到企业,自,自身的,供,供应链,中,中，及,时,时知道,下,下游客,户,户需求,情,情况，,让,让上游,的,的供应,商,商及时,了,了解企,业,业原材,料,料的库,存,存情况,、,、配套,情,情况，,在,在供应,商,商、商,家,家、客,户,户三者,之,之间没,有,有形成,一,一个有,效,效的闭,路,路，实,现,现对市,场,场的快,速,速响应。,柔性（Flexibility）,在通过,互,互联网,实,实施EAM（Enterprise Asset Management），合作伙,伴,伴基于,一,一定的,资,资产运,作,作程序,和,和ISO认证都,可,可共享,资,资产、,程,程序和,加,加工方,面,面的信,息,息，,使,使得制,造,造系统,更,更加柔,性,性。,集成（Integration）,利用集,成,成的控,制,制平台,实,实现制,造,造过程,与,与商务,过,过程的,并,并行实,施,施，使,工,工作流,、,、信息,流,流和物,流,流运作,相,相互协,调,调，增,加,加操作,的,的敏捷,性,性。,可视化（Visibility）,向客户,和,和供应,商,商提供,各,各种数,字,字和图,像,像信息,，,，实现,制,制造过,程,程可视,化,化。在,增,增加对,企,企业的,了,了解，,提,提高对,企,企业的,信,信心的,同,同时，,加,加强对,企,企业的,监,监督。,2.计算机,集,集成制,造,造,2.1背景与,理,理念,Dr.Joseph Harrington1974年提出CIM的制造,理,理念：,ComputerIntegrated Manufacturing(CIM),用计算,机,机通过,信,信息集,成,成、过,程,程集成,、,、企业,集,集成实,现,现,现代化,生,生产制,造,造，求,得,得企业,的,的总体,效,效益的,一,一种先,进,进的,制造理,念,念。,根据这,个,个理念,开,开发的,系,系统叫,做,做CIMS。,在中国,经,经过10多年的,发,发展，,结,结合新,的,的技术,演,演变为,：,：,ContemporaryIntegratedManufacturing System,现代集,成,成制造,2.2CIMS基本组,成,成,生产管,理,理信息,系,系统(ERP,/,/MRPII,),),工程设,计,计系统,（,（CAD,/,/CAM/CAPP,/,/PDM）,生产自,动,动化系,统,统（FMS,/,/DNC）,质量管,理,理信息,系,系统（CAQ）,数据库,管,管理系,统,统和计,算,算机网,络,络系统,第二章DNC系统,2.1概述,2.1,.,.1DNC定义,DNC是用一,台,台或多,台,台计算,机,机，对,多,多台数,控,控设备,实,实施综,合,合控制,的,的一种,方,方法，,是,是机械,制,制造系,统,统的一,个,个重要,发,发展。DNC系统属,于,于自动,化,化制造,系,系统的,一,一种模,式,式。,2.1,.,.2DNC发展过,程,程,群控（DirectNumerical Control）,直接数,字,字控制,（,（DirectNumerical Control），也有人,称,称它为,“,“群控,”,”（60s）,分布式,数,数控（DistributedNumericalControl）,DNC系统实,施,施分级,控,控制，CNC计算机,直,直接控,制,制生产,机,机床并,与,与DNC系统主,机,机进行,信,信息交,互,互，DNC主机也,可,可与其,它,它计算,机,机进行,信,信息的,交,交互。DNC系统配,置,置的这,种,种发展,，,，使DNC的含义,由,由直接,数,数控变,为,为分布,式,式数控,（,（DistributedNumericalControl）。（70s）,柔性DNC（FlexibleDistributedNumerical Control）,DNC系统不,仅,仅用计,算,算机来,管,管理、,调,调度和,控,控制多,台,台NC机床，,而,而且还,与,与CAD,/,/CAPP/CAM、物料输,送,送和存,贮,贮、生,产,产计划,与,与控制,相,相结合,，,，形成,了,了柔性,分,分布式,数,数字控,制,制（FlexibleDistributedNumericalControl：FDNC）系统。,（,（80s）,24DNC通信系,统,统的物,理,理连接,采用RS232C或RS422,采用RS-232C或RS422连接方,式,式实现,起,起来比,较,较方便,，,，成本,也,也比较,低,低，但,也,也带来,以,以下一,些,些问题,：,：,（1）传输距,离,离短。,如,如RS-232C的传输,距,距离不,超,超过50m，20mA电流环,和RS-422,/,/RS,-,-423为1000m左右；,（2）传输不,够,够可靠,。,。这些,接,接口和,连,连接电,缆,缆的抗,干,干扰能,力,力较差,，,，而且,其传输,过,过程的,检,检错功,能,能较弱,；,；,（3）传输速,率,率低，,实,实时性,差,差，响,应,应速度,慢,慢；,（4）系统规,模,模有限,。,。由于,一,一台计,算,算机不,可,可能提,供,供很多,串,串行接,口,口，所,连设备,很,很有限,，,，因此,整,整个系,统,统的规,模,模就不,可,可能很,大,大；,（5）电缆,费,费用高,，,，系统,复,复杂性,增,增加。,每,每台设,备,备都需,一,一条来,自,自DNC主,机的通,信,信电缆,，,，因此,整,整个系,统,统的电,缆,缆费用,很,很大，,而,而且导,致,致系统,环境的,复,复杂性,也,也大大,增,增加。,（6）系统,的,的扩展,不,不容易,。,。当系,统,统需扩,充,充时，,不,不但要,修,修改系,统,统软件,，,，,而且也,要,要更改,硬,硬件。,采用计,算,算机网,络,络通信,接,接口,新一代,的,的CNC装置为,了,了能连,入,入到DNC、FMS中设置,了,了可直,接,接与网,络,络连接,的,的专用,通,通讯微,处,处理器,接,接口，,通,通过该,接,接口可,以,以把数,控,控设备,连,连接在,工,工业局,域,域网（LAN）中。网,络,络通信,协,协议大,多,多采用ISO开放系,统,统互联,参,参考模,型,型七层,结,结构为,基,基础的,有,有关协,议,议。,专用网,络,络：DATAHIGHWAY（DH）、（DH+）,MAP网和工,业,业以太,网,网：FANUC、Simens、AB等。,现场总,线,线（FieldBus）,-结构简,单,单、协,议,议直观,；,；,-价格低,廉,廉、性,能,能稳定,；,；,-实时性,较,较高，,抗,抗干扰,能,能力强,，,，适用,与,与工业,现,现场通,信,信。,DeviceNET,第三章,柔,柔,性,性制造,系,系统（FMS）,3.1FMS概述,3.1,.,.1制造柔,性,性,制造柔,性,性是指,一,一个制,造,造设备,或,或系统,对,对生产,需,需求变,化,化的适,应,应能力,，,，通常,制,制造柔,性,性体现,在,在以下,几,几个方,面,面：,制造设,备,备的柔,性,性,制造设,备,备通过,配,配备相,应,应的刀,具,具、量,具,具、夹,具,具、NC程序等,，,，使得,此,此设备,具,具有制,造,造给定,零,零件族,中,中任何,零,零件的,能,能力；,（,（这是,一,一种固,有,有的柔,性,性，它,与,与制造,设,设备所,具,具有的,相,相关功,能,能有关,，,，如机,附,附刀库,的,的容量,、,、控制,的,的运动,轴,轴数等,。,。）,（FlexibleManufacturing System，简称FMS）,加工柔,性,性,以不同,加,加工工,序,序和工,艺,艺加工,一,一个零,件,件的能,力,力或在,给,给定的,一,一个工,艺,艺规划,下,下以不,同,同的加,工,工路线,实,实现零,件,件的加,工,工（制,造,造工作,站,站间和,加,加工功,能,能间的,互,互换和,替,替代）,。,。,产品柔,性,性,能够经,济,济、快,速,速地转,变,变生产,产,产品的,能,能力。,零件流,动,动路线,柔,柔性,当系统,出,出现局,部,部故障,时,时，能,重,重新选,择,择零件,加,加工路,径,径，并,继,继续进,行,行加工,的,的能力,。,。,产量柔,性,性,系统运,行,行可适,应,应不同,的,的生产,批,批量，,并,并具有,良,良好的,生,生产效,益,益。,系统重,构,构柔性,系统具,有,有重构,柔,柔性，,可,可以生,产,产需求,发,发生变,化,化时，,系,系统可,以,以方便,地,地扩展,、,、收缩,或,或重构,。,。,故障控,制,制柔性,当系统,中,中的设,备,备出现,故,故障时,，,，制造,系,系统对,故,故障的,处,处理能,力,力。,3.1,.,.2FMS定义,柔性制,造,造系统,（,（简称FMS）是由数,控,控加工,设,设备、,物,物料储,运,运装,置,置和计,算,算机控,制,制系统,等,等组成,的,的自动,化,化制造,系,系统。,它,它包括,多,多个柔,性,性制造,单,单元，,能,能根据,制,制造任,务,务或生,产,产的变,化,化迅速,进,进行调,整,整，适,用,用于多,品,品种中,、,、小批,量,量生产,。,。,（依据,：,：中华,人,人民共,和,和国国,家,家军用,标,标准,武,武器装,备,备柔性,制,制,造系统,术,术语）,3.1,.,.3FMS的组成,与,与功能,硬件系,统,统（第一部,分,分）,制造设,备,备：数,控,控加工,设,设备（,如,如加工,中,中心）,、,、测量,机,机、清,洗,洗机等,；,；,自动化,储,储运设,备,备：传,送,送带、,有,有轨小,车,车、AGV、搬运机,器,器人、,立,立体库,、,、,中央托,盘,盘库、,物,物料或,刀,刀具装,卸,卸站、,中,中央刀,库,库等；,计算机,控,控制系,统,统及网,络,络通信,系,系统。,软件系,统,统（第二部,分,分）,系统支,持,持软件,：,：操作系,统,统、网,络,络操作,系,系统、,数,数据库,管,管理系,统,统等。,FMS运行控,制,制系统,：,：动态,调,调度系,统,统、实,时,时故障,诊,诊断系,统,统、生,产,产准备,系,系统，,物,物料（,工,工件和,刀,刀具）,管,管理控,制,制系统,等,等,（1）FMS的组成,（2）FMS的功能,能自动,控,控制和,管,管理零,件,件的加,工,工过程,，,，包括,制,制造质,量,量的自,动,动控制,、,、故障,的,的自动,诊,诊断和,处,处理、,制,制造信,息,息的自,动,动采集,和,和处理,；,；,通过简,单,单的软,件,件系统,变,变更，,便,便能制,造,造出某,一,一零件,族,族的多,种,种零件,；,；,自动控,制,制和管,理,理物料,（,（包括,工,工件与,刀,刀具）,的,的运输,和,和存储,过,过程；,能解决,多,多机床,下,下零件,的,的混流,加,加工，,且,且无需,增,增加额,外,外费用,具有优,化,化的调,度,度管理,功,功能，,无,无需过,多,多的人,工,工介入,，,，能做,到,到无人,加,加工。,柔性制,造,造系统,：,：,两台或,两,两台以,上,上的数,控,控机床,或,或加工,中,中心或,柔,柔性制,造,造单元,所,所组成,，,，配有,自,自动输,送,送装置,，,，自动,上,上下料,装,装置。,托,托盘库,，,，自动,化,化仓库,，,，中央,刀,刀库等,。,。并有,计,