『壹』 FMS是什麼
柔性製造系統是由統一的信息控制系統、物料儲運系統和一組數字控制加工設備組成,能適應加工對象變換的自動化機械製造系統,英文縮寫為FMS。
FMS的工藝基礎是成組技術,它按照成組的加工對象確定工藝過程,選擇相適應的數控加工設備和工件、工具等物料的儲運系統,並由計算機進行控制,故能自動調整並實現一定范圍內多種工件的成批高效生產(即具有「柔性」),並能及時地改變產品以滿足市場需求。
FMS兼有加工製造和部分生產管理兩種功能,因此能綜合地提高生產效益。FMS的工藝范圍正在不斷擴大,可以包括毛坯製造、機械加工、裝配和質量檢驗等。80年代中期投入使用的FMS,大都用於切削加工,也有用於沖壓和焊接的。
採用FMS的主要技術經濟效果是:能按裝配作業配套需要,及時安排所需零件的加工,實現及時生產,從而減少毛坯和在製品的庫存量,及相應的流動資金佔用量,縮短生產周期;提高設備的利用率,減少設備數量和廠房面積;減少直接勞動力,在少人看管條件下可實現晝夜24小時的連續「無人化生產」;提高產品質量的一致性。
1967年,英國莫林斯公司首次根據威廉森提出的FMS基本概念,研製了「系統24」。其主要設備是六台模塊化結構的多工序數控機床,目標是在無人看管條件下,實現晝夜24小時連續加工,但最終由於經濟和技術上的困難而未全部建成。
同年,美國的懷特·森斯特蘭公司建成 Omniline I系統,它由八台加工中心和兩台多軸鑽床組成,工件被裝在托盤上的夾具中,按固定順序以一定節拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設備適於少品種、大批量生產中使用,在形式上與傳統的自動生產線相似,所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯、德國等也都在60年代末至70年代初,先後開展了FMS的研製工作。
1976年,日本發那科公司展出了由加工中心和工業機器人組成的柔性製造單元(簡稱FMC),為發展FMS提供了重要的設備形式。柔性製造單元(FMC)一般由1~2台數控機床與物料傳送裝置組成,有獨立的工件儲存站和單元控制系統,能在機床上自動裝卸工件,甚至自動檢測工件,可實現有限工序的連續生產,適於多品種小批量生產應用。
70年代末期,FMS在技術上和數量上都有較大發展,80年代初期已進入實用階段,其中以由3~5台設備組成的FMS為最多,但也有規模更龐大的系統投入使用。
1982年,日本發那科公司建成自動化電機加工車間,由60個柔性製造單元(包括50個工業機器人)和一個立體倉庫組成,另有兩台自動引導台車傳送毛坯和工件,此外還有一個無人化電機裝配車間,它們都能連續24小時運轉。
這種自動化和無人化車間,是向實現計算機集成的自動化工廠邁出的重要一步。與此同時,還出現了若干僅具有FMS基本特徵,但自動化程度不很完善的經濟型FMS,使FMS的設計思想和技術成就得到普及應用。
典型的柔性製造系統由數字控制加工設備、物料儲運系統和信息控制系統組成。加工設備主要採用加工中心和數控車床,前者用於加工箱體類和板類零件,後者則用於加工軸類和盤類零件。中、大批量少品種生產中所用的FMS,常採用可更換主軸箱的加工中心,以獲得更高的生產效率。
儲存和搬運系統搬運的的物料有毛坯、工件、刀具、夾具、檢具和切屑等;儲存物料的方法有平面布置的托盤庫,也有儲存量較大的桁道式立體倉庫。毛坯一般先由工人裝入托盤上的夾具中,並儲存在自動倉庫中的特定區域內,然後由自動搬運系統根據物料管理計算機的指令送到指定的工位。固定軌道式台車和傳送滾道適用於按工藝順序排列設備的FMS,自動引導台車搬送物料的順序則與設備排列位置無關,具有較大靈活性。
工業機器人可在有限的范圍內為1~4台機床輸送和裝卸工件,對於較大的工件常利用托盤自動交換裝置(簡稱APC)來傳送,也可採用在軌道上行走的機器人,同時完成工件的傳送和裝卸。磨損了的刀具可以逐個從刀庫中取出更換,也可由備用的子刀庫取代裝滿待換刀具的刀庫。車床卡盤的卡爪、特種夾具和專用加工中心的主軸箱也可以自動更換。切屑運送和處理系統是保證 FMS連續正常工作的必要條件,一般根據切屑的形狀、排除量和處理要求來選擇經濟的結構方案。
FMS信息控制系統的結構組成形式很多,但一般多採用群控方式的遞階系統。第一級為各個工藝設備的計算機數控裝置(CNC),實現各的口工過程的控制;第二級為群控計算機,負責把來自第三級計算機的生產計劃和數控指令等信息,分配給第一級中有關設備的數控裝置,同時把它們的運轉狀況信息上報給上級計算機;第三級是FMS的主計算機(控制計算機),其功能是制訂生產作業計劃,實施FMS運行狀態的管理,及各種數據的管理;第四級是全廠的管理計算機。
性能完善的軟體是實現FMS功能的基礎,除支持計算機工作的系統軟體外,數量更多的是根據使用要求和用戶經驗所發展的專門應用軟體,大體上包括控制軟體(控制機床、物料儲運系統、檢驗裝置和監視系統)、計劃管理軟體(調度管理、質量管理、庫存管理、工裝管理等)和數據管理軟體(模擬、檢索和各種資料庫)等。
為保證FMS的連續自動運轉,須對刀具和切削過程進行監視,可能採用的方法有:測量機床主軸電機輸出的電流功率,或主軸的扭矩;利用感測器拾取刀具破裂的信號;利用接觸測頭直接測量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的變化;累積計算刀具的切削時間以進行刀具壽命管理。此外,還可利用接觸測頭來測量機床熱變形和工件安裝誤差,並據此對其進行補償。
柔性製造系統按機床與搬運系統的相互關系可分為直線型、循環型、網路型和單元型。加工工件品種少、柔性要求小的製造系統多採用直線布局,雖然加工順序不能改變,但管理容易;單元型具有較大柔性,易於擴展,但調度作業的程序設計比較復雜。
柔性製造系統未來將向發展各種工藝內容的柔性製造單元和小型FMS;完善FMS的自動化功能;擴大FMS完成的作業內容,並與計算機輔助設計和輔助製造技術(CAD/CAM)相結合,向全盤自動化工廠方向發展。
『貳』 自動化生產車間通常用傳送帶來傳輸工件
速度合成圖不好畫,那我就簡單描述一下,【在顯示器豎直平面上】絕對速度在甲的V0水平向右,牽連速度乙帶速度V0豎直向上,
相對速度(根2)*V0斜向右下,三個速度組成等腰直角三角形。工件相對傳送帶乙的相對速度(根2)*V0斜向右下,由於滑動摩擦力的方向和相對運動(速度)方向相反,因而工件受到的摩擦力方向斜向左上,和乙帶運動方向成45度角,大小恆定
f=μmg 所以B正確。 加速度 a=μg 方向和摩擦力方向一致,沿摩擦力方向工件做初速度為 (根2)*V0 末速度為 0 的勻減速運動, 所以相對位移 2a S′=[ (根2)*V0*(根2)*V0] S′=V0*V0/μg ∵ 摩擦產生的熱= f*S′ = mV0*V0 C正確
∴Q =(μmg )*[ V0*V0/μg] = mV0*V0
工件在沿垂直乙帶方向的加速度= 實際加速度 μg 沿水平方向的分加速度= μg /(根2)
用速度平方差公式可得 S水平= V0*V0/[(根2)μg] D錯
『叄』 自動化生產線是怎樣工作的
首先要有一台自動化生產設備,例如口罩機就是自動化生產線,它在機器上放置相關物料即可自動生產口罩,速度非常快,而且整個過程不需要太多的勞動力。歐麗仕有口罩機、服裝自動生產線設備。
『肆』 自動化製造系統的詞條
自動化製造系統包括剛性製造和柔性製造,「剛性」的含義是指該生產線只能生產某種或生產工藝相近的某類產品,表現為生產產品的單一性。剛性製造包括組合機床、專用機床、剛性自動化生產線等。「柔性」是指生產組織形式和生產產品及工藝的多樣性和可變性,可具體表現為機床的柔性、產品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性製造包括柔性製造單元(FMC)、柔性製造系統(FMS)、柔性製造線(FML)、柔性裝配線(FAL)、計算機集成製造系統(CIMS)等。下面依據自動化製造系統的生產能力和智能程度進行分類介紹。
一、剛性自動化生產
1、剛性半自動化單機
除上下料外,機床可以自動地完成單個工藝過程的加工循環,這樣的機床稱為剛性半自動化機床。這種機床一般是機械或電液復合控制式組合機床和專用機床,可以進行多面、多軸、多刀同時加工,加工設備按工件的加工工藝順序依次排列;切削刀具由人工安裝、調整,實行定時強制換刀,如果出現刀具破損、折斷,可進行應急換刀;例如:單台組合機床,通用多刀半自動車床,轉塔車床等。從復雜程度講,剛性半自動化單機實現的是加工自動化的最低層次,但是投資少、見效快,適用於產品品種變化范圍和生產批量都較大的製造系統。缺點是調整工作量大,加工質量較差,工人的勞動強度也大。
2、剛性自動化單機
它是在剛性半自動化單機的基礎上增加自動上、下料等輔助裝置而形成的自動化機床。輔助裝置包括自動工件輸送、上料,下料、自動夾具、升降裝置和轉位裝置等;切屑處理一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。這種機床實現的也是單個工藝過程的全部加工循環。這種機床往往需要定做或改裝,常用於品種變化很小,但生產批量特別大的場合。主要特點是投資少、見效快,但通用性差,是大量生產最常見的加工裝備。
3、剛性自動化生產線
剛性自動化生產線是多工位生產過程,用工件輸送系統將各種自動化加工設備和輔助設備按一定的順序連接起來,在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統。在剛性自動線上,被加工零件以一定的生產節拍,順序通過各個工作位置,自動完成零件預定的全部加工過程和部分檢測過程。因此,與剛性自動化單機相比,它的結構復雜,任務完成的工序多,所以生產效率也很高,是少品種、大量生產必不可少的加工裝備。除此之外,剛性自動生產線還具有可以有效縮短生產周期,取消半成品的中間庫存,縮短物料流程,減少生產面積,改善勞動條件,便於管
理等優點。它的主要缺點是投資大,系統調整周期長,更換產品不方便。為了消除這些缺點,人們發展了組合機床自動線,可以大幅度縮短建線周期,更換產品後只需更換機床的某些部件即可(例如可更換主軸箱),大大縮短了系統的調整時間,降低了生產成本,並能收到較好的使用效果和經濟效果。組合機床自動線主要用於箱體類零件和其他類型非回轉體的鑽、擴、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。剛性自動化生產線目前正在向剛柔結合的方向發展。
圖8-1所示為加工曲拐零件的剛性自動線總體布局圖。該自動線年生產曲拐零件1700件,毛坯是球墨鑄鐵件。由於工件形狀不規則,沒有合適的輸送基面,因而採用了隨行夾具安裝定位,便於工件的輸送。
該曲拐加工自動線由7台組合機床和1個裝卸工位組成。全線定位夾緊機構由1個泵站集中供油。工件的輸送採用步伐式輸送帶,輸送帶用鋼絲繩牽引式傳動裝置驅動。因毛坯在隨行夾具上定位需要人工找正,沒有採用自動上下料裝置。在機床加工工位上採用壓縮空氣噴吹方式排除切屑,全線集中供給壓縮空氣。切屑運送採用鏈板式排屑裝置,從機床中間底座下方運送切屑。
自動線布局採用直線式,工件輸送帶貫穿各工位,工件裝卸工位4設在自動線末端。隨行夾具連同工件毛坯經升降機5提升,從機床上方送到自動線的始端,輸送過程中沒有切屑撒落到機床上、輸送帶上和地面上。切屑運送方向與工件輸送方向相反,斗式切屑提升機1設在自動線始端。中央控制台6設在自動線末端位置。
剛性自動線生產率高,但柔性較差,當加工工件變化時,需要停機、停線並對機床、夾具、刀具等工裝設備進行調整或更換(如更換主軸箱、刀具、夾具等),通常調整工作量大,停產時間較長。
二、柔性製造單元FMC
柔性製造單元(Flexible Manufacturing Cell)是由單台數控機床、加工中心、工件自動輸送及更換系統等組成。它是實現單工序加工的可變加工單元,單元內的機床在工藝能力上通常是相互補充的,可混流加工不同的零件。系統對外設有介面,可與其它單元組成柔性製造系統。
1、FMC控制系統
FMC控制系統一般分二級,分別是單元控制級和設備控制級。
(1)設備控制級 是針對各種設備,如機器人、機床、坐標測量機、小車、傳送裝置等的單機控制。這一級的控制系統向上與單元控制系統用介面連接,向下與設備連接。設備控制器的功能是把工作站控制器命令轉換成可操作的、有次序的簡單任務,並通過各種感測器監控這些任務的執行。設備控制級一般採用具有較強控制功能的微型計算機、匯流排控制機或可編程式控制制器等工控機。
(2)單元控制級 這一級控制系統是指揮和協調單元中各設備的活動,處理由物料貯運系統交來的零件托盤,並通過控制工件調整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工過程中檢驗、卸下工件以及清洗工件等功能對設備級各子系統進行調度。單元控制系統一般採用具有有限實時處理能力的微型計算機或工作站。單元控制級通過RS232介面與設備控制級之間進行通訊,並可以通過該介面與其它系統組成FMS。
2、FMC的基本控制功能
(1)單元中各加工設備的任務管理與調度,其中包括制定單元作業計劃、計劃的管理與調度、設備和單元運行狀態的登錄與上報。
(2)單元內物流設備的管理與調度,這些設備包括傳送帶、有軌或無軌物料運輸車、機器人、托盤系統、工件裝卸站等。
(3)刀具系統的管理,包括向車間控制器和刀具預調儀提出刀具請求、將刀具分發至需要它的機床等。
圖8-2 柔性製造單元
1—數控車床 2—加工中心 3—裝卸工位 4—龍門式機械手 5—機器人6—加工中心控制器
7—車床數控裝置 8—龍門式機械手控制器 9—小車控制器10—加工中心控制器 11—機器人控制器
12—單元控制器 13、14—運輸小車
圖8-2所示為一加工回轉體零件為主的柔性製造單元。它包括1台數控車床,1台加工中心,兩台運輸小車用於在工件裝卸工位3、數控車床1和加工中心2之間的輸送,龍門式機械手4用來為數控車床裝卸工件和更換刀具,機器人5進行加工中心刀具庫和機外刀庫6之間的刀具交換。控制系統由車床數控裝置7,龍門式機械手控制器8,小車控制器9,加工中心控制器10,機器人控制器11和單元控制器12等組成。單元控制器負責對單元組成設備的控制、調度、信息交換和監視。
圖8-3 帶托盤庫的柔性製造單元
1-刀具庫 2-換刀機械手 3-托盤庫 4-裝卸工位 5-托盤交換機構
圖8-3所示是加工棱體零件的柔性製造單元。單元主機是一台卧式加工中心,刀庫容量為70把,採用雙機械手換刀,配有8工位自動交換托盤庫。托盤庫為環形轉盤,托盤庫檯面支承在圓柱環形導軌上,由內側的環鏈拖動而回轉,鏈輪由電機驅動。托盤的選擇和定位由可編程式控制制器控制,托盤庫具有正反向回轉、隨機選擇及跳躍分度等功能。托盤的交換由設在環形檯面中央的液壓推拉機構實現。托盤庫旁設有工件裝卸工位,機床兩側設有自動排屑裝置。
三、柔性製造系統FMS
柔性製造系統(Flexible Manufacturing System)是由兩台或兩台以上加工中心或數控機床組成,並在加工自動化的基礎上實現物料流和信息流的自動化,其基本組成部分有:自動化加工設備,工件儲運系統,刀具儲運系統,多層計算機控制系統等。
1、自動化加工設備
組成FMS的自動化加工設備有數控機床、加工中心、車削中心等,也可能是柔性製造單元。這些加工設備都是計算機控制的,加工零件的改變一般只需要改變數控程序,因而具有很高的柔性。自動化加工設備是自動化製造系統最基本,也是最重要的設備。
2、工件儲運系統
FMS工件儲運系統由工件庫、工件運輸設備和更換裝置等組成。工件庫包括自動化立體倉庫和托盤(工件)緩沖站。工件運輸設備包括各種傳送帶、運輸小車、機器人或機械手等。工件更換裝置包括各種機器人或機械手、托盤交換裝置等。
3、刀具儲運系統
FMS的刀具儲運系統由刀具庫、刀具輸送裝置和交換機構等組成。刀具庫有中央刀庫和機床刀庫。刀具輸送裝置有不同形式的運輸小車、機器人或機械手。刀具交換裝置通常是指機床上的換刀機構,如換刀機械手。
4、輔助設備
FMS可以根據生產需要配置輔助設備。輔助設備一般包括:①自動清洗工作站;②自動去毛刺設備;③自動測量設備;④集中切屑運輸系統;⑤集中冷卻潤滑系統等。
5、多層計算機控制系統
FMS的控制系統採用三級控制,分別是單元控制級、工作站控制級、設備控制級。圖8-4就是一個FMS控制系統實例,系統包括自動導向小車(AGV)、TH6350卧式加工中心、XH714A立式加工中心和倉儲設備等。
圖8-4 FMS控制系統實例
(1)設備控制級 是針對各種設備,如機器人、機床、坐標測量機、小車、傳送裝置以及儲存/檢索等的單機控制。這一級的控制系統向上與工作站控制系統用介面連接,向下與設備連接。設備控制器的功能是把工作站控制器命令轉換成可操作的、有次序的簡單任務,並通過各種感測
器監控這些任務的執行。
(2)工作站控制級 FMS工作站一般分成加工工作站和物流工作站。加工工作站完成各工位的加工工藝流程、刀具更換、檢驗等管理;物流工作站完成原料、成品及半成品的儲存、運輸、工位變換等管理。這一級控制系統是指揮和協調單元中一個設備小組的活動,處理由物料貯運系統交來的零件托盤,並通過控制工件調整、零件夾緊、切削加工、切屑清除、加工過程中檢驗、卸下工件以及清洗工件等功能對設備級各子系統進行調度。設備控制級和工作站控制級等控制系統一般採用具有較強控制功能的有實時控制功能的微型計算機、匯流排控制機或可編程式控制制器等工控機。
(3)單元控制級 單元控制級作為FMS的最高一級控制,是全部生產活動的總體控制系統,同時它還是承上啟下、溝通與上級(車間)控制器信息聯系的橋梁。因此,單元控制器對實現底三層有效的集成控制,提高FMS的經濟效益,特別是生產能力,具有十分重要的意義。單元控制級一般採用具有較強實時處理能力的小型計算機或工作站。
圖8-5是一種較典型的FMS,4台加工中心直線布置,工件儲運系統由托盤站2、托盤運輸無軌小車4、工件裝卸工位3和布置在加工中心前面的托盤交換裝置12等組成。刀具儲運系統由中央刀庫8、刀具進出站6、刀具輸送機器人移動車7和刀具預調儀5等組成。單元控制器9、工作站控制器(圖中未標出)和設備控制裝置組成三級計算機控制。切屑運輸系統沒有採用集中運輸方式,每台加工中心均配有切屑運輸裝置。
圖8-6 具有裝配功能的柔性製造系統
1—控制櫃 2—手工工位 3—緊固機器人 4—裝配機器人 5—雙臂機器人 6—清洗站 7—倉庫
8—車削加工中心 9—多坐標測量儀 10—鏜銑加工中心 11—刀具預調站 12—裝配機器人 13—小件裝配站 14—裝夾站 15—AGV(自動導引小車) 16—控制區
圖8-6所示是一個具有柔性裝配功能的柔性製造系統。圖的右部是加工系統,有一台鏜銑加工中心10和一台車削中心8。9是多坐標測量儀,7是立體倉庫、14是裝夾具區。圖的左部是一個柔性裝配系統,其中有一個裝載機器人12、三個裝夾具機器人3、4、13;一個雙臂機器人5、一個手工工位2和傳送帶。柔性加工和柔性裝配兩個系統由一個自動導向小車作為運輸系統15連接。測量設備也集成在總控系統范圍內。
柔性製造系統的主要特點有:①柔性高,適應多品種中小批量生產;②系統內的機床工藝能力上是相互補充和相互替代的;③可混流加工不同的零件;④系統局部調整或維修不中斷整個系統的運作;⑤多層計算機控制,可以和上層計算機聯網;⑥可進行三班無人干預生產。
四、柔性製造線FML
製造柔性線(Flexible Manufacturing Line)由自動化加工設備、工件輸送系統和控制系統等組成。柔性製造線FML與柔性製造系統之間的界限也很模糊,兩者的重要區別是前者象剛性自動線一樣,具有一定的生產節拍,工作沿一定的方向順序傳送,後者則沒有一定的生產節拍,工件的傳送方向也是隨機性質的。柔性製造線主要適用於品種變化不大的中批和大批量生產,線上的機床主要是多軸主軸箱的換箱式和轉塔式加工中心。在工件變換以後,各機床的主軸箱可自動進行更換,同時調入相應的數控程序,生產節拍也會作相應的調整。
柔性製造線的主要優點是:具有剛性自動線的絕大部分優點,當批量不很大時,生產成本比剛性自動線低得多,當品種改變時,系統所需的調整時間又比剛性自動線少得多,但建立系統的總費用卻比剛性自動線高得多。有時為了節省投資,提高系統的運行效率,柔性製造線常採用剛柔結合的形式,即生產線的一部分設備採用剛性專用設備(主要是組合機床),另一部分採用換箱或換刀式柔性加工機床。
1、自動化加工設備 組成FML的自動化加工設備有數控機床、可換主軸箱機床。可換主軸箱機床是介於加工中心和組合機床之間的一種中間機型。可換主軸箱機床周圍有主軸箱庫,根據加工工件的需要更換主軸箱。主軸箱通常是多軸的,可換主軸箱機床對工件進行多面、多軸、多刀同時加工,是一種高效機床。
2、工件輸送系統 FML的工件輸送系統和剛性自動線類似,採用各種傳送帶輸送工件,工件的流向與加工順序一致,依次通過各加工站。
3、刀具 可換主軸箱上裝有多把刀具,主軸箱本身起著刀具庫的作用,刀具的安裝、調整一般由人工進行,採用定時強制換刀。
圖 8-7 柔性製造線示意圖
圖8-7為一加工箱體零件的柔性自動線示意圖,它由2台對面布置的數控銑床,4台兩兩對面布置的轉塔式換箱機床和1台循式換箱機床組成。採用輥道傳送帶輸送工件。這條自動線看起來和剛性自動線沒有什麼區別,但它具有一定的柔性。FML同時具有剛性自動線和FMS的某些特徵。在柔性上接近FMS,在生產率上接近剛性自動線。
五、柔性裝配線FAL
柔性裝配線(Flexible Assembly Line)通常由裝配站、物料輸送裝置和控制系統等組成。
1、裝配站
FAL中的裝配站可以是可編程的裝配機器人,不可編程的自動裝配裝置和人工裝配工位。
2、物料輸送裝置
在FAL中,物料輸送裝置根據裝配工藝流程為裝配線提供各種裝配零件,使不同的零件和已裝配成的半成品合理地在各裝配點間流動,同時還要將成品部件(或產品)運離現場。輸送裝置由傳送帶和換向機構等組成。
3、控制系統
FAL的控制系統對全線進行調度和監控,主要是控制物料的流向、自動裝配站和裝配機器人。
圖8-8 柔性裝配示意圖
1—無人駕駛輸送裝置 2—傳送帶 3—雙臂裝配機器人 4—裝配機器人
5—擰螺紋機器人 6—自動裝配站 7—人工裝配工位 8—投料工作站
圖8-8是FAL的示意圖,線中有無人駕駛輸送裝置1,傳送帶2,雙臂裝配機器人3,裝配機器人4,擰螺紋機器人5,自動裝配站6,人工裝配工位7和投料工作站8等組成。投料工作站中有料庫和取料機器人。料庫有多層重疊放置的盒子,這些盒子可以抽出,也稱之為抽屜,待裝配的零件存放在這些盒子中。取料機器人有各種不同的夾爪,它可以自動地將零件從盒子中取出,並擺放在一個托盤中。盛有零件的托盤由傳送帶自動地送往裝配機器人或裝配站。
六、計算機集成製造系統(CIMS)
計算機集成製造系統(Computer Intergrated Manufacturing System)是一種集市場分析、產品設計、加工製造、經營管理、售後服務與一體,藉助於計算機的的控制與信息處理功能,使企業運作的信息流、物質流、價值流和人力資源有機融合,實現產品快速更新、生產率大幅提高、質量穩定、資金有效利用、損耗降低、人員合理配置、市場快速反饋和良好服務的全新的企業生產模式。
1、CIMS的功能構成
CIMS的功能構成包括下列內容,如圖8-9所示。
(1)管理功能 CIMS能夠對生產計劃、材料采購、倉儲和運輸、資金和財務以及人力資源進行合理配置和有效協調。
(2)設計功能 CIMS能夠運用CAD、CAE、CAPP(計算機輔助工藝編制)、NCP(數控程序編制)等技術手段實現產品設計、工藝設計等。
(3)製造功能 CIMS能夠按工藝要求,自動組織協調生產設備(CNC、FMC、FMS、FAL、機器人等)、儲運設備和輔助設備(送料、排屑、清洗等設備)完成製造過程。
圖8-9 CIMS的組成
(4)質量控制功能 CIMS運用CAQ(計算機輔助質量管理)來完成生產過程的質量管理和質量保證,它不僅在軟體上形成質量管理體系,在硬體上還參與生產過程的測試與監控。
(5)集成控制與網路功能 CIMS採用多層計算機管理模式,例如工廠控制級、車間控制級、單元控制級、工作站控制級、設備控制級等,各級間分工明確、資源共享,並依賴網路實現信息傳遞。CIMS還能夠與客戶建立網路溝通渠道,實現自動定貨、服務反饋、外協合作等。
從上述介紹可知,CIMS是目前最高級別的自動化製造系統,但這並不意味著CIMS是完全自動化的製造系統。事實上,目前意義上CIMS的自動化程度甚至比柔性製造系統還要低。CIMS強調的主要是信息集成,而不是製造過程物流的自動化。CIMS的主要特點是系統十分龐大,包括的內容很多,要在一個企業完全實現難度很大。但可以採取部分集成的方式,逐步實現整個企業的信息及功能集成。
2、CIMS的關鍵技術
CIMS是傳統製造技術、自動化技術、信息技術、管理科學、網路技術、系統工程技術綜合應用的產物,是復雜而龐大的系統工程。CIMS的主要特徵是計算機化、信息化、智能化和高度集成化。目前各個國家都處在局部集成和較低水平的應用階段,CIMS所需解決的關鍵技術主要有信息集成、過程集成和企業集成等問題。
(1)信息集成 針對設計、管理和加工製造的不同單元,實現信息正確、高效的共享和交換,是改善企業技術和管理水平必須首先解決的問題。信息集成的首要問題是建立企業的系統模型。利用企業的系統模型來科學的分析和綜合企業的各部分的功能關系、信息關系和動態關系,解決企業的物質流、信息流、價值流、決策流之間的關系,這是企業信息集成的基礎。其次,由於系統中包含了不同的操作系統、控制系統、資料庫和應用軟體,且各系統間可能使用不同的通信協議,因此信息集成還要處理好信息間的介面問題。
(2)過程集成 企業為了提高T(效率)、Q(質量)、C(成本)、S(服務)、E(環境)等目標,除了信息集成這一手段外,還必須處理好過程間的優化與協調。過程集成要求將產品開發、工藝設計、生產製造、供應銷售中的各串列過程盡量轉變為並行過程,如在產品設計時就考慮到下游工作中的可製造性、可裝配性、可維護性等,並預見產品的質量、售後服務內容等。過程集成還包括快速反應和動態調整,即當某一過程出現未預見偏差,相關過程及時調整規劃和方案。
(3)企業集成 充分利用全球的物質資源、信息資源、技術資源、製造資源、人才資源和用戶資源,滿足以人為核心的智能化和以用戶為中心的產品柔性化是CIMS全球化目標,企業集成就是解決資源共享、資源優化、信息服務、虛擬製造、並行工程、網路平台等方面的關鍵技術。
『伍』 目前機床間工件傳輸裝置有哪幾種各適用於哪些場合
機床來間工件傳輸裝置有自托盤與托盤交換器、隨行夾具、傳送裝置、有軌運輸小車、無軌運輸小車。
托盤交換器常用於機床和傳送裝置的連接;隨行夾具用於結構形狀復雜而缺少可靠運輸面工件傳送、滾道和帶式傳送機用於機床之間或裝配線上工件的傳輸、有軌運輸小車和無軌運輸小車則用於車間內FMS系統工件在機床或工作站之間運輸和傳送。
『陸』 自動化生產線有哪些聯結組成
自動化生產線設備聯結:
自動線中設備的聯結方式有剛性聯接和柔性聯接兩種。
(一)剛性聯接
在剛性聯接自動線中,工序之間沒有儲料裝置,工件的加工和傳送過程有嚴格的節奏性。當某一台設備發生故障而停歇時,會引起全線停工。因此,對剛性聯接自動線中各種設備的工作可靠性要求高。
(二)柔性聯接
在柔性聯接自動線中,各工序(或工段)之間設有儲料裝置,各工序節拍不必嚴格一致,某一台設備短暫停歇時,可以由儲料裝置在一定時間內起調劑平衡的作用,因而不會影響其他設備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常採用柔性聯接。
自動化生產線組成部分:
(一)傳送系統
自動線的工件傳送系統一般包括機床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉體加工自動線中,傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道,提升、轉位和分配裝置等。有時採用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當工件有合適的輸送基面時,採用直接輸送方式,其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉裝置等對於外形不規則、無合適的輸送基面的工件,通常裝在隨行夾具上定位和輸送,這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置。
(二)控制系統
自動線的控制系統主要用於保證線內的機床、工件傳送系統,以及輔助設備按照規定的工作循環和聯鎖要求正常工作,並設有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應自動線的調試和正常運行的要求,控制系統有三種工作狀態:調整、半自動和自動。在調整狀態時可手動操作和調整,實現單台設備的各個動作;在半自動狀態時可實現單台設備的單循環工作;在自動狀態時自動線能連續工作。
控制系統有「預停」控制機能,自動線在正常工作情況下需要停車時,能在完成一個工作循環、各機床的有關運動部件都回到原始位置後才停車。自動線的其他輔助設備是根據工藝需要和自動化程度設置的,如有清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統和集中冷卻系統等。為提高自動線的生產率,必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質量的穩定性和設備工作可靠性。自動線的發展方向主要是提高生產率和增大多用性、靈活性。為適應多品種生產的需要,將發展能快速調整的可調自動線。
『柒』 自動生產線都有哪些特點及應用范圍
自動生產線是由工件傳送系統和控制系統,將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來,自動完成產品全部或部分製造過程的生產系統,簡稱自動線。
自動化生產線優點:
採用自動線進行生產的產品應有足夠大的產量;產品設計和工藝應先進、穩定、可靠,並在較長時間內保持基本不變。在大批、大量生產中採用自動線能提高勞動生產率,穩定和提高產品質量,改善勞動條件,縮減生產佔地面積,降低生產成本,縮短生產周期,保證生產均衡性,有顯著的經濟效益。
自動生產線在無人干預的情況下按規定的程序或指令自動進行操作或控制的過程,其目標是「穩,准,快」。自動化技術廣泛用於工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。採用自動生產線不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,極大地提高勞動生產率,增強人類認識世界和改造世界的能力。
自動化生產線應用范圍:
機械製造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線,也有包括不同性質的工序,如毛坯製造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。
切削加工自動線在機械製造業中發展最快、應用最廣。主要有:用於加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線;用於加工軸類、盤環類等零件的,由通用、專門化或專用自動機床組成的自動線;旋轉體加工自動線;用於加工工序簡單小型零件的轉子自動線等。
1、先確定節拍時間:不論何種製品,皆在其必須完成的恰好時間內製造。
2、單位流程:只針對一項產品,進行單位配件的搬運、裝配、加工及素材的領取。
3、先導器:製作以目視即能了解節拍時間的裝置。
4、U字型生產線:將設備依工程順序逆時針排列,並由一人負責出口及入口。
5、AB控制:只有當後工程無產品,而前工程有產品的情形,才進行工程。
6、燈號:傳達生產線流程中產品異狀的裝置。
7、後工程領取:生產線的產品要因應後工程的需求。
『捌』 定時自動傳送裝置
原來使用過的湖北孝感生產的病理標本自動染色機就能完成類似動作,順次將吊掛在筐內的組織標本放入固定、染色等液體內,可以由觸摸面板自己設定每槽內浸泡時間,完成後自動停止運行,可以與它們聯系相關事宜。
『玖』 工業機器人自動化生產線是什麼
1、工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置,它能自動執行工作,是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮,也可以按照預先編排的程序運行,現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。
2、工業機器人的組成結構:
工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構,包括臂部、腕部和手部,有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3~6個運動自由度,其中腕部通常有1~3個運動自由度;驅動系統包括動力裝置和傳動機構,用以使執行機構產生相應的動作;控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號,並進行控制。
3、工業機器人的分類:
1)、工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動;圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作;球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮;關節型的臂部有多個轉動關節。
2)、工業機器人按執行機構運動的控制機能,又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的准確定位,適用於機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業;連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動,適用於連續焊接和塗裝等作業。
3)、工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件,通過RS232串口或者乙太網等通信方式傳送到機器人控制櫃。
4、工業機器人的應用領域:
工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、採集和放置(例如包裝、碼垛和 SMT)、產品檢測和測試等; 所有的工作的完成都具有高效性、持久性、速度和准確性。
5、自動生產線:自動生產線是由工件傳送系統和控制系統,將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來,自動完成產品全部或部分製造過程的生產系統,簡稱自動線。
6、自動生產線的構成要素:
1)、傳送系統
自動線的工件傳送系統一般包括機床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉體加工自動線中,傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道,提升、轉位和分配裝置等。有時採用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當工件有合適的輸送基面時,採用直接輸送方式,其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉裝置等對於外形不規則、無合適的輸送基面的工件,通常裝在隨行夾具上定位和輸送,這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置。
2)、控制系統
自動線的控制系統主要用於保證線內的機床、工件傳送系統,以及輔助設備按照規定的工作循環和聯鎖要求正常工作,並設有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應自動線的調試和正常運行的要求,控制系統有三種工作狀態:調整、半自動和自動。在調整狀態時可手動操作和調整,實現單台設備的各個動作;在半自動狀態時可實現單台設備的單循環工作;在自動狀態時自動線能連續工作。
控制系統有「預停」控制機能,自動線在正常工作情況下需要停車時,能在完成一個工作循環、各機床的有關運動部件都回到原始位置後才停車。自動線的其他輔助設備是根據工藝需要和自動化程度設置的,如有清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統和集中冷卻系統等。為提高自動線的生產率,必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質量的穩定性和設備工作可靠性。自動線的發展方向主要是提高生產率和增大多用性、靈活性。為適應多品種生產的需要,將發展能快速調整的可調自動線。
7、自動化生產線的應用范圍:
1)、機械製造業中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線,也有包括不同性質的工序,如毛坯製造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。
2)、切削加工自動線在機械製造業中發展最快、應用最廣。主要有:用於加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線;用於加工軸類、盤環類等零件的,由通用、專門化或專用自動機床組成的自動線;旋轉體加工自動線;用於加工工序簡單小型零件的轉子自動線等。
『拾』 自動供料系統及傳送裝置設計是怎樣的
自動集中供料系統及傳送裝置設計:
據自動供料系統廠家介紹,自動供料系統的裝置工作原理是,立式加工中心防護門打開,托盤開關定位,再將裝滿工件的夾具放置到加工區域加工。所以當機床加工工件的第一面時,自動供料設備便開始將更多的毛坯件安裝到第二個空置的托盤夾具上。當毛坯件端部的第一面加工完成以後,托盤再一次更換位置。自動供料設備從第一個托盤上卸除加工完第一面的工件,然後將其傳送到在自動裝備防護罩內的「翻板工作站」,最後從內側板將其安裝到工作站上,並通過這一工作站將工件有效地翻轉,使未加工面朝上,並再次安裝到夾具上夾緊。
自動供料機械設備卸下加工後的零件前,是採用安裝在自動供料裝備夾鉗基座上的高速壓縮空氣噴嘴,吹除遺留在整個夾具上的切屑,因為在卸除零件等過程中,可能會有一些切屑掉落到一個或多個空穴內,影響下一批工件的正確就位。從毛坯件的安裝進行第一面加工到零件完成全部加工,直到將成品傳送到下一區域,這個時段大約需要30min。
自動供料系統裝置的下部設置有料盤輸入機構,料盤輸入機構的末端接有料盤自動升降機構,盤自動升降機構的上端與托夾機構相接,在料盤定位及空料盤取出機構上遠離托夾機構的一端設有空料盤抬起及堆垛機構。使用本裝置不再受料的形狀的限制,適合於各種自動裝配生產線,真正實現了自動化,而且提高了供料精度,降低了人的勞動強度。
從自動供料系統及傳送裝置設計的簡述中,我們可以知道自動供料系統的的方便就是在於這一些工作不需要過多的人工操作,而是像一個機械人在哪重復操作,所以這種自動供料設備也是在工業行業發展的比較快。