自动化制造系统论文

           
自动化制造系统论文
自动化制造系统(Automatic Manufacturing SystemAMS
自动化制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下,将原材料加工成零件或将零件组装成产品,在加工过程中实现管理过程和工艺过程自动化。管理过程包括产品的优化设计;程序的编制及工艺的生成;设备的组织及协调;材料的计划与分配;环境的监控等。工艺过程包括工件的装卸、储存和输送;刀具的装配、调整、输送和更换;工件的切削加工、排屑、清洗和测量;切屑的输送、切削液的净化处理等。
自动化制造系统具有五个典型组成部分。
1.      具有一定技术水平和决策能力的人
2.      一定范围的被加工对象
3.      信息流及其控制系统
4.制钢      能量流及其控制系统
5.      物料流及物料处理系统
电解液比重计
自动化制造系统的分类:
1.      刚性半自动化单机
2.      刚性自动化单机
3.      刚性自动线
4.      刚性综合自动化系统
5.      一般数控机床
6.      加工中心
7.      混合成组制造单元
8.      分布式数控系统
9.      柔性制造单元
10.  柔性制造系统
11.  柔性制造线
12.  柔性制造车间
13.  计算机集成制造系统
自动化制造系统的实现原则
1.      产品设计方面
2.      工艺技术方面
3.      uc3907制造系统本身
自动化制造系统的评价指标
1.      生产率
2.      产品质量
3.      寿命周期经济性
4.      寿命周期可靠性
5.胎毛画      制造柔性
6.      可持续发展特性
人机一体化制造系统的定义所谓人机一体化制造系统,就是人与具有适度自动化水平的制造装备和控制系统共同组成的一个完整系统,各自执行自己最擅长的工作,人与机器(制造装备)共同决策、共同作业,从而突破传统自动化制造系统将人排除在外的旧格局,开成新一代人机有机结合的适度自动化制造系统。
人机一体化总体结构:在人机一体化制造系统定义下的自动化制造系统应该在三个层面上实现一体化,即感知和信息交互层面、控制层面(对输入制造系统的加工信息进行识别、判断、推理、决策和维护)和执行层面,这三个层面的在机结合,就构成了人机一体化制造系统的总体结构)cwmp
1.      感知层面上的人机联合作用
2.      控制层面上采用人机共同决策
3.      执行层面上人机交互协作、取长补短,充分发挥各自优势
自动化制造系统包括刚性制造和柔性制造,“刚性”的含义是指该生产线只能生产某种或生产工艺相近的某类产品,表现为生产产品的单一性。刚性制造包括组合机床、专用机床、刚性自动化生产线等。“柔性”是指生产组织形式和生产产品及工艺的多样性和可变性,可具体表现为机床的柔性、产品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等。柔性制造包括柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、柔性制造线(FML)、柔性装配线(FAL)、计算机集成制造系统(CIMS)等。
一、刚性自动化生产
  1、刚性半自动化单机
  除上下料外,机床可以自动地完成单个工艺过程的加工循环,这样的机床称为刚性半自动
化机床。这种机床一般是机械或电液复合控制式组合机床和专用机床,可以进行多面、多轴、多刀同时加工,加工设备按工件的加工工艺顺序依次排列;切削刀具由人工安装、调整,实行定时强制换刀,如果出现刀具破损、折断,可进行应急换刀;例如:单台组合机床,通用多刀半自动车床,转塔车床等。从复杂程度讲,刚性半自动化单机实现的是加工自动化的最低层次,但是投资少、见效快,适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系统。缺点是调整工作量大,加工质量较差,工人的劳动强度也大。
  2、刚性自动化单机
  它是在刚性半自动化单机的基础上增加自动上、下料等辅助装置而形成的自动化机床。辅助装置包括自动工件输送、上料,下料、自动夹具、升降装置和转位装置等;切屑处理一般由刮板器和螺旋传送装置完成。这种机床实现的也是单个工艺过程的全部加工循环。这种机床往往需要定做或改装,常用于品种变化很小,但生产批量特别大的场合。主要特点是投资少、见效快,但通用性差,是大量生产最常见的加工装备。
  3、刚性自动化生产线
  刚性自动化生产线是多工位生产过程,用工件输送系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来,在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。在刚性自动线上,被加工零件以一定的生产节拍,顺序通过各个工作位置,自动完成零件预定的全部加工过程和部分检测过程。因此,与刚性自动化单机相比,它的结构复杂,任务完成的工序多,所以生产效率也很高,是少品种、大量生产必不可少的加工装备。除此之外,刚性自动生产线还具有可以有效缩短生产周期,取消半成品的中间库存,缩短物料流程,减少生产面积,改善劳动条件,便于管理等优点。它的主要缺点是投资大,系统调整周期长,更换产品不方便。为了消除这些缺点,人们发展了组合机床自动线,可以大幅度缩短建线周期,更换产品后只需更换机床的某些部件即可(例如可更换主轴箱),大大缩短了系统的调整时间,降低了生产成本,并能收到较好的使用效果和经济效果。组合机床自动线主要用于箱体类零件和其他类型非回转体的钻、扩、铰、镗、攻螺纹和铣削等工序的加工。刚性自动化生产线目前正在向刚柔结合的方向发展。
  刚性自动线生产率高,但柔性较差,当加工工件变化时,需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行调整或更换(如更换主轴箱、刀具、夹具等),通常调整工作量大,停产时间较长。
  二、柔性制造单元FMC
  柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)是由单台数控机床、加工中心、工件自动输送及更换系统等组成。它是实现单工序加工的可变加工单元,单元内的机床在工艺能力上通常是相互补充的,可混流加工不同的零件。系统对外设有接口,可与其它单元组成柔性制造系统。
  1、FMC控制系统
  FMC控制系统一般分二级,分别是单元控制级和设备控制级。
  2、FMC的基本控制功能
  (1)单元中各加工设备的任务管理与调度,其中包括制定单元作业计划、计划的管理与调度、设备和单元运行状态的登录与上报。
  (2)单元内物流设备的管理与调度,这些设备包括传送带、有轨或无轨物料运输车、机器人、托盘系统、工件装卸站等。
  (3)刀具系统的管理,包括向车间控制器和刀具预调仪提出刀具请求、将刀具分发至需要它的机床等。
  三、柔性制造系统FMS
  柔性制造系统(Flexible Manufacturing System)是由两台或两台以上加工中心或数控机床组成,并在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化,其基本组成部分有:自动化加工设备,工件储运系统,刀具储运系统,多层计算机控制系统等。
  柔性制造系统:属于自动化制造系统发展的第四阶段,其是在加工自动化的基础上实现物料流何信息流的自动化,基本组成部分有:自动化加工设备,工件储运系统,刀具储运系统,多层计算机控制系统。他的主要特点是:(1)柔性高,适用多品种小批量生产;(2)系统内的机床在工艺能力上相互补充或相互替代的;(3)可混流加工不同零件;(4)系统具备调整或维修不中断整个系统的运作
 1、自动化加工设备
 组成FMS的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等,也可能是柔性制造单
元。这些加工设备都是计算机控制的,加工零件的改变一般只需要改变数控程序,因而具有很高的柔性。自动化加工设备是自动化制造系统最基本,也是最重要的设备。
  2、工件储运系统
  FMS工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。工件库包括自动化立体仓库和托盘(工件)缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运输小车、机器人或机械手等。工件更换装置包括各种机器人或机械手、托盘交换装置等。
  3、刀具储运系统
  FMS的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。刀具库有中央刀库和机床刀库。刀具输送装置有不同形式的运输小车、机器人或机械手。刀具交换装置通常是指机床上的换刀机构,如换刀机械手。
  4、辅助设备
  FMS可以根据生产需要配置辅助设备。辅助设备一般包括:①自动清洗工作站;②自动去毛刺设备;③自动测量设备;④集中切屑运输系统;⑤集中冷却润滑系统等。
  5、多层计算机控制系统
FMS的控制系统采用三级控制,分别是单元控制级、工作站控制级、设备控制级。
 四、柔性制造线FML
  制造柔性线(Flexible Manufacturing Line)由自动化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。柔性制造线FML与柔性制造系统之间的界限也很模糊,两者的重要区别是前者象刚性自动线一样,具有一定的生产节拍,工作沿一定的方向顺序传送,后者则没有一定的生产节拍,工件的传送方向也是随机性质的。柔性制造线主要适用于品种变化不大的中批和大批量生产,线上的机床主要是多轴主轴箱的换箱式和转塔式加工中心。在工件变换以后,各机床的主轴箱可自动进行更换,同时调入相应的数控程序,生产节拍也会作相应的调整。
遥控激光笔
    柔性制造线的主要优点是:具有刚性自动线的绝大部分优点,当批量不很大时,生产成本比刚性自动线低得多,当品种改变时,系统所需的调整时间又比刚性自动线少得多,但建立系统的总费用却比刚性自动线高得多。有时为了节省投资,提高系统的运行效率,柔
性制造线常采用刚柔结合的形式,即生产线的一部分设备采用刚性专用设备(主要是组合机床),另一部分采用换箱或换刀式柔性加工机床。
 
  五、计算机集成制造系统(CIMS)
  计算机集成制造系统(Computer Intergrated Manufacturing System)是一种集市场分析、产品设计、加工制造、经营管理、售后服务与一体,借助于计算机的的控制与信息处理功能,使企业运作的信息流、物质流、价值流和人力资源有机融合,实现产品快速更新、生产率大幅提高、质量稳定、资金有效利用、损耗降低、人员合理配置、市场快速反馈和良好服务的全新的企业生产模式。
  CIMS是传统制造技术、自动化技术、信息技术、管理科学、网络技术、系统工程技术综合应用的产物,是复杂而庞大的系统工程。CIMS的主要特征是计算机化、信息化、智能化和高度集成化。目前各个国家都处在局部集成和较低水平的应用阶段,CIMS所需解决的关键技术主要有信息集成、过程集成和企业集成等问题。

本文发布于:2024-09-23 14:36:49,感谢您对本站的认可!

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