fms的组成和关键技术简介.pptx

介绍内容介绍内容1.什么是什么是FMS？2.FMS组成组成3.FMS的关键技术的关键技术4.具体实例具体实例5.发展趋势发展趋势6.参考文献参考文献1、什么是、什么是FMSv柔性制造系统柔性制造系统(FMS)是由统一是由统一的信息控制系统、的信息控制系统、物料储运系统和一物料储运系统和一组数字控制加工设组数字控制加工设备组成，能适应加备组成，能适应加工对象变换的自动工对象变换的自动化机械制造系统。化机械制造系统。2、FMS的组成的组成加工系统加工系统自动加工系统主要是由几台加工中心组成。加工中心一般是由加工机床、数控系统和刀库组成。物料系统物料系统实现工件及工装夹具的自动供给和装卸，以及完成工序间的自动传送、调运和存贮工作，包括各种传送带、自动导引小车、工业机器人及专用起吊运送机。控制系统控制系统用以处理FMS的各种信息，输出控制CNC机床和物料系统等自动操作所需的信息。通常采用三级（设备级、工作站级、单元级）分布式计算机控制系统，其中单元级控制系统是FMS的核心。CNC数控装置群控计算机主计算机主计算机生产计划、控制指令运转状况信息典型的柔性制造系统典型的柔性制造系统3、关键技术、关键技术（1）集成化技术集成化技术在开发制造系统时强调在开发制造系统时强调“多集成多集成”的概念的概念,即信息集成、智能即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的这更适合未来制造系统的需求。需求。智能集成串并机制集成人员集成信息集成FMS系统3、关键技术、关键技术（2）网络技术）网络技术网络技术包括硬件与软件的实现。各种通讯协议及制造自动网络技术包括硬件与软件的实现。各种通讯协议及制造自动化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等是实现各种制造系统化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等是实现各种制造系统自动化的基础。自动化的基础。3、关键技术、关键技术 3模糊控制技术模糊控制技术模糊数学的实际应用是模糊控制器。最模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出中不断获取新的信息并自动地对控近开发出中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整制量作调整,使系统性能大为改善。使系统性能大为改善。4人工智能及专家系统技术人工智能及专家系统技术迄今为止迄今为止,FMS 中所采用的人工智能中所采用的人工智能大多数是基于规则的专家系统。专家系统利大多数是基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理用专家知识和推理规则进行推理,求解各类求解各类问题问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等计、计划、监视、修复、命令及控制等)。4.我国第一条柔性制造系统 机械部北京机床研究所于机械部北京机床研究所于1984年研制出年研制出FMC-1和和FMC-2柔性加工单元后，随即开始了柔性制造系统的柔性加工单元后，随即开始了柔性制造系统的开发。并与日本开发。并与日本FANUC公司合作，于公司合作，于1985年年10月，月，在北京机床研究所内建立了第一条柔性制造系统在北京机床研究所内建立了第一条柔性制造系统（JCS-FMS-1型）型）加工单元由五台国产机床组成。它们分别是沈阳第三机床厂的加工单元由五台国产机床组成。它们分别是沈阳第三机床厂的（STAR-TURN1200）数控车床、上海机床厂的（）数控车床、上海机床厂的（H160/1）数）数控端面外圆磨床、长城机床厂的控端面外圆磨床、长城机床厂的CK7815数控车床、北京精密数控车床、北京精密机床厂的机床厂的(JCS-018)立式加工中心和青海第一机床厂的立式加工中心和青海第一机床厂的XH754卧式加工中心卧式加工中心)。物流控制系统包括：搬运管理装置（物流控制系统包括：搬运管理装置（PMS-200）、搬运控制装）、搬运控制装置（置（MCP）、平面仓库工件出入托盘站（）、平面仓库工件出入托盘站（15个）、机床前托盘个）、机床前托盘（5个）和自动搬运车（一辆）。个）和自动搬运车（一辆）。中央管理系统包括：计算机中央管理系统包括：计算机CPU（FM-11AD2+）、光缆传输的信息传输网络）、光缆传输的信息传输网络LAN UNIT(PC-J)、自动编程机（、自动编程机（P-G）和程序库（）和程序库（PROGRAMFILE）。）。4、南京航空航天大学柔性制造系统v图示是南京航空航天大学图示是南京航空航天大学CIMS工程研究中心在九十年代购置的一套柔性制造系统，它工程研究中心在九十年代购置的一套柔性制造系统，它主要用于学生的教学和培训。主要用于学生的教学和培训。v这套这套FMS教学系统主要由以下设备组成：教学系统主要由以下设备组成：v1）自动化物料仓库（）自动化物料仓库（Automatic Storage and Retrieval System,AS/RS），它主要完成毛坯和成品的存储。），它主要完成毛坯和成品的存储。v2）传送带（）传送带（Conveyer），它是一个环形物料传送设备，具有缓冲），它是一个环形物料传送设备，具有缓冲的能力，把工件传送带各个工作站。的能力，把工件传送带各个工作站。v3）CNC车削中心（车削中心（CNC Lathe），它完成工件的车削加工。），它完成工件的车削加工。v4）CNC铣削加工（铣削加工（CNC Mill），它完成工件的铣削加工。），它完成工件的铣削加工。v5）机器人）机器人1（Robot1），它完成工件在自动化物料仓库与传送带），它完成工件在自动化物料仓库与传送带之间的传递。之间的传递。4、南京航空航天大学柔性制造系统v6）机器人）机器人2（Robot2），它完成工件在传送带、车削中心和铣削），它完成工件在传送带、车削中心和铣削中心之间的传递。中心之间的传递。v7）设备控制计算机。在此计算机上安装了威达工控设计的工业控制）设备控制计算机。在此计算机上安装了威达工控设计的工业控制卡，它对应每一个卡，它对应每一个FMS设备都有相应的设备都有相应的I/O点，与设备进行交互。点，与设备进行交互。并且，在此计算机上还实现了一个针对此工业控制卡的并且，在此计算机上还实现了一个针对此工业控制卡的OPC Server，对外提供了标准的控制接口。，对外提供了标准的控制接口。v8）中央控制计算机。在）中央控制计算机。在FMS监控系统的支持下，实现对系统的管理、监控系统的支持下，实现对系统的管理、调度和控制。调度和控制。南京航空航天大学柔性制造系统FMS意义意义1.能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期；期；2.提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积5 95调整、装夹、对刀、检测等切削30 70加工时间 运输与等待时间制造周期加工时间多品种、中小批量生产的时间分配FMS意义意义3.减少直接劳动力，在少人看管条减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜件下可实现昼夜24小时的连续小时的连续“无人化生产无人化生产”；4.提高产品质量的一致性。提高产品质量的一致性。5、发展趋势、发展趋势1、向小规模的柔性制造单元（FMC）发展由于FMC 的规模小，投资少，技术综合性和复杂性低，规划、设计、论证和运行相对简单，易于实现，风险小，而且易于扩展。另外，现在的FMC 已经具有FMS 所具有的加工、制造、运储、控制、协调功能，还具有监控、通讯、仿真、生产调度管理以至于人工智能等功能，在某一具体类型的加工中可获得更大的柔性，提高生产率，5、发展趋势、发展趋势2、朝多功能方向发展真正完善的新一代FMS 将是智能化机械与人之间相互融合、柔性地全面协调从接受订单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。由单纯加工型FMS 进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。5、发展趋势、发展趋势3、从计算机/现代集成制造系统（CIMS）的高度考虑FMS规划设计 无论从理论上还是实践中都可以清楚意识到FMS 是CIMS 的重要组成部分，FMS 必须集成到CIMS 大家庭，只有从整个工厂优化的角度来考虑FMS 才能获得预期的效果。FMS系统5、发展趋势、发展趋势4、FMS 实施会越来越重视组织管理和人的因素 除了现代化的硬、软件外，人在自动化中的作用已经变得很重要，因为人的创造性、主观能动性是任何机器所无法代替的，所以要想成功实施FMS 必须通过管理把技术、组织、人和策略集成在一起。6、参考文献、参考文献戴淑芝。柔性机械制造技术及关键技术应用李卫京。面向二十一世纪的柔性制造系统杜昕。柔性制造系统（FMS）之发展杨志毅。国内外柔性制造技术的发展趋势张卫星 柔性制造系统底层模块的研究与应用王令其 左健民 张四弟 张兆祥。PF M S小型柔性制造系统张秀文 我国第一条柔性制造系统在北京试生产运行黎荣 江磊 丁国富 马术文 张静海。开放式数控及柔性制造实验系统的构建N.G.BILALIS and A.G.MAMALIS。The Flexible Manufacturing Systems(FMS)in Metal Removal Processing:An OverviewDAVID H.BEN-ARIEH,COLIN L.MOODIE,AND CHI-CHUNG CHU。Control Methodology for FMS