柔性制造技术及应用

　　传统的自动化生产技术可以显著提高生产效率，然而其局限性也显而易见，即无法很好地适应中小批量生产的要求。随着制造技术的发展，特别是自动控制技术、数控加工技术、工业机器人技术等的迅猛发展，柔性制造技术(FMI)应运而生。

　　1、柔性制造技术

　　所谓“柔性”，是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。柔性可分为瞬时、短期和长期柔性。瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力;短期柔性是指系统在短时期内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时期混合进行加工2种以上零件的能力;长期柔性则是指系统在长期使用中，能够加工各种不同零件的能力。迄今为止，柔性还只能定性地加以分析，尚无科学实用的量化指标。因此，凡具备上述3种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性制造系统。

　　2、柔性制造单元(FMC)

　　柔性制造单元(FMC)是在加工中心的基础上，增加了存储工件的自动料库、输送系统所构成的自动加工系统。FMC有较齐全的监控功能，包括刀具损坏检测、寿命检测和加工工时监测等。工件的全部加工一般是在一台机床上完成，常用于箱体类复杂零件的加工。

　　FMC适于多品种、小批量工件的生产。FMC具有规模小、成本低、便于扩展等优点。但FMC的信息系统自动化程度较低，加工柔度不高，只能完成品种有限的零件加工。

　　3、柔性制造系统(FMS)

　　柔性制造系统(FMS)是在FMC的基础上扩展而形成的一种高效率、高精度、高柔性的加工系统。柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种、中小批量的生产。FMS主要由下列三部分组成:数控机床加工系统、自动化的物流系统、计算机控制系统。

　　(1)加工系统。加工系统通常由若干台加工零件的CNC机床组成。加工系统能够按照计算机系统的指令自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。

　　(2)物流系统。FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大差别，它的整个工件输送系统工作状态是可以进行随机调节的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。物流系统包含工件的存储、输送和搬运等几个方面。

　　(3)控制系统。控制系统包括过程控制及过程监视两个子系统，其功能分别为:进行加工系统及物流系统的自动控制，以及在线状态数据自动采集和处理。FMS中信息由多级计算机进行处理和控制。

　　由于FMS备有较多刀具、夹具以及数控加工程序，因此能接受各种不同零件的加工，解决了多品种、中小批量生产中的生产率与柔性之间的矛盾，对扩大变形产品的生产和新产品开发特别有利。因集中控制灵活性好，加工过程中工件输送和刀具更换等实现了自动化，人的介人减少到最低程度，提高了生产连续性和数控设备利用率，所以，生产周期短、成本低。通过计算机的数据处理，在加工过程中采用自动检测设备，可随时发现机床精度、刀具磨损及加工质量等方面出现的问题，能及时采取措施，使加工质量得到保证。另外，深圳兴千田专家认为，由于FMS具有高柔性、高生产率以及准备时间短的特点，能够对市场的变化作出迅速反应，可以保持较小的在制品和成品库存量。