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2) 工艺柔性 一是工艺流程不变时自身适应产品或
原材料变化的能力;二是制造系统内为适应产品或原材料
变化而改变相应工艺的难易程度。
3) 产品柔性 一是产品更新或完全转向后,系统能
够非常经济和迅速地生产出新产品的能力;二是产品更新
后,对老产品有用特性的继承能力和兼容能力。
4) 维护柔性 采用多种方式查询、处理故障,保障
生产正常进行的能力。
5) 生产能力柔性 当生产量改变、系统也能经济地
运行的能力。对于根据订货而组织生产的制造系统,这一
点尤为重要。
6) 扩展柔性 当生产需要的时候,可以很容易地扩
展系统结构,增加模块,构成一个更大系统的能力。
7) 运行柔性 利用不同的机器、材料、工艺流程来
生产一系列产品的能力和同样的产品,换用不同工序加工
的能力。
1 2 柔性制造技术柔性制造技术是对各种不同形状加工
对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制
造技术是技术密集型的技术群,我们认为凡是侧重于柔性,
适应于多品种、中小批量(包括单件产品)的加工技术都属
于柔性制造技术。目前按规模大小划分为:
1) 柔性制造系统(FMS)
关于柔性制造系统的定义很多,权威性的定义有:
美国国家标准局把FMS定义为:“由一个传输系统联
系起来的一些设备,传输装置把工件放在其它联结装置上
送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动化。中央
计算机控制机床和传输系统,柔性制造系统有时可同时加
工几种不同的零件。 国际生产工程研究协会指出“柔性制
造系统是一个自动化的生产制造系统,在最少人的干预下,
能够生产任何范围的产品族,系统的柔性通常受到系统设
计时所考虑的产品族的限制。” 而我国国家军用标准则定义
为“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计
算机控制系统组成的自动化制造系统,它包括多个柔性制
造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,
适用于多品种、中小批量生产。” 简单地说,FMS是由若
干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能
根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制
造系统。 目前常见的组成通常包括 4 台或更多台全自动
数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物
料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、
中小批量的加工及管理。目前反映工厂整体水平的FMS
是第一代FMS,日本从 1991 年开始实施的“智能制造系
统”(IMS)国际性开发项目,属于第二代FMS;而真正完
善的第二代FMS预计本世纪十年代后才会实现。
2) 柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚 6~8 年,
FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化
及小型化方向发展的一种产物,它是由 1~2 台加工中心、
工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,其特点
是实现单机柔性化及自动化,具有适应加工多品种产品的
灵活性。迄今已进入普及应用阶段。
3) 柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批
量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的
加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机
床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。
它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生过程中的分
散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化
及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4) 柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用
计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、
检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CA
M,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生
产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、
产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产
的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它
是 将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整
体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,
其特点是实现工厂柔性化及自动化。
2 柔性制造所采用的关键技术
2.1 计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智
能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个
突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD
数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分
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