金屬加工自動化

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FMS柔性制造系統將成為制造業的核心競爭力

未來中國，以大批量生產、低成本取勝的勞動密集型產業外遷到東南亞勢不可擋，中國唯一可以留下的就是小批量、定制化的柔性制造產能。換個角度理解這句話，如果中國能大規模的改造生產制造系統，使之都具備柔性化生產能力，那么就可以把更多的制造業留住中國。

所謂柔性化生產是指，在品質、交期、成本保持一致的條件下，生產線在大批量生產和小批量生產之間任意切換。

柔性制造系統（FMS）具有高度柔性和自動化的加工能力，適應了產品快速變化的要求，是智能工廠建設的新方向。

柔性制造系統（FMS）是指通過中央控制計算機配置多通道協議控制管理軟件，既能兼容ERP，MES等企業管理軟件，同時兼容各類機床設備硬件控制系統如西門子，發那科，三菱等工控系統，實現跨平臺信息控制交流與共享；配備RGV或者AGV實現物流管理；并能實現系統內所有物流，設備，加工信息向中央控制系統提供數據反饋；具有物料流或者信息流自動化的制造系統都可以稱為柔性自動化生產線，主要特征：工序集中，沒有固定的生產節拍，以及物流的非順序輸送。廣泛適用于航空航天，工程機械，機械裝備制造，柴油機，新能源汽車等行業多品種，小批量生產場景；特點是工序集成，無人黑燈生產，工藝程序復雜制造。

按照制造系統的規模、柔性和其它特征，柔性自動化具有多種形式，FMS柔性制造系統（以下簡稱：FMS）就是屬于其中之一；除此之外，它還包含獨立制造島（AMI），柔性制造單元（FMC）、柔性制造車間和自動化工廠等。

FMS定義：由一個傳輸系統聯系起來的一些設備，傳輸裝置把工件放在其他聯結裝置上送到各加工設備，使工件加工準確、迅速和自動化。中央計算機控制機床和傳輸系統，柔性制造系統有時可同時加工幾種不同的零件。也就是說FMS系統可以適應多種加工類型，如機械加工、鈑金加工、激光加工、噴涂加工等。例如機械加工FMS包括若干臺加工中心、機器人去毛刺單元、清洗單元、軌道輸送車等設備和控制軟件，配備了立體貨架，放置工件和工裝，可以完成從粗到精的全自動加工。

FMS組成構造

FMS

FMS是一種柔性的自動化生產線系統，在當今苛刻的生存環境中，是一種有效提高公司業務潛力的最佳實踐手段。
FMS具有如下三大特性：
?靈活根據實際情況變更生產的零件種類，同時可以多種零件同時生產，還可以根據目前訂單或者任務緊急情況調整生產任務。
?高效在上料口人工預先將工件裝夾好，節約了設備裝夾等待時間和更換夾具的時間，大大的提高了設備的利用率。
?智能通過生產規劃和物聯網相結合，FMS可以為您提供無人值守熄燈生產模式。

FMS流程

FMS

信息化

FMS

柔性制造系統特性及優勢

FMS系統是一種具有很高柔性的自動化制造系統，它有如下主要優勢：
1、對加工對象具有快速應變能力。FMS有其內在的靈活性，能適應由于市場需求變化和工程設計變更所出現的變動，進行多品種生產。而且還能在不明顯打亂正常生產計劃的情況下，插入備件和急件制造任務。
2、保證系統具有一定柔性的同時，還具有較高的設備利用率。FMS能獲得高效率的原因，一是控制系統給每個加工對象都安排了加工機床，一旦機床空閑，即刻將零件送上加工，同時將相應的數控加工程序輸入這臺機床。二是由于送入機床的零件早已在裝卸站上裝夾在托盤上，因而機床無需等待零件的裝夾。
3、減少了工序中在制品量，縮短了生產準備時間。和一般加工相比，FMS由于縮短了等待加工時間，因而在減少工序中零件的積存數量上有驚人的效果。促成等待加工時間縮短的因素主要有：系統占用的場地小；在制品流動路線縮短；加工工序集中，零件裝夾次數減少；計算機按制定的進度計劃高效地把零件分批送入FMS加工。
4、產品質量高、穩定性好。FMS與聯成系統的數控機床相比，產品質量高，并具有良好的質量穩定性。高度的自動化，零件裝卡次數的減少，工裝的精心準備等都有利于提高單個零件的質量。
5、維持生產能力強。許多FMS系統設計成具有當一臺或幾臺機床發生故障時仍能降級運轉的能力。即采用了加工能力有冗余度的設計，并使物料傳送系統有自行繞過故障機床的能力。此時，雖然生產率要降低些，但系統仍能維持生產。
6、減少設備投資。由于設備利用率高，FMS就能以較少的設備來完成同樣的工作量。把車間采用的多臺加工中心換成柔性制造系統，其投資一般可減少三分之二。
7、減少直接工時費用。數控機床是在計算機控制下進行工作的，整個系統除工件裝卸外，不需工人去操縱。
根據中國市場的發展形勢，未來市場對產品的需求將是個性化的，無論是在生產實施還是制造需求方面，推動FMS的實施都符合個性化需求發展的大趨勢。FMS系統在加工柔性上有明顯的提高，它具有多種加工方法，特別適應多品種小批量的生產類型。機械加工企業的生產是非常合適FMS的，它實現了機械加工過程和物料運輸的高度自動化。

柔性制造系統的發展趨勢

?更高度的集成通過先進制造技術、信息化技術和智能技術等的集成和融合，實現設備集成、刀具集成、工裝集成、檢測集成、物流集成、信息化網集成、車間管理集成。
?應用范圍逐步擴大如金屬切削柔性制造系統的批量適應范圍和品種適應范圍正逐步擴大，另一方面，柔性制造系統由最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個機械制造范圍發展，并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業滲透。
?向“自律分散式”發展自律分散式單元構成的FMS系統由各個獨立平等的柔性制造單元（FMC）組成的，完全區別于過去的FMS系統，可結合市場及實際生產需求，通過自立分散式單元來擴展制造柔性，根據市場及產品變化，對機床及周邊設備進行靈活組合，來適應產品的生產需求。
?單項技術性能與系統性能不斷提高例如采用各種新技術，提高機床的加工精度、加工效率；綜合利用先進的檢測手段、網絡、數據庫和人工智能技術，提高柔性制造系統各單元及系統的自我診斷、自我排錯、自我積累、自我學習能力；采用先進的控制方法和計算機平臺技術，實現柔性制造系統的自協調、自重組和預警功能等。

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