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柔性自动化的内容

2019-06-11 10人读过

柔性自动化的内容

柔性自动化产生于20世纪50年代,是机械技术与电子技术相结合的自动化。以硬件为基础,以软件为支持,通过改变程序即可实现所需的控制,因而是柔性的,易于变动,实现制造过程的柔性和高效率,适应于多品种、中小批量的生产。包括数控机床、加工中心、工业机器人、柔性制造单元、柔性制造系统等。

(一)数控机床

数控机床(Numerical control machine tools,NC)是用数字代码形式的信息(程序指令),控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。数控机床对零件的加工过程,是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床,与普通机床相比,加工对象改变时,一般只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,可大大节省生产准备时间。数控机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高,一般为普通机床的3倍~5倍,对某些复杂零件的加工,生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展,为实现生产过程自动化创造了条件。

(二)加工中心

加工中心(Machining center,MC)是在一般数控机床的基础上增加刀库和自动换刀装置而形成的一类更复杂但用途更广、效率更高的数控机床。由于具有刀库和自动换刀装置,就可以在一台机床上完成车、铣、镗、铰、攻螺纹、轮廓加工等多个工序的加工。因此,加工中心机床具有工序集中,可以有效缩短调整时间和搬运时间,减少在制品库存,加工质量高等优点。加工中心常用于零件比较复杂,需要多工序加工,且生产批量中等的生产场合。

现代的加工中心已向多坐标、多工种、多面体加工和可重组(更换主轴箱等部件)等方向发展,如车铣加工中心、铣镗磨加工中心、五面体加工中心、和五坐标(多坐标)加工中心等,数控系统也向开放式、分布式、适应控制、多级递阶控制、络化和集成化等方向发展,因此数控加工不仅可用于单件、小批生产自动化,同时也可用于单一产品大批量生产的自动化。

(三)柔性制造单元

柔性制造单元(Flexible manufacturing cell,FMC)是一个可变加工单元,由单台计算机控制的加工中心或数控机床、环形(圆形、角形或长圆形等)托盘输送装置或机器人所组成,采用切削监视系统实现自动加工,不停机更换工件进行连续生产(图1)。它是组成柔性制造系统的基本单元。

Image:柔性制造单元g

柔性制造单元比单台数控机床或加工中心的柔性大,可以实现更多品种的配套加工。据日本的实践表明,柔性制造单元一般每天可完成21.3种零件的加工,完成装配产品配套用50种零件的加工时间为2.34天,而采用加工中心完成同样任务,每天只能完成2.09种,完成50种零件的配套则要23.9天;柔性制造单元可实现24h连续运转,加工中心一般只能工作18h,柔性制造单元的运转工作利用率是MC的1.5倍,完成相同任务的柔性制造单元投资可比加工中心系统投资节省17.34%,操作工人的数量只有MC的82.67%。

与柔性制造系统相比,柔性制造单元的主要优点是:占地面用较小,系统结构不很复杂,成本较低,投资较小,可靠性较高,使用及维护均较简单。因此,柔性制造单元是柔性制造系统的主要发展方向之一,深受各类企业的欢迎。

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