自动化制造系统各分系统的设计.ppt

第五章 自动化制造系统各分系统的设计,本章主要内容： 加工设备的选择 工件储运及管理系统的方案设计 刀具储运与管理系统方案设计 作业计划与调度系统设计 检测与监控系统设计,第1节 加工设备选择,1. AMS对加工设备的要求 1) 工序集中 2) 质量可靠，能满足加工精度要求 3) 生产率 4) 柔性 5) 成本 6) 易控制性,2. 加工设备选择的内容和原则 1) 选择设备的类型 2) 选择设备的规格 3) 选择设备的精度 4) 选择设备的数控系统 5) 选择刀具型式、自动换刀装置及机床刀库 6) 选择其它特殊订货事项 7) 技术服务,第2节 工件储运及管理系统方案设计,1. 工件输送系统 1) 输送系统型式选择 直线型、环型、网络型、树型 2) 输送设备的选择 搬运机器人，AGV，RGV或者普通输送机、输送带、辊道、悬挂输送设备,2. 自动化仓库 1) 仓库形式的选择 平面库、立体库 2) 立体仓布局拘形式的选择,3. 工件储运管理系统功能 1) 物流系统的控制,插入图5-3,2) AGV的管理 (1) 交通管制 (2) 车辆调度 (3) 系统监控,3) 自动化仓库的管理 (1) 台帐管理 (2) 库存管理 (3) 货位管理 A. 定货位存放 B. 自由货位存放 C. 划分区域随机存放 (4) 信息跟踪的数据管理,第3节 刀具储运及管理系统方案设计,1. 刀具存储策略 2. 刀具管理系统构成 1) 设备构成：刀具准备车间、刀具供给系统和刀具输送系统,图5-8 刀具管理系统设备构成,2) 功能构成：图5-9,3) 软件构成：图5-10,3. 刀具管理系统功能设计 1) 刀具信息管理 (1) 刀具信息 A. 刀具编码信息 B. 刀具基本属性 C. 刀具组件结构参数 D. 刀具切削参数 E. 刀具补偿信息 F. 刀具实时位置信息 G. 刀具实时状态信息,(2) 刀具信息管理 A. 刀具数据库维护 B. 刀具初始化 C. 刀具预调数据采集与处理 D. 统计、查询、报表生成,2) 刀具计划管理 (1) 刀具需求计划 (2) 刀具采购计划 (3) 刀具准备计划 (4) 刀具下线计划 3) 在线刀具静态管理 (1) 刀具进出线管理 (2) 机床刀库配置 (3) 刀具状态管理 (4) 刀具寿命管理,4) 在线刀具动态管理 (1) 刀具实时调度 (2) 刀具实时监控 (3) 紧急情况处理,第4节 作业计划与调度系统设计,生产作业计划与调度技术的目的在于通过对制造过程中物流的合理规划、调度与控制，达到提高生产效率、缩短制造周期、减少在制品、降低库存，提高生产资源利用率，保证生产任务的完成。,1. 上层的生产作业计划 1) 工厂层生产计划，用ERP编制 (1) 零件级的生产计划 (2) 按时段编制 (3) 在需要的时间加工所需数量零件 (4) 以工作中心为单位 2) 车间生产作业计划,2. AMS的生产作业计划 单元层的生产作业计划主要是接受车间订单(周计划)，制定系统每日(或每班次)的作业计划，并将每日或班次作业计划细化，完成工件分组、工件组组间排序、加工设备负荷分配、工件静态排序及生成资源需求计划等。 不同的生产要求，带来不同的优化目标，据此生成的AMS作业计划必然各有不同。,以关键设备的利用率最高为优化目标的生产作业计划制定过程： (1) 订单确认与零件分批 (2) 计算零件的工序交货期及提前期 (3) 核算各类加工设备的负荷，确定关键设备 (4) 落实拖期订单 (5) 安排关键工序的作业计划,(6) 安排关键零件非关键工序的作业计划 (7) 非关键零件的作业计划 (8) 非关键设备任务调整 (9) 零件排序 (10) 生产日作业计划,3. AMS的调度 AMS的调度是一种实时的动态调度，在系统加工过程中根据系统当前的实时状态，对生产活动进行动态优化控制。 1) 调度决策，AMS有不同的决策点，不同的决策点导致收集的系统实时状态数据不同，必然导致最终的优化方案有所不一致 2) 调度规则，在前述调度决策搜集数据的基础上，按照某一规则对调度计划做最后的优化决策。,4. 自动化单机的生产计划和调度 自动化单机与AMS的最大区别是没有自动物料储运系统及其控制系统。 故前述AMS生产作业计划的内容与方法同样适用于自动化单机，但某些优化目标与方法不适用于自动化单机，也不需要考虑与物料储运系统有关的作业安排。 自动化单机的调度一般无动态调度问题，与传统制造环境下的车间作业管理类似。,第5节 检测与监控系统设计,1. 检测与监控系统组成,检测与监控系统的组成,对检测与监控系统的要求： 1) 对不同的检测对象具有不同的检测手段 2) 能继承各种检测信息，随时得到系统实际状况数据，实时处理、实时分析、推理预测和预报 3) 能与系统各部分的控制器有机集成，充分利用它们自身的自诊断功能 4) 能与AMS的控制程序一起协调系统运行,2. 运行状态检测与监控 1) 刀具信息 2) 机床信息 3) 系统运行状态信息 4) 在线尺寸测量信息 5) 系统安全信息 6) 仿真信息 监控操作包括四个部分：加工设备监控、系统安全监控、控制过程监控、物流监控,3. 工件尺寸精度检测 1) 直接测量和间接测量 2) 接触测量和非接触测量 3) 在线测量和离线测量,4. 刀具