管理信息系统03-1-6

1、企业(qy)信息化概论教师(jiosh)：刘 颖重庆大学机械工程学院共三十八页3.1.1 产品研发(yn f)与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程(guchng) CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程 CAE 3.1.1.5 产品数据管理PDM3.1.1.6 虚拟制造3.1.1.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共三十八页3.1.1.11 工业(gng

2、y)机器人（一）概念(ginin) 工业机器人是一种可重复编程的多自由度的自动控制操作机。 是涉及机械学、控制技术、传感技术、人工智能、计算机科学等多学科技术为一体的现代制造业的基础设备；是组成柔性制造系统的基础单元。共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（二）组成(z chn)3.4.2 工业机器人的组成控制系统驱动系统执行系统位置检测系统a) 执行机构包括：手部：用于直接抓取工件或工具。腕部：用以调整手部的姿态和方位。臂部：用以承受工件或工具负荷，改变工件或工具的空间位置，并将它们送至预定的位置。机身：用以扩大臂部活动和作业范围。机座及行走机构：用以确定或改变机器人的位置。b)

3、 控制系统，控制与支配机器人按给定的程序动作。采用计算机控制的控制系统分为决策级、策略级和执行级三级；c) 驱动系统，按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业；d) 位置检测装置，检测机器人的运动位置和工作状态，并随时反馈给控制系统。共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（三）分类(fn li)（1）按系统功能分类专用机器人：固定地点以固定程序工作的机器人；通用机器人：具有独立控制系统，通过改变控制程序能完成多种作业的机器人；示教再现式机器人：具有按照示教程序反复重现示教作业的能力；智能机器人 ：能通过比较和识别，自主做出决策和规划，自动进行信息反馈完成预定动作。共三十

4、八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（三）分类(fn li)（2）按驱动方式分类气压传动机器人：以压缩空气作为动力源驱动执行结构运动；液压传动机器人：采用液压元器件驱动；电气传动机器人：用交流或直流伺服电动机驱动；共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（三）分类(fn li)（3）按结构形式分直角坐标、圆柱坐标、球坐标以及关节机器人；共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（四）工业(gngy)机器人的控制系统和编程技术（1）控制系统共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（四）工业(gngy)机器人的控制系统和编程技术（2）工业机器人的编程方法示教编程

5、示教编程是一种最简单、最常用的编程方法。共三十八页3.1.1.11 工业(gngy)机器人（四）工业(gngy)机器人的控制系统和编程技术离线编程 机器人离线编程（OffLine Prog ramming，OLP）系统，是利用计算机图形学的成果建立起机器人及其工作环境模型，通过对图形的控制和操作，在离线的情况下进行机器人的轨迹规划，完成编程任务。共三十八页3.1.1 产品(chnpn)研发与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程 CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程 CAE 3.1.1.5 产品数据管理PDM3.1

6、.1.6 虚拟(xn)制造3.1.1.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共三十八页3.1.1.12 自动物料(w lio)储运系统（一） 概念(ginin)自动物料储运系统主要包括：托盘缓冲站：是一种待加工零件的中间存储站，也称托盘库，起着缓冲物料的作用。自动化立体仓库：一般采用多层立体布局结构形式，由计算机控制，服从 FMS的命令和调度。物料运载装置：负责工件与其他物料的运送任务，担负物料在各加工机床、自动化仓库和托盘缓冲站之间的搬

7、运和输送作业 。 常见的物料运载装置有传送带、自动运输小车和搬运机器人共三十八页3.1.1.12 自动物料(w lio)储运系统（二） 内容(nirng)1 自动物料运输系统 物料的搬运包括工件从系统外部送入系统、工件在系统内部的传送、刀具在系统内部的传送等几个部分。（1）自动运输小车结构：运输小车是一种由计算机控制，按照一定程序或轨道自动完成运输任务的搬运工具。 共三十八页3.1.1.12 自动(zdng)物料储运系统（二） 内容(nirng)自动导向小车分类：（1）有轨小车（Rail Guided Vehicle，RGV）（2）无轨小车（Automatic Guild Vehicle, A

8、GV）线导小车：利用电磁感应制导原理进行导向的。光导小车：采用光电制导原理进行导向的。 激光灯台制导小车 共三十八页3.1.1.12 自动物料(w lio)储运系统（二） 内容(nirng)（2）刀具储存系统 一个典型的FMS刀具储存系统： 刀具预调站、刀具装卸站、刀库系统、刀具运载交换装置以及计算机控制管理系统。刀具预调站：刀具预先装配调整；刀具装卸站：进出FMS的门户；刀库系统：包括机床刀库和中央刀库；刀具运载交换装置：刀具传递和交换的工具；计算机控制管理系统共三十八页3.1.1.12 自动物料(w lio)储运系统（二） 内容(nirng)换刀机器人或刀具运输小车高架导轨换刀机器人 刀具

9、运载小车 共三十八页3.1.1.12 自动物料(w lio)储运系统（二） 内容(nirng)2. 自动化立体仓库 以自动化仓库为中心，组成了一个毛坯、半成品、配套件或成品的自动存储自动检索系统。 共三十八页3.1.1.12 自动(zdng)物料储运系统（二） 内容(nirng)货架，自动化仓库的高层货架成对布置，货架之间有巷道，根据需要可以安排一到多条巷道。 堆垛机，堆垛机由托架、货叉、支柱、上下导轨、移动电动机以及定位传感器构成，是一种三维的搬运设备。 计算机控制与管理系统， 物料信息的登录和识别、物料自动存取 、仓库管理 共三十八页2.2.12 自动物料储运(ch yn)系统（二） 内容

10、(nirng)共三十八页3.1.1 产品(chnpn)研发与制造信息化3.1.1.1 计算机辅助设计CAD3.1.1.2 计算机辅助制造(zhzo)CAM3.1.1.3 计算机辅助工艺规程 CAPP3.1.1.4 计算机辅助工程 CAE 3.1.1.5 产品数据管理PDM3.1.1.6 虚拟制造3.1.1.7 并行设计技术3.1.1.8 快速原型制造技术3.1.1.9 成组技术3.1.1.10 数控技术3.1.1.11 工业机器人3.1.1.12 自动物料储运系统3.1.1.13 柔性制造单元与系统共三十八页3.1.1.13 柔性(ru xn)制造单元与系统（一） 概念(ginin)（1）FM

11、S的定义 柔性制造系统是由若干台数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成，并能根据制造任务或生产品种的变化迅速进行调整，以适应多品种、中小批量生产的自动化制造系统。 国外有关专家对 FMS的定义： “柔性制造系统至少由两台机床、一套具有高度自动化的物料运储系统和一套计算机控制系统所组成的制造系统，通过简单改变软件程序便能制造出多种零件中任何一种零件。”共三十八页3.1.1.13 柔性(ru xn)制造单元与系统（一） 概念(ginin)（2）FMS的组成加工系统，包括数控加工中心、数控机床或其他数控设备；物料系统，包括被加工零件、加工所需刀具、夹具等物料的存储、输送的自动化系统。控制系统

12、，由计算机、控制器、通信网络及其各相关软件组成目前实现方式采用“分层递阶控制系统”。 FMS还包含集中冷却润滑系统、切屑运输系统、自动清洗装置、自动去毛刺设备等附属系统。共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统共三十八页3.1.1.13 柔性制造(zhzo)单元与系统（二） 特点(tdin)柔性高，适应多品种中小批量生产；系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的；可混流加工不同的零件；系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；可扩展性好，递阶结构的计算机控制，可以与上层计算机联网通信；可进行第三班无人值守生产。一个理想的 FMS应具有如下几种柔性：设备柔性：指系统中的加

13、工设备具有适应加工对象变化的能力。工艺柔性：指系统能以多种方法加工某一族零件的能力。产品柔性：指系统能够经济而迅速地转换到生产一族新产品的能力。工序柔性：指系统改变每种零件加工工序先后顺序的能力。运行柔性：指系统处理局部故障并维持生产原定工件的能力。批量柔性：指系统在成本核算上能适应不同批量的能力。扩展柔性：指系统能根据生产需要能方便地进行模块化组建和扩展的能力。共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统（三） FMS适用范围柔性制造(zhzo)模块（Flexible Manufacturing Module，FMM） 是指一台扩展了自动化功能的数控机床，FMM相当于功能齐全

14、的加工中心。 柔性制造单元（ Flexible Manufacturing Cell，FMC） 由12台数控机床组成，除了能够自动更换刀具之外，还配有存储工件的托盘站和自动上下料的工件交换台 共三十八页3.1.1.13 柔性制造(zhzo)单元与系统（三） FMS适用范围柔性制造系统（FMS）包括 2台以上的 CNC、FMM或 FNC组成，其控制与管理功能比 FMC强，规模比 FMC大。柔性(ru xn)制造生产线（Flexible Manufacturing Line，FML），相当于数控化的自动生产线，一般用于少品种、中大批量生产 。柔性制造工厂（Flexible Manufacturin

15、g Factory，FMF），实现在全企业范围内的生产经营管理过程、设计开发过程、加工制造过程和物料运储过程的全盘自动化 。 共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统（四） FMS的加工(ji gng)系统 用于把原材料转变为最终产品的机床设备与夹具、托盘和自动上下料机构等机床附件一道共同构成了FMS的加工系统。FMS的加工能力高低在很大程度上由其加工系统所决定。（1）加工设备的性能要求工序集中，以减少工位数来减轻 FMS物流的负担，以减少装夹次数保证 FMS加工质量，宜选用如加工中心这类多功能机床。控制功能强、扩展性好；高刚度、高精度、高速度；自保护与自维护性好；使用经济

16、性好；对环境的适应性与保护性好 ；共三十八页3.1.1.13 柔性制造(zhzo)单元与系统（四） FMS的加工(ji gng)系统（2）加工系统常用配置形式目前，在 FMS上加工的零件主要有两大类：棱体类零件，一般选用立式、卧式或立卧两用的加工中心；回转体类零件，通常选用数控车床或车削加工中心机床；共三十八页3.1.1.13 柔性(ru xn)制造单元与系统（四） FMS的加工(ji gng)系统FMS中机床设备的配置形式互替式机床配置，纳入FMS中的机床是一种并联关系 ；互补式配置，纳入FMS中各机床功能互相补充；混合式配置 ； 共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统

17、（四） FMS的加工(ji gng)系统（3）加工系统的辅助装置机床夹具，夹具是一种直接用来夹持工件的机床辅具。用于 FMS的夹具有两个重要的发展趋势： 其一，大量使用组合夹具 其二，开发柔性夹具， 共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统（四） FMS的加工(ji gng)系统托盘，托盘（Pallet）是 FMS加工系统中重要的配套件。 自动上下料装置，托盘交换器（Automated Pallet Changing，APC）和工业机器人等， 共三十八页3.1.1.13 柔性(ru xn)制造单元与系统（五）制造信息的集成化管理(gunl)与控制递阶控制系统 由计算机、工业

18、控制机、可编程控制器、通信网络、数据库和相应的控制与管理软件组成。 是实现 FMS加工过程中的物料流动过程的控制、协调、调度、监测和管理的信息流系统。是 FMS的神经中枢和核心部分。 共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统（五）制造信息的集成化管理(gunl)与控制递阶控制系统共三十八页3.1.1.13 柔性制造(zhzo)单元与系统（五）制造信息的集成化管理(gunl)与控制递阶控制系统FMS控制系统的信息流：共三十八页3.1.1.13 柔性制造单元(dnyun)与系统飞机加工制造(zhzo)用FMS装卸站 自动运输小车 CNC加工中心 切屑自动处理站 零件清洗站 检测站 手工检测站 中央控制计算机 自动小车维修站 包装站共三十八页2.2.13 柔性制造单元(dnyun)与系统可移式微型(wixng)工厂微型车床2000微型设备构成的工厂共三十八页结束语 谢谢(xi xie)！ 共三十八页内容摘要企业信息化概论。教师：刘