先进制造技术-第四章制造自动化技术课件

先进制造技术AdvancedManufacturingTechnology1第一节概述第四章制造自动化技术第三节工业机器人第四节柔性制造技术2一、制造自动化技术的内涵

自动化（Automation）,1936年，美国人D.S.Harde提出的,指出机器之间零件转移不用人去搬运就是“自动化”。自动地搬运代替人的体力劳动。

随着计算机技术和信息技术的发展，不仅代替人的体力劳动，而且必须代替人的部分脑力劳动。第一节概述3二、制造自动化的含义

（1）在形式方面。代替的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人、机器及整个系统的协调、管理、控制和优化。

（2）在功能方面。T，Q，C，S，E功能目标。T（time）采用自动化技术，缩短产品制造周期；Q（quality）提高和保证产品质量；C（cost）降低成本；S（service）市场服务工作；E（environment）充分利用资源，减少废弃物和环境污染。有利于可持续发展。5

（3）在范围方面。涉及到产品生命周期全过程。

产品开发自动化技术：并行工程、CAD\CAM\CAPP一体化技术、快速原型制造技术；

生产过程和设备自动化技术：数控技术、工业机器人、柔性制造技术、自动化制造系统中的检测与监控技术。6

制造自动化技术代表先进制造技术的水平，体现一个国家的技术水平。可以提高劳动生产率，提高产品质量、降低制造成本、改善劳动条件；提高劳动者的素质、有利于产品更新、带动相关技术的发展，提高企业的竞争能力。7

三、制造自动化技术的发展

（1）刚性自动化

20世纪50年代，自动单机和刚性生产线。传统的制造方法和半自动和自动机床、组合机床、组合机床自动线。单一品种大批量生产。生产率高、加工品种单一。很难实现品种的转换。8

（3）综合自动化

计算机技术的应用。计算机集成制造CIM和CIMS：强调制造过程的系统性和集成性，现代制造技术、管理技术、计算机技术、信息技术、自动化技术和系统工程技术等。CE、LP等模式。10源于古希腊的阿基米德螺旋泵(B.C287－212）

121797年莫兹利制造的第一台螺纹切削车床

1415

图7-1汽车后桥齿轮箱加工自动线刚性自动化20年代16

柔性自动化50年代焊接机器人综合自动化70年代综合自动化17

机器人集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。它的研究和应用水平一个国家的自动化的水平。18一、工业机器人的概念、组成与分类它能复现人的动作和职能。反复调整以执行不同的功能。具有通用性、柔性和灵活性的自动机械。已成为FMS和CIMS系统的重要设备。

是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的机械装置，由计算机控制，是无人参与的自动化控制系统，是可编程、具有柔性的自动化系统。1.工业机器人的概念20212.工业机器人的组成

1)手部（抓取机构或夹持器）：用来直接抓取工件或工具。有机械式、真空吸附式、磁性吸附式。夹持式手部1-手爪；2-传动机构；3-驱动机构；4-支架；5-工件23气流负压吸附式手部l-橡胶吸盘；2-心套；3-通气螺钉；4-支承杆；5-喷嘴；6-喷嘴套2.工业机器人的组成24机器人腕部结构示意图P-100机器人的手腕26

3）臂部：是支撑腕部的部件，由动力关节和连杆组成。用以承受工件或工具负荷，改变工件的空间位置，并送至预定的位置。

2.工业机器人的组成27PUMA560机器人臂部结构1-大锥齿轮；2-小锥齿轮；3-大臂；4-小臂电动机；5-驱动轴；6、9-偏心套；7-小齿轮；8-大齿轮；10-小臂28

5）机座及行走机构：是支撑整个机器人的基础件，确定并改变机器人的位置。2.工业机器人的组成30

（2）控制系统：是机器人的大脑，控制与支配机器人按给定的程序动作，并记忆人们示教的指令信息，可再现控制所存储的示教信息。2.工业机器人的组成31

（3）驱动系统是机器人执行作业的动力源，按照控制系统发出的指令驱动执行机构完成规定的作业。

（4）行进系统、感知系统和人工智能系统等。2.工业机器人的组成322.工业机器人的分类

（1）按系统功能分

1)专用机器人：用固定的程序在固定的地点工作的机器人。结构简单，成本低。自动化的机械手。

2）通用机器人：具有独立的控制系统，通过改变程序能完成多种作业的机器人。结构复杂，工作范围大，通用性强，适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。

332.分类

3）示教再现机器人：具有记忆功能，在操作者示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复示教作业。

4）智能机器人：采用计算机控制，具有视觉、听觉、触觉等多功能和识别功能。通过比较和识别，自主作出决策和规划，自动进行信息反馈，完成预定的动作。34

（2）按驱动方式分

1)气压传动机器人：以压缩空气作为动力源驱动执行机构的机器人，动作简单、成本低廉，适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境作业。

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（2）按驱动方式分

2）液压传动机器人：采用液压驱动，具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点，适用于低速、重载的场合。3）电气传动机器人：用交流或直流伺服电动机驱动的机器人，不需要中间转换机构，结构简单、响应速度快、控制精度高。36

1)直角坐标型：由三个相互正交的平移坐标轴组成，坐标轴运动独立。控制简单、定位精度高。

(3)按结构形式分

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2）圆柱坐标型：由立柱和一个安装在立柱上的水平臂组成，其立柱安装在回转的机座上，水平臂可以伸缩，并可沿立柱上下移动。一个旋转轴和一个平移轴。Verstran机器人Verstran机器人38

3）球坐标型：由回转机座、俯仰绞链和伸缩臂组成，有两个旋转轴和一个平移轴。Unimate机器人39

4）关节型：由大臂、小臂和立柱组成。肘关节、肩关节是绞链。有三个旋转轴。关节型搬运机器人关节型焊接机器人40仿生型自由度一般较多，具有更强的适应性和灵活性，但控制更复杂，成本更高，刚性较差。类人型机器人仿狗机器人蛇形机器人特种机器人

41六轮漫游机器人仿鱼机器人仿鸟机器人六足漫游机器人42二.工业机器人的性能指标1.工业机器人的自由度

自由度是指运动件相对于固定坐标系所具有的独立运动的趋势。用以表示机器人动作灵活程度的参数，一般是以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动的数目来表示。自由度是衡量机器人技术水平的主要指标。43工业机器人自由度1-执行机构；2-驱动系统；3-控制系统；a-手部；b-腕部；c-臂部；d-基座A-往复旋转；B-腕部弯曲；C-径向伸缩；D-垂直俯仰；E-手部偏摆44

（2）工作空间：是指机器人应用手爪进行工作的空间范围。取决于机器人的结构形式和每个关节的运动范围。

（3）提取重力：反映其负载能力的一个参数微型机器人：10N以下；小型机器人：10～50N；中型机器人：50～300N；大型机器人：300～500N；重型机器人：500N以上。45

（4）运动速度：影响到机器人的工作效率。通用机器人的最大直线速度大多在1000mm/s以下。

（5）位置精度：实到位置中心之间的偏差。影响到机器人的工作质量。取决于位置控制方式、机器人运动部件本身的精度和刚度、提取的重力和运动速度有关。典型机器人的定位精度一般在0.02～5mm范围。46

1920年，捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。卡佩克在剧本中把捷克语“Robota”写成了“Robot”，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。三、工业机器人技术的发展47

1954年，美国人GeorgeC.Devol发明了一种称为可编程程序的关节型搬运装置，并在1956年获得美国专利。首先提出了工业机器人和示教再现的概念。1958年，美国联合控制公司研制出了第一台数控机器人原型机，揭开了研制工业机器人的序幕。

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1961年，Unimation公司（通用机械公司）成立，生产和销售了第一台工业机器“Unimate”球坐标。

1962年，A.M.F.（机械与铸造）公司，研制出一台数控自动通用机，取名“Versatran”，圆柱坐标。

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1967年，Unimation公司第一台喷涂用机器人出口到日本川崎重工业公司。

1968年，第一台智能机器人Shakey在斯坦福研究所诞生。

1972年，IBM公司开发出直角坐标机器人。

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日本、西欧各国、前苏联也相断引进或自行研制工业机器人。60～70年代是机器技术获得巨大发展的阶段。

80年代，机器人在发达国家的工业中大量普及应用，如焊接、喷漆、搬运、装配。并向各个领域拓展，如航天、水下、排险、核工业等，机器人的感知技术得到相应的发展，产生第二代机器人。90年代，机器人技术在发达国家应用更为广泛，如军用、医疗、服务、娱乐等领域，并开始向智能型（第三代）机器人发展。51

我国机器人技术起步较晚，70年代末，一些院校和企业，开始研制专用机械手，80年代初，开发小型的教育机器人。1985年哈工大研制出国内第一台弧焊机器人（华宇Ⅰ号）。

国家“863”计划把机器人技术作为重点发展技术来支持。建立了“机器人示范工程中心”和机器人国家开放实验室（沈阳自动化所、哈工大、合肥机械所、上海交大、南开大学）。52

北京机械自动化所喷漆机器人沈阳自动化所自动导引小车、机器人控制器、6000m水下机器人哈尔滨工业大学博实公司包装码垛机器人南开太阳公司微型驱动机器人同济大学提升机器人53四、工业机器人的控制系统机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以完成特定的工作任务。54

1）控制计算机：是调度指挥机构，微型机。

2）示教盒：工作轨迹和参数设定，拥有独立存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。55

3）控制面板：各操作功能按钮，状态指示灯。

4）硬盘和软盘存储：存储程序。56

5）数字和模拟量输入输出：各种状态和控制命令输入输出。

6）轴控制器：完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。57

在制造业中，机器人可以用于毛坯制造（冲压、压铸、锻造等）、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、装配及仓库堆垛等作业中。

五、工业机器人的应用58

焊接是制造业中一项繁重的、对工人健康影响较大的作业之一，是工业机器人应用最多的行业。利用焊接机器人可以有效提高产品质量，降低能耗，改善工人劳动条件。焊接机器人有点焊和弧焊两种，可以单机焊接，也可构成焊接机器人生产线。

1.在焊接方面的应用

点焊机器人

59工件焊点分布示意图汽车驾驶室焊点的分布图装配每台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点，其中60%是由点焊机器人完成的。60

焊接机器人通常是采用液压驱动的机器人，因为要拿起质量达70kg的焊枪，一般电动机驱动的机器人承受不了这个负荷。点焊机器人是属于点位控制。点焊所要求的位置精度在1mm左右。61IR6621/100型点焊机器人1-手臂及手腕；2-臂架；3-橡皮缓冲器；4-肘形节杆；5-回转台；6-基座；7-连接电缆；8-转台缓冲器；9-第一轴（转台）电动机（M1）；10、14-平衡气缸；11-第二轴（臂架）电动机（M2）；12-第三轴螺杆；15-驱动臂架；16-电动机组（M4、M5、M6）；17-控制柜62一汽红旗轿车生产线上的点焊机器人6320公斤点焊机器人点焊机器人在工作中64弧焊机器人

弧焊是连续轨迹操作，机器人必须按预先规定的路线和要求的移动速度进行作业。

1989年天津自行车二厂采用国产机器人焊接自行车前三角架，提高了产品质量，并获得了显著的社会、经济效益。65弧焊机器人示意图66弧焊机器人676公斤弧焊机器人弧焊机器人在工作中68

机器人喷涂作业在汽车、家用电器和仪表壳体制造中已发挥了重要作用。机器人作业既可单机喷涂，也可多机喷涂，还可组成生产线自动喷涂，自动化程度越来越高。

2.在喷涂方面的应用69喷涂作业机器人70龙门式喷漆机器人喷漆机器人71

我国第二汽车制造厂东风系列驾驶室多品种混流机器人系统喷涂线。它由2台PJ-1A、4台PJ-1B喷漆机器人、2台PM-111顶喷机、一台工件识别装置、一台同步器、多台起动装置和总控制台等组成。由一台工业PC（微型计算机）为主构成的总控台，通过通信系统，对6台机器人、2台顶喷机及相关终端进行群控，实现面漆喷涂自动作业。72图5-33东风系列驾驶室多品种混流机器人系统喷涂线73

加工工件的装卸，特别是自动化机床工件的装卸是工业机器人的重要应用领域之一。

3.在搬运方面的应用74搬运机器人75码垛机器人76耐火砖自动压制系统77

在电子产品装配中，由于电子元件多，体积小，结构复杂，人工装配生产率低，质量不易保证，因而使用装配机器人可以极大地改变这种状况。

日本日立公司的一条电子电路板自动装配线就装备了56台各种机器人，使电子元件的自动插装率达到85%。

4.在装配方面的应用78精密插入装配机器人的装配作业1-主机器人；2-柔性手腕；3、5-触觉传感器（应变片）；4-弹簧片；6-基座零件的传送定位；7-辅助机器人；8-联套供料机构；9-小轴供料机构79SCARA型装配机器人80（1）冲压机器人

用于汽车、电机、家用电器等工业中，与冲压设备构成单机自动冲压机和多机冲压自动线。

5.在其他方面的应用81车门冲压自动线1-取料机；2、5-压力机；3-水平旋转机；4-翻转机；6-传输机；7-机器人如美国克莱斯勒公司汽车车门的加工就是利用由10台Danly上、下料机器人和6台压力机组成的自动线进行的。82

（2）压铸机器人用于汽车零件的生产，一个工人可以管理多台压铸机，节省劳动力。德国开发了锻造机器人技术，北京机床厂通过引进开发，已生产了热模锻和辊锻机器人，且全部国产化。83压铸机器人84

采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修机器人等。在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机（飞行器）、警备机器人、医疗机器人、家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。85六、工业机器人的发展趋势

1.高级智能化。计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术和智能工程技术等高新技术。具有学习知识和运用知识解决问题的能力，并具有视觉、力觉、感觉等功能，能感知环境的变化，有很高的自适应能力，几乎能象人一样去干更多的工作。

86六、工业机器人的发展趋势

2.结构一体化工业机器的本体采用杆臂结构，并与关节机构、电动机、减速器、编码器等有机结合，全部电、管、线不外露，形成十分完整的防尘、防漏、防爆、防水全封闭的一体化结构。87

3.应用广泛化

在21世纪，机器人不再局限于工业生产，而是向服务领域扩展。社会的各个领域都可由机器人在工作，从而使人类进入机器人时代。据专家预测，用于家庭的“个人机器人”必将在21世纪得到推广和普及，人类生活将变得更加美好舒适；警备和军事用机器人也将在保卫国家安全方面发挥重要作用。

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4.产品微型化

微机械电子技术和精密加工技术的发展为机器人微型化创造了条件，以功能材料、智能材料为基础的微驱动器、微移动机构以及高度自治的控制系统的开发使微型化成为可能。

微型机器人可以代替人进入人本身不能到达的领域进行工作，帮助人类进行微观领域的研究；帮助医生对病人进行微循环系统的手术，甚至可注入血管清理血液，清除病灶和癌变，尺寸极微小的纳米机器人将不再是梦想。89

5.组件、构件通用化、标准化和模块化机器人是一种高科技产品，其制造、使用维护成本比较高，操作机和控制器采用通用元器件，让机器人组件、构件实现标准化、模块化是降低成本的重要途径之一。大力制订和推广“三化”，将使机器人产品更能适应国际市场价格竞争的环境。

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6.高精度、高可靠性

随着人类对产品和服务质量的要求越来越高，对从事制造业或服务业的机器人的要求也相应提高，开发高精度、高可靠性机器人是必然的发展结果。采用最新交流伺服电动机或DD电动机直接驱动，以进一步改善机器人的动态特性，提高可靠性；采用64位数字伺服驱动单元和主机采用32位以上CPU控制，不仅可使机器人精度大为提高，也可以提高插补运算和坐标变换的速度。91

本节要点柔性、柔性制造系统的概念柔性制造系统的组成及各部分功能第四节柔性制造技术

FlexibleManufacturingTechnology92

一、FMT概述

柔性制造技术是进入20世纪60年代以后，为了满足产品更新、适应多品种、中小批量生产的需要出现的。FMC（FlexibleManufacturingCell）、FMS（FlexibleManufacturingSystems）、FML（FlexibleManufacturingLine）。

1.基本概念93

（1）柔性制造技术(FMT)

是一种主要用于多品种中小批量和适应加工各种不同形状对象的各种制造自动化技术总称。是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代管理技术为一体的技术。

（2）柔性

指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。

942.不同应用形式

（1）柔性制造模块（FMM）是指一台扩展了自动化功能的数控机床。如普通数控机床+刀具库、自动换刀装置、托盘交换器等。相当与加工中心。952.不同应用形式①FMC是在加工中心基础上发展起来的。一般由1台计算机控制，由1-2台加工中心、托盘输送装置或工业机器人的自动储运系统组成。②FMC适宜加工的零件种类一般为500～800种，每种零件的年产量约为20～50件。

（2）柔性制造单元（FMC)9697柔性制造单元98

（3）柔性制造系统（FMS）它由两台或两台以上的NC机床或MC或FMC所组成，配有工件自动上下料装置、自动输送装置、自动化仓库等，由计算机控制系统进行加工控制、计划调度安排及工况监测。功能强、规模大。99

（4）柔性制造生产线（FML）

加工设备在采用通用数控机床，更多采用数控组合机床，数控专用机床、可换主轴箱机床等。是刚性自动线与柔性制造系统的一种结合。专用FMS。

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（5）柔性制造工厂（FMF）通过计算机网络把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、物料运储过程的全盘自动化，实现自动化工厂。1010101001000少零件品种数多10000100010010大零件批量小数控机床通用机床柔性制造单元柔性制造系统柔性制造生产线专用机床自动线生产率提高柔性增大柔性制造适合多品种、中小批量生产1021967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。

同年，美国的森斯特兰公司建成系统：由8台加工中心、2台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。3.FMT的发展103在60年代末至70年代初,日本、前苏联、德国等也都先后开展了FMS的研制工作。

1976年，日本发那科公司展出柔性制造单元(简称FMC)：由加工中心和工业机器人组成。为发展FMS提供了重要的设备形式。104

1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间：由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）、一个立体仓库、两台自动引导台车传送毛坯和工件组成。另有，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。

105106二、FMS的定义、功能及特点

由若干台数控加工设备、物料运储系统和计算机控制的信息系统组成的，通过改变软件程序适应多品种、中小批量生产自动化制造系统。1.FMS的定义107

1）自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务；2）自动交换工件和刀具的功能；3）自动输送工件和刀具的功能；4）自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能；5）自动监视功能（即刀具磨损、破损的监测），自动补偿，自诊断等；6）作业计划与调度。2.FMS的主要功能1083.FMS的特点1）柔性高，适应多品种中小批量生产；2）系统内的机床在工艺能力上是相互补充或相互替代的；3）可混流加工不同的零件；4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；5）递阶结构的计算机控制，可以上层计算机联网通信；6）可进行无人值守生产。1094.FMS的组成

（1）加工系统：CNC、MC、FMC机床、测量机、清洗机、动平衡机等设备。1104.FMS的组成

（2）工件运储系统：包括工件装卸站、自动化仓库、自动化运输小车、机器人、托盘缓冲站、托盘交换装置等。1114.FMS的组成

（3）刀具运储系统：包括刀具预调站、刀具装卸站、中央刀库、机床刀库、刀具输送与交换装置等。1124.FMS的组成

（4）控制系统：对FMS进行计划调度、运行控制、物料管理、系统监控和网络通信等。1134.FMS的组成

（5）其他：冷却、润滑、排屑、清洗、去毛刺等附属设备。

114115116117118

（1）功能能以任意顺序自动加工各种工件；能自动地更换工件和刀具。

（2）组成机床设备（两台以上CNC机床）、夹具、托盘和自动上下料机构。三、FMS的加工系统1.加工系统的功能与组成其结构形式及数量、规格和类型取决于工件的形状、尺寸和精度要求，生产批量。119加工的零件主要有两类：

棱体类零件：如箱体、框架、平板等；

回转体类零件。

加工棱体类零件：一般选用立式、卧式或立卧两用加工中心、数控组合机床（数控专用机床、可换主轴箱机床等）和托盘交换器等构成。2.加工系统常用配置形式120常见加工中心的分类

按工艺用途可分为：

镗铣加工中心、车削加工中心、钻削加工中心、攻螺纹加工中心及磨削加工中心等。

按主轴在加工时的空间位置可分为：立式加工中心、卧式加工中心、立卧两用（也称万能、五面体、复合）加工中心。121卧式加工中心

1-主轴头2-刀库3-立柱4-立柱底座5-回转工作台、6-工作台底座

122卧式加工中心123124卧式镗铣加工中心125DMC63V数控三轴立式加工中心126

加工回转体类零件：选用数控车床或车削加工中心机床、数控组合机床和上下料机械手或机器人及棒料输送装置等构成。2.加工系统常用配置形式127车削加工中心

1-刀库2-回转刀架3-换刀机械手4-上下工件机器人5-工件存储站

128TX320数控4轴车铣中心129机床设备的配置形式：互替式、互补式和混合式。（1）互替式：机床是一种并联关系，功能可互相替代，工件可随机输送到任何一台加工。系统可维持正常的工作。

当所选定零件组的全部工序可以被一种机床独立完成时，FMS可以只配置数量足够的相同型号机床，这些机床之间是可以相互代替的。130

（2）互补式：功能是互相补充的，各自完成特定的加工任务。生产率高，可靠性低。

当所选定零件组的全部工序不能被一种机床独立完成时，FMS需要配置几种不同型号的机床，各自完成特定的工作，这些机床之间是互相补充的，不能相互替代。131（3）混合式：有些机床按互替形式布置，有些则按互补形式布置，以发挥各自的优点。132包括机床夹具、托盘、自动上下料装置等。

（1）机床夹具

要求：尽可能一次装夹便能完成所有部位加工。

单一夹具：装夹多个工件。

3.加工系统的辅助装置133组合夹具组合夹具：使夹具零件标准化，拼装成夹具。134柔性夹具：一部夹具能装夹多个不同加工工件。柔性夹具1-液压缸2-夹紧元件3-支撑元件4-定位元件

135

（2）托盘工件通过夹具装在托盘上。加工时，托盘支撑工件完成加工任务。

输送时托盘承载着工件和夹具在机床之间进行传送。是连接所有加工单元的接口。连接成为一个系统整体。托盘采用统一的结构形式。国际标准。136ISO标准规定的托盘基本形状

1-托盘导向面2-侧面定位面3-安装螺孔4-工件安装面5-中心孔6-托盘搁置面7底面8-工件固定孔9-托盘夹紧面10-托盘定位面137138

（3）自动上下料装置有托盘交换器和工业机器人。

托盘交换器：作为联接加工系统和物料运储系统的桥梁，还作为工件的暂时储存器。可以存储几个工件。139回转式托盘交换器

140往复式托盘交换器

1-加工中心2-工作台3-托盘库4-托盘141142功能：对工件和原材料进行自动装卸、运输和存储。

是重要组成部分。毛坯到成品过程，很少时间在机床上，大部分时间在物料的运储过程。合理，大大减少物料的运送时间，提高系统的柔性和效率。四、FMS的工件运储系统1.组成143由工件装卸站、托盘缓冲站、物料运载装置（自动运输小车或机器人）、自动化仓库等组成。

四、FMS的工件运储系统1.组成144

（1）工件装卸站设在FMS入口处，通常由人口完成对毛坯和已加工工件的装卸。145

（2）托盘缓冲站（托盘库）待加工零件的中间存储站。起着缓冲物料的作用。设置在机床的附近，呈直线或环行布置，可存储若干工件。146托盘缓冲站托盘交换器加工中心托盘和工件托盘和工件147

（3）自动化仓库布置和存放物料。毛坯库、在制品库和成品库等多个存储单元。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。

功能：在管理信息系统的支持下，实现毛坯、半成品、配套件或成品的自动存储。148FMS中常见的物料存储装置a)立体仓库；b)水平回转型自动料架；c)垂直回转型自动料架；d）缓冲料架149自动化仓库示意图

150①货架

为一个个存储单元，存储笼设有地址编码，货架之间有巷道，每个巷道配有专用堆垛机。每种物料都有物料码。151②堆垛机

由托架、货叉、支柱、上下导轨、移动电动机以及传感器构成的三维搬运设备。

堆垛机结构示意图

1-上导轨2-支柱3-物料4-托架5-移动电动机6-传感器152③控制与管理系统

负责物料信息的登录、识别：物料入库登录；物料的自动识别，采用条形码。条形码阅读器。

物料自动存取：物料存放的地址输入计算机，控制堆垛机移动自动检索存放的地址。

仓库管理：对全仓库物资、账目、货位以及其他物料信息进行管理，打印报表。153154

自动化立体仓库155

自动化立体仓库立体仓库156

（4）物料运载装置

功能：负责工件与其它物料的运送工作，担负物料在各机床、自动化仓库和托盘缓冲器之间的搬运和输送工作。有传送带、自动运输小车和搬运机器人等。157

1）传送带一般用于小零件加工系统中的短程传送，占据空间大，机械结构复杂、易失灵，用得是越来越少。158结构：车体安装平台蓄电池控制系统托盘交换装置（辊轮式、滑叉式、升降台式）

自动导向小车

2)自动运输小车

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。无人驾驶

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有轨小车(RailGuidedVehicle,RGV)

铁轨导向，速度快，负载能力大，停靠准确，可靠好，制造成本低，线路不便更动，转角不宜太大。

2)自动运输小车160161

主要有线导小车、光导小车、激光灯台制导小车等。

2)自动运输小车

无轨小车（AutomaticGuidedVehicle,AGV）

162光导小车1633)搬运机器人164165166由刀具预调站、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组成。

1.组成及作业过程五、FMS的刀具运储系统

功能：负责刀具的运输、存储和管理。向数控机床提供所需刀具；监控刀具的使用，取走报废刀具。167由刀具预调站、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组成。

刀具预调站：设在FMS之外，用于刀具进行预先调整。

刀具装卸站：是刀具进出的入口，是框架式，专用刀具排架。168

刀库系统：

机床刀库：机床刀具存放加工单元当前所需要的刀具；

中央刀库：中央刀具存放各个加工单元共享的刀具，容量大，容纳数千把刀具。

刀具运载交换装置：负责刀具运输和交换，适时向加工单元提供所需刀具。刀具输送小车或机器人、换刀机械手。

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计算机控制管理系统：控制刀具运输、存储和管理，监控管理刀具的使用，及时取走已报废或寿命已耗尽的刀具。170刀具运储系统作业过程刀具刃磨人工组装刀具预调刀具装卸站中央刀具库需重磨或报废刀具