先进制造技术概论自动化制造系统

先进制造技术第八章自动化制造系统(1)制造自动化技术的内涵制造自动化技术是制造业的关键技术，对制造业的发展具有非常重要的作用。制造自动化概念是一个动态发展的过程。20世纪初对制造自动化的理解或者说制造自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业。这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，制造自动化的概念已扩展为不仅包括用机器（包括计算机）代替人的体力劳动和脑力劳动，而且还包括人和机器及制造过程的控制、管理和协调优化，以使产品制造过程实现高效、优质、低耗、及时和洁净的目标。先进制造技术自动化制造系统自动化制造系统(2)制造自动化技术的关键技术集成化技术。在过去制造系统中仅强调信息的集成，这是不够的。现在更强调技术、人和管理的集成。在开发制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成、资源集成、过程集成、技术集成及人员集成。智能化技术。应用人工智能技术实现产品生命周期（包括产品设计、制造、发货、支持用户到产品报废等）各个环节智能化，实现生产过程（包括组织、管理、计划、调度、控制等）各个环节的智能化、并实现人与制造系统的融合及人的智能的充分发挥。网络技术。网络技术包括硬件与软件的实现。各种通信协议及制造自动化协议、信息通信接口、系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。分布式并行处理技术。该技术实现制造系统中各种问题的协同求解，获得系统的全局最优解，进而实现系统的最优决策。先进制造技术多学科、多功能综合产品开发技术。机电产品的开发设计不仅涉及到机械科学的理论与知识而且还涉及到电磁学、光学、控制理论等。不仅要考虑技术因素，还必须考虑到经济、心理、环境、人文及社会等方面因素。机电产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求机电产品动静特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。虚拟现实技术。利用虚拟现实技术、多媒体技术及计算机仿真技术，实现产品设计制造过程中的几何仿真、物理仿真、制造过程仿真，采用多种介质来存储、表达、处理多种信息，融文字、语音、图像、动画于一体，给人一种真实感及身临其境感。人一机一环境系统技术。将人、机器和环境作为一个系统来研究，发挥系统的最佳效益。研究的重点是：人机环境的体系结构及集成技术、人在系统中的作用及发挥、人机柔性交互技术、人机智能接口技术、清洁制造等。这些主要关键技术体现了21世纪制造技术对CAD／CAM集成系统的要求，表达了CAD／CAM集成发展的方向。先进制造技术自动化制造系统一.自动化制造系统的常见类型一.自动化制造系统的常见类型先进制造技术

刚性半自动化单机刚性自动化单机刚性自动线刚性综合自动化系统

一般数控机床加工中心混合成组制造单元分布式数控系统DNC

柔性制造单元FMC

柔性制造系统FMS

柔性制造线FML

计算机集成制造系统CIMS柔性自动化设备及系统刚性自动化设备及系统自动化制造系统一.自动化制造系统的常见类型1.刚性自动化设备及系统(1)刚性半自动化制造设备除上下料外，机床可以自动的完成单个工艺过程的加工循环，这样的机床称为刚性半自动化单机。刚性半自动化单机实现的是加工自动化的最低层次，但是投资少、见效快，适用于产品品种变化范围和生产批量都较大的制造系统。缺点：调整工作量大，加工质量较差，工人劳动强度大。先进制造技术一.自动化制造系统的常见类型(2)刚性自动化制造设备在刚性半自动化单机的基础上增加自动上下料装置而形成的自动化机床称刚性自动化单机。刚性自动化单机常用于品种变化很小，但生产批量特别大的场合。特点：投资少、见效快，但通用性差，是大量生产最常见的加工设备。先进制造技术一.自动化制造系统的常见类型(3)刚性自动线（自动化生产线）把机床按工艺顺序依次排列，用自动输送装置和其它辅助装置将它们联系起来，使之成为一个整体，并用液压或气动系统与电气控制系统将各个部分的动作联系起来，使其按照规定的程序自动地进行工作,使原料、毛坯或半成品（在装配时是零部件）根据控制系统要求，以一定节拍，按工艺顺序自动地经过各工位，完成预定的工艺过程，最后成为合乎设计要求的制品。这种自动工作的机床系统就称为刚性自动线。先进制造技术一.自动化制造系统的常见类型特点：具有统一的控制系统和严格的生产节拍，与自动化单机相比，结构复杂，完成的加工工序多，生产率很高。是少品种、大量生产必不可少的加工设备。优点：生产周期短，中间库存少，物料流程短，占地面积少，改善劳动条件，便于管理。缺点：投资大，系统调整周期长，更换产品不方便。先进制造技术一.自动化制造系统的常见类型(4)刚性综合自动化系统包括零件制造、热处理、锻压、焊接、装配、检验、喷漆、甚至包装在内的自动化系统。优点：生产率极高，加工质量稳定，工人劳动强度低。缺点：结构复杂，投资强度大，建线周期长，更换产品困难。先进制造技术一.自动化制造造系统的常常见类型2.柔性自动化化设备及系系统(1)分布式数控控系统(DNC)DNC是用一台或或多台计算算机，对多多台数控设设备实施综综合控制的的一种方法法，是机械械制造系统统的一个重重要发展。。DNC系统属于自自动化制造造系统的一一种模式。。①DNC发展过程：：群控（DirectNumericalControl）分布式数控控（DistributedNumericalControl）：DNC系统实施分分级控制，，CNC计算机直接接控制生产产机床并与与DNC系统主机进进行信息交交互，DNC主机也可与与其它计算算机进行信信息的交互互。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型②DNC系统的组成成DNC控制计算机机数据通讯系系统DNC接口NC或CNC装置软件系统：：软件系统统包括实时时多任务操操作系统、、DNC通信软件、、DNC管理和监控控软件、NC程序编辑软软件等。有有时需要数数据库管理理系统、图图形输入与与编辑软件件、刀具轨轨迹模拟和和DNC接口管理软软件等。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型③DNC系统的主要要功能NC程序的上载载与下载；；NC程序存储与与管理；系统的简单单控制与调调度；系统状态信信息的采集集、处理和和报告；根据生产作作业计划进进行生产调调度与控制制；计划、工装装（刀具、、量具、夹夹具）信息息、物料数数据的集成成生产管理理。目前多数DNC系统仅包括括前三项功功能，同时时包括第四四项功能的的DNC还不多见。。由于DNC系统的上述述功能都是是在DNC管理与控制制软件（包包括DNC接口软件））支持下完完成的，因因此DNC系统的功能能实际上也也是DNC管理与控制制软件应具具有的功能能。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型④DNC系统的控制制结构DNC系统的一般般结构先进制造技技术NC/CNC机床NC/CNC机床数据通通信系系统DNC控制计算机机一.自动化制造造系统的常常见类型多级DNC结构，通常常为树型结结构。一般般来说，底底部的能力力主要面向向应用，具具有专用的的能力，用用于完成规规定的特殊殊任务。而而顶部则具具有通用的的能力，控控制与协调调整个系统统。最高级：自自动编程、、系统管理理、生产计计划和物料料需求计划划等项功能能。中间级：接接收来自上上一级系统统的指令信信息，也可可根据下一一级的设备备状态，进进行任务分分解和调度度，实时地地向各个设设备分配加加工任务及及一些统计计信息和系系统状态信信息的反馈馈。设备级：一一般都是机机床控制单单元，它接接受来自上上一级的加加工指令和和控制信息息，实现机机床各坐标标轴的运动动及有关辅辅助功能的的协调工作作。也可向向上一级反反馈工况信信息。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型先进制造技技术CAD/CAPP工艺路线车间控制器器单元控制器器DNC控制器计划需求管管理CNC机床1.......NC程序管理NC程序生产计划计划完成情情况生产计划系系统CNC机床n设备层单元层车间层公司层物料管理工装工具管管理计划完工管管理设备管理质量管理综合查询机床运行状状态ERP工作站层一.自动化制造造系统的常常见类型(2)柔柔性制造单单元FMC由1～3台台计算机数数控机床或或加工中心心所组成，，单元中配配备有某种种形式的托托盘交换装装置或工业业机器人，，由单元计计算机进行行程序编制制和分配、、负荷平衡衡和作业计计划控制。。优点：占地地面积小，，系统结构构不很复杂杂、成本较较低、投资资较小、可可靠性较高高、使用及及维护均较较简单。适适用于品种种变化不是是很大，生生产批量中中等的生产产规模。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型FMC控制制系统一般般分为两级级，分别是是单元控制制级和设备备控制级。。FMC的基基本控制功功能包括：：单元中各加加工设备的的任务管理理与调度。。单元内物流流设备的管管理与调度度。刀具系统的的管理。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型图所示是加加工棱体零零件的柔性性制造单元元。单元主主机是一台台卧式加工工中心，刀刀库容量为为70把，，采用双机机械手换刀刀，配有8工位自动动交换托盘盘库。托盘盘库为环形形转盘，托托盘库台面面支承在圆圆柱环形导导轨上，由由内侧的环环链拖动而而回转，链链轮由电机机驱动。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型(3)柔性制造系系统FMS先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型先进制造技技术6、RV-2AJ5自由度机器器人5、CNC

数控铣床CNC铣床编程3、图像处理理工作单元元可视化监控系统PLC编程库存控制PLC编程8、存储工作单单元11、传输带系系统1、供料工作单元2、检测工作作单元9、操作手工工作单元7、装配工作作单元4、操作手工工作单元10、成品分装装工作单元元一.自动化制造造系统的常常见类型柔性制造系系统FMS由四部分组组成：两台台以上的数数控加工设设备、一个个自动化的的物料及刀刀具储运系系统、若干干台辅助设设备（如清清洗机、测测量机、排排屑装置、、冷却润滑滑装置等））和一个由由多级计算算机组成的的控制和管管理系统。。①自动化化加工设备备组成FMS的自动化加加工设备有有数控机床床、加工中中心、车削削中心等，，也可能是是柔性制造造单元。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型②工件储储运系统FMS工件储运系系统由工件件库、工件件运输设备备和更换装装置等组成成。工件库库包括自动动化立体仓仓库和托盘盘（工件））缓冲站。。工件运输输设备包括括各种传送送带、运输输小车、机机器人或机机械手等;工件更换装装置包括各各种机器人人或机械手手、托盘交交换装置等等。③刀具储储运系统刀具储运系系统由刀具具库、刀具具输送装置置和交换机机构等组成成。④辅助设设备辅助设备一一般包括自自动清洗工工作站,自动去毛刺刺设备,自动测量设设备,集中切屑运运输系统和和集中冷却却润滑系统统等。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型⑤多层计计算机控制制系统FMS的控制系统统采用三级级控制，分分别是单元元控制级、、工作站控控制级、设设备控制级级。先进制造技技术第三级第二级第一级1212mn一.自动化制造造系统的常常见类型FMS优点：系统自动化化程度高，，可以减少少机床操作作人员。由于配有质质量检测和和反馈控制制装置，零零件的加工工质量很高高。工序集中，，可以有效效减少生产产面积。与立体仓库库相配合，，可以实现现24小时连续工工作。由于集中作作业，可以以减少加工工时间。易于和计算算机管理信信息系统、、技术信息息系统和质质量信息系系统结合形形成更高级级的自动化化制造系统统。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型FMS缺点：系统投资大大，投资回回收期长。。系统结构复复杂，对操操作人员的的要求很高高。系统结构复复杂使得系系统的可靠靠性较差。。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型(4)柔柔性制造线线FML是处于非柔柔性自动线线和FMS之间的生生产线，对对物料系统统的柔性要要求低于FMS，但但生产效率率更高。柔性制造线线主要适用用于品种变变化不大的的中批和大大批量生产产，线中的的机床主要要是多轴主主轴箱的换换箱式和转转塔式加工工中心。在在工件变换换以后，各各机床的主主轴箱可自自动进行更更换，同时时调入相应应的数控程程序，生产产节拍也会会作相应的的调整。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型优点：柔性制造线线具有刚性性自动线的的绝大部分分优点，当当批量不很很大时，生生产成本比比刚性自动动线低得多多，当品种种改变时，，系统所需需的调整时时间又比刚刚性自动线线少得多。。缺点：建立系统的的总费用比比刚性自动动线高得多多。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型图示为一加加工箱体零零件的柔性性自动线示示意图，它它由两台对对面布置的的数控铣床床，四台两两两对面布布置的转塔塔式换箱机机床和一台台循环式换换箱机床组组成。采用用辊子传送送带输送工工件。FML同时具有刚刚性自动线线和FMS的某些特征征，在柔性性上接近FMS，在生产率率上接近刚刚性自动线线。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型(5)柔性装配线线(FAL)柔性装配线线（FlexibleAssemblyLine）通常由装装配站、物物料输送装装置和控制制系统等组组成。装配站：FAL中的装配站站可以是可可编程的装装配机器人人,不可编程的的自动装配配装置和人人工装配工工位。物料输送装装置控制系统：：FAL的控制系统统对全线进进行调度和和监控，主主要控制物物料的流向向和自动装装配站、装装配机器人人。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型(6)柔柔性制造工工厂(FMF—FlexibleManufacturingFactory)以FMS为为主体，将将其应用范范围扩大到到全厂的生生产管理过过程，使整整个产品的的制造过程程完全自动动化，并由由计算机系系统将其有有机的联系系起来，形形成制造过过程全部自自动化的柔柔性制造工工厂。先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型(7)计算机集成成制造系统统(CIMS)计算机集成成制造系统统是目前最最高级别的的自动化制制造系统，，它强调的的主要是信信息集成，，而不是制制造过程物物流的自动动化。它的主要特特点是系统统十分庞大大，包括的的内容很多多，要在一一个企业完完全实现难难度很大。。CIMS的功能构成成包括下列列内容：管理功能设计功能制造功能质量控制功功能集成控制与与网络功能能先进制造技技术一.自动化制造造系统的常常见类型先进制造技技术二.自动化加工工设备二.自动化加工工设备1.AMS对加工设备备的要求加工工序集集中高柔性和高高生产率对机床控制制系统的要要求有自保护装装置和能力力先进制造技技术二.自动化加工工设备2.组合合机床以通用机床床部件为基基础，针对对某一类零零件而设计计制造的专专用机床。。工序集中中、采用专专用刀具和和夹具、液液压气动装装置进行工工件装夹、、使用随行行夹具、具具有一定柔柔性、采用用PLC控控制。3.一般般数控机床床一般数控机机床通常是是指数控车车床、数控控铣床、数数控镗铣床床等，具有有以下特点点：柔性高自动化程度度高加工精度高高且质量稳稳定先进制造技技术二.自动化加工工设备生产效率较较高具有刀具寿寿命管理功功能具有通信功功能现代数控机机床一般都都具有通信信接口，可可以实现上上层计算机机与数控机机床之间的的通信，也也可以实现现几台数控控机床之间间的数据通通信，同时时还可以直直接对几台台数控机床床进行控制制。通信功功能是实现现DNC、FMC、FMS的必备条件件。先进制造技技术二.自动化加工工设备加工中心是是一种备有有刀库并能能按预定程程序自动更更换刀具，，对工件进进行多工序序加工的高高效数控机机床。它的的最大特点点是工序集集中，自动动化程度高高，可减少少工件装夹夹次数，避避免工件多多次定位所所产生的累累积误差，，节省辅助助时间，实实现高质、、高效加工工。常见加工中中心按工艺艺用途可分分为镗铣加加工中心、、车削加工工中心、钻钻削加工中中心、攻螺螺纹加工中中心及磨削削加工中心心等。加工工中心按主主轴在加工工时的空间间位置可分分为立式加加工中心、、卧式加工工中心、立立卧两用(也称万能能、五面体体、复合)加工中心心。先进制造技技术三.工件储运系系统三.工件储运系系统1.工件储运系系统的构成成及控制工件储运系系统在AMS中的作用是是——将被加工零零件按系统统的要求输输送到所需需要的设备备进行加工工或处理，，对暂时不不需要加工工的工件进进行有效的的存储和管管理，使其其不仿碍其其它工件的的流动，对对已加工完完成的件要要送出系统统或送入仓仓库等。工件储运系系统对加工工零件、夹夹具以及托托盘的运送送和存储工工作，必须须相互合理理协调地进进行，使系系统中加工工设备能充充分利用，，满负荷工工作，使整整个系统的的运行效率率最高。先进制造技技术三.工件储运系系统先进制造技技术三.工件储运系系统2.工件件储运系统统的控制(1)自自动化仓库库控制装置置控制工件及及夹具的入入库出库，，库存的管管理，仓库库装卸用堆堆垛机的控控制等。(2)随随行托盘控控制装置控制随行托托盘从装卸卸站接受工工件，让工工件进出缓缓冲站，在在输送装置置和设备之之间传递工工件。(3)输输送设备控控制装置控制输送设设备的输送送的方向和和输送速度度，并且能能够识别工工件和装卸卸工件。先进制造技技术三.工件储运系系统3.工件件储运系统统运行的基基本内容(1)工工件装卸工工作站在工件装卸卸工作站装装入毛坯、、或卸下成成品，完成成工件储运运系统的外外部装卸任任务。(2)随随行托盘及及其缓冲站站工件连同夹夹具进入系系统后，先先要装在随随行托盘上上，通过托托盘交换器器可实现输输送装置与与设备之间间的工件交交换，实现现工件储运运系统的内内部装卸功功能。先进制造技技术三.工件储运系系统(3)输输送装置工件及夹具具在托盘上上是靠输送送装置或输输送设备完完成工件的的运送工作作，输送的的路线有各各种不同的的形式。(4)自自动化仓库库采用自动化化仓库可实实现工件及及夹具的多多品种、大大数量存储储。先进制造技技术三.工件储运系系统4.工件件输送设备备(1)输送送机(2)运输输小车柔性较大的AMS系统，，机床工序集集中，加工时时间较长，输输送频率不是是很高，并且且一般不是顺顺序输送，这这种情况下用用的最多的是是输送小车。。先进制造技术术三.工件储运系统统5.自动化化仓库自动化立体仓仓库的主要特特点有：利用用计算机管理理，物资库存存账目清楚，，物料存放位位置准确，对对自动化制造造系统物料需需求响应速度度快；与搬运运设备（如AGV、有轨轨小车、传送送带）衔接,能可靠、及及时地供给物物料；减少库库存量，加速速资金周转；；充分利用空空间，减少厂厂房面积；减减少工件损伤伤和物料丢失失；可存放的的物料范围宽宽；减少管理理人员，降低低管理费用；；耗资较大，，适用于一定定规模的生产产。先进制造技术术三.工件储运系统统(1)自动动化立体仓库库的组成自动化立体仓仓库主要由库库房、货架、、堆垛起重机机、外围输送送设备、自动动控制装置等等组成。图示为自动化化立体仓库，，高层货架成成对布置，货货架之间有巷巷道，随仓库库规模大小可可以有一到若若干条巷道。。先进制造技术术三.工件储运系统统先进制造技术术三.工件储运系统统(2)多层层货架自动化立体仓仓库中放置多多个高层货架架，每个货架架之间留有巷巷道，供堆垛垛机行走。货架按照列和和层划分为多多个仓位，每每个仓位有自自己的仓位号号，在计算机机控制系统中中对应一个““地址”，在在这个地址中中可存入该仓仓位的状态数数据。先进制造技术术三.工件储运系统统(3)堆垛垛起重机堆垛起重机是是立体仓库内内部的搬运设设备。堆垛起起重机可采用用有轨或无轨轨方式，其控控制原理与运运输小车相似似。仓库高度度很高的立体体仓库常采用用有轨堆垛起起重机。为增增加稳定性，，采用两条平平行导轨，即即天轨和地轨轨。先进制造技术术三.工件储运系统统(4)进出出库装卸站在立体仓库的的巷道端口处处有进出库装装卸站，负责责处理进出仓仓库的物料。。迸出库装卸站站的数量与布布局有多种形形式，主要根根据仓库的存存储数量、进进出库频率、、系统的总体体布局等因素素选择。(5)自动化立体仓仓库的管理与与控制货物的自动识识别与存取计算机管理计算机控制先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统四.刀具准准备和储运系系统1.刀具准准备和储运系系统的组成(1)刀具具室刀具室工作包包括刀具组装装和刀具预调调，这些工作作主要由人来来完成，负责责对用过的刀刀具进行重磨磨，对废弃的的刀具进行处处理，对新刀刀具进行刀具具与刀柄组装装、编码和登登记(向计算算机输入信息息)。刀具进入系统统前要进行预预调。实际上上，刀具室的的工作是按刀刀具清单准备备刀具，并将将准备好的刀刀具放在刀具具进出站。先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统(2)刀具进出站刀具进出站是是人与刀具流流系统的接口口，也是暂时时存放刀具的的地方，但刀刀具在此处存存放的时间较较短，它是刀刀库进出系统统的过渡。刀具经过装配配、预调和编编码后，首先先放到刀具进进出站的刀具具托架上，托托架上装有刀刀具识别装置置，可对刀具具进行“有无无刀具”和““刀具进出””的识别。(3)刀具输送设备备由刀具输送设设备将准备好好的刀具从刀刀具进出站送送入中央刀库库或机床刀库库，或将有问问题的刀具(磨损，破损，，不用的刀具具)从刀库送回到到进出站。另另外，输送设设备还负责中中央刀库与机机床刀库之间间刀具交换的的输送任务。。先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统(4)刀具库中央刀具库可可以储存较多多数量的刀具具，是整个系系统刀具的存存储区，它包包含待加工品品种所需要的的刀具、备用用刀具和暂时时不用的刀具具。机床刀库存放放的是机床上上正在使用的的刀具。对于于配有中央刀刀库的加工系系统，机床刀刀库的容量可可以较小，使使机床刀库的的结构简单、、换刀选刀快快。(5)刀具的组装和和预调刀具的组装和和预调工作是是在刀具室由由人来完成，，主要包括对对新刀具进行行刀具与刀柄柄组装和编码码，对用过的的刀具进行重重磨，对废弃弃的刀具进行行处理等等。。先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统(6)刀具自动输送送装置刀具从刀具进进出站进入自自动运行的系系统后，由刀刀具输送装置置将刀具送到到各机床的刀刀具库中，或或者送入中央央刀库。①刀具输送送小车输送小车上带带有刀具托架架，可以同时时输送多把刀刀具，它在刀刀具进出站靠靠托架交换来来装卸刀具，，在进出站将将车上的托架架卸下，再装装上带有系统统所需刀具的的托架。送刀小车可以以装载一组刀刀具，进行成成批换刀，但但它向机床上上送刀时，刀刀具的交换需需要占用机床床的加工时间间，这种送刀刀方式适用于于加工准备时时机床停机状状态的成组换换刀。先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统②高架机械手机械手从刀具具进出站抓住住一把刀具，，在高架轨道道上行走，将将刀具送到指指定的机床刀刀库或中央刀刀库，并且自自动将刀具装装入刀库，然然后从刀库拿拿下一把需要要送出系统的的刀具，再送送到进出站。。这种方式每次次只能运送一一把刀具，但但它不仅有输输送功能，同同时有装卸功功能，可以自自动装卸刀具具，因此不占占用机床的运运行时间，中中央刀库也可可以不设换刀刀装置。③刀具搬运运机器人在刀具运输车车上安装机械械手，可将多多把刀具依次次装到车上的的刀具托架上上，送到刀库库后，再将刀刀具依次从车车上装到刀库库中。先进制造技术术四.刀具准备和储储运系统2.刀具流系统的的控制管理对刀具室的管管理由人来完成对对刀具编码并并将信息输入入计算机。刀具的分配：：根据系统的的生产计划和和工艺过程，，合理地对各各个加工设备备进行刀具分分配。刀具寿寿命管管理：：对刀刀具的的磨损损和破破损情情况进进行监监测，，及时时更换换刀具具，对对刀具具进行行重磨磨，或或换新新刀具具。刀具信信息处处理：：对刀刀具编编码、、刀具具补偿偿值、、刀具具位置置和状状态、、切削削参数数等信信息进进行处处理，，并及及时反反馈给给刀具具室和和机床床控制制系统统。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统五.质量控控制和和运行行监控控系统统1.质量控控制的的概念念质量控控制是是一个个管理理过程程，它它是对对产品品的质质量性性能进进行实实际测测试，，再与与标准准进行行比较较，以以此来来判断断其质质量是是否达达到要要求。。先进制制造技技术先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统(1)质量控控制系系统一个产产品的的质量量性能能包括括外观观、结结构、、功能能、寿寿命等等等。。质量控控制系系统采采集被被控制制变量量的实实际值值。系统将将被控控变量量的值值与预预定的的标准准值进进行比比较。。根据比比较结结果计计算新新的操操作变变量，，改变变制造造计划划和调调度，，来修修正加加工过过程，，使被被控变变量(产品)达到预预定的的标准准。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统(2)运行状状态检检测与与监控控自动化化制造造系统统中，，需要要检测测与监监控的的运行行状态态通常常包括括：刀具信信息机床状状态信信息系统运运行状状态信信息在线尺尺寸测测量信信息系统安安全情情况信信息仿真信信息包包括以以下内内容：：零件件的数数控程程序是是否准准确；；有无无碰撞撞干涉涉情况况；仿仿真综综合结结果情情况等等。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统2.质量控控制的的过程程和方方法(1)工件尺尺寸精精度检检测方方法直接测测量与与间接接测量量接触测测量和和非接接触测测量在线测测量和和离线线测量量先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统(2)刀具磨磨损和和破损损的检检测方方法电阻法法切削力力法切削温温度法法切削功功率法法振动法法噪声分分析法法先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统3.作业过过程的的协调调控制制(1)对工件件流的的控制制夹具的的零点点设定定工件装装卸控控制工件输输送控控制(2)对刀具具流的的控制制控制系系统控控制刀刀具，，在中中央刀刀库与与机床床刀库库之间间实现现有序序的刀刀具交交换。。交换换过程程由输输送设设备完完成。。(3)对机床床数控控程序序的管管理系统对对数据据程序序要进进行管管理，，即将将多个个数控控程序序存储储准备备待用用，需需要时时及时时传送送给所所需机机床。。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统4.检测与与监控控应用用举例例(1)切削力力法刀刀具磨磨损和和破损损的检检测与与监控控切削力力的变变化能能直接接反映映刀具具的磨磨损情情况。。图中中Ⅰ和Ⅱ所示是是切削削力的的变化化过程程，曲曲线Ⅰ表示的的是锋锋利的的刀具具，曲曲线Ⅱ表示的的是磨磨钝了了的刀刀具。。切削削力的的差异异ΔF是反映映刀具具实际际磨损损的标标志。。如果果Ⅰ切削力力突然然上升升或突突然下下降，，可能能预示示刀具具的折折断。。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统(2)声发射射法检检测刀刀具固体在在产生生变形形或断断裂时时，以以弹形形波形形释放放出变变形能能的现现象称称为声声放射射。在在金属属切削削过程程中产产生声声发射射信号号的来来源有有：工工件的的断裂裂，工工件与与刀具具的摩摩擦，，刀具具的破破损及及工件件的塑塑性变变形等等。声声放射射在切切削过过程中中产生生频率率范围围很宽宽的声声发射射信号号，从从几十十千赫赫兹至至几兆兆赫兹兹不等等。声声发射射信号号可分分为突突发型型和连连续型型两种种。突突发型型声发发射信信号在在表面面开裂裂时产产生，，其信信号幅幅度较较大，，各声声发射射事件件之间间间隔隔时间间较长长；连连续型型声发发射信信号幅幅值较较低，，事件件的频频率较较高，，以致致难以以分为为单独独事件件。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统正常切切削时时，声声发射射信号号是小小幅值值的连连续信信号。。刀具具破损损时，，声发发射信信号幅幅值远远大于于正常常切削削，它它与刀刀具破破损面面积有有关，，增长长幅度度为3～7倍。因因此，，声发发射信信号产产生阶阶跃突突变是是识别别刀具具破损损的重重要特特征。。图所所示为为声发发射钻钻头破破损检检测装装置系系统图图。先进制制造技技术五.质量控控制和和运行行监控控系统统六.辅助设设备六.辅助设设备在FMS的加工工系统统中，，不仅仅有加加工中中心、、车削削中心心等切切削加加工设设备，，还有有清洗洗设备备，光光整设设备、、排屑屑设备备和冷冷却液液处理理设备备等辅辅助设设备。。FMS系统中中如果果缺少少这些些辅助助设备备，这这此辅辅助工工作要要到系系统外外由人人工完完成，，这样样将使使整个个制造造系统统的自自动化化程度度降低低，生生产效效率无无法提提高，，而且且产品品的制制造质质量也也不容容易保保证。。先进制制造技技术1.清洗站站清洗机机有许许多种种类、、规格格和结结构，，一般般按其其工作作是否否连续续分为为间歇歇式（（批处处理式式）和和连续续通过过式（（流水水线式式）。。批处处理式式清洗洗站用用于清清洗质质量和和体积积较大大的零零件，，属中中、小小批量量清洗洗；流流水线线式清清洗机机用于于零件件通过过量大大的场场合。。批处处理理式式清清洗洗机机有有倾倾斜斜封封闭闭式式清清洗洗机机、、工工件件摇摇摆摆式式清清洗洗机机和和机机器器人人式式清清洗洗机机。。先进进制制造造技技术术六.辅助助设设备备机器器人人式式清清洗洗机机用用机机器器人人操操作作喷喷头头，，工工件件固固定定不不动动。。有有些些大大型型批批处处理理式式清清洗洗站站内内部部有有悬悬挂挂式式环环形形有有轨轨车车，，工工件件托托盘盘安安放放在在环环形形有有轨轨车车上上，，绕绕环环形形轨轨道道做做闭闭环环运运行行。。流流水水式式清清洗洗站站用用辊辊子子传传送送带带运运送送工工件件，，零零件件从从清清洗洗站站的的一一端端送送入入，，在在通通过过清清洗洗站站的的过过程程中中被被清清洗洗，，在在清清洗洗站站的的另另一一端端送送出出，，再再通通过过传传送送带带与与托托盘盘交交接接机机构构进进入入零零件件装装卸卸区区。。清洗洗机机有有高高压压喷喷嘴嘴，，喷喷嘴嘴的的大大小小、、安安装装位位置置和和方方向向应应考考虑虑到到零零件件的的清清洗洗部部位位，，保保证证零零件件的的内内部部和和