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.自动化制制造系统统的常见见类型2.柔性自动动化设备备及系统统(1)分布式数数控系统统(DNC)DNC是用一台台或多台台计算机机，对多多台数控控设备实实施综合合控制的的一种方方法，是是机械制制造系统统的一个个重要发发展。DNC系统属于于自动化化制造系系统的一一种模式式。①DNC发展过程程：群控（DirectNumericalControl）分布式数数控（DistributedNumericalControl）：DNC系统实施施分级控控制，CNC计算机直直接控制制生产机机床并与与DNC系统主机机进行信信息交互互，DNC主机也可可与其它它计算机机进行信信息的交交互。先进制造造技术一.自动化制制造系统统的常见见类型②DNC系统的组组成DNC控制计算算机数据通讯讯系统DNC接口NC或CNC装置软件系统统：软件件系统包包括实时时多任务务操作系系统、DNC通信软件件、DNC管理和监监控软件件、NC程序编辑辑软件等等。有时时需要数数据库管管理系统统、图形形输入与与编辑软软件、刀刀具轨迹迹模拟和和DNC接口管理理软件等等。先进制造造技术一.自动化制制造系统统的常见见类型③DNC系统的主主要功能能NC程序的上上载与下下载；NC程序存储储与管理理；系统的简简单控制制与调度度；系统状态态信息的的采集、、处理和和报告；；根据生产产作业计计划进行行生产调调度与控控制；计划、工工装（刀刀具、量量具、夹夹具）信信息、物物料数据据的集成成生产管管理。目前多数数DNC系统仅包包括前三三项功能能，同时时包括第第四项功功能的DNC还不多见见。由于于DNC系统的上上述功能能都是在在DNC管理与控控制软件件（包括括DNC接口软件件）支持持下完成成的，因因此DNC系统的功功能实际际上也是是DNC管理与控控制软件件应具有有的功能能。先进制造造技术一.自动化制制造系统统的常见见类型④DNC系统的控控制结构构DNC系统的一一般结构构先进制造造技术NC/CNC机床NC/CNC机床数据通通信信系统统DNC控制计算算机一.自动化制制造系统统的常见见类型多级DNC结构，通通常为树树型结构构。一般般来说，，底部的的能力主主要面向向应用，，具有专专用的能能力，用用于完成成规定的的特殊任任务。而而顶部则则具有通通用的能能力，控控制与协协调整个个系统。。最高级：：自动编编程、系系统管理理、生产产计划和和物料需需求计划划等项功功能。中间级：：接收来来自上一一级系统统的指令令信息，，也可根根据下一一级的设设备状态态，进行行任务分分解和调调度，实实时地向向各个设设备分配配加工任任务及一一些统计计信息和和系统状状态信息息的反馈馈。设备级：：一般都都是机床床控制单单元，它它接受来来自上一一级的加加工指令令和控制制信息，，实现机机床各坐坐标轴的的运动及及有关辅辅助功能能的协调调工作。。也可向向上一级级反馈工工况信息息。先进制造造技术一.自动化制制造系统统的常见见类型先进制造造技术CAD/CAPP工艺路线线车间控制制器单元控制制器DNC控制器计划需求求管理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.自动动化化加加工工设设备备二.自动动化化加加工工设设备备1.AMS对加加工工设设备备的的要要求求加工工工工序序集集中中高柔柔性性和和高高生生产产率率对机机床床控控制制系系统统的的要要求求有自自保保护护装装置置和和能能力力先进进制制造造技技术术二.自动动化化加加工工设设备备2.组组合合机机床床以通通用用机机床床部部件件为为基基础础，，针针对对某某一一类类零零件件而而设设计计制制造造的的专专用用机机床床。。工工序序集集中中、、采采用用专专用用刀刀具具和和夹夹具具、、液液压压气气动动装装置置进进行行工工件件装装夹夹、、使使用用随随行行夹夹具具、、具具有有一一定定柔柔性性、、采采用用PLC控控制制。。3.一一般般数数控控机机床床一般般数数控控机机床床通通常常是是指指数数控控车车床床、、数数控控铣铣床床、、数数控控镗镗铣铣床床等等，，具具有有以以下下特特点点：：柔性性高高自动动化化程程度度高高加工工精精度度高高且且质质量量稳稳定定先进进制制造造技技术术二.自动动化化加加工工设设备备生产产效效率率较较高高具有有刀刀具具寿寿命命管管理理功功能能具有有通通信信功功能能现代代数数控控机机床床一一般般都都具具有有通通信信接接口口，，可可以以实实现现上上层层计计算算机机与与数数控控机机床床之之间间的的通通信信，，也也可可以以实实现现几几台台数数控控机机床床之之间间的的数数据据通通信信，，同同时时还还可可以以直直接接对对几几台台数数控控机机床床进进行行控控制制。。通通信信功功能能是是实实现现DNC、FMC、FMS的必必备备条条件件。。先进进制制造造技技术术二.自动动化化加加工工设设备备加工工中中心心是是一一种种备备有有刀刀库库并并能能按按预预定定程程序序自自动动更更换换刀刀具具，，对对工工件件进进行行多多工工序序加加工工的的高高效效数数控控机机床床。。它它的的最最大大特特点点是是工工序序集集中中，，自自动动化化程程度度高高，，可可减减少少工工件件装装夹夹次次数数，，避避免免工工件件多多次次定定位位所所产产生生的的累累积积误误差差，，节节省省辅辅助助时时间间，，实实现现高高质质、、高高效效加加工工。。常见见加加工工中中心心按按工工艺艺用用途途可可分分为为镗镗铣铣加加工工中中心心、、车车削削加加工工中中心心、、钻钻削削加加工工中中心心、、攻攻螺螺纹纹加加工工中中心心及及磨磨削削加加工工中中心心等等。。加加工工中中心心按按主主轴轴在在加加工工时时的的空空间间位位置置可可分分为为立立式式加加工工中中心心、、卧卧式式加加工工中中心心、、立立卧卧两两用用(也也称称万万能能、、五五面面体体、、复复合合)加加工工中中心心。。先进进制制造造技技术术三.工件件储储运运系系统统三.工件储储运系系统1.工件储储运系系统的的构成成及控控制工件储储运系系统在在AMS中的作作用是是——将被加加工零零件按按系统统的要要求输输送到到所需需要的的设备备进行行加工工或处处理，，对暂暂时不不需要要加工工的工工件进进行有有效的的存储储和管管理，，使其其不仿仿碍其其它工工件的的流动动，对对已加加工完完成的的件要要送出出系统统或送送入仓仓库等等。工件储储运系系统对对加工工零件件、夹夹具以以及托托盘的的运送送和存存储工工作，，必须须相互互合理理协调调地进进行，，使系系统中中加工工设备备能充充分利利用，，满负负荷工工作，，使整整个系系统的的运行行效率率最高高。先进制制造技技术三.工件储储运系系统先进制制造技技术三.工件储储运系系统2.工工件件储运运系统统的控控制(1)自自动化化仓库库控制制装置置控制工工件及及夹具具的入入库出出库，，库存存的管管理，，仓库库装卸卸用堆堆垛机机的控控制等等。(2)随随行托托盘控控制装装置控制随随行托托盘从从装卸卸站接接受工工件，，让工工件进进出缓缓冲站站，在在输送送装置置和设设备之之间传传递工工件。。(3)输输送设设备控控制装装置控制输输送设设备的的输送送的方方向和和输送送速度度，并并且能能够识识别工工件和和装卸卸工件件。先进制制造技技术三.工件储储运系系统3.工工件件储运运系统统运行行的基基本内内容(1)工工件装装卸工工作站站在工件件装卸卸工作作站装装入毛毛坯、、或卸卸下成成品，，完成成工件件储运运系统统的外外部装装卸任任务。。(2)随随行托托盘及及其缓缓冲站站工件连连同夹夹具进进入系系统后后，先先要装装在随随行托托盘上上，通通过托托盘交交换器器可实实现输输送装装置与与设备备之间间的工工件交交换，，实现现工件件储运运系统统的内内部装装卸功功能。。先进制制造技技术三.工件储储运系系统(3)输输送装装置工件及及夹具具在托托盘上上是靠靠输送送装置置或输输送设设备完完成工工件的的运送送工作作，输输送的的路线线有各各种不不同的的形式式。(4)自自动化化仓库库采用自自动化化仓库库可实实现工工件及及夹具具的多多品种种、大大数量量存储储。先进制制造技技术三.工件储储运系系统4.工工件件输送送设备备(1)输输送机机(2)运运输小小车柔性较较大的的AMS系系统，，机床床工序序集中中，加加工时时间较较长，，输送送频率率不是是很高高，并并且一一般不不是顺顺序输输送，，这种种情况况下用用的最最多的的是输输送小小车。。先进制制造技技术三.工件储储运系系统5.自自动动化仓仓库自动化化立体体仓库库的主主要特特点有有：利利用计计算机机管理理，物物资库库存账账目清清楚，，物料料存放放位置置准确确，对对自动动化制制造系系统物物料需需求响响应速速度快快；与与搬运运设备备（如如AGV、、有轨轨小车车、传传送带带）衔衔接,能可可靠、、及时时地供供给物物料；；减少少库存存量，，加速速资金金周转转；充充分利利用空空间，，减少少厂房房面积积；减减少工工件损损伤和和物料料丢失失；可可存放放的物物料范范围宽宽；减减少管管理人人员，，降低低管理理费用用；耗耗资较较大，，适用用于一一定规规模的的生产产。先进制制造技技术三.工件储储运系系统(1)自自动化化立体体仓库库的组组成自动化化立体体仓库库主要要由库库房、、货架架、堆堆垛起起重机机、外外围输输送设设备、、自动动控制制装置置等组组成。。图示为为自动动化立立体仓仓库，，高层层货架架成对对布置置，货货架之之间有有巷道道，随随仓库库规模模大小小可以以有一一到若若干条条巷道道。先进制制造技技术三.工件储储运系系统先进制制造技技术三.工件储储运系系统(2)多多层货货架自动化化立体体仓库库中放放置多多个高高层货货架，，每个个货架架之间间留有有巷道道，供供堆垛垛机行行走。。货架按按照列列和层层划分分为多多个仓仓位，，每个个仓位位有自自己的的仓位位号，，在计计算机机控制制系统统中对对应一一个““地址址”，，在这这个地地址中中可存存入该该仓位位的状状态数数据。。先进制制造技技术三.工件储储运系系统(3)堆堆垛起起重机机堆垛起重重机是立立体仓库库内部的的搬运设设备。堆堆垛起重重机可采采用有轨轨或无轨轨方式，，其控制制原理与与运输小小车相似似。仓库库高度很很高的立立体仓库库常采用用有轨堆堆垛起重重机。为为增加稳稳定性，，采用两两条平行行导轨，，即天轨轨和地轨轨。先进制造造技术三.工件储运运系统(4)进进出库库装卸站站在立体仓仓库的巷巷道端口口处有进进出库装装卸站，，负责处处理进出出仓库的的物料。。迸出库装装卸站的的数量与与布局有有多种形形式，主主要根据据仓库的的存储数数量、进进出库频频率、系系统的总总体布局局等因素素选择。。(5)自动化立立体仓库库的管理理与控制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。刀具寿命管理理：对刀具的的磨损和破损损情况进行监监测，及时更更换刀具，对对刀具进行重重磨，或换新新刀具。刀具信息处理理：对刀具编编码、刀具补补偿值、刀具具位置和状态态、切削参数数等信息进行行处理，并及及时反馈给刀刀具室和机床床控制系统。。先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统五.质量控制和运运行监控系统统1.质量控制的概概念质量控制是一一个管理过程程，它是对产产品的质量性性能进行实际际测试，再与与标准进行比比较，以此来来判断其质量量是否达到要要求。先进制造技术术先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统(1)质量控制系统统一个产品的质质量性能包括括外观、结构构、功能、寿寿命等等。质量控制系统统采集被控制制变量的实际际值。系统将被控变变量的值与预预定的标准值值进行比较。。根据比较结果果计算新的操操作变量，改改变制造计划划和调度，来来修正加工过过程，使被控控变量(产品)达到预定的标标准。先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统(2)运行状态检测测与监控自动化制造系系统中，需要要检测与监控控的运行状态态通常包括：：刀具信息机床状态信息息系统运行状态态信息在线尺寸测量量信息系统安全情况况信息仿真信息包括括以下内容：：零件的数控控程序是否准准确；有无碰碰撞干涉情况况；仿真综合合结果情况等等。先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统2.质量控制的过过程和方法(1)工件尺寸精度度检测方法直接测量与间间接测量接触测量和非非接触测量在线测量和离离线测量先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统(2)刀具磨损和破破损的检测方方法电阻法切削力法切削温度法切削功率法振动法噪声分析法先进制造技术术五.质量控制和运运行监控系统统3.作业过程的协协调控制(1)对工件流的控控制夹具的零点设设定工件装卸控制制工件输送控制制(2)对刀具流的控控制控制系统控制制刀具，在中中央刀库与机机床刀库之间间实现有序的的刀具交换。。交换过程由由输送设备完完成。(3)对机床数控程程序的管理系统对数据程程序要进行管管理，即将多多个数控程序序存储准备待待用，需要时时及时传送给给所需机床。。先进制造技术术五.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)切削削力力法法刀刀具具磨磨损损和和破破损损的的检检测测与与监监控控切削削力力的的变变化化能能直直接接反反映映刀刀具具的的磨磨损损情情况况。。图图中中Ⅰ和Ⅱ所示示是是切切削削力力的的变变化化过过程程，，曲曲线线Ⅰ表示示的的是是锋锋利利的的刀刀具具，，曲曲线线Ⅱ表示示的的是是磨磨钝钝了了的的刀刀具具。。切切削削力力的的差差异异ΔF是反反映映刀刀具具实实际际磨磨损损的的标标志志。。如如果果Ⅰ切削削力力突突然然上上升升或或突突然然下下降降，，可可能能预预示示刀刀具具的的折折断断。。先进进制制造造技技术术五.质量量控控制制和和运运行行监监控控系系统统先进进制制造造技技术术五.质量量控控制制和和运运行行监监控控系系统统(2)声发发射射法法检检测测刀刀具具固体体在在产产生生变变形形或或断断裂裂时时，，以以弹弹形形波波形形释释放放出出变变形形能能的的现现象象称称为为声声放放射射。。在在金金属属切切削削过过程程中中产产生生声声发发射射信信号号的的来来源源有有：：工工件件的的断断裂裂，，工工件件与与刀刀具具的的摩摩擦擦，，刀刀具具的的破破损损及及工工件件的的塑塑性性变变形形等等。。声声放放射射在在切切削削过过程程中中产产生生频频率率范范围围很很宽宽的的声声发发射射信信号号，，从从几几十十千千赫赫兹兹至至几几兆兆赫赫兹兹不不等等。。声声发发射射信信号号可可分分为为突突发发型型和和连连续续型型两两种种。。突突发发型型声声发发射射信信号号在在表表面面开开裂裂时时产产生生，，其其信信号号幅幅度度较较大大，，各各声声发发射射事事件件之之间间间间隔隔时时间间较较长长；；连连续续型型声声发发射射信信号号幅幅值值较较低低，，事事件件的的频频率率较较高高，，以以致致难难以以分分为为单单独独事事件件。。先进进制制造造技技术术五.质量量控控制制和和运运行行监监控控系系统统正常常切切削削时时，，声声发发射射信信号号是是小小幅幅值值的的连连续续信信号号。。刀刀具具破破损损时时，，声声发发射射信信号号幅幅值值远远大大于于正正常常切切削削，，它它与与刀刀具具破破损损面面积积有有关关，，增增长长幅幅度度为为3～7倍。。因因此此，，声声发发射射信信号号产产生生阶阶跃跃突突变变是是识识别别刀刀具具破破损损的的重重要要特特征征。。图图所所示示为为声声发发射射钻钻头头破破损损检检测测装装置置系系统统图图。。先进制造造技术五.质量控制制和运行行监控系系统六.辅助设备备六.辅助设备备在FMS的加工系系统中，，不仅有有加工中中心、车车削中心心等切削削加工设设备，还还有清洗洗设备，，光整设设备、排排屑设备备和冷却却液处理理设备等等辅助设设备。FMS系统中如如果缺少少这些辅辅助设备备，这此此辅助工工作要到到系统外外由人工工完成，，这样将将使整个个制造系系统的自自动化程程度降低低，生产产效率无无法提高高，而且且产品的的制造质质量也不不容易保保证。先进制造造技术1.清洗站清洗机有有许多种种类、规规格和结结构，一一般按其其工作是是否连续续分为间间歇式（（批处理理式）和和连续通通过式（（流水线线式）。。批处理理式清洗洗站用于于清洗质质量和体体积较大大的零件件，属中中、小批批量清洗洗；流水水线式清清洗机用用于零件件通过量量大的场场合。