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JIT生产方式---柔性制造系统
一、柔性制造系统的概念
柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成,能适应加工对象变换的自动化机械制造系统,即Flexible Manufacturing System,英文缩写为FMS。
它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段,克服了原来机械生产线只适合于大批量生产的刚性特征,能够适应中小批量、多品种的柔性生产方式,而且将手工操作减少到最低,具有很高的自动化特征。随着社会对多品种、中小批量产品的认同,对短生产周期、低制造成本的需求增加,加上微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备技术的日益成熟,柔性制造技术得到了广泛的应用。
二、柔性制造系统的发展历程
1967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”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,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,美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统,它由八台加工中心和两台多轴钻床组成,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。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初,先后开展了FMS的研制工作。
1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC),为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1~2台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。
70年代末期,柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3~5台设备组成的柔性制造系统为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。
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)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,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。
这种自动化和无人化车间,是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时,还出现了若干仅具有柔性制造系统的基本特征,但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS,使柔性制造系统FMS的设计思想和技术成果得到普及应用。
迄今为止,全世界有大量的柔性制造系统投入了应用,仅在日本就有175套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比率还在增加
三、柔性制造系统的组成
典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。加工设备主要采用加工中心和数控车床,前者用于加工箱体类和板类零件,后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的柔性制造系统,常采用可更换主轴箱的加工中心,以获得更高的生产效率。
为了实现制造系统的柔性, FMS必须包括下列组成部分。
加工系统
柔性制造系统采用的设备由待加工工件的类别决定,主要有加工中心、C)车、铣、磨及齿轮加工机床等,用以自动地完成