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第三章 自动化制造系统的组成 ;;1 概述 2 自动化加工设备 3 工件储运设备 4 刀具准备与储运系统 5工业机器人 6 质量控制和运行监控系统 7 辅助设备 8 控制系统 思考题 ;1 概述 ; 3.刚性自动化生产线 刚性自动化生产线是多工位生产过程，用工件输送系统将各种自动化加工设备和辅助设备按一定的顺序连接起来，在控制系统的作用下完成单个零件加工的复杂大系统。 图1-1所示为加工曲拐零件的刚性自动线总体布局图。该自动线年生产曲拐零件17000件，毛坯是球墨铸铁件。由于工件形状不规则，没有合适的输送基面，因而采用了随行夹具安装定位，便于工件的输送。 ; 1-1曲拐加工自动线 (a)正视图；(b)俯视图; 刚性自动线生产率高，但柔性较差，当加工件的变化时，需要停机、停线并对机床、夹具、刀具等工装设备进行调整或更换，如更换主铀箱，通常调整工作量大，停产时间较长。; 该曲拐加工自动线由七台组合机床和一个装卸工位组成。全线定位夹紧机构由一个泵站集中供油。工件的输送采用步伐式输送带，输送带用钢丝绳牵引式传动装置驱动。 1.2 柔性制造单元(FMC) 柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell）由单台数控机床、加工中心、工件自动输送及更换系统等组成。 ; 1. FMC控制系统 FMC控制系统一般分为两级，分别是单元控制级和设备控制级。 （1）设备控制级。 （2）单元控制级。 2. FMC的基本控制功能 FMC的基本控制功能包括： （1）单元中各加工设备的任务管理与调度。 （2）单元内物流设备的管理与调度。 （3）刀具系统的管理。图1-2所示为一以加工回转体零件为主的柔性制造单元。 ;图1-2 柔性制造单元; 图1-3所示是加工棱体零件的柔性制造单元。单元主机是一台卧式加工中心，刀库容量为70把，采用双机械手换刀，配有8工位自动交换托盘库。托盘库为环形转盘，托盘库台面支承在圆柱环形导轨上，由内侧的环链拖动而回转，链轮由电机驱动。 ;图1-3 带托盘库的柔性制造单元;预备知识 常用的机械加工方法和设备;;车削; 1.3柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统（Flexible Manufacturing System）由两台或两台以上加工中心或数控机床组成，并在加工自动化的基础上实现了物料流和信息流的自动化。其基本组成部分有： 自动化加工设备、工件储运系统、刀具储运系统和多层计算机控制系统等。 1. 自动化加工设备 组成FMS的自动化加工设备有数控机床、加工中心、车削中心等，也可能是柔性制造单元。 ?; 2. 工件储运系统  FMS工件储运系统由工件库、工件运输设备和更换装置等组成。工件库包括自动化立体仓库和托盘（工件）缓冲站。工件运输设备包括各种传送带、运输小车、机器人或机械手等;工件更换装置包括各种机器人或机械手、托盘交换装置等。 3. 刀具储运系统 FMS的刀具储运系统由刀具库、刀具输送装置和交换机构等组成。  ; 4. 辅助设备 FMS可以根据生产需要配置辅助设备。辅助设备一般包括自动清洗工作站,自动去毛刺设备,自动测量设备,集中切屑运输系统和集中冷却润滑系统等。 ; 5.多层计算机控制系统 FMS的控制系统采用三级控制，分别是单元控制级、工作站控制级、设备控制级。图1-4就是一个FMS控制系统实例，系统包括自动导向小车（AGV）、TH6350卧式加工中心、XH714A立式加工中心和仓储设备等。 （1）设备控制级。 （2）工作站控制级。 （3）单元控制级。 ;图1-4 FMS控制系统实例; 图1-5是一种较典型的FMS，四台加工中心直线布置，工件储运系统由托盘站2、托盘输送车4、工件装卸工位3和布置在加工中心前面的托盘交换装置12等组成。;图1-5 柔性制造系统的组成;; 图1-6所示是一个具有装配功能的柔性制造系统。柔性制造系统的主要特点有：柔性高，适应多品种中、小批量生产；系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；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；多层计算机控制，可以和上层计算机联网；可进行三班无人干预生产。 1.4柔性制造线(FML) 柔性制造线（Flexible Manufacturing Line）由自动化加工设备、工件输送系统和控制系统等组成。  ;图1-6 具有装配功能的柔性制造系统; 柔性制造线的主要优点是：具有刚性自动线的绝大部分优点；当批量不很大时，生产成本比刚性自动线低得多；当品种改变时，系统所需的调整时间又比刚性自动线少得多，但建立系统的总费