柔性自动化系统打造数字化智能工厂

随着工厂企业进行智能制造的升级,柔性自动化生产线正是应对小批量、多品种趋势并实现高效、灵活生产的关键路径之一。柔性制造系统(FMS)能够将多台加工中心实现集成应用,适合单件小批产品的生产,打造为数字化智能工厂,能够实现无人值守地完成多个产品的加工。

当设备突然出现故障后,可以将零件转移到另一台设备上继续加工。同时,系统不但可以在短期(间隔几小时或几天)内适应加工对象的变化,在任意时刻混合加工两种以上零件;而且在长期使用中也能够加工各种不同零件。

具有物料流或信息流自动化的制造系统都可以称为柔性自动化系统,与刚性自动化的工序分散、固定节拍和流水生产的特征相反,柔性自动化的主要特征是:工序集中,没有固定的生产节拍,以及物料的非顺序输送。

按照制造系统的规模、柔性和其它特征,柔性自动化具有多种形式,FMS柔性制造系统(以下简称:FMS)就是属于其中之一;除此之外,它还包含独立制造岛(AMI),柔性制造单元(FMC)、柔性制造车间和自动化工厂等。

FMS系统是一种具有很高柔性的自动化制造系统,它有如下主要优势:

1、对加工对象具有快速应变能力。FMS有其内在的灵活性,能适应由于市场需求变化和工程设计变更所出现的变动,进行多品种生产。而且还能在不明显打乱正常生产计划的情况下,插入备件和急件制造任务。

2、保证系统具有一定柔性的同时,还具有较高的设备利用率。FMS能获得高效率的原因,一是控制系统给每个加工对象都安排了加工机床,一旦机床空闲,即刻将零件送上加工,同时将相应的数控加工程序输入这台机床。二是由于送入机床的零件早已在装卸站上装夹在托盘上,因而机床无需等待零件的装夹。

3、减少了工序中在制品量,缩短了生产准备时间。和一般加工相比,FMS由于缩短了等待加工时间,因而在减少工序中零件的积存数量上有惊人的效果。促成等待加工时间缩短的因素主要有:系统占用的场地小;在制品流动路线缩短;加工工序集中,零件装夹次数减少;计算机按制定的进度计划高效地把零件分批送入FMS加工。

4、产品质量高、稳定性好。FMS与联成系统的数控机床相比,产品质量高,并具有良好的质量稳定性。高度的自动化,零件装卡次数的减少,工装的精心准备等都有利于提高单个零件的质量。

5、维持生产能力强。许多FMS系统设计成具有当一台或几台机床发生故障时仍能降级运转的能力。即采用了加工能力有冗余度的设计,并使物料传送系统有自行绕过故障机床的能力。此时,虽然生产率要降低些,但系统仍能维持生产。

6、减少设备投资。由于设备利用率高,FMS就能以较少的设备来完成同样的工作量。把车间采用的多台加工中心换成柔性制造系统,其投资一般可减少三分之二。

7、减少直接工时费用。数控机床是在计算机控制下进行工作的,整个系统除工件装卸外,不需工人去操纵。

根据工业发展形势,未来市场对产品的需求将是个性化的,无论是在生产实施还是制造需求方面,推动FMS的实施都符合个性化需求发展的大趋势。FMS系统在加工柔性上有明显的提高,它具有多种加工方法,特别适应多品种小批量的生产类型。机械加工企业的生产是非常合适FMS的,它实现了机械加工过程和物料运输的高度自动化。