柔性制造系統(tǒng)FMS的發(fā)展
FMS的工藝基礎(chǔ)是成組技術(shù),它按照成組的加工對象確定工藝過程,選擇相適應(yīng)的數(shù)控加工設(shè)備和工件、工具等物料的儲運系統(tǒng),并由計算機進行控制,故能自動調(diào)整并實現(xiàn)一定范圍內(nèi)多種工件的成批高效生產(chǎn)(即具有“柔性”),并能及時地改變產(chǎn)品以滿足市場需求。
FMS兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能,因此能綜合地提高生產(chǎn)效益。FMS的工藝范圍正在不斷擴大,可以包括毛坯制造、機械加工、裝配和質(zhì)量檢驗等。80年代中期投入使用的FMS,大都用于切削加工,也有用于沖壓和焊接的。
采用FMS的主要技術(shù)經(jīng)濟效果是:能按裝配作業(yè)配套需要,及時安排所需零件的加工,實現(xiàn)及時生產(chǎn),從而減少毛坯和在制品的庫存量,及相應(yīng)的流動資金占用量,縮短生產(chǎn)周期;提高設(shè)備的利用率,減少設(shè)備數(shù)量和廠房面積;減少直接勞動力,在少人看管條件下可實現(xiàn)晝夜24小時的連續(xù)“無人化生產(chǎn)”;提高產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
1967年,英國莫林斯公司首次根據(jù)威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系統(tǒng)24”。其主要設(shè)備是六臺模塊化結(jié)構(gòu)的多工序數(shù)控機床,目標是在無人看管條件下,實現(xiàn)晝夜24小時連續(xù)加工,但最終由于經(jīng)濟和技術(shù)上的困難而未全部建成。
同年,美國的懷特·森斯特蘭公司建成 Omniline I系統(tǒng),它由八臺加工中心和兩臺多軸鉆床組成,工件被裝在托盤上的夾具中,按固定順序以一定節(jié)拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設(shè)備適于少品種、大批量生產(chǎn)中使用,在形式上與傳統(tǒng)的自動生產(chǎn)線相似,所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯(lián)、德國等也都在60年代末至70年代初,先后開展了FMS的研制工作。
1976年,日本發(fā)那科公司展出了由加工中心和工業(yè)機器人組成的柔性制造單元(簡稱FMC),為發(fā)展FMS提供了重要的設(shè)備形式。柔性制造單元(FMC)一般由1~2臺數(shù)控機床與物料傳送裝置組成,有獨立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng),能在機床上自動裝卸工件,甚至自動檢測工件,可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn),適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。
70年代末期,F(xiàn)MS在技術(shù)上和數(shù)量上都有較大發(fā)展,80年代初期已進入實用階段,其中以由3~5臺設(shè)備組成的FMS為最多,但也有規(guī)模更龐大的系統(tǒng)投入使用。