第五章 自動化制造系統各分系統的設計,本章主要內容： 加工設備的選擇 工件儲運及管理系統的方案設計 刀具儲運與管理系統方案設計 作業計劃與調度系統設計 檢測與監控系統設計,第1節 加工設備選擇,1. AMS對加工設備的要求 1) 工序集中 2) 質量可靠，能滿足加工精度要求 3) 生產率 4) 柔性 5) 成本 6) 易控制性,2. 加工設備選擇的內容和原則 1) 選擇設備的類型 2) 選擇設備的規格 3) 選擇設備的精度 4) 選擇設備的數控系統 5) 選擇刀具型式、自動換刀裝置及機床刀庫 6) 選擇其它特殊訂貨事項 7) 技術服務,第2節 工件儲運及管理系統方案設計,1. 工件輸送系統 1) 輸送系統型式選擇 直線型、環型、網絡型、樹型 2) 輸送設備的選擇 搬運機器人，AGV，RGV或者普通輸送機、輸送帶、輥道、懸掛輸送設備,2. 自動化倉庫 1) 倉庫形式的選擇 平面庫、立體庫 2) 立體倉布局拘形式的選擇,3. 工件儲運管理系統功能 1) 物流系統的控制,插入圖5-3,2) AGV的管理 (1) 交通管制 (2) 車輛調度 (3) 系統監控,3) 自動化倉庫的管理 (1) 臺帳管理 (2) 庫存管理 (3) 貨位管理 A. 定貨位存放 B. 自由貨位存放 C. 劃分區域隨機存放 (4) 信息跟蹤的數據管理,第3節 刀具儲運及管理系統方案設計,1. 刀具存儲策略 2. 刀具管理系統構成 1) 設備構成：刀具準備車間、刀具供給系統和刀具輸送系統,圖5-8 刀具管理系統設備構成,2) 功能構成：圖5-9,3) 軟件構成：圖5-10,3. 刀具管理系統功能設計 1) 刀具信息管理 (1) 刀具信息 A. 刀具編碼信息 B. 刀具基本屬性 C. 刀具組件結構參數 D. 刀具切削參數 E. 刀具補償信息 F. 刀具實時位置信息 G. 刀具實時狀態信息,(2) 刀具信息管理 A. 刀具數據庫維護 B. 刀具初始化 C. 刀具預調數據采集與處理 D. 統計、查詢、報表生成,2) 刀具計劃管理 (1) 刀具需求計劃 (2) 刀具采購計劃 (3) 刀具準備計劃 (4) 刀具下線計劃 3) 在線刀具靜態管理 (1) 刀具進出線管理 (2) 機床刀庫配置 (3) 刀具狀態管理 (4) 刀具壽命管理,4) 在線刀具動態管理 (1) 刀具實時調度 (2) 刀具實時監控 (3) 緊急情況處理,第4節 作業計劃與調度系統設計,生產作業計劃與調度技術的目的在于通過對制造過程中物流的合理規劃、調度與控制，達到提高生產效率、縮短制造周期、減少在制品、降低庫存，提高生產資源利用率，保證生產任務的完成。,1. 上層的生產作業計劃 1) 工廠層生產計劃，用ERP編制 (1) 零件級的生產計劃 (2) 按時段編制 (3) 在需要的時間加工所需數量零件 (4) 以工作中心為單位 2) 車間生產作業計劃,2. AMS的生產作業計劃 單元層的生產作業計劃主要是接受車間訂單(周計劃)，制定系統每日(或每班次)的作業計劃，并將每日或班次作業計劃細化，完成工件分組、工件組組間排序、加工設備負荷分配、工件靜態排序及生成資源需求計劃等。 不同的生產要求，帶來不同的優化目標，據此生成的AMS作業計劃必然各有不同。,以關鍵設備的利用率最高為優化目標的生產作業計劃制定過程： (1) 訂單確認與零件分批 (2) 計算零件的工序交貨期及提前期 (3) 核算各類加工設備的負荷，確定關鍵設備 (4) 落實拖期訂單 (5) 安排關鍵工序的作業計劃,(6) 安排關鍵零件非關鍵工序的作業計劃 (7) 非關鍵零件的作業計劃 (8) 非關鍵設備任務調整 (9) 零件排序 (10) 生產日作業計劃,3. AMS的調度 AMS的調度是一種實時的動態調度，在系統加工過程中根據系統當前的實時狀態，對生產活動進行動態優化控制。 1) 調度決策，AMS有不同的決策點，不同的決策點導致收集的系統實時狀態數據不同，必然導致最終的優化方案有所不一致 2) 調度規則，在前述調度決策搜集數據的基礎上，按照某一規則對調度計劃做最后的優化決策。,4. 自動化單機的生產計劃和調度 自動化單機與AMS的最大區別是沒有自動物料儲運系統及其控制系統。 故前述AMS生產作業計劃的內容與方法同樣適用于自動化單機，但某些優化目標與方法不適用于自動化單機，也不需要考慮與物料儲運系統有關的作業安排。 自動化單機的調度一般無動態調度問題，與傳統制造環境下的車間作業管理類似。,第5節 檢測與監控系統設計,1. 檢測與監控系統組成,檢測與監控系統的組成,對檢測與監控系統的要求： 1) 對不同的檢測對象具有不同的檢測手段 2) 能繼承各種檢測信息，隨時得到系統實際狀況數據，實時處理、實時分析、推理預測和預報 3) 能與系統各部分的控制器有機集成，充分利用它們自身的自診斷功能 4) 能與AMS的控制程序一起協調系統運行,2. 運行狀態檢測與監控 1) 刀具信息 2) 機床信息 3) 系統運行狀態信息 4) 在線尺寸測量信息 5) 系統安全信息 6) 仿真信息 監控操作包括四個部分：加工設備監控、系統安全監控、控制過程監控、物流監控,3. 工件尺寸精度檢測 1) 直接測量和間接測量 2) 接觸測量和非接觸測量 3) 在線測量和離線測量,4. 刀具