1、精選優質文檔-傾情為你奉上柔性制造技術的應用及發展摘要: 柔性制造技術是管理技術和制造技術的有機集合，它是以數控技術為核心，以計算機技術、信息技術、檢測技術、質量控制技術與生產管理技術相結合的先進制造技術，被世界各國所重視，既解決了近百年來中小批量和中大批量多品種加工自動化的問題，亦很好地適應了產品不斷迅速更新的需求。關鍵詞: 柔性 制造技術 機械制造 自動化1基本概念（1） 柔性柔性可以表述為兩個方面。第一方面是系統適應外部環境變化的能力，可用系統滿足新產品要求的程度來衡量；第二方面是系統適應內部變化的能力，可用在有干擾(如機器出現故障)情況下，系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來

2、衡量。 “柔性”是相對于“剛性”而言的，傳統的“剛性” 自動化生產線主要實現單一品種的大批量生產。隨著批量生產時代正逐漸被適應市場動態變化的生產所替換，一個制造自動化系統的生存能力和競爭能力在很大程度上取決于它是否能在很短的開發周期內，生產出較低成本、較高質量的不同品種產品的能力。柔性主要包括：機器柔性。當要求生產一系列不同類型的產品時，機器隨產品變化而加工不同零件的難易程度。工藝柔性。一是工藝流程不變時自身適應產品或原材料變化的能力；二是制造系統內為適應產品或原材料變化而改變相應工藝的難易程度。產品柔性，一是產品更新或完全轉向后，系統能夠非常經濟和迅速地生產出新產品的能力；二是產品更新后，對

3、老產品有用特性的繼承能力和兼容能力。 維護柔性。采用多種方式查詢、處理故障，保障生產正常進行的能力。生產能力柔性。當生產量改變、系統也能經濟地運行的能力。對于根據訂貨而組織生產的制造系統，這一點尤為重要。擴展柔性。當生產需要的時候，可以很容易地擴展系統結構，增加模塊，構成一個更大系統的能力。運行柔性。利用不同的機器、材料、工藝流程來生產一系列產品的能力和同樣的產品，換用不同工序加工的能力。（2） 柔性制造技術柔性制造技術柔性制造技術是對各種不同形狀加工對象實現程序化柔性制造加工的各種技術的總和。柔性制造技術是技術密集型的技術群，我們認為凡是側重于柔性，適應于多品種、中小批量(包括單件產品)的加

4、工技術都屬于柔性制造技術。目前按規模大小劃分為：柔性制造系統(FMS)關于柔性制造系統的定義很多，權威性的定義有：美國制造工程師協會將FMS定義為：柔性制造系統是使用計算機、柔性加工單元和集成物料儲運裝置完成零件族某一工序或一系列工序的一種集成制造系統。FMS主要由下列三部分組成：數控機床加工系統、自動化的物流系統、計算機控制系統。如下圖所示。柔性制造系統柔性制造系統柔性制造系統柔性制造系統柔性制造單元(FMC)柔性制造單元(FMC)是在加工中心的基礎上，增加了存儲工件的自動料庫、輸送系統所構成的自動加工系統。迄今已進入普及應用階段。柔性制造線(FML)它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與

5、中小批量多品種FMS之間的生產線。其加工設備可以是通用的加工中心、CNC機床；亦可采用專用機床或NC專用機床，對物料搬運系統柔性的要求低于FMS，但生產率更高。它是以離散型生產中的柔性制造系統和連續生過程中的分散型控制系統(DCS)為代表，其特點是實現生產線柔性化及自動化，其技術已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。柔性制造工廠(FMF)FM F是將多條FMS連接起來，配以自動化立體倉庫，用計算機系統進行聯系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發貨的完整F M S。它包括了C A DCAM ，并使計算機集成制造系統(C I M S)投入實際，實現生產系統柔性化及自動化，進而實現全廠范圍的生

6、產管理、產品加工及物料貯運進程的全盤化。FM F是自動化生產的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術。它是將制造、產品開發及經營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質流的智能制造系統(I M S)為代表，其特點是實現工廠柔性化及自動化。2 柔性制造所采用的關鍵技術(1) 計算機輔助設計未來C A D技術發展將會引入專家系統，使之具有智能化，可處理各種復雜的問題。當前設計技術最新的一個突破是光敏立體成形技術，該項新技術是直接利用C A D數據，通過計算機控制的激光掃描系統，將三維數字模型分成若干層二維片狀圖形，并按二維片狀圖形對池內的光敏樹脂液面進行光學掃描，被掃描到的液面則變成固化塑

7、料，如此循環操作，逐層掃描成形，并自動地將分層成形的各片狀固化塑料粘合在一起，僅需確定數據，數小時內便可制出精確的原型。它有助于加快開發新產品和研制新結構的速度。(2) 模糊控制技術模糊數學的實際應用是模糊控制器。最近開發出的高性能模糊控制器具有自學習功能，可在控制過程中不斷獲取新的信息并自動地對控制量作調整，使系統性能大為改善，其中尤其以基于人工神經網絡的自學方法更引起人們極大的關注。(3) 人工智能、專家系統及智能傳感器技術迄今，柔性制造技術中所采用的人工智能大多指基于規則的專家系統。專家系統利用專家知識和推理規則進行推理，求解各類問題(如解釋、預測、診斷、查找故障、設計、計劃、監視、修復

8、、命令及控制等)。由于專家系統能簡便地將各種事實及經驗證過的理論與通過經驗獲得的知識相結合，因而專家系統為柔性制造的諸方面工作增強了柔性。展望未來，以知識密集為特征，以知識處理為手段的人工智能(包括專家系統)技術必將在柔性制造業(尤其智能型)中起著日趨重要的關鍵性的作用。目前對未來智能化柔性制造技術具有重要意義的一個正在急速發展的領域是智能傳感器技術。該項技術是伴隨計算機應用技術和人工智能而產生的，它使傳感器具有內在的“決策” 功能。(4) 人工神經網絡技術人工神經網絡(A N N)是模擬智能生物的神經網絡對信息進行并處理的一種方法。故人工神經網絡也就是一種人工智能工具。在自動控制領域，神經網

9、絡不久將并列于專家系統和模糊控制系統，成為現代自動化系統中的一個組成部分。雖然傳統的非數控機床也具有一定的柔性，但它不能獲得高的效能和穩定的精度，更不適應復雜型面的加工。因此，基于數控技術的高效柔性化的制造裝備及其制造系統需兼具下列特性：(1)高度的靈活性和多品種生產的快速適應性；(2)高效的生產能力，它有包括如下兩個方面：高生產率、高穩定性。(5) 與柔性制造相關配套技術的發展高效的數控機床僅是實現柔性制造的必要條件，必須加上高效的NC編程工具、高效的工藝規程設計手段、高效的數控刀具、柔性夾具及工藝裝備等相關技術的協調發展，才能形成實施柔性制造的充分條件。3 柔性制造技術的特點(1) 柔性制

10、造技術仍帶有成組技術的烙印一一另件三相似原則：形狀相似、尺寸相似和工藝相似。這三相似原則就成為柔性制造技術的前提條件。(2)品種中大批量生產時，雖然每個品種的批量相對來說是小的，多個小批量的總和也可構成大批量，因此柔性生產線幾乎無停工損失，設計利用率高。(3)柔性制造技術組合了當今機床技術、監控技術、檢測技術、刀具技術、傳輸技術、電子技術和計算機技術的精華，具有高質量、高可靠性、高自動化和高效率。(4)可縮短新產品的上馬時間，轉產快，適應瞬息萬變的市場需求。(5)可減少工廠內另件的庫存，改善產品質量和降低產品成本。(6)減少工人數量，減輕工人勞動強度。(7)一次性投資大3 柔性制造技術的發展趨

11、勢(1) FMC將成為發展和應用的熱門技術這是因為FMC的投資比FMS少得多而經濟效益相接近，更適用于財力有限的中小型企業。目前國外眾多廠家將FMC列為發展之重。(2) 發展效率更高的FML多品種大批量的生產企業如汽車及拖拉機等工廠對FML的需求引起了FMS制造廠的極大關注。采用價格低廉的專用數控機床替代通用的加工中心將是FML的發展趨勢。(3)朝多功能方向發展由單純加工型FMS進一步開發以焊接、裝配、檢驗及鈑材加工乃至鑄、鍛等制造工序兼具的多種功能FMS。(4)柔性制造系統多功能通用仿真系統的開發自20世紀80年代初柔性制造系統(FMS)出現以來，對FMS建模、仿真和凋度等問題的研究一直是個

12、熱點。仿真系統由參數設定、仿真運行、結果分析、用戶和項目管理4大功能模塊組成。4大模塊之問用SQL server數據庫作為數據存放和交換的主要途徑，同時，利用用戶和項目管理模塊中的用戶類記錄當前的用戶和被打開的項目等信息而其他模塊通過調用用戶對象得知這些倍息4 結語近年來，柔性制造作為一種現代化工業生產的科學“哲理” 和工廠自動化的先進模式已為國際上所公認，可以這樣認為：柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態最優化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術。它作為當今世界制造自動化技術發展的前沿科技，為未來機構制造工廠提供了一幅宏偉的藍圖，將成為2l世紀機構制造業的主要生產模式。參考文獻【1】 卞益民，鄭成博柔性制造技術的現狀及發展趨勢【J】巾國科技縱橫，2009（11），6(4)：46【2】 曾杰柔性制造技術發展的趨勢【J】貴州省機電一情報所【3】 張亞明柔性制造技術及應用【J】煤炭技術，2008，27（3