智能数控机床与编程 课件 第8章 柔性制造应用.pptx

第8章柔性制造应用;思维导图;一、柔性制造单元

二、柔性制造单元

;一、柔性制造单元;一、柔性制造单元;一、柔性制造单元;二、柔性制造单元;二、柔性制造单元;一、物流系统的组成与功能

二、物流系统的工件流

三、物流系统的刀具流

;一、物流系统的组成与功能;一、物流系统的组成与功能;一、物流系统的组成与功能;二、物流系统的工件流;二、物流系统的工件流;三、物流系统的刀具流;三、物流系统的刀具流;三、物流系统的刀具流;三、物流系统的刀具流;三、物流系统的刀具流;三、物流系统的刀具流;§8.3柔性制造的信息系统;图中，计划层属于工厂级，包括产品设计、工艺设计、生产计划和库存管理等任务，完成任务的时间长度可从几个月到几年；管理层属于车间或系统管理级，包括作业计划、工具管理、在制品及毛坯管理和工艺系统分析等任务，完成任务时间从几周到几个月；单元层属于柔性制造系统控制级，担负分布式数控、输送单元与加工单元的协调、工况和机床数据采集等任务，完成任务时间从几小时到几周；控制层属于设备控制级，包括机床数控、机器人控制、运输和仓库控制等任务，完成任务时间从几分钟到几小时；执行层也称“设备级层”，通过伺服系统执行控制指令，或通过传感器采集数据和监控工况等，完成任务时间从几毫秒到几分钟。所以信息由多级计算机进行处理和控制，比如管理层和单元层由高性能微机作为平台，控制层大多由具有通信功能的可编程控制器组成。;柔性制造系统中包含三种不同类型的数据：基本数据、控制数据和状态数据。

基本数据在柔性制造系统开始运行时建立，并在运行中逐渐补充，包括系统配置数据（机床编号、类型、存储工位号和数量等）和物料基本数据（刀具几何尺寸、类型、耐用度、托盘的基本规格、相匹配的夹具类型和尺寸等）。

控制数据有关加工工件的数据，包括工艺规程、数控程序、刀具清单和加工任务单（加工任务类型、批量及完成期限）等。

状态数据描述资源利用情况，包括设备状态数据（加工中心、清洗机、测量机、装卸系统和输送系统等装置的运行时间、停机时间及故障原因等），物料状态数据（随行夹具、刀具的寿命、破损、断裂情况及地址识别等）和工件统计数据（工件实际加工进度、实际加工工位、加工时间、存放时间、输送时间及成品数和废品率等）。;§8.4柔性制造的网络通信;单元控制器与工作站控制器之间一般用LAN连接，选择的LAN应符合ISO/OSI参考模型，网络协议选用MAP3.0，也可以选用TCP/IP与其他软件相结合的方式，如Ethernet标准。

工作站控制器与设备层之间的连接可采用几种方式：①直接采用RS-232C或RS-422异步通信接口；②采用现场总线；③使用集中器将几台设备连接在一起，再连接到工作站控制器上。

FMS网络是支撑柔性制造功能目标的专用工业计算机局域网系统，覆盖了车间、单元、工作站和设备层，这些层次上信息的特征、交换形式和要求各不相同，选用的通信联网形式和网络技术也不相同。;§8.5柔性制造的监控系统;集成刀具监控。刀具监控的目标是在废品可能产生前检测出刀具的破损和有缺陷的刀具，以免造成机床、工件和夹具的损坏。为此刀具监视系统必须考虑到柔性制造技术的特殊要求，即提供某些在功能上相互补充的监视系统以满足应用需求。

刀具状态监视方法分为直接和间接方法，目前采用的主要是间接方法，通过检测切削力参数或由其导致的其他物理量（如扭矩、功率、电流等）来检测刀具状态。;集成故障诊断。对加工中心功能和所有系统部件进行持续监控，在系统控制单元的过程控制级进行。所有发生的故障均被记录在一个诊断文件中，对其进行评估后在控制面板上报警显示。利用专家诊断系统对故障进行模拟研究，实现快速故障诊断。

集成工件监控。工件监控是指工件的识别、具有零偏置的工件位置确定、加工过程中工件质量的检查等。工件的监视项目有：工序监视（是否为所要求的加工）、工件监视（是否是规定的加工件）、工件安装位置监视（是否位于正确安装的位置）、尺寸与形状误差监视、表面粗糙度监视等。工序监视、工件监视和工件安装位置监视多采用机器视觉或光视方法。;§8.6柔性制造的机器人工作单元;图8-11所示为以机器人为中心的工作单元，其他设备或设施环绕布置。这种布置方案适用于一台机器人为一两台数控机床或装备服务，机器人主要用于完成工件的装卸。;图8-12所示为成行排列的机器人工作单元，机器人沿物料传输线排列，工件的传输由物料传输装置完成，机器人在其位置上完成零件的装配、处理或加工工作。这种单元的物料传输有不同类型，如连续传输、间歇传输或异步传输等。;图8-13所示为移动机器人单元。单元中的机器人由轨道（落地式或架空式）传送机构提供