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機械制造自動化技術(shù)
生產(chǎn)過程自動化是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一,也是人類在長期生產(chǎn)活動中不斷追求的重要目標(biāo)。進展自動化制造技術(shù)對保證產(chǎn)品制造質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品制造成本、提高企業(yè)的市場競爭力量均具有重要意義。自動化制造技術(shù)是機械制造技術(shù)的重要進展方向之一。
機械制造自動化可分為大批大量生產(chǎn)的自動化和多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化兩大類,由于產(chǎn)品品種數(shù)量和生產(chǎn)批量的不同,它們各自所實行的自動化手段和措施也不相同。
一、大批大量生產(chǎn)自動化
在大批大量生產(chǎn)中,常采納專用機床和單功能組合機床為主體的剛性自動化生產(chǎn)線。剛性自動化生產(chǎn)線
2、嚴(yán)格按規(guī)定的生產(chǎn)節(jié)拍運行,生產(chǎn)率極高;此外,剛性自動化生產(chǎn)線還具有物料流程短,沒有半成品中間庫存,生產(chǎn)占地面積小,便于管理等優(yōu)點。它的主要缺點是一次性投資額大,系統(tǒng)調(diào)整周期長,且它是為特定零件設(shè)計的,更換產(chǎn)品難,因轉(zhuǎn)產(chǎn)而使剛性自動化生產(chǎn)線報廢的事例屢見不鮮。為克服上述缺點,人們進展了組合機床自動線,可以大幅度縮短建線周期,更換產(chǎn)品時只需要更換組合機床的某些部件(例如更換主軸箱)即可,提高了生產(chǎn)自動線的柔性,取得了較好的使用效果和經(jīng)濟效果。
剛性自動化生產(chǎn)線目前正向剛?cè)峤Y(jié)合的方向進展。剛性自動化生產(chǎn)線適于在生產(chǎn)量大、產(chǎn)品相對固定的場合應(yīng)用。
二、多品種中小批量生產(chǎn)自動化
隨著經(jīng)
3、濟的進展和人們消費水平的提高,消費需求日趨共性化、多樣化,社會所需生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多,而每個品種的數(shù)量卻又不很大;據(jù)統(tǒng)計,在機械制造企業(yè)中,單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)占85%,大批大量生產(chǎn)僅占15%左右。選用硬件設(shè)備可調(diào)的方法實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)自動化,在技術(shù)上有很多很難克服的困難,由于硬件設(shè)備的柔性究竟是非常有限的;近年來由于計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及加工中心、工業(yè)機器人等技術(shù)的進展,使多品種、中小批量生產(chǎn)自動化消失了新的盼望,并相繼消失了柔性制造單元,柔性制造系統(tǒng)、柔性制造線等自動化模式。
1.柔性制造單元( Flexible Manufacturing Cell 簡稱FMC )
柔性制
4、造單元是由計算機直接掌握的自動化加工單元,它由單臺具有自動交換刀具和工件功能的數(shù)控機床和工件自動輸送裝置所組成。典型的結(jié)構(gòu)有兩類:(1)由單臺臥式或立式加工中心和環(huán)形(圓形或橢圓形)托盤輸送裝置(又稱托盤庫)構(gòu)成,主要用于加工箱體、支座等非回轉(zhuǎn)零件;(2)由單臺車削中心和機器人構(gòu)成,主要用于加工軸、盤等回轉(zhuǎn)體類零件。
柔性制造單元的主要優(yōu)點是:(1)與剛性自動化生產(chǎn)線相比,它具有肯定的生產(chǎn)柔性,在同一零件組(族)內(nèi)更換生產(chǎn)對象時,只需變換加工程序即可實現(xiàn),無需對加工設(shè)備作重大調(diào)整;( 2)與柔性制造系統(tǒng)相比,它占地面積少,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不很簡單,投資不大,牢靠性較高,使用及維護均較簡便。柔性制
5、造單元常用于中批量生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品品種變化不大的場合。國內(nèi)外很多聞名機械制造廠商均能供應(yīng)成套產(chǎn)品。
柔性制造單元既可以是一個獨立的制造單元,也可以是柔性制造系統(tǒng)的一個組成部分。
2.柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System 簡稱FMS)
柔性制造系統(tǒng)由兩臺以上數(shù)控機床或加工中心、工件儲運系統(tǒng)、刀具儲運系統(tǒng)和多層計算機掌握系統(tǒng)組成。
柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點是:(1)制造系統(tǒng)柔性較大,可混流加工不同組別的零件,適于在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用;(2)系統(tǒng)局部調(diào)整或修理時可不中斷整個系統(tǒng)的運行。主要缺點是:(1)投資額大,投資回收期長;(2)系統(tǒng)
6、簡單,牢靠性較差。柔性制造系統(tǒng)適于在產(chǎn)品品種變化不大,年產(chǎn)200~2500件的中批量生產(chǎn)中應(yīng)用。
3.柔性制造線(Flexible manufacturing Line 簡稱FML)
FML與FMS之間的界限并不非常清晰,兩者之間的主要區(qū)分在于柔性制造線像剛性自動生產(chǎn)線那樣,具有肯定生產(chǎn)節(jié)拍,被加工工件沿著肯定的方向挨次傳送;柔性制造系統(tǒng)沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍,工件的傳輸方向也是隨機的。柔性制造線所用機床主要是循環(huán)式可換主軸箱加工中心或是轉(zhuǎn)塔式換箱加工中心。變換加工工件時,可更換主軸箱,同時調(diào)入相應(yīng)的數(shù)控程序,生產(chǎn)節(jié)拍隨之作相應(yīng)的調(diào)整。
柔性制造線的主要特點是:它具有剛性自動化生
7、產(chǎn)線的優(yōu)點,當(dāng)生產(chǎn)批量不很大時,生產(chǎn)成本比剛性自動化生產(chǎn)線低得多;變換產(chǎn)品時,系統(tǒng)所需調(diào)整時間比剛性自動化生產(chǎn)線少得多;但建線的總費用要比剛性自動線高得多。為了節(jié)約投資,提高系統(tǒng)的運行效益,柔性制造線可采納剛?cè)峤Y(jié)合的形式,部分設(shè)備采納專用機床(主要是組合機床)部分設(shè)備采納可換主軸箱或可換刀架式柔性加工機床。
柔性制造線主要適用于生產(chǎn)品品種變化不大的中批和大批量生產(chǎn)。
將來的機械制造自動化技術(shù)主要面對多品種、中小批量生產(chǎn),要求系統(tǒng)具有盡可能多的柔性,以適應(yīng)市場快速多變的需求。多品種、中小批量生產(chǎn)自動化是本世紀(jì)機械制造自動化技術(shù)的主要討論命題。
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