柔性制造系統FMS的發展
FMS的工藝基礎是成組技術,它按照成組的加工對象確定工藝過程,選擇相適應的數控加工設備和工件、工具等物料的儲運系統,并由計算機進行控制,故能自動調整并實現一定范圍內多種工件的成批高效生產(即具有“柔性”),并能及時地改變產品以滿足市場需求。
FMS兼有加工制造和部分生產管理兩種功能,因此能綜合地提高生產效益。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的主要技術經濟效果是:能按裝配作業配套需要,及時安排所需零件的加工,實現及時生產,從而減少毛坯和在制品的庫存量,及相應的流動資金占用量,縮短生產周期;提高設備的利用率,減少設備數量和廠房面積;減少直接勞動力,在少人看管條件下可實現晝夜24小時的連續“無人化生產”;提高產品質量的一致性。
1967年,英國莫林斯公司首次根據威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系統24”。其主要設備是六臺模塊化結構的多工序數控機床,目標是在無人看管條件下,實現晝夜24小時連續加工,但最終由于經濟和技術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,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拍在各機床間傳送和進行加工。這種柔性自動化設備適于少品種、大批量生產中使用,在形式上與傳統的自動生產線相似,所以也叫柔性自動線。日本、前蘇聯、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,日本發那科公司展出了由加工中心和工業機器人組成的柔性制造單元(簡稱FMC),為發展FMS提供了重要的設備形式。柔性制造單元(FMC)一般由1~2臺數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,能在機床上自動裝卸工件,甚至自動檢測工件,可實現有限工序的連續生產,適于多品種小批量生產應用。
70年代末期,FMS在技術上和數量上都有較大發展,80年代初期已進入實用階段,其中以由3~5臺設備組成的FMS為最多,但也有規模更龐大的系統投入使用。