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20世纪50年代，为了提高生产率，适用于大批量生产的组合机床和刚性自动线等专用设备得到很大发展。60年代，随着小批量高精度加工产品的不断增加，数控机床和加工中心进入了鼎盛时期。从70年代起，中小批量多品种的生产成为制造业的生产特征。随着科学技术的发展和产品更新换代速度的加快，中小批量产品的比例还有进一步增大的趋势。这种情况迫使人们研制以适应中小批量多品种生产为主要目标的柔性制造系统（FMS）。 1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。 这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。我公司于2010年开始涉足金属加工领域，业务从板材立体仓库到机床加工单元的物流自动化改善方案。2019年初与日本三菱自动化e-F@ctory（工厂智能化管理系统）部门达成战略合作。Vtrobot工厂物流自动化+e-F@ctory信息自动化，为智能化工厂建设提供可能，助推中国制造业实现转型升级。 三菱e-F@ctory是现代化工厂管理全新的一种解决方案。传统的管理系统不能建立到工厂基层的加工单元，e-F@ctory是建立在加工单元的基础上面,可以把车间生产现场真实基本数据提取出来。通过e-F@ctory 解决方案，可以从加工设备和装置内部“直接”、“实时”收集生产实绩、运转实绩、质量信息等生产现场的各种数据，并在IT系统中灵活运用，从而解决企业面对的各种课题。 柔性制造系统的组成系统组成 图1 LMK激光切割柔性生产线 图1中的LMK激光切割柔性生产线是由我公司为某高铁箱体公司设计制造。系统主要由智能板材双塔料库、五台高功率激光切割机、上料机械手、下料机械手及成品输送分拣单元、生产线运营管理系统构成。 系统功能根据生产部下发订单，统一自动分配切割执行程序与计划到各加工机，同时板材仓库根据切割计划自动为激光机完成材料配送。实现统一程序计划置入和生产任务信息反馈，设备运行状态反馈。通过Vtrobot生产线运营管理系统创造可视化的生产线现场。 多工位数控激光加工系统传统的数控系统的功能基本上靠固定的逻辑电路来实现，如需要扩充或改变功能则必须更改硬件逻辑电路，灵活性较差。柔性制造系统采用计算机控制加工机，这种数控装置适应性强，能在硬件基本不变的情况下，通过修改软件来改变或扩充其功能。激光加工机具有排版编程功能，工件通过优化排版一次连续地完成多种造型切割加工。如果用多台激光切割机组成柔性制造系统，便可以任意顺序自动完成多种工件的多工位加工。 自动化物料流输送系统自动化物料流输送系统包括存储、输送和搬运三个子系统，其功能为：自动地以任意顺序存取板材；自动地按可变的自由节拍完成柔性制造系统中各个生产装置的连接；自动地实现输送装置和加工设备之间的连接。柔性制造系统中的工件输送系统与其他制造系统中的板材工件输送系统有很大区别，它不是按固定节拍将工件从某一工位输送到下一工位，而是既不按固定节拍又不按固定顺序输送工件，甚至有时是将几种工件混杂在一起输送。在这种系统中一般都设置储料库，以调节各个工位上所需加工时间的差异。 3)网管中心完成数据的采集、分析、处理并下达参数调整等指令信息。网管中心除了数据库、系统服务器，还配有查询终端、管理终端。查询终端用于查询运输网络中的各车辆及果蔬信息，通过查询终端可以了解全网果蔬运输情况；网管中心管理人员可通过管理终端对网络中的各运输车辆及果蔬进行管理。  图2 中央立体仓库与数台加工机联合生产 工件输送系统有直线输送、环形输送两种基本类型。⑴直线输送：输送装置沿机床一边布置，或从两排机床中间通过。输送工具可以是各种类型的吸盘机械手、传送带和运送小车，主要用于顺序传送。这种输送装置本身的存储容量很小，常需设置中间单元储存料库。⑵环形输送:机床布置在中央仓库的外侧，整个传送由大型码垛机及许多随行物流车和托盘组成，借助托盘上的编码器能自动识别地址，从而可以任意编排工件的传送顺序(图2)。除这两种基本方式外，还有工业机器人，它主要用于中等尺寸的零件输送和搬运。 计算机信息流控制系统信息流控制系统的主要设备为计算机，与直接数控系统相似，通常具有A、B两级或A、B、C三级计算机分级控制的结构形式。在A级中安排有大型通用计算机，并包含有零件自动编程系统，其主要职能是将应用某种编程语言编写的零件源程序处理成加工目的程序，完成管理控制，如分析原材料价格、记录生产历史资料、编制管理报告、综合市场信息、核算经济指标等。在B级中安排有中小型通用计算机，其主要职能是将来自A级计算机的数据，分发到各台数控或计算机数控装置和输送装置上去，并协调其工作，同时还对每台机床进行生产状态分析和判断，并根据情况发出修改控制参数的指令。在C级中安排有小型计算机、微型机或专用数控装置，其主要职能是执行来自上一级计算机的命令，直接控制机床加工，收集并处理检测数据，向上级计算机反映各台机床的生产状态 (图3)。  图3 钣金柔性生产线管理系统简图 柔性制造系统工艺说明典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。加工设备主要采用激光切割机、数控冲床和折弯中心。中大批量、少品种生产中所用的FMS，常采用激光切割机或者冲床、折弯机、焊接机，按照工艺顺序的联机生产，以获得更高的生产效率(图4)。储存和搬运系统搬运的物料有毛坯板材、工件 、夹具、检具和废料等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的桁道式立体仓库。 毛坯板材一般先由工人装入料库的专用托盘上，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。工业机器人可在有限的范围内为1～3台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(如AGV)来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同时完成工件的传送和装卸。  图4 按照工艺顺序设计的生产线 (剪切机、冲床、折弯机) FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现各部分过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制定生产作业计划，实施FMS运行状态的管理及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。 性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。 柔性制造系统按机床与搬运系统的相互关系可分为直线型、循环型、网络型和单元型。加工工件品种少、柔性要求小的制造系统多采用直线布局，虽然加工顺序不能改变，但管理容易；单元型具有较大柔性，易于扩展，但调度作业的程序设计比较复杂。 柔性制造系统关键技术在进行柔性制造系统的设计、规划时，主要涉及以下几个关键技术，包括：柔性制造系统的监控和管理系统，柔性制造系统的物流系统，柔性制造系统的刀具传输和管理系统，柔性制造系统的联网技术，柔性制造系统的辅助系统设计等。 数学成绩显示：实验班低分段人数较多，有40人次成绩为不及格，而对照班成绩全部及格；实验班有8人次成绩为优秀，而对照班有18人次成绩为优秀；实验班总平均成绩为65.75分，而对照班总平均成绩为72.75，两者总均分相差7分；实验班的平均权重为0.367，而对照班的平均权重为0.426，两者相差0.059。数据表明，实验班学生的数学学习状态不佳，不仅成绩较差的学生在辩证动态双主教学中不能及时实现学习角色的转换，而且成绩优秀的学生也感到困惑和迷茫。 柔性制造系统发展趋势柔性制造系统的发展方向是：⑴各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS发展很快，这是发展成大规模FMS的重要起点。⑵FMS的自动化功能完善化，如机器视觉技术开始用于工具预调、工件识别和加工过程的监视，设备的自动诊断和自动恢复功能不断增强等。⑶ FMS完成的作业内容日益扩大，并与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合，向全盘自动化工厂方向发展。 柔性制造总的趋势是生产线越来越精简，中间库存越来越少，场地利用率越来越高，成本越来越低；生产周期越来越短，交货速度越来越快；各类损耗越来越少，效率越来越高。可见，实现柔性制造可以大大地降低生产成本，强化企业的竞争力。 会议指出，改善办学条件也要因地制宜。充分挖掘农村的自然环境、乡土人文等资源优势，引导学生亲近大自然，走进劳动生产第一线，开发富有乡村特色的田园课程、体验教学和实践活动。比如：体育课关键是动起来、跑起来，不一定非要有塑胶跑道、体育场、游泳馆，也不必照搬竞技体育，可以就地取材，多开展富有当地特色的民间体育活动；艺术课要探索简便实用的教育模式，鼓励教师走教、志愿者支教；还可以通过夏令营等活动，组织农村学生到市县博物馆、艺术馆、科技馆参观，与城市学生交流互动，开阔眼界、陶冶情操，努力为农村学生健康成长创造更好的条件。 11月份东南亚材锯材市场主要反应是，大路中档生产制作原料上行发展，尤其是像柳安、山樟木、奥古曼等树种的锯材需求渐旺，但贵重品种如像缅甸产柚木、克隆木，越南产黄花梨，印度老山红檀木，以及小叶紫檀、泰国和老挝的红酸枝等高端贵重木材，销售价格虽然仍是居高不下，但需求却一直处于不振状态，行市低落。 结束语随着日本三菱自动化新一代网络协议CC-Link IE TSN的发布，在全球率先将千兆以太网带宽与时间敏感网络(TSN) 相结合，在确保控制数据通信实时性的同时，实现在同一个网络中与其他开放式网络、以及与IT系统的数据通信，支持FA与IT的有效融合。TSN是IEEE以太网相关标准的补充，适用于各种开放式工业网络中。CCLink IE TSN 使用时间分割和时间同步的方式，实现了控制信息通信(确保实时性)和管理信息通信(非实时通信)的共存，为实现智慧工厂提供了技术保障。 提高电力系统稳定器增益的相位幅值协调优化方法//吴剑超,霍承祥,党杰,李照庭,马世俊//(24):203 |
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