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       中国制造业的转型升级,对加工领域的自动化制造模式提出了新的需求.。

       中国制造业的转型升级，对加工领域的自动化制造模式提出了新的需求。传统的自动化方式已经不能适应一些新的情况，以及加工信息数据和管理运营之间的交互需求等。而成熟的FMS产品与应用技术，正是解决和适应这种需求的最佳模式。

       目前，中国制造业面临的经营环境很复杂，首先是劳动力的减少,社会老龄化趋势将导致了劳动力的不足；熟练操作人员以及具备一定加工经验的人员缺乏，导致产品品质的低下。其次是制造成本全球范围内竞争激烈化，其他地区大量廉价劳动力市场、制造业在全球范围内的分布，以及通过工序分散和人海战术实现量产已难以维持企业利润。

       现在，超复合化，高速化，自动化的时代已经到来。机床的高性能化，大幅度降低由于误操作导致开动率低下情况的发生；加工程序的复合化、高精度化，以及更为严格的品质要求；由于准备工序的复杂、繁琐化，给操作人员造成很多负担；面对制造业这样的经营环境，充分体现柔性自动化生产的FMS将逐步广泛被使用。
FMS应用特点

       柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(FMS)。

       柔性制造技术是技术密集型的技术群，它采用了计算机辅助设计、智能控制和传感技术、人工智能和专家系统等关键技术。FMS柔性线控制器为柔性制造系统总控制中心，通过FMS柔性线控制器（计算机），进行全系统的控制，可自如地安排生产计划，并能灵活满足生产计划变化的需要。作为自动化，省人化系统，FMS具有以下优势和特点：提高劳动生产率，稳定的质量；应对多种生产形态，省人化、无人化；可灵活应对中批量、大批量、多品种少量、变品种变量的生产系统。

       FMS技术发展趋势

       1．低成本的初期投资，且便于扩展

       从结构设计的优化合理，实现通用的标准化和模块化，既提高生产效率降低了成本，又能便于积木式组合布局和扩展，为FMS的普及应用创造了更好条件。

       2．与不同加工设备的兼容性

       同一条FMS生产线往往会有多台不同的机床设备完成不同工序，如何将这些不同的机床组合在同一个生产线上，也是目前面临的一个课题，这就突出体现了FMS的可兼容性。

       3．高速可靠的运行和易操作维护性

       一个具备相当规模水平的FMS生产线，托盘搬运小车的运行速度决定了可以服务机床的台数；托盘输送机构采用高性能AC伺服电机可大幅度减少托盘运输的循环时间，即使是加工时间较短的工件，也能有效降低加工中心的停机时间。另外，装卸料台的操作宜人性和安全性也是重要的方面之一。

       4．工厂空间的充分利用

       FMS线从平面布置到多层立体式布置，极大的提升了预备托盘的数量，并充分利用了工厂车间的面积。大容量的物料仓储也为更长时间的无人化自动运行具备了更好条件。

      5．强大的管理控制平台和软件

       FMS柔性制造系统配置必要的控制软件完成基本功能，具有智能刀具寿命管理系统，智能生产管理与调度系统、智能监控系统等现代化生产数字控制系统。网络接口可与用户的计算机网络联网，进行加工程序、加工信息相互传递，整个系统能实现数据共享，数据处理传输高速化。同时，FMS柔性线控制器对加工和运输过程中所需各种信息自动采集、处理、反馈，实现加工系统和物流系统的自动控制和作业协调。

      FMS实际应用中的几个问题

      1．适合FMS形式生产的情况

      ●多于两个卡具。因为更换卡具而产生的停机期间会对生产造成很大影响；

      ●周期时间。作为基本原则,如果每个托盘的周期时间是30min或以上时, 有可能减少配员水平；

      ●装载时间。为了能够提高生产效率，装载时间应该显著的短于切削时间；

      ●部件类型。就算周期时间很短, 客户仍然能够充分的从其灵活性上获益，可以在不同夹具上加工不同种类的部件；

      ●加工操作。许多加工操作需要很多不同的机床的行程，从而降低了机床的应用效率。而结合操作在某种程度上可以提高应用效率。同时也能降低操作人员的劳动强度。

       2．保证FMS高效运行的必要条件

      ●FMS柔性制造系统内各加工单元、自动物流传输线、托盘库等由总控制台控制，同时也可单独运行，保证系统停机不停线。

      ●零件加工程序可通过使用厂家CAM系统实现加工程序的下载和管理等，同时也可实现后台编辑，根据需要输入FMS柔性制造系统。

      ●零件交换和转运依靠托盘作为载体，以实现加工零件的交换和转运。每个托盘设置特定的编码，零件的装卡按托盘编码和零件种类进行，加工零件程序的调用同样按托盘编码和零件种类进行。托盘搬运小车动作根据总控制台发出的指令，可自动识别搬运托盘的正确与否，确保整套系统的正常运行。

       ●FMS有足够的静态、动态、热态刚性和稳定的精度保持性，并采用先进技术，保证具有良好的动态品质。重要部位设置完整的自动保护装置，如加工单元、自动传输小车均有托盘在位、身份识别装置等。同时具备齐全的安全门联锁、安全区域检测功能，以及良好的维修特性。

       3．FMS生产线的加工零件品质保证

       柔性制造技术是从成组技术发展起来的，所以加工零件三相似原则：形状相似；尺寸相似和工艺相似。这成为柔性制造技术的前提条件。

      为保证FMS的连续自动运转，须对刀具和切削过程进行监视，可能采用的方法有：测量机床主轴电机输出的电流功率，或主轴的扭矩；利用传感器拾取刀具破裂的信号；利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化；累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。

      自动化的零件在线检测和质量监视系统。通常会采用机内检测和补正系统或机外（线上）检测和补正系统，对零件关键质量特征进行检测和结果记录输出，并实施对工件坐标，刀具数据，甚至是机床热变形等进行计算补正。
 
       MAZAK的FMS和智能化制造

       对自动化加工做出突出贡献的MAZAK公司是世界上应用FMS最成熟、最全面的机床制造商。从1983年开始生产制造，截止2012年已经在全球销售了2000条FMS生产线。另外MAZAK公司率先推出了智能化生产中心CPC(Cyber Production Center)。Mazak认为，由于以下五方面的因素，使得机床利用率只有25%：编程、程序编辑和试切；测量、输入和管理刀具数据；由于生产计划改变,机床的重新调整；对机床生产的数量和运转情况向上级报告和监控；对工件安装方法做出决策和寻找夹具。针对以上五个因素，其CPC中将上述编程、计划管理、刀具管理、远程监控等几个软件模块无缝地集成在一起。称为“数字制造解决方案”。

       柔性制造技术是实现未来工厂的新发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。届时，智能化机械与人之间将相互融合，柔性地全面协调从接受订货单至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。它作为当今世界制造自动化技术发展的前沿科技，为未来机械制造工厂提供了一幅宏伟的蓝图，将成为21世纪机械制造业的主要生产模式。