柔性自动化系统是一种高度灵活和高效的生产技术,它通过自动化的加工设备、物料储运系统、以及计算机控制,能适应不同的加工需求并实现多种产品的生产。柔性制造系统(Flexible Manufacturing System, FMS)的核心在于其能够根据不同的加工对象进行自动调整,从而实现小批量、多品种的高效生产,这一点使其在多变的市场环境中具有显著的优势。
FMS系统的技术特点主要体现在其高度的柔性上。系统的工艺基础是成组技术,即通过将相似的加工对象归为一组,确定相应的加工过程,选择相适应的数控加工设备和物料储运系统,并由计算机进行统一控制。这种做法不仅提高了生产效率,还保证了产品质量的稳定性。FMS系统通常包含加工制造和部分生产管理功能,因此可以综合提高生产效益。
FMS系统所采用的关键技术包括计算机辅助设计(CAD)、智能控制技术、传感技术、人工智能(AI)和专家系统等。这些技术的应用,确保了FMS系统可以自动安排生产计划,并灵活应对生产计划的变化。FMS系统的总控制中心是FMS柔性线控制器,通常是一台计算机,它能够实现对整个系统运行的全盘控制。
FMS系统的优势包括:
1. 提高劳动生产率:通过自动化和省人化,大大减少了人工操作,提高了生产效率。
2. 稳定的质量保证:由于自动化程度高,减少了人为因素导致的质量波动。
3. 应对多种生产形态:FMS系统能够适应中批量、大批量、多品种少批量以及变品种变量的生产需求。
4. 前期投资低:与其他自动生产线相比,FMS系统可以较低成本构建起生产线,并可随着需要逐步扩展。
5. 柔性特点明显:系统中的各个构成要素可以自由组合,适应不同设备混合组线的需要。
6. 易于拓展:采用模块化设计,便于扩展和升级。
7. 系统运行可靠、易操作维护:高度的自动化水平同时也意味着对人工操作的依赖降低,维护简单。
山崎马扎克作为FMS技术的先行者,自上世纪80年代起就致力于复合加工中心的自动化、省人化系统的开发。其FMS产品和技术已广泛应用于全球各地的制造企业中。
现代市场环境下,消费者需求日新月异,产品更新换代速度加快,尤其是制造业在转型升级过程中,对于灵活应对多品种少批量生产模式的需求日益增长。传统的自动化系统已无法满足这些新需求,而FMS系统正是解决这些问题的最佳方案。特别是在航空、模具、装备制造和通用机械行业中,这些行业的共同特征是零件种类多、生产批量小,而且经常需要更换产品。
FMS系统面临的挑战主要在于如何进一步提高系统的灵活性,以适应更广泛的生产需求,同时保持生产的连续性和稳定性。此外,技术不断进步,新型传感器、智能控制和网络通讯技术的应用,也是提升FMS系统性能的关键。FMS系统需要不断地进行技术创新,以适应市场的变化和制造业的发展趋势。
在汽车零部件制造等领域,由于零件种类繁多、加工工艺复杂,FMS系统能够发挥其灵活高效的优势,适应小批量多品种的生产要求。与传统的生产线相比,FMS系统能够更好地适应零件种类和生产批量的变化,避免因单一生产线无法适应不同产品而导致的设备闲置或报废,从而显著提高了设备的利用率和生产的灵活性。
柔性自动化系统通过其柔性特点,不仅满足了多样化的市场需求,同时也推动了生产效率的提升和制造业的转型升级。随着技术的进一步发展和应用,FMS系统将在未来制造业中扮演更为重要的角色。