【文档说明】机械制造装备设计北科大第七章.pptx，共(76)页，769.257 KB，由精品优选上传

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退出第七章机械加工生产线总体设计第七章机械加工生产线总体设计返回主页第一节概述第二节生产线工艺方案设计第三节生产线专用机床的总体设计第四节机械加工生产线的总体布局设计第五节柔性制造系统上一页下一页第七章机械加工生产线总体设计7.1概述一、机械加工生产线及其基本组成二、机械加工生产

线的类型三、影响机械加工生产线工艺和结构方面的主要因素上一页下一页退出返回主页四、机械加工生产线总体设计的内容及步骤返回本章第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.1机械加工生产线

及其基本组成机械加工生产线：以机床为主要设备，配以相应的输送装置与辅助装置，按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。图1第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.2机械

加工生产线的类型机械加工生产线的结构及复杂程度主要取决于工件的生产类型和工件的加工要求。1、单一产品固定节拍生产线（1）生产线由自动化程度较高的、高效专用的加工装备、工艺装备、输送装备和辅助装备组成，制造单一品种的产品，生产效率高、产

品质量稳定，属大量生产类型。（2）生产线所有设备的工作节拍等于或成倍于生产线的生产节拍。（3）生产线的制造装备按产品的工艺流程布局，工件沿固定的路线，采用自动化的物流输送装置。（4）工序间不必储存供周转用的半成品，设备必须充分可靠。第七

章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.2机械加工生产线的类型2、单一产品非固定节拍生产线（1）生产线由专用制造装备组成，产品是大量生产类型，投资强度少于第一类生产线。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，节省辅助时间。（3）生产线上各设备的工作周期不一样。（4）各设备的工作节拍不

一样，需要储料装置。（5）生产线各设备间工件的传输没有固定的节拍。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.2机械加工生产线的类型3、成组产品可调整生产线（1）生产线由可调整的专用

制造设备组成，有一定的生产效率和自动化程度。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，减少辅助时间。（3）各装备的生产节拍是不一样的。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.2机械加工生产线的类型4、柔性制造生产线（1）由柔性加工设备、物料输送装置、计算机控制系统组成。

（2）设备数量少，工序高度集中。（3）混流加工。（4）工件流动路线不确定。（5）工序间应有在制品的储存。（6）物料输送装置柔性大。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.1.3影响机械加工生

产线工艺和结构方案的主要因素1、工件的几何形状，总体特征、材质、毛坯状况及工艺要求2、生产纲领3、使用条件4、装备制造厂的制造能力第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页进入下一节7.1.4机械加工

生产线总体设计的内容及步骤1、生产线工艺方案的制订2、全线自动化方案的拟订3、生产线通用装备的选型和提出专用机床的设计任务书4、生产线物流传送装备的选型和提出专用物流传送装备的设计任务书5、生产线辅助装备的选型和提出专用辅助设备的设计任务书6、生产线总体布局设计，绘

制生产线的总联系尺寸图7、绘制生产线周期表第七章机械加工生产线总体设计7.2生产线工艺方案设计一、生产线工艺方案的制订二、生产节拍的平衡和生产线的分段上一页下一页退出返回主页三、生产线的技术经济性能评价返回本章第七章

机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的制订1、分析被加工工件的要求以及生产线建设的现场条件毛坯、工艺、发展、空间、动力（电、气、油）、经验2、生产类型的确定（工业企业生产专业化的分类）

生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产。其中成批生产又分为大批量生产、中批量生产和小批量生产。生产类型取决于产品的年生产纲领、加工周期。3、确定毛坯类型经技术经济分析确定铸件、锻件、型材第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的

制订4、工件传送方式的确定首先确定工件在生产线上是采取直接传送还是随行夹具传送。工件有足够大的支承面、两侧的导向面和供传送带棘爪用的推拉面采用直接传送的方式，否则需要采用随行夹具传送，甚至加辅助支承。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.

2.1生产线工艺方案的制订5、工件定位基面选择（1）尽量采用统一的定位基面，以利于保证加工精度，简化生产线的结构；（2）第一道工序的定位基面选最重要的平面，再加工，保证这一平面加工余量均匀；（3）一面两销定位时，圆柱销常

放在工件移动方向前端；（4）为防止定位销孔磨损严重，造成误差，可采用两套定位孔或采用较深定位孔；（5）采用两个互相垂直平面及一个定位销定位时，定位销应为菱形。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的

制订6、工件传送基面的选择（1）箱体类工件传送基面的选择箱体类工件传递方式有直接传送和间接传送两种。（2）回转体类工件传送基面的选择（3）盘、环类工件和外形不规则工件传送基面的选择第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待

续……7.2.1生产线工艺方案的制订7、确定各表面的加工工艺取决于工件材料、各加工面的尺寸、加工精度和表面粗糙度要求、加工部位的结构特征、生产类型等。（1）大平面加工：精度/表面粗糙度铣、粗铣—精铣、粗铣—半精铣—精铣（2）孔加工：实体加工：钻—扩—铰毛坯有预孔（

D＞16～30）铰——尺寸精度高，位置精度、直线度校正低；精镗——位置精度、直线度高。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的制订7、确定各表面的加工工艺（3）深孔加工：难点——排屑、刀具冷却、轴线易歪斜。定

期推出//阶梯孔//中空钻头//工件回转//断屑槽（4）螺纹加工：普通：钻底孔—倒角—攻螺纹高精度：钻孔—扩至底孔直径—倒角—攻螺纹第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方

案的制订8、选择合理的切削用量（1)生产线刀具寿命的选择原则较多考虑的原则是换刀不占用或少占用上班时间。（2）加工时间长、影响生产线生产节拍的工序，尽量采用较大的切削用量，以缩短加工时间。（3）注意刀具的转速，确定合理的切削速度和进给量

，使刀具具有大致相同的寿命。（4）考虑刀具各部分强度、寿命及其工作要求。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的制订9、划分加工阶段粗加工—半精加工—精加工好处：（1）减少热变形，内应力变形的影响；（2）避免粗加工振

动对精加工影响；（3）精加工设备精度持久保持。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的制订10、确定工序集中和分散程度（1）切削用量、夹紧力、夹具结构、润滑要求差别较大的工序，不宜集中完成；（2）相互间位置精度要求高的表面的精加工易集中完

成；（3）注意工件的刚性；（4）合理安排粗、精加工工序；（5）保证机床调整，使用方便，工作可靠。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.1生产线工艺方案的制订11、安排工序顺序（原则

）（1）粗精加工分开，重要表面，要拉远；（2）易出废品的粗加工工序，应放在最前面或放在线外加工；（3）精度高、不易稳定达到要求的表面，放在线外加工；（4）尽可能减少机床台数；（5）位置精度要求高的表面尽可能在一个工位上加工；（6）同轴度、平行度要求高的孔系，精加工从同侧

进行；（7）减少转位装置；（8）易断刀具工序放在精加工之前；（9）通常螺纹工序放在最后。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.2.2生产节拍的平衡和生产线的分段1、生产节拍的平衡生产

线的生产节拍计算式：其中，T为一年基本工时，一般规定，一班制为2360h/年，两班制为4650h/年；为复杂系数，一般取0.65~0.85；N为生产线加工工件的年生产纲领（件数/年）；式中，q为产品的年产量（台/年）；n为每台产品所需生产线加工的工

件数量（件/台）；为备品率；为废品率。160NTtj=)1(21ppqnN++=11p2p第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.2生产节拍的平衡和生产线的分段1、生产节拍的平衡实现节拍平衡应采取的措施:（1）采用新的工艺方法，提高工序节拍；（2）增加

顺序加工工位；（3）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.2生产节拍的平衡和生产线的分段2、生产线的分段生产线属于以下情况往往需要分段：（1）进行转位和翻转时，分段独立传送；（2）为平衡生产线的生产节拍，对限制性工序采用“增加

同时加工的工位数”时，单独组成工段；（3）当生产线的工位数多时，一般要分段;（4）当工件加工精度要求较高时，减少工件热变形和内应力对后续工序的影响。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.3生产线的技术经济性能评价生产线的工作可靠性、生产率和经济效益是设计和建造生产线时首先应

该考虑和要协调解决的问题，也是评价生产线优劣的主要指标。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.3生产线的技术经济性能评价1、生产线的工作可靠性在给定的生产纲领所决定的规模下，在生产线规定的全部使用期限内，连续生产合

格产品的工作能力。提高可靠性和效率的措施：（1）提高寻找故障和排除故障的速度。（2）重要工位并联排列，易出故障的器件并联连接。（3）加强管理，减少生产线停机时间。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.2.3生产线的技术经济性能评价2、生产线的生产率（1）生产线生产率的

分析生产线在正常运行并处于连续加工时，生产一个工件的工作循环时间就是生产节拍。由生产线工作循环时间所决定的生产率称为生产线的循环生产率。停顿原因：调整和更换刀具或工具；生产线组成的器件、设备、装置和仪器仪表等的故障；组织管理不善；生产出的工件不符合技术要求；多品种生产线上，更

换加工对象的调整。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.2.3生产线的技术经济性能评价2、生产线的生产率（2）生产线生产率和可靠性的关系随机性取决于生产线的工作循环周期，故障强度，发现和排除故障的持续时间。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页进入下一

节7.2.3生产线的技术经济性能评价3、生产线的经济效益分析经济效益的分析和比较的基本原则是将几个不同技术方案的有关经济指标加以比较。一般进行比较性的计算：（1）产品年生产成本比较法（2）产品单件成本比较法第七章机械加工生产线总体设计7.3生产线专用机床的总体设计一、概述三、组

合机床设计步骤上一页下一页退出返回主页返回本章四、组合机床总体设计二、组合机床的组成、特点及基本配置型式第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.3.1概述加工设备：通用机床、数控机床、专用机床。通用、数控机床都有定型产

品，专用机床则没有，需要根据所加工零件的工艺要求专门设计。工艺装备：通用的自动机床和半自动机床经自动化改造的通用机床专用机床第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.1概述组合机床是采用模块化原理设计的专用机床，将机床分为若干个大部件，各部件按系列化原则设计出一系列

通用部件。总体设计工作：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡等。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.2组合机床的组成、特点及基本配置型式1、组合机床的组成、特点：1）主要用于棱体

类零件和杂件的孔面加工；2）生产率高；3）加工精度稳定；4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低；5）自动化程度高，劳动强度低；6）配置灵活。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一

页7.3.2组合机床的组成、特点及基本配置型式2、组合机床的配置型式1）大型机床的配置形式：①具有固定式夹具的单工位组合机床图3②具有移动式夹具的（多工位）组合机床：a.具有移动工作台的机床图4b.具有回转工作台的机床图

5c.鼓轮式机床图6d.中央立柱式机床图7③转塔主轴箱式组合机床图82）小型机床的配置型式图9第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.3组合机床的设计步骤组合机床一般都是根据和用户签订的设计、制造合

同进行设计的。合同中规定了具体的加工对象（工件）、加工内容、加工精度、生产率要求、交货日期及价格等主要的设计原始数据。其设计步骤为：1.调查研究2.总体方案设计3.技术设计4.工作设计第七章机械加工生产线总体设计退出返回

本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计组合机床总体设计主要是绘制“三图一卡”，就是针对具体的零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机场总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图；加工示意图；机床总联系尺寸图；编制生产率计算卡。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返

回主页下一页7.3.4组合机床总体设计1、被加工零件工序图1）被加工零件工序图的功用根据选定的工艺方案，表示在本机床或生产线上完成的工序内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位，以及工件的材料、硬度和在本机床加工前毛

坯情况的图样。它是在原零件图的基础上以突出本机床或生产线加工内容，辅以必要的文字说明绘制的。它是专用机床设计的主要依据，也是制造使用时检验和调整机床的重要技术文件。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计1、被加工零件工序图2）

工件工序图表达的内容（1）加工零件是毛坯，需标明毛坯种类、精度和加工余量；如为半成品，应标明已加工部位、尺寸和已达到的技术要求。（2）定位基准、辅助支承和夹紧部位及方向，以及它们与主要加工部位之间的尺寸和精度；以进行夹具设计。（3）零件的加工

部位、尺寸和精度、表面粗糙度、位置尺寸和技术要求。（4）被加工零件的名称及编号、材料、硬度、质量等。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计2、加工示意图1）加工示意图的

作用加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而拟定的机床工艺方案，是刀具、辅具的示意图，是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据，是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整的技术资料。第七章机械加工生产线总体设计退出返

回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计2、加工示意图2）加工示意图表示的内容（1）加工部位结构尺寸、精度及分布情况；（2）刀具、刀杆及其与主轴的联接结构；（3）导向结构以及大镗杆的托架结构；（4）上述各类结构的联系尺寸、配合尺寸及必要的配合

度；（5）切削用量；（6）工作循环及工作行程；（7）多工位机床的工位区别以及逐个工位的上述内容；（8）工件名称、材料、加工余量、切削液以及是否需要让刀等；（9）工件加工部位向视图，并在向视图上编出孔号。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.3.4组合

机床总体设计2、加工示意图3）加工示意图的绘制方法多轴箱的主轴结构：钻头、接杆和主轴。（1）按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。（2）根据工件加工要求及选定的加工方法确定刀具、导向套或托架的形式、位置及尺寸，选择主轴和刀杆。图12（3）同一工位、同一加工面，加工相

同结构、尺寸和精度加工表面的主轴结构是相同的，画一根即可。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计2、加工示意图3）加工示意图的绘制方法（4）对一些标准的通用结构，可以不画剖视。（5)标注必要的尺寸。（6）确定动力部件

的工作循环。（7）工作行程长度的确定。（8）最后在加工示意图上标注必要的说明。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计3、机床总联系尺寸图1）机床总联系尺寸图的作用表明了机床的形式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，是开展各

部件设计的依据。2）机床总联系尺寸图表示的内容（1）机床的布局形式（2）通用部件的型号和规格（3）主要专用部件的轮廓尺寸（4）工件几个部件的主要联系尺寸及运动尺寸（5）电动机功率第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.

3.4组合机床总体设计3、机床总联系尺寸图3）机床总联系尺寸图中主要联系尺寸的确定（1）装料高度尺寸的确定（2）夹具轮廓尺寸的确定（3）中间底座尺寸的确定（4）主轴箱轮廓尺寸的确定第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计3、

机床总联系尺寸图4）机床总联系尺寸图的绘制方法与步骤图16（1）纵向和高度方向尺寸基准线的确定；（2）纵向尺寸的确定；（3）确定高度方向尺寸；（4）画左视图；（5）表示运动部件的终点和原始状态以及运动过程中的情况；（6）标注；（7）画出各运动部件的工作

循环图；第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.3.4组合机床总体设计4、机床生产率计算卡生产率计算卡是反映机床生产节拍或实际生产率和切削用量、动作时间、生产纲领及负荷率等关系的技术文件。它是用户验收机床生

产效率的重要依据。a.理想生产率Q（单位为：件/h）:是指完成年生产纲领A（包括备品及废品率）所要求的机床生产率。它与全年工时总数tk有关，一般情况下，单班制tk取2350h，两班制tk取4600h，则ktAQ=第七章机械加工

生产线总体设计退出返回本节返回主页进入下一节7.3.4组合机床总体设计4、机床生产率计算卡b)实际生产率Q1(单位为件/h):是指所设计机床每小时实际可生产的零件数量。即160QT=单T单——生产一个零件所需时间（min）c)机床负荷率负当Q1>Q时

，机床负荷率为二者之比。即1QQ=负组合机床负荷率一般为0.75-0.90，自动线负荷率为0.6-0.7。第七章机械加工生产线总体设计7.4机械加工生产线的总体布局设计一、生产线的工件传送装备二、生产线总体布局设计三、生产线总体

联系尺寸图上一页下一页退出返回主页四、机械加工生产线其它装备的选择与配置返回本章第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.4.1生产线的工件传送装置机械加工生产线总体布局是指组成生产线的机床、辅助装备以及联结这些装备的工件传送装备的

布置形式和联接方式。工件传送装备是将被加工工件从一个工位传送到下一个工位。生产线的总体布局和结构形式往往取决于工件的输送方式。1、工件传送装备应满足的基本要求（1）结构简单、工作可靠、便于布置（2）传

输速度高（3）工作精度要满足定位要求（4）保持工件预定的方位（5）与生产线的总体布局和结构形式相适应第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.4.1生产线的工件传送装置2、常用工件传送装备的类型、特点及应用范围（1）送料槽和送料道：工件自重传送和强制传送。（2）步伐

式传送装备：可以采用机械、气压或液压驱动。常见的有棘爪步伐式图17、回转步伐式图18（3）转位装备：要求转位时间短，转位精度高，工件送入转位装置和从转位装置送出的方位应分别与上、下工段工件的传送方位一致。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.4.2生产

线总体布局形式由生产类型、工件结构形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。1、直接传送方式直线通过式（图20）、折线通过式（图21、图22）、并联支线形（图23）、框形（图24）、非通过式2、带随行夹具方式将工件安装在随行夹具上，传送线将随行夹

具依次传送到各工位。返回方式：水平返回、上方返回和下方返回。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.4.2生产线总体布局形式3、悬挂传送方式图27主要适用外形复杂及没有合适传送基准的工件及轴类零件，且只是尺寸较小、形状复杂的工件。特点：结构简单，

适用于生产节拍较长的生产线。4、生产线的连接方式（1）刚性联接传送装置将生产线联成一个整体，用同一节奏把工件从一个工位传到另一个工位。（2）柔性联接没有储料装置的生产线。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回

主页下一页7.4.3生产线总体联系尺寸图需要确定的尺寸：（1）机床间距（2）传送步距t的确定（3）装料高度的确定（4）转位台联系尺寸的确定用来改变工件的加工表面。（5）传送带驱动装置联系尺寸图31（6）生产线内各装备之间距离尺寸的确定第七章机械加工生产

线总体设计退出返回本节返回主页进入下一节7.4.4机械加工生产线其它装备的选择与配置1、传送带驱动装置的布置2、小螺纹孔加工检查装置3、精加工工序的自动检测装置4、装卸工位控制机构5、毛坯检查装置6、液压站、电器柜及管路布置7、桥梯、操纵台和工具台的布置第

七章机械加工生产线总体设计7.5柔性制造系统一、概述二、柔性制造系统规划的系统方法上一页下一页退出返回主页返回本章三、柔性制造系统总体设计四、柔性制造系统实例第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.

1概述1、FMS的概念柔性制造系统（FMS）是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统，是实现CIMS的基础，它具有CAD、数控编程、分布式数控、工夹具管理、数据采集和质量管理等功能，它能根据制造任务和生产环境的变化迅速进行

调整，适用于多品种、中小批量生产。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.1概述2、FMS的组成图33（1）加工子系统：加工装备、辅助装备、工艺装备。（2）物流子系统：物料储存、传送和搬运。典型的物流过程：工件流，刀具流。（3）控制

子系统：过程控制、过程监视。上述为三种基本组成，还包括FMS的管理、操作与调整维护及编程等工作。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.1概述3、柔性制造系统的工作原理FMS的模型和原理框图如图34所示。FMS

工作过程可以这样来描述：柔性制造系统接到上一级控制系统的有关生产计划信息和技术信息后，由其信息系统进行数据信息的处理、分配，并按照所给的程序对物流系统进行控制。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.1概述4、柔性制造系统的类型根据所含机床的数量、机床结构的不同，可

将柔性制造系统分为柔性制造装置（FMU）、柔性加工单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性生产线（FPL）：（1）柔性制造装置是以一台加工中心为主的系统。（2）柔性加工单元有多种配置形式，至少有一台加工中心、托盘库、自动托盘交换站和刀具交换装置。（3）柔性制造系统是通过一个自动化传输系统和

计算机控制系统，把FMC、数控加工装备、检测装备等各单元联接起来，完成不同品种与规格的自动传输和加工。（4）柔性加工生产线与传统生产线不同。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.2柔

性制造系统规划的系统方法1、柔性制造系统的规划首先应明确包含哪些内容、要达到的目标。其包含的内容如图36所示2、柔性制造系统的基本参数图37（1）柔性制造系统的规摸（2）柔性制造系统的运行时间（3）工件的类型（4）工件的尺寸范围第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.2柔

性制造系统规划的系统方法3、柔性制造系统规划的目标：图38以最少的投资来实现高生产率的多品种加工和降低制造成本。4、柔性制造系统规划的内容和步骤：图391）确定机床的种类，功能要求和数量；2）确定加工装备的最佳自动化程度；3）规划出物流系统；4）估计生产中可以利用的良机和可能

出现的麻烦，然后系统地提出组织管理系统的方案，并提出管理策略和规程。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计1、零件族的确定及其工艺分析要使FMS具有满意的运行效率，必须从用户的实际要求出发，选择好上线的零件，并进行工艺分析：a.FMS零

件族初选；b.FMS上线零件工艺分析的特点；c.工艺分析步骤：第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计1、零件族的确定及其工艺分析c.工艺分析步骤：①消化和分析②工序划分③选择工艺基准④安排工艺路线。⑤选择切削刀具，

确定切削参数。⑥拟定夹具方案。⑦加工零件的检查安排。⑧工时计算与统计。⑨生产批量。⑩工艺方案的经济性和运行效益的预估。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计2、加工设备的选择与配置（1）FMS对机床

的要求：加工工序集中、控制方便、兼顾柔性和生产率（2）选择机床的原则机床种类和数量的确定图40（3）FMS的机床配置型式第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计3、FMS总体平面布局1）FMS总体平面布

局的原则：①有利于提高加工精度；②排屑方便，便于盛切屑小车推出系统或设置排屑自动输送沟；③便于整个车间的物流通畅和自动化；④避免系统通信线路受到外界磁场干扰；⑤布局模块化，使系统控制简洁；⑥有利于人身安全，设置安全防护网；⑦占地面积较小，且便于维修；⑧便于系统扩展。第七章机

械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计3、FMS总体平面布局2）FMS总体平面布局的形式：（1）基于装备之间关系的平面布局随机布局、功能布局、模块布局和单元布局。（

2）基于物料传送路径的平面布局直线形布局、环形布局、网络形等。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计4、FMS各独立工位及其配置原则工位的设置与柔性制造系统的规模、类型与功能需求有关。1）机械加工工位对工件进行切削加工的地点，一般泛指机床。加工中心的

精度包括工作台和主轴移动的直线度、定位精度、重复精度以及主轴回转精度等。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计2）装卸工位在托盘上装卸夹具和工件的地点，它是工件进入、退出FM

S的界面。3）检测工位对完工或部分完工的工件进行测量或检验的地点。4）清洗工位对托盘进行自动冲洗和清除滞留在其上的切屑的地点。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计5、FMS的物料储运系统及其配置FMS的物料是指工件（含托盘和夹具）和刀

具（含刀具柄部）。1）工件搬运系统工件经工件装卸站进入或退出系统以及在系统内的传送过程。2）刀具搬运系统指刀具（含刀具柄部）经刀具进出站进入或退出系统以及在系统内运送的装置。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.5.3柔

性制造系统的总体设计6、FMS检测监视系统的设置原则及其内容1）设置检测监视系统的原则及要求：①进一步容纳新技术和扩充的能力；②可靠性，可维护性与操作性。③便于数据分散采集和集中分析。④合适的响应速度。⑤预报故障。⑥对工作人员提供可靠保护。⑦预处理测量信号的能

力，对复杂参数的判断能力以及测量和处理大量的模拟和数字信号的能力。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.5.3柔性制造系统的总体设计6、FMS检测监视系统的设置原则及其内容2）FMS检测监视系统的监视方式及其内容方式：①对设备或环境进行连续

实时地测量②对检测点或环境定时或按约定时间进行采集测量③操作者在任意的时间对监测点或环境进行观察测量，④工件加工质量的检测方式包括：利用机床所带的测量系统对工件进行在线上的主动检测；采用测量设备（如三坐标测量机或其它检验装置）在系统内对

工件进行测量；在FMS线外测量。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.5.3柔性制造系统的总体设计6、FMS检测监视系统的设置原则及其内容2）FMS检测监视系统的监视方式及其内容内容：①对工件流系统的监视②对刀具流系统的监视③对机器加工设备的监视④环境

参数及安全监控第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页未完待续……7.5.3柔性制造系统的总体设计6、FMS检测监视系统的设置原则及其内容2）FMS检测监视系统必须根据FMS的目标、工艺规划要求及加工设备特性，从全局角度来规划FMS检测监视系统的设备，其依据主要

是检测监视系统应具有的功能，典型的功能树结构见图41。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计7、FMS的控制结构体系方案确定控制系统是FMS实现其功能的核心，它管理和协调FMS内的各个

活动以完成生产计划和达到较高的生产率。其类型有：1)集中式系统控制级—设备控制级两级结构；2)分布式系统控制级—工作站控制级—设备控制级三级结构；3)分布式车间级—FMS级—工作站级—设备级四级结构。第七章机械

加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计8、FMS设计方案的计算与仿真为了减少投资费用和投资风险，使FMS配置和布局更为合理，使建成的系统在运行中效率更高，采用计算机仿真研究是一种快捷而有效的方法，仿真内容：1）FMS的基本组成2）工作站层的控制3）生产

任务调度4）生产计划仿真第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.3柔性制造系统的总体设计9、FMS的可靠性分析进行分析时需要考虑一下因素：1.FMS是一种多功能系统，各功能起着不同的作用，因此对各种功能有不同程度的可靠性要求。2.在FMS运行中可能发生异常情况（紧急

、危险），这些异常情况是系统工作故障或错误的产物，它们可导致控制工作的严重破坏（事故）。3.参与FMS工作的各类人员都不同程度地影响自动控制系统的可靠性4.每一套FMS的组成中都包括有大量的各种不同的组元（硬件、软件和人员），同时，在完成FMS的某些功能中一般都有多种不同的组元参与工作，而

同一个组元也可能同时参与完成几种功能。第七章机械加工生产线总体设计退出返回本节返回主页下一页7.5.4柔性制造系统实例1、实例1图42该系统可以昼夜不停地在8台机床上加工40多种不同的箱体类灰铸铁零件。2、实例2图43这是一个典型的柔性制造系

统，由加工中心、自动引导小车、立体仓库、堆垛机、交换站、监测和清洗装备以及压装设备组成。柔性制造生产线实例图库