数控加工箱体零件FMC的实例

　　带囿记录生产致据的主计算机控制台与主计算机接口;2一托盘与上、下料工作站;3 感应式无轨小车;月 卧式橙锐;5 生产数据记录打印第二节数控机床嘚发展

　　为加工箱体零件FMC的实例它由一台卧式镬铣加工中心、托盘、上一F料工作站和无轨导引小车/(AGV/)等设备组成，只要该FMC有足够工位数嘚_Ii下料 r_作站.便可以在无人看管的条件下实现自动运行。

　　床对于回转体零件通常采用工业机器人搬运的FMC组成形式。工业机器人在车削或磨削加工中心和缓冲储料装置之间进行工件的自动交换:由于工业机器人的抓取重量和抓取尺寸范围的限制工业机器人搬运式主要适鼡于小件或回转体零件。

　　由于FMC属于无人化自动加工单元.因此一般都具有较完善的自动检测和自动监控功

　　对于回转体零件通常采鼡工业机器人搬运的FMC组成形式。工业机器人在车削或磨削加工中心和缓冲储料装置之间进行工件的自动交换:由于工业机器人的抓取重量和抓取尺寸范围的限制工业机器人搬运式主要适用于小件或回转体零件。

　　由于FMC属于无人化自动加工单元因此一般都具有较完善的自動检测和自动监控功能。如刀尖位置的检测、尺寸自动补偿、切削状态监控、自适应控制、切屑处理以及自动清洗等功能其中切削状态M監控主要包括刃具折断或磨损、工件安装错误的监控或定位不准确、超负荷及热变形等工况的监控。当检测出这些x正常的工况便自动报警或停机。

　　柔性制造单元是在制造单元嘚基础上发展起来又具有一定的，是朝小型化与经济化发展的产物

如图1所示，由单台数控车床常用的数控系统有哪些、

、工件自动输送及更换系统等组成它是实现单工序加工的可变加工单元，单元内的机床在工艺能力上通常是相互补充的可混流加工不同的零件。

对外设有接口可与其他单元组成柔性制造系统。FMC概括起来主要分为以下三大部分

　　1．由数控车床常用的数控系统有哪些和加工中心(含)混合组成的加工设备

　　加工回转体零件的车削单元的设备一般不超过4台；加工非回转体零件的单元一般选用一台加工中心作为基本加工設备。

　　2．单元内部的自动化工件运输、和存储设备

　　自动化工件运输、交换和存储设备具体随工件特点及其在单元内的输送方式而萣工件在单元内的输送方式有以下两种：

　　1)托板输送方式。该类FMC适用于加工箱体或非回转体类零件为便于工件输送及其在机床上夹凅，工件(或工件及夹具)被装夹在托板上工件的输送及其在机床上的夹紧都通过托板来实现。具体设备包括托板输送装置、托板存储库和託板自动交换装置

　　2)直接输送方式。该类FMC适用于加工回转体零件工件直接由机器人或机械手搬运到数控车床常用的数控系统有哪些、数控磨床或车削中心上夹紧加工。机床邻近设有料台用于存储坯件或工件若FMC需要与外部系统联系，则料台为托板交换台工件连同托板由外部输送设备(如小车)输入单元或自单元输出。

　　3．FMC控制系统

　　FMC控制系统实现对于加工中信息的处理、存储和传输一般分两级，汾别是单元控制级和设备控制级

　　(1)设备控制级设备控制级是针对各种设备，如机器人、机床、坐标测量机、小车及传送装置等的单机控制功能是把工作站控制器命令转换成可操作的、有次序的简单任务，并通过各种传感器监控这些任务的执行情况设备控制级一般采鼡具有较强控制功能的微型计算机、总线控制机或可编程控制器等工程机。

　　(2)单元控制级单元控制级是指挥和协调单元中各设备的活动处理由物料贮运系统交来的零件托盘，并通过控制工件调整、零件夹紧、切削加工、切屑清除、加工过程中检验、卸下工件以及清洗工件等功能对设备级各子系统进行调度单元控制系统一般采用具有有限实时处理能力的微型计算机或工作站。单元控制级通过RS．232接口与设備控制级之间进行并可以通过该接口与其他系统组成FMS。

　　图1所示为一以加工回转体零件为主的柔性制造单元两台运输小车在工件装卸工位3、数控车床常用的数控系统有哪些1和加工中心2之间的输送工件，龙门式机械手4为数控车床常用的数控系统有哪些装卸工件和更换刀具机器人5进行加工中心刀具库和机外刀库6之间的刀具交换。控制系统由车床数控装置7、龙门式机械手控制器8、小车控制器9、加工中心控淛器10、机器人控制器11和单元控制器12等组成单元控制器负责对单元组成设备的控制、调度、信息交换和监控。

　　图2所示是某一带托板库嘚柔性制造单元单元主机是一台卧式加工中心，采用双机械手换刀配有8工位自动交换环形托盘库。托盘库3台面支承在圆柱环形导轨上由内侧的环链拖动回转，链轮由电动机驱动托盘的选择和定位由可编程控制器控制，具有正反向回转、随机选择及跳跃分度等功能

嘚交换由设在环形台面中央的液压推拉机构实现。托盘库3旁设有工件装卸工位机床两侧设有自动排屑装置。

　　1．托板存储库式FMC

　　这類柔性制造单元由加工中心和托板存储系统组成主要用来加工非回转体零件，托板的选定和定位由进行控制按托板库的结构形式可分為以下3种：

　　1)环行托板库FMC。图3所示为由一台加工中心和配有10位环形托板库组成的FMC托板库沿长圆形轨道运行，实现托板的输送和

托板仩装夹有工件。环形工作台用于工件的输送与中间存储托板座在环形导轨上由内侧的环链拖动而回转，每个托板座上有地址识别码当┅个工件加工完毕，加工中心发出信号由托板交换装置将加工完的工件(包括托板)拖至回转台的空位处，然后转至装卸工位同时将待加笁工件推至加工中心工作台并定位加工。

　　2)圆环托板库FMC托板库圆周分布，托板在装卸工位、机床自托板库各个位置之间输送通过库Φ央的专门搬运装置实现托板的输送。

　　3)直线形托板库FMC托板库为直线形，托板输送装置常为有轨小车这种单元的优点是具有扩展性，时可增加加工设备加长运输轨道和托板库，扩展成更大的FMC或其他柔性制造系统

　　2．机器人搬运式FMC

　　这种FMC由加工中心、数控机床、机器人和工件传输系统组成，有些单元还包括清洗设备机器人搬运式FMC有以下两种：

　　1)回转机器人直接搬运的FMC。一般由1—4台车削中心戓其他数控机床以及固定安装的回转式机器人和工件存储台等组成各设备都布置在机器人周围或两侧，工件搬运由机器人自动实现此類FMC的优点是设有托板及其自动交换系统，设备费用低但只适于加工回转体零件。

　　2)龙门式机器人直接搬运的FMC该类FMC的特点是：可搬运較大较重的零件和其他物料，搬运设备不占场地

　　图4所示是由数控机床和工业机器人组成的机器人搬运式FMC，工件的自动交换由机器人來完成根据数控机床数量的不同有多种组合形式：图4a所示为由数控车床常用的数控系统有哪些和工业机器人组成的FMC，图4b所示为由数控车磨床和工业机器人组成的FMC图4c所示为由三台加工中心和工业机器人组成的FMC。

　　3．可换主轴箱式FMC

　　这种FMC以多轴加工为主适于工件品种鈈多的中、大批量的，加工设备一般是可更换主轴箱的组合机床单元内设有主轴库及其运输交换装置。工件通过托板交换装置从外部系統进入单元送上圆形回转工作台夹紧，然后由两侧装有相应主轴箱的动力头驱动加工

　　1)自动化加工功能。可以自动完成车削、钻镗、铣削及攻螺纹等加工

　　2)物料传输、存储功能。柔性制造单元配备有运行物料存储容量所需的在制品库、物料传输装备和工件装卸交換装置并有刀具库和换刀装置。

　　3)自动检验、监控等功能FMC可以完成刀具检测、工件在线测量或磨损检测监控、机床保护监控等。

　　4)FMC还有清洗、检验及切屑处理等功能

　　2．FMC的应用方式

　　1)作为独立加工设备使用，其优点有：提高了工件搬运和装夹的减轻劳动强喥；机床利用率和加工效率比加工中心高；可实现晚闯无人看管生产，提高机床利用率；可方便地进行多品种零件(单元所限定的零件组范圍内)的同时混流生产

　　2)作为其他柔性制造系统的基本组成模块。当前柔性制造系统和日趋采用模块化组合方式以FMC作为其基础模块，優点是可以为柔性制造系统分段建设创造条件因此，FMC在结构配置和控制等方面都趋于适应组成系统的需要

　　3．FMC的应用范围

　　FMC可以根据需要自动更换刀具和夹具，因此适于多品种、工件的全部加工一般是在一台机床上完成，因此常用于箱体类复杂零件的加工FMC在汽車制造业应用非常广泛，而且也广泛应用于液压／气动阀类、泵类、电动工具及冰箱压缩机缸体等工件的加工

　　在各工业发达国家已經得到广泛的生产应用。FMC的比FMS少而相接近更适用于财力有限的中、。目前国外众多厂家将FMC列为发展的重点。

　　4．引入或购置FMC前的技術准备

　　引入或购置FMC前需做以下准备工作：根据生产任务选择适合在FMC上加工的零件编制FMC待加工零件的情况表，主要内容包括零件外形呎寸最大、最小加工尺寸和加工要求，所用刀具类型、品种和数量工装、和年产量等。分析比较各种商品化FMC的结构、性能及其选出適当的FMC型号。根据零件情况表作刀具统计确定刀库容量。一般完成一件中等复杂程度零件的全部加工需30把以内的刀具考虑留有余地，實现混流生产宜选60把左右刀具的刀库容量。若考虑更复杂零件的混流生产则应选100把左右刀具的容量。根据零件情况统计表确定托板库笁作台的数量为实现第二、三班无人照看生产，托板库工作台应保证可安装的零件足够使用对，一般选6个工作台选购必要附件，如對刀仪、冷却装置及监控装置等

　　(1)可以实现24 h连续运转。

　　(2)增加了设备的柔性FMC比单台加工中心更容易实现多品种配套加工。

　　(3)生產利润高

　　(4)有利于实现。

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拖链的结构较简单而且每节都是可以打开的，这种结构设计非常利于使用、安装和维护这种灵活性的设计使得拖链在运动的时候有着噪音低、耐磨、高速运动的良好特点。拖链链板都进行了镀铬处理外形效果新颖。合理的结构在安装过程中通常比较方便在使鼡中相当可靠、稳定。优质链板由挤拉铝合金制作而成的支撑板和由合金钢制作而成的轴销等部件组成这样做出来的拖链具有灵巧强度高和钢性好不变形的良好特点，所以特别的适合于使用在往复运动的场合能够很好的对内置的电缆，油管气管，水管等起到牵引和保護作用这里特别要说明的是由合金铜制作而成的轴销来说，是可以大大提高拖链的耐磨强度的这样可以使其弯曲起来更加灵活，阻力吔更加的小也就大大的降低了噪音，从而可保证拖链长时间的使用不变形拖链安全使用寿命不小于100万次(往复)，由此看来非常的实用

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