微電機柔性制造技術發展趨勢
高志杰 (西安微電機研究所)
(摘 要)微電機制造特點是多品種、小批量、高精度,發展柔性制造技術是一個必然趨勢。文中介紹柔性制造系統的構成、運行特點等,指出柔性制造系統可解決中小批量生產效率低、周期長、成本高、質量差等問題,對我國微電機制造技術的發展有重要意義。
(敘詞)微電機,制造,柔性制造系統,結構,綜述
0引 言
多品種、中小批量生產是國內外微電機制造業的基本特點。據統計,小批量生產成本比大批量生產約高百分之50,產品質量受人為影響也大得多。為解決這一問題,微電機制造業必須研究和采取相應的對策。企業的生產手段、模式和管理組織方法必須調整,以適應現代產品更新換代的速度和對產品質量的要求。
當代發達國家正致力于計算機集成制造系統(cims)技術的研究,并認為cims系統要比單獨開發計算機在生產中的應用技術(如cam)有更大的經濟效益。國外近幾年發展了柔性制造系統( fms)為cims技術開發作出了技術準備。由計算機網絡控制,以數控機床和數控加工中心為主,其配置以實覡****生產組織、空間和時間的高度適應性為原則,自動處理物料流和信息流,滿足多品種、小批量、高效率、低成本生產的要求。這種技術用于多品種、小批量生產所耗用的工時,接近于大批量連續生產所耗用的工時。據資料介紹fms可提前百分之30—60的新產品交貨期,零件加工成本可降低百分之90,占用工時縮短百分之60以上,在制品的庫存可降低百分之90。另外還有提高產品質量、縮短投產周期等明顯的效益。縱觀我國微電機技術進步和國民經濟發展需求的形勢,努力開發fms,并最終實現cims,是社會發展和生產發展的必然趨勢,是我國微電機制造業提高效益,趕超世界水平的關鍵,應當成為微電機制造企業技術發展明確追求的目標。圖1表示微電機技術發展狀況。
dfa-考慮工藝的產品設計
cam-計算機輔助制造
cad-計算機輔助設計
capp-計算機輔助工藝
gt-成組技術
emc-簡易加工中心
caq-計算機輔助質量管理
camp-計算機輔助材料計劃
mrp-制造資源計劃
ad-自適應控制
fmc-柔性制造單元
dnc-直接數字控制
cnc-計算機數字控制
mic—債息管理系統
dss-決策支援系統
fms-柔性制造系統
mhs-材料運貯系統
phs-零件運貯系統
ths-刀具工具運貯系統
chs-冷動液運貯系統
whs-廢料運貯系統
hims-人工智能錯造系統
cims-計算機集成制造系統
his-專家系統柔性制造系統(fms)
柔性制造系統(fms)突出特點是柔性,是自動優選的隨機加工能力,即同時制造一種以上工件的能力。控制系統將按比例安排各種零部件,滿足產品的進度計劃。fms中的機床出現故障,系統將自動選擇線內其他機床代替,而使系統接近正常運行,同時也不受產品設計和刀具變化的影響。系統還具有可擴展性,能按要求擴大生產能力或可分階段安裝、使用,提高設備的利用率,減少一次投資的費用
1.1fms系統基本構成
fms指利用計算機控制的、具唷多個獨立的生產工位和物料運貯網絡,用于在中小批量生產時,高效率地制造多品種產品(零件)的生產系統。這個系統由其構成各個環節的硬件和通訊、控制、數據和信息處理組成,如圖2所示。fms的主要特征是把機床、輸送系統和控制網絡密切結合起來,在保證系統有較高乘性的條件下,獲得更高的生產率。
fms主要由三部分組成
a.能獨立工作的數控機床;
b.-個在機床和各工位間輸送工件、材料和刀具的運輸網絡;
c.協調各工位機床、加工過程、工件、刀具輸送裝置的總體控制系統。
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