柔性制造技术及应用
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传统的自动化生产技术可以显著提高生产效率，然而其局限性也显而易见，即无法很好地适应中小批量生产的要求。随着制造技术的发展，特别是自动控制技术、数控加工技术、工业机器人技术等的迅猛发展，柔性制造技术(FMI)应运而生。
1 柔性制造技术
所谓“柔性”，是指制造系统(企业)对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力。柔性可分为瞬时、短期和长期柔性。瞬时柔性是指设备出现故障后，自动排除故障或将零件转移到另一台设备上继续进行加工的能力;短期柔性是指系统在短时期内，适应加工对象变化的能力，包括在任意时期混合进行加工2种以上零件的能力;长期柔性则是指系统在长期使用中，能够加工各种不同零件的能力。迄今为止，柔性还只能定性地加以分析，尚无科学实用的量化指标。因此，凡具备上述3种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统都可以称为柔性制造系统。
柔性制造技术是计算机技术在生产过程及其装备上的应用，是将微电子技术、智能技术与传统制造技术融合在一起，具有自动化、柔性化、高效率的特点，是目前自动化制造系统的基本单元技术。
2 柔性制造单元(FMC)
柔性制造单元(FMC)是在加工中心的基础上，增加了存储工件的自动料库、输送系统所构成的自动加工系统。FMC有较齐全的监控功能，包括刀具损坏检测、寿命检测和加工工时监测等。工件的全部加工一般是在一台机床上完成，常用于箱体类复杂零件的加工。
图1为配有托盘交换系统构成的FMC。托盘上装夹有工件，在加工过程中，它与工件一起流动，类似通常的随行夹具。环形工作台用于工件的输送与中间存储，托盘座在环形导轨上由内侧的环链拖动而回转，每个托盘座上有地址识别码。当一个工件加工完毕，数控机床发出信号，由托盘交换装置将加工完的工件(包括托盘)拖至回转台的空位处，然后转至装卸工位，同时将待加工件推至机床工作台并定位加工。
FMC适于多品种、小批量工件的生产。FMC具有规模小、成本低、便于扩展等优点。但FMC的信息系统自动化程度较低，加工柔度不高，只能完成品种有限的零件加工。
3 柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统(FMS)是在FMC的基础上扩展而形成的一种高效率、高精度、高柔性的加工系统。
美国制造工程师协会将FMS定义为:柔性制造系统是使用计算机、柔性加工单元和集成物料储运装置完成零件族某一工序或一系列工序的一种集成制造系统。
我国对于FMS给出的定义是:柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种、中小批量的生产。FMS主要由下列三部分组成:数控机床加工系统、自动化的物流系统、计算机控制系统。如图2所示。
图2 FMS的构成
(1)加工系统。加工系统通常由若干台加工零件的CNC机床组成。加工系统能够按照计算机系统的指令自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。
(2)物流系统。FMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大差别，它的整个工件输送系统工作状态是可以进行随机调节的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。物流系统包含工件的存储、输送和搬运等几个方面。
(3)控制系统。控制系统包括过程控制及过程监视两个子系统，其功能分别为:进行加工系统及物流系统的自动控制，以及在线状态数据自动采集和处理。FMS中信息由多级计算机进行处理和控制。
4 结束语
由FMS备有较多刀具、夹具以及数控加工程序，因此能接受各种不同零件的加工，解决了多品种、中小批量生产中的生产率与柔性之间的矛盾，对扩大变形产品的生产和新产品开发特别有利。因集中控制灵活性好，加工过程中工件输送和刀具更换等实现了自动化，人的介人减少到最低程度，提高了生产连续性和数控设备利用率，所以，生产周期短、成本低。通过计算机的数据处理，在加工过程中采用自动检测设备，可随时发现机床精度、刀具磨损及加工质量等方面出现的问题，能及时采取措施，使加工质量得到保证。另外，由于FMS具有高柔性、高生产率以及准备时间短的特点，能够对市场的变化作出迅速反应，可以保持较小的在制品和成品库存量。