隨著科技的發(fā)展,人類社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來(lái)越高,產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短,產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高,傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對(duì)中小企業(yè)形成了威脅,而且也困擾著大中型企業(yè)。因?yàn)?,在大批量生產(chǎn)方式中,柔性(“柔性”是指生產(chǎn)組織形式和生產(chǎn)產(chǎn)品及工藝的多樣性和可變性,可具體表現(xiàn)為機(jī)床的柔性、產(chǎn)品的柔性、加工的柔性、批量的柔性等)和生產(chǎn)率是相互矛盾的。眾所周知,只有品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高,才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益;反之,多品種、小批量生產(chǎn),設(shè)備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁的調(diào)整工夾具,工藝穩(wěn)定難度增大,生產(chǎn)效率勢(shì)必會(huì)受到影響。為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率,使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品成本,讓中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡,柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線便應(yīng)運(yùn)而生且發(fā)展頗為迅速,并且由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、機(jī)械與控制設(shè)備的發(fā)展,也促使柔性制造技術(shù)日臻成熟,促使制造業(yè)自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)嶄新時(shí)代。在機(jī)器人和柔性自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,英國(guó)馬丁路德公司所研發(fā)的龍門式機(jī)器人、組合式機(jī)器人、移動(dòng)工具機(jī)器人等即實(shí)現(xiàn)了制造過(guò)程的完全自動(dòng)化,針對(duì)機(jī)床方面進(jìn)行全方位自動(dòng)化處理,使人力從中解放出來(lái),能夠在不增加人力的情況下,實(shí)現(xiàn)機(jī)床每天24小時(shí),每年365天連續(xù)工作,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化,使夜晚、周末和節(jié)假日亦成為實(shí)際加工時(shí)間,產(chǎn)量隨之提高數(shù)倍。與此同時(shí),自動(dòng)化減少了人為因素造成的品質(zhì)問(wèn)題,更好確保產(chǎn)品質(zhì)量。馬丁路德機(jī)器人還采用了集成加工技術(shù),適用于機(jī)床、生產(chǎn)線的上下料、工件翻轉(zhuǎn)、工件轉(zhuǎn)序等,同時(shí)其高精度夾持定位工具系統(tǒng)為機(jī)器人自動(dòng)化加工提供了標(biāo)準(zhǔn)接口,2μm的重復(fù)定位精度確保了高精度,高效率及批量產(chǎn)品的一致性。該司所研發(fā)的機(jī)器人以其多樣化的機(jī)器人款式、型號(hào)和擴(kuò)展可能性為目前和今后的生產(chǎn)作業(yè)提供最廣泛的應(yīng)用解決方案,其集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體,通過(guò)對(duì)過(guò)程實(shí)施檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策,實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染,是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)。
自動(dòng)化柔性制造系統(tǒng)是指在較少的人工直接或間接干預(yù)下,將原材料加工成零件或?qū)⒘慵M裝成產(chǎn)品,在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)管理過(guò)程和工藝過(guò)程自動(dòng)化。管理過(guò)程包括產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì);程序的編制及工藝的生成;設(shè)備的組織及協(xié)調(diào);材料的計(jì)劃與分配;環(huán)境的監(jiān)控等。工藝過(guò)程包括工件的裝卸、儲(chǔ)存和輸送;刀具的裝配、調(diào)整、輸送和更換;工件的切削加工、排屑、清洗和測(cè)量;切屑的輸送、切削液的凈化處理等。
柔性制造系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有:①柔性高,適應(yīng)多品種中小批量生產(chǎn);②系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)床工藝能力上是相互補(bǔ)充和相互替代的;③可混合加工不同的零件;④系統(tǒng)局部調(diào)整或維修不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作;⑤多層計(jì)算機(jī)控制,可以和上層計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng);⑥可進(jìn)行三班無(wú)人干預(yù)生產(chǎn)。
柔性自動(dòng)化是制造技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,它對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低制造成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高制造系統(tǒng)的適應(yīng)性,進(jìn)而提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有極其重要的意義。 同時(shí)讓機(jī)器人做它們最會(huì)做的事情、這樣人們才有更多的時(shí)間從事只有人類才能做的創(chuàng)意性工作。
自動(dòng)化成套裝備的水平和制造能力代表了一個(gè)國(guó)家裝備制造能力的最高水平,是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)達(dá)程度和國(guó)家綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。國(guó)外汽車行業(yè)、電子和電器行業(yè)、物流與倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)等已大量使用機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線,從而保證了其產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的高效。典型的如機(jī)器人有大型轎車殼體自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、大型機(jī)器人車體焊裝自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、電子和電器等的機(jī)器人柔性自動(dòng)化裝配及檢測(cè)成套技術(shù)和裝備、機(jī)器人整車及發(fā)動(dòng)機(jī)裝配自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)和成套裝備、AGV物流與倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化成套技術(shù)及裝備等,這些機(jī)器人設(shè)備的使用大大推動(dòng)了這些行業(yè)的快速發(fā)展,提升了制造技術(shù)的先進(jìn)性。
全球機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線已形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè),在藍(lán)領(lǐng)技工短缺的大環(huán)境下,企業(yè)對(duì)生產(chǎn)自動(dòng)化的需求空前高漲。中國(guó)將成為市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的國(guó)家之一。預(yù)計(jì)到2012年,工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行數(shù)量增速最快的是中國(guó)和印度,分別漲幅64%和69%。而歐美日等國(guó)家也同樣保持著旺盛的需求與穩(wěn)定的增長(zhǎng)。增速較快的中美/南美地區(qū)、中國(guó)、印度在2012年工業(yè)機(jī)器人新安裝量將比2009年分別增加166.7%、100%和140%。但相對(duì)于中國(guó),印度和中美/南美地區(qū)基數(shù)較小??偠灾@幾個(gè)地區(qū)市場(chǎng)潛力巨大。
柔性制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)工廠的新穎概念模式和新的發(fā)展趨勢(shì),是決定制造企業(yè)未來(lái)發(fā)展前途的具有戰(zhàn)略意義的舉措。屆時(shí),智能化機(jī)械與人之間將相互融合,柔性地全面協(xié)調(diào)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全部活動(dòng)。
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