1、激光加工的柔性
激光加工本身就具有很好的柔性:
(1)本身是一個比較簡單而且易于控制的裝置,如果把它產生的光束聚集成極細的光束,就可以切割;散焦一點就可以焊接;再散焦一點,就能進行熱處理。
(2)采用激光加工,不僅加工速度快,效率高,成本低,而且避免了模具或刀具更換,縮短了生產準備時間周期。易于實現連續加工,激光光束換位時間短,提高了生產效率??蛇M行多種工件交替安裝。一個工件加工時,可卸下已完成的部件,并安裝待加工工件,實現并行加工,減少安裝時間,增加激光加工時間。
(3)激光束采用直接和導向方法。激光可作旋轉、傾斜、上下左右等運動,能加工工件的垂直面和復雜表面;而且直接驅動沒有空程,精度高。將激光的控制和相結合,用機器人來移動或多軸線方式方式翻轉光束下的零件,可加工一些用傳統方法加工比較困難的零件。
(4)采取多級快速反應的防撞措施,光束導向裝置接觸工件時,運動系統立即停機,使系統不被破壞,避免了昂貴的維護;碰撞后能快速而簡單地恢復工作,減少了碰撞引起的停機時間,提高了激光系統的加工效率和可靠性。
(5)激光頭可自由運動,目前激光頭已達5個運動軸,即使工件在加工時保持固定,仍可實現復雜工件的加工,而且只要利用移動旋轉工作臺,就可加工比軸行程大的零部件。激光束采用自動聚焦控制。激光系統直線軸可沿光軸或任意軸定位,以保持光束聚焦;焦點位置任何時刻都精確可知,而且行程無限制。圖1示出了自動聚焦控制與控制的比較,由圖看見,鏡頭伺服系統中聚焦與激光系統移動無關,因此焦點位置無法確定。
2、柔性制造系統(FMS)
柔性制造系統(FlexibleManufacturingSystem縮寫FMS)是指適用于多品種、中小批量生產的具有高柔性且程度高的制造系統。柔性是FMS的最大特點,即系統內部對外部環境的適應能力。FMS自其誕生以來就出強大的生命力,它克服了傳統的剛性自動線只適用于大量生產的局限性,表現出了對多品種、中小批量生產制造自動化的適應能力。隨著社會對產品多樣化、低制造成本、短制造周期要求的日趨迫切,由于技術、技術、技術、機械與控制設備的進步,柔性制造技術發展迅猛并日臻成熟。實用表明,柔性制造技術具有如下特點:具有較高的柔性、機構性和通用性;轉產快、準備時間短;備利用率高,可實現無人看管24h連續工作;加工質量高且穩定;所需費用低;相同產量占地面積是傳統設備的60%。由此可見,正是由于柔性制造技術的這種高效、靈活的特性使其成為實施敏捷制造、并行工程、精益生產和智能制造系統的基礎,且應用日益廣泛,已成為制造領域的核心技術。而按規模大小FMS主要分為:柔性制造單元(FMC);柔性制造線(FML);柔性制造系統(FMS)。
一般柔性制造系統的主要組成部分為:
(1)加工系統
FMS采用的設備由待加工工件的類別決定主要有加工中心、車削中心或計算機數控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機床等,用以自動地完成多種工序的加工。