机械5

结合机电一体化的需要，设计以单片机作为控制系统的X-Y型工作台。通过对X-Y型工作台机械结构设计和控制电路接口的设计，阐述了机电一体化设计中的共性和关键技术。这种工作台通常与整机设计成一个整体，其形状，尺寸，结构因机器类型不同而有较大差异，但其工作原理有着共同点。 为了满足柔性制造系统定义的要求，该系统的基本工艺应实现自动化。因为自动化必须是可编程的，以适应不同的产品要求，而易于改变，以及通用机床必须执行这些工艺。计算机数控（CNC）车削中心、计算机数控（CNC）加工中心、及机器人工作站构成了这些设备。这些机器不仅仅是易于重新编程，同时也适应置于刀具存储系统及刀具更换器中的不同刀具。通常CNC加工中心备有60多把或更多刀具（铣刀、钻头、镗刀等）。对于CNC车削中心，备有12把或更多的刀具（右车刀、左车刀、镗杆、钻头等）。书动机床的自动换刀器及刀库使它们对材料的工艺装备作出自然的选择。 零件必须在加工站点之间自动化的移动，采用了数种不同的物料输送系统，把这些零件从一个站点输送到另一个站点。物料输送系统的选择是数种系统特征函数。首先，物料输送系统的选择必须适应零件（或许是零件的夹具）的负荷及批量。大型的、重型的零件需要大型的、强力的输送系统，如滚子输送、导向小车、轨道驱动车辆系统。构成的机床数量及机床布置也提供了另一种设计上的考虑。如果用单一的物料输送机来运送零件到系统内的所有机床，则运输机的工作覆盖面至少必须是和整个系统一样大。通常一台机器人定位于一两台机床或一个装卸站。一台输送机或自动导向车可以扩大到数英里的工厂区域。物料输送也可以以即时的方式将零件从一台机床输送到另一台机床。如果系统内的机床耗费大量的时间在等待输送零件的到来，则其生产率是不会高地。如果有许多种零件包括在系统内，而且这些零件要经常输送到机床上，物料系统要能够支持这些活动。通常由采用极快的输送装置或靠平行地使用几种装置来实现。例如：用一台机器人支持一台机床，而不是用一台机器人运送零件到系统内的所有机床。 2.1.2刀具及夹具 用途多样性是柔性制造系统的关键，由此，在系统中使用的刀具必须能够支持多种零件及产品的生产。在柔性制造系统中，使用专用的或成型刀具并不典型。使用成型刀具得到轮廓，通常可以通过轮廓书空系统或标准的铣刀得到。标准的铣刀可以用于各种不同的零件而不是只能加工单一的轮廓。使用任何专用刀具其利润和成本的经济分析都是必须的，以确定最佳的刀具组合。然而，因书空机床仅有有限数量的刀具可供存取，极少数的刀具应当包括在内。 柔性制造系统通常容易忽视的一个方面是所使用的夹具。因为夹具是系统中工具的一部分。人们会争议这样一个事实，对系统中的夹具也应标准化。工件装在创制出的“柔性夹具”中，这种仅在几年前才开始使用的夹具可以支持多种零件。许多柔性制造系统的独特方面是零件装在夹具（或随行夹具）中而在系统中运动，夹具做成相同的尺寸，这样物料输送系统可以专门化去输送单一的几何形体，零件精确的定位在夹具上，同时随同夹具从一个站点运动大另一个站点。这种类型的夹具，通常称为随行夹具。现在所应用的许多随行夹具都加工出标准的T型槽，同时使用标准的夹具组件创建出适应于切削加工的零件的定位及夹紧的条件。 3.柔性制造系统的计算机控制 3.1 FMS构架 FMS是一个必须被通过一台计算机或者计算机网络控制的设备和过程的复杂的网络。为了使控制FMS的任务更易处理，系统通常被分成一个个基于任务的阶层。已经逐步成的标准之一的是国家标准与技术局(NIST)工厂控制阶层。 (NIST以前叫国家标准局， NBS.)这个阶层由5步组成，在图（2）表示了系统由物质机器加工设备，图（3）系统的最低的组成部分。工作站设备恰好处于过程水平面存在并且起着预防综合和设备接口的作用。例如棘瓜固定设备和编程要素也是工作站的一部分。工作站通常提供人力机器接口和机器零件接口。而脱机程序适合NC那种易于AML给机器人工作的工作站水平。 小屋是在在机器之间的相互作用阶层的单位，并成为系统的一部分。小屋控制器提供了那些机器和物质处理系统之间的接口。照此，小屋控制器负责系统的排序和调度部分。车间水平的集成和多房间重现生成了存货清单的计划和管理。