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(gè)比較簡(jiǎn)單而且易于控制的裝置,如果把它產(chǎn)生的光束聚集成極細(xì)的光束,就可以切割;散焦一點(diǎn)就可以焊接;再散焦一點(diǎn),就能進(jìn)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(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間周期。易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工,激光光束換位時(shí)間短,提高了生產(chǎn)效率??蛇M(jìn)行多種工件交替安裝。一個(gè)工件加工時(shí),可卸下已完成的部件,并安裝待加工工件,實(shí)現(xiàn)并行加工,減少安裝時(shí)間,增加激光加工時(shí)間。
(3)激光束采用直接和導(dǎo)向方法。激光可作旋轉(zhuǎn)、傾斜、上下左右等運(yùn)動(dòng),能加工工件的垂直面和復(fù)雜表面;而且直接驅(qū)動(dòng)沒有空程,精度高。將激光的控制和相結(jié)合,用機(jī)器人來移動(dòng)或多軸線方式方式翻轉(zhuǎn)光束下的零件,可加工一些用傳統(tǒng)方法加工比較困難的零件。
(4)采取多級(jí)快速反應(yīng)的防撞措施,光束導(dǎo)向裝置接觸工件時(shí),運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)立即停機(jī),使系統(tǒng)不被破壞,避免了昂貴的維護(hù);碰撞后能快速而簡(jiǎn)單地恢復(fù)工作,減少了碰撞引起的停機(jī)時(shí)間,提高了激光系統(tǒng)的加工效率和可靠性。
(5)激光頭可自由運(yùn)動(dòng),目前激光頭已達(dá)5個(gè)運(yùn)動(dòng)軸,即使工件在加工時(shí)保持固定,仍可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的加工,而且只要利用移動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),就可加工比軸行程大的零部件。激光束采用自動(dòng)聚焦控制。激光系統(tǒng)直線軸可沿光軸或任意軸定位,以保持光束聚焦;焦點(diǎn)位置任何時(shí)刻都精確可知,而且行程無限制。圖1示出了自動(dòng)聚焦控制與控制的比較,由圖看見,鏡頭伺服系統(tǒng)中聚焦與激光系統(tǒng)移動(dòng)無關(guān),因此焦點(diǎn)位置無法確定。
2、柔性制造系統(tǒng)(FMS)
柔性制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem縮寫FMS)是指適用于多品種、中小批量生產(chǎn)的具有高柔性且程度高的制造系統(tǒng)。柔性是FMS的最大特點(diǎn),即系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)能力。FMS自其誕生以來就出強(qiáng)大的生命力,它克服了傳統(tǒng)的剛性自動(dòng)線只適用于大量生產(chǎn)的局限性,表現(xiàn)出了對(duì)多品種、中小批量生產(chǎn)制造自動(dòng)化的適應(yīng)能力。隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)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(shù)、技術(shù)、技術(shù)、機(jī)械與控制設(shè)備的進(jìn)步,柔性制造技術(shù)發(fā)展迅猛并日臻成熟。實(shí)用表明,柔性制造技術(shù)具有如下特點(diǎn):具有較高的柔性、機(jī)構(gòu)性和通用性;轉(zhuǎn)產(chǎn)快、準(zhǔn)備時(shí)間短;備利用率高,可實(shí)現(xiàn)無人看管24h連續(xù)工作;加工質(zhì)量高且穩(wěn)定;所需費(fèi)用低;相同產(chǎn)量占地面積是傳統(tǒng)設(shè)備的60%。由此可見,正是由于柔性制造技術(shù)的這種高效、靈活的特性使其成為實(shí)施敏捷制造、并行工程、精益生產(chǎn)和智能制造系統(tǒng)的基礎(chǔ),且應(yīng)用日益廣泛,已成為制造領(lǐng)域的核心技術(shù)。而按規(guī)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(tǒng)(FMS)。
一般柔性制造系統(tǒng)的主要組成部分為:
(1)加工系統(tǒng)
FMS采用的設(shè)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(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)車、銑、磨及齒輪加工機(jī)床等,用以自動(dòng)地完成多種工序的加工。