２０１３年８月 机床与液压 Ａｕｇ．２０１３ 第４ｌ卷第ｌ６期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏ１．４ｌ Ｎｏ．１６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１６．０１８ 一种经济型柔性制造系统的研究 温上樵 （南京信息职业技术学院，江苏南京２１００２３） 摘要：经济型柔性制造系统是为中、小型加工企业提供了一种对现有常用的机加工设备进行改造的方法。通过加装柔 性模块化夹具，将相关的机￣ＪｎＴ－设备和测量设备进行紧密联系，从而避免了工件在二次装夹的过程中产生的定位误差对位 置精度的影响，并能实现工件在加工过程中的实时检测。 关键词：经济型柔性制造系统；柔性模块化夹具 中图分类号：ＴＨ１６５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—３８８１（２０１３）１６—０５７—３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａｎ Ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＷＥＮ Ｓｈａｎｇｑｉａｏ （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００２３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ（ＦＭＳ）ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｃｏｍｍｏ￣ｙ ａｖ￣ｌａｂｌｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ｓｍａｌｌ ａｎｄ ｍｅｄｉｕｍ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍｏｄｕｌａｒ ｆｉｘｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｏｓｅｌｙ ｌｉｎｋｅｄ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｔｉｍｅｓ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｉｎ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ＦＭＳ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍｏｄｕｌａｒ ｆｉｘｔｕｒｅ １ 经济型柔性制造系统 ’ （３）使用现代化测量设备（主要指三坐标测量 所谓经济型柔性制造系统就是以数控机床为基 仪）。 础，利用柔性模块化夹具，按照成组加工的准则安置 １．２经济型柔性制造系统的基本功能 设备和组织零件生产，并配备人力进行工件运输而构 （１）模块化加工功能 成的最小的且价廉的柔性制造系统。它是在一般的柔 主要指将常用的生产加工设备，主要是以数控车 性系统的基础上产生的，但相对于一般的柔性系统， 床、数控铣床、数控加工中心以及一些特种加工机 其生产成本更加低，利用率更加高，更加灵活。 床，通过加装具有统一标准接口的柔性模块化夹具， １．１ 经济型柔性制造系统的基本构成 完成相应模块的加工。如数控车床完成内、外圆柱面 经济型柔性制造系统的结构如图１所示。 的加工；数控铣床完成各种平面的加工；电加工机床 工件 完成穿孔和型腔的加工等。 亡 （２）增加工艺能力功能 ｌ柔性模块化夹具 ｌ 通过加装柔性模块化夹具，扩大了机床原有的工 ＝ｊ［王 ＝ｊ［ 艺能力，从而完成一些以前不能完成的加工。如安装 柔 电 柔 数 柔 柔 了直角座和柔性模块化夹具的普通三轴加工中心，可 通 性 加 性 控 性 测 性 用 夹 工 夹 切 夹 量 夹 以变成能加工５个面的类似四轴加工中心。 机 具 机 具 削 具 装 具 床 接 床 接 机 接 置 接 （３）提高重复定位精度功能 口 口 床 口 口 工件安装在类似于随行夹具的托板和精密虎钳 图１经济型柔性制造系统的结构 上，定位由其背面的定位槽或定位片保证，夹紧由拉 其特征如下： 钉和钢球实现。工件至加工结束才与托板或精密虎钳 （１）由数控机床、特种Ｊｍ－ｒ＿机床以及一些常用 分离，减少了重复装夹，降低二次装夹带来的误差。 的生产设备组成； 、 （４）过程检验功能 （２）各种设备均安装拥有统一接口的柔性模块 利用三坐标测量仪可以完成工件的准在线测量。 化夹具； 在三坐标测量仪上安装具有统一标准接口的柔性模块 化夹具，在加工零件的过程中，可以将工件连同托板 收稿日期：２０１２—０７—１２ 作者筒介：温上樵（１９７３一），硕士，副教授，高级工程师，研究方向为现代制造技术。Ｅ—ｍａｒｌ：ｗｅｎｓｑ＠ｎｊｅｉｔ．ｃａ。 ・６２・ 机床与液压 Ｚ一２２．０： Ｘ１２．０Ｚ一２３．０： Ｚ一２８： Ｎ２０Ｘ１０．０； Ｚ２．０ 第４ｌ卷 ３．３数控程序设计 本产品的６道工序中有４道工序均在数控车床上 完成，可以在一次装夹中完成该４道工序的加工。 （１）外轮廓程序设计 Ｏ０１０１： ＣＯＯ ９７Ｃ－９９ｓ４００Ｍ０３ＴＯ１０１Ｆ０．２： Ｘ３２．０Ｚ２．０： Ｇ００Ｘ６０．０Ｚ５０．０： Ｍ００： Ｘ１０．０Ｚ２．０Ｓ５００Ｍ０３： Ｇ７１Ｕ２．０Ｒ０．３： Ｇ７１Ｐ１０Ｑ２０Ｕ０．３Ｗ０．０３； Ｎ１０Ｇ００Ｘ１２．０： ＧＯＩＺ０； Ｘ２４．０： Ｘ２６．０Ｚ—Ｉ．０： Ｇ７ｏＰ３ＯＱ４Ｏ； Ｚ２．０ Ｇ００Ｘ６０．０Ｚ５０．０Ｍ０５： Ｍ３０； Ｘ３０．０Ｚ一２５．０： Ｎ２０Ｘ３２．０： ’ Ｇ００ｘ６０．０Ｚ５０．０： Ｍ００： Ｘ３２．０Ｚ２．０Ｓ６００Ｍ０３： ４结束语 通过设计车床工装来完成四面四孔的数控车削。 由于传统的阀体加工工序分散，技术水平相对落后， 随着现代制造业的发展，人员素质的提高，企业越来 越要求工序集中，以降低物流和管理成本。通过设计 四工位的车床夹具，完成４次分度加工，保证加工精 度和效率，改变了传统的工艺管理方式，有效地节约 了成本及工时，为企业带来了良好的经济效益。 参考文献： 【１】李益民．机械制造工艺设计简明手册［Ｍ］．北京：机械工 业出版社，１９９４． Ｇ７０Ｐ１０Ｑ２０； Ｇ０ＯＸ６０．０Ｚ５０．０Ｍ０５： Ｍ３０： （２）内孑乙程序设计 ００２０１； Ｇ００Ｇ９７Ｇ９９Ｓ４００Ｍ０３Ｔ０３０３Ｆ０．１： Ｘ１０．０Ｚ２．０： （ １Ｕ１．０Ｒ０．３： 【２】李洪．机械加工工艺手册［Ｍ］．北京：北京出版社，１９９０． 【３】王绍俊．机械制造工艺设计手册［Ｍ］．北京：机械工艺出 版社，１９８７． Ｇ７１Ｐ３０Ｑ４０Ｕ０．２Ｗ０．０３； Ｎ１０Ｇ００Ｘｌ６．０： ＧＯ１Ｚ０： Ｘ１３．０Ｚ一１．５： 【４】孙丽媛．机械制造工艺及专用夹具设计指导［Ｍ］．北京： 治金工艺出版社，２００２． 【５】刘守勇．机械制造工艺与机床夹具［Ｍ］．２版．北京：机 械工艺出版社，２００５． （上接第５９页） ５结束语 采用柔性模块化夹具构建的经济型柔性制造系 统，可以将企业现有的加工设备高效地利用起来。由 于柔性模块化夹具的稳定并较小的二次定位误差，使 得加工过程中的位置误差得以保证。这为增强中、小 企业的加工能力找到了一条捷径，也是其日后要发展 的必由之路。 以，改善经济型数控机床和特种加工机床的加工性能 也成为了现今提高生产力方式的主流。 参考文献： 【１】赵东福．自动化制造系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２００４． 【２】张根保．自动化制造系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２００９． 【３】吴启迪．柔性制造自动化的原理与实践［Ｍ］．北京：清华 大学出版社，１９９７． 由于经济型数控机床和特种加工机床作为目前制 造业工厂中最为常见的设备，其使用率也十分高，如 果没有经济型柔性制造系统，其生产过程中产生的二 次定位误差，必然会影响加工精度，这严重阻碍企业 的发展。目前，国家在鼓励自主创新的同时也提倡通 过改善旧设施产生“新动力”的做法。 虽然目前数控加工中心的崛起，给制造业带来了 片新的天地，但作为老牌生产设备来讲，经济型数 控机床和特种加工机床在企业中的占有率还很高。所 一【４】何健廉．柔性装配系统的设计与实现［Ｍ］．北京：清华大 学出版社，２０００． 【５】刘延林．柔性制造自动化概论［Ｍ］．武汉：华中科技大学 出版社，２００３． 【６】徐社．柔性制造系统原理与实践［Ｍ］．北京：机械工业出 版社，２００７． 【７】ＳＭＴ柔性定位夹具系统［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｍｔ— ｔｏｏｌｉｎｇ．ｃｏｒｎ／ｆｉｘｔｕｒｅ．ａｓｐ．２００５．２
