柔性製造係統(Flexible Manufacturing System,FMS)是建立在數控裝備技術基礎上的、正在廣泛應用於(yu) 機械製造業(ye) 領域的新興(xing) 技術,是針對製造業(ye) 中的多品種、中小批量或變批量零件生產(chan) 的自動化製造技術,也是一種對不同形狀的零件進行適應性轉化並製造為(wei) 成品的各種技術的總稱。
FMS的根本特征是“柔性”,即指製造係統或製造企業(ye) 對係統內(nei) 部及外部環境的一種適應能力,也就是自動化製造係統完全可以適應產(chan) 品變化的能力[1-5]。現代科學技技術的發展日新月異,市場競爭(zheng) 的程度日趨激烈,人們(men) 追求時尚和對產(chan) 品功能與(yu) 質量的要求也在持續提高,通常的機械製造方式越來越不適應現在市場對產(chan) 品生產(chan) 周期短、品種全、批量小、質量好等需求。所以,將現代計算機技術、自動控製技術、微電子技術及係統工程等進行有機結合,並有效集成,這便是柔性製造係統。FMS技術使得機械加工過程既具有高度自動化與(yu) 高效率,又具有良好的生產(chan) 柔性和質量保證,使企業(ye) 進一步適應市場需求,提高國際競爭(zheng) 力。這種競爭(zheng) 歸根結底在於(yu) 高素質的人才競爭(zheng) [6]。因此,要不斷地為(wei) 機械工業(ye) 發展輸送合格的人才,高等院校就必須始終肩負起人才培養(yang) 和科學技術探索的重任[7]。對於(yu) 機械工程技術人才的培養(yang) ,實踐教學是實現培養(yang) 目標的重要環節和有效保障。在社會(hui) 經濟增長不斷提高的同時,對人才的需求也發生了很大的變化,各企業(ye) 紛紛要求高校培養(yang) 的技術人才既能解決(jue) 複雜工程問題,又具有創新能力,使得高校實踐教學麵臨(lin) 新的機遇和挑戰[8]。可見,不斷建設和完善先進的柔性製造係統實驗教學平台具有重要的意義(yi) 。
DENFORD FMS是英國DENFORD公司20世紀90年代初生產(chan) 的柔性製造係統。這種係統擴充了CAD和CAM功能,可由計算機控製完成從(cong) 設計到製造的生產(chan) 過程。太原理工大學先進製造技術實驗中心於(yu) 1992年引進了DENFORD公司的FMS教學實驗係統。多年來,該係統在我校機電工程類人才培養(yang) 中發揮了十分重要的作用。但是,隨著使用年限的增加,這種係統的計算機硬件老化,軟件淘汰,聯機運行故障,致使兩(liang) 台單元控製器、兩(liang) 台機器人和一條輸送帶等不能正常運行。為(wei) 此,實驗中心為(wei) 了充分挖掘和利用現有的實驗設備資源,跟蹤國際上柔性製造係統技術的發展趨勢,更好地滿足工科機電類人才培養(yang) 的要求,進一步促進教學和科研齊發展,我們(men) 在前期研究[9]和綜合分析原係統的基礎上對其進行了更新改造,並對係統功能重新定義(yi) 及實現。所改造的控製係統及其軟件達到了DENFORD FMS的功能,完全滿足各層次大學生進行實踐操作和課程實驗教學要求。
1 原係統實驗平台的構成
2 DENFORD FMS的改造方案及硬件構成
3 DENFORD FMS實驗平台的功能實現
4 DENFORD FMS實驗平台的教學實踐
5 結語
本文所探討的DENFORD FMS實驗教學平台,在太原理工大學機械類本科生實踐教學中已應用多年,特別是經過改造、更新係統的軟、硬件後,更加適應現在教學改革的需要。改進的DENFORD FMS實驗平台無論從(cong) 不同層次學生的教學要求,還是從(cong) 開放實驗、創新實驗和自主實驗方麵,或是從(cong) 自動化控製和製造加工工藝教學方麵,均可滿足實踐教學要求。伴隨著FMS技術的迅猛發展,高等院校機械工程類專(zhuan) 業(ye) 的教育、教學和實踐等研究也將向著內(nei) 涵發展改革方向前進,加強本科生數字化、網絡化、柔性化和智能化等先進製造技術的教學與(yu) 實踐成為(wei) 培養(yang) 過程必需的條件。因此,我們(men) 廣大教育工作者就要肩負起為(wei) 國家培養(yang) 合格建設人才的重任,在教學中銳意改革,堅持創新,持續發展,使我們(men) 的實驗教學平台建設得更加完善與(yu) 協調,並在教學中發揮應有的作用。
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李文斌 白小雲(yun) 聶勇 軋剛 太原理工大學機械工程學院 |