柔性制造系统发展的另一方面是小型化与经济型。柔性制造单元就是一个小型化、价廉的柔性制造系统，它在柔性制造系统的基础上发展起来，介于单机NC机床和柔性制造系统之间，柔性制造单元既可作为柔性制造系统或自动化工厂，车间的组成模块，亦可独立使用或组合使用。同时，从以磨块化逐步提高生产设备的柔性化与自动化水平角度看，柔性制造单元更是理想的自动化模块。

1.       柔性制造单元的基本功能

（1）       有自动化加工功能，在柔性制造单元中，有完成自动化加工的设备，如以车削为主的车削柔性制造单元，以钻、镗削为主的钻镗柔性制造单元等，同时辅以其他加工，如车削柔性单元中可以有端铣或钻削，攻螺纹加工等，这些自动化加工设备由计算机进行控制，自动完成加工。

（2）       由物料传输、存贮功能，这是它与单台NC或CNC机床的显著区别之一。它有保障柔性制造单元运行的物料存储容量多需的在制品库，物料传输装备和工件装卸交换装置，并有刀具库和换刀装置。

（3）       有完成自动加工与检测的控制功能它是可编程系统，具有柔性。

（4）       有自动检验、监视等功能，它可以完成刀具检测，工件在线或在机测量，刀具破损（折断）或磨损检测监视，机床保护监视等。

因此，既可以把柔性制造单元看成小型化了的柔性制造系统，可以成为柔性制造系统的模块，又可有比一般柔性制造系统更大的可变型，即根据生产对象及其批量的变化而改变，扩展或缩小柔性制造单元的规格种类与数量。

2.       柔性制造单元的基本组成

（1）       由加工中心或加工中心数控机床（含CNC）混合组成的加工设备，加工回转体零件的车削单元的设备一般不超过四台，大多数加工非回转体零件的单元选用一台加工中心作为基本加工设备。

（2）       单元内部的自动化工件运输，交换和存贮设备，具体随工件特点及其在单元内的输送方式而定，工件在单元内的输送方式有以下两种方式；

1）  托板输送方式，适用于加工箱体或非回转体类零件的FMC。为便于工件输送及其在机床上夹固，工件（或工件及夹具）被装夹在托板上，工件的输送及其在机床上的夹紧都通过托板来实现，具体设备包括托板输送装置，托板存贮库和托板自动交换装置。

2）  直接输送方式，适用于加工回转体零件的FMC。工件直接由机器人或机械手搬运到数控车床，数控磨床或车削中心上被夹紧加工，机床邻近设有料台贮坯件或工件。若FMC需要与外部系统联系，则料台为托板交换台，工件连同托板由外部输送设备（如小车）输送单元或自单元输出。

（3）       信息流系统，该系统实现对于加工中信息的处理，存储和传输功能。

3.       柔性装置单元的基本形式

（1）       托板存贮式FMC，由加工中心和托板存贮系统组成，主要用来加工非回转体零件，按托板库的结构形式可分为：

1）  环行托板库FMC，如图52-53所示，是由一台加工中心和一座6位环形托板库组成的FMC。六个托板库可同时沿托板库的长圆轨道运行，实现托板的输送和定位。托板库一端为工件装卸工位，装有工件的托板被运到机床前的工位停下，由交换装置送上机床加工，加工后又通过此交换装置将机床上的托板连同已加工完的工件送回托板库，输送到装卸工位卸下。

2）  圆环托板库FMC，如图52-54所示，其特点是托板库是圆周分布，托板在装卸工位，机床和托板库各个位置之间输送，通过库中央的专门搬运装置实现托板的输送。

3）  直线形托板库FMC，如图52-55所示。相当于上述的圆形托板库展成直线形，托板输送装置常为有轨小车，这种单元的优点是具有扩展性，需要时可增加加工设备，加长运输轨道和托板库，扩展成更大的FMC或其他柔性制造系统。

（2）       机器人搬运式FMC

1）  回转机器人直接搬运的FMC（见图52-56）由1~4台车削中心或其他数控机床，以及固定安装的回转式机器人和工件存贮台等组成，各设备都布置在机器人周围或两侧，工件在加工过程中的搬运都由机器人自动实现。

此类FMC的优点是设有托板及其自动交换系统，设备费用低，但只适于加工回转体零件。

2）  龙门式机器人直接搬运的FMC（见图52-57）其特点是，可搬运较大较重的零件和其他物料，搬运设备不占场地。

（3）       可换主轴箱式FMC，这种单元以多轴加工为主，适于品种不多的中、大批量的生产，加工设备是可更换主轴箱的组合机床，单元内设有主轴库及其运输交换装置，图52-58所示为可换箱式FMC。工件通过托板交换装置，从、外部系统进入单元，送上圆形回转工作台夹紧，然后由两侧装有相应主轴箱的动力头驱动加工。

可更换主轴箱大多是多轴箱，其加工效率比普通加工中心的单轴加工要高，但多轴箱的主轴配置有针对性，没有柔性，由于主轴箱库贮存着需加工的几种零件的各种主轴箱以供更换，因此单元有一定的柔性，可以让几种零件在该FMC上混流生产。

4.       FMC的应用

（1）       FMC的应用方式与范围

1）  作为独立加工设备使用，与加工中心相比，FMC的自动化程度更高，除了具有加工中心所具有的自动化切削加工功能外，还可实现工件搬运及在机床上装夹自动化，其优点有：

A．提高了工件搬运和机床上装夹的效率，减轻操作劳动强度。

B． 工件的装卸在装卸工位而不在机床上进行，工件的装卸与加工同时进行，机床利用率和加工效率比加工中心高。

C． 可实现晚间第二、三班无人看管生产，提高机床利用率。

D．可方便地进行多品种零件（单元所限定的零件族范围内）的同时混流生产。

2）  作为其他柔性制造系统的基本组成模块，当前柔性制造系统和柔性自动线日趋采用模块化组合方式，以FMC作为其基础模块，优点是可以为柔性制造系统分段建设创造条件。为此，FMC在结构配置和控制等方面都趋于适应组成系统的需要。

（2）       引入或购罩FMC前的技术准备，由于FMC的上述优点，同时与其他柔性制造系统相比，其规模小，投资少。效益显著，使用日益广泛。

企业引入或购置FMC需作以下准备工作；

1）  根据生产任务选择适合在FMC上加工的零件，编制FMC待加工零件的情况表，主要内容包括零件外形尺寸，最大最小加工尺寸和加工要求，所用刀具类型，品种和数量，其他工装，工时和年产量等。

2）  分析比较各种商品化FMC的结构，性能及其价格，选出适当的FMC型号。

3）  根据零件情况表作刀具统计，确定刀库容量，一般成一件中等复杂程度零件的全部加工需30把以内的刀具，考虑留有余地，实现混流生产，宜选60把左右刀具的刀库容量，若考虑更复杂零件的混流生产，则应选100把左右刀具的容量。

4）  根据零件情况统计表确定托板库工作台的数量，为保证实现第二，三班无人照看生产，托板库工作台应保证可安装的零件足够使用，对两班制，一般选6个工作台。

5）  选购保证FMC能正常运行所必须的附件，主要如对刀仪、冷却、监控装置等。