柔性制造系統(tǒng)發(fā)展的另一方面是小型化與經(jīng)濟(jì)型。柔性制造單元就是一個(gè)小型化、價(jià)廉的柔性制造系統(tǒng)，它在柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，介于單機(jī)NC機(jī)床和柔性制造系統(tǒng)之間，柔性制造單元既可作為柔性制造系統(tǒng)或自動(dòng)化工廠，車間的組成模塊，亦可獨(dú)立使用或組合使用。同時(shí)，從以磨塊化逐步提高生產(chǎn)設(shè)備的柔性化與自動(dòng)化水平角度看，柔性制造單元更是理想的自動(dòng)化模塊。
1. 柔性制造單元的基本功能
（1） 有自動(dòng)化加工功能，在柔性制造單元中，有完成自動(dòng)化加工的設(shè)備，如以車削為主的車削柔性制造單元，以鉆、鏜削為主的鉆鏜柔性制造單元等，同時(shí)輔以其他加工，如車削柔性單元中可以有端銑或鉆削，攻螺紋加工等，這些自動(dòng)化加工設(shè)備由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，自動(dòng)完成加工。
（2） 由物料傳輸、存貯功能，這是它與單臺(tái)NC或CNC機(jī)床的顯著區(qū)別之一。它有保障柔性制造單元運(yùn)行的物料存儲(chǔ)容量多需的在制品庫(kù)，物料傳輸裝備和工件裝卸交換裝置，并有刀具庫(kù)和換刀裝置。
（3） 有完成自動(dòng)加工與檢測(cè)的控制功能它是可編程系統(tǒng)，具有柔性。
（4） 有自動(dòng)檢驗(yàn)、監(jiān)視等功能，它可以完成刀具檢測(cè)，工件在線或在機(jī)測(cè)量，刀具破損（折斷）或磨損檢測(cè)監(jiān)視，機(jī)床保護(hù)監(jiān)視等。
因此，既可以把柔性制造單元看成小型化了的柔性制造系統(tǒng)，可以成為柔性制造系統(tǒng)的模塊，又可有比一般柔性制造系統(tǒng)更大的可變型，即根據(jù)生產(chǎn)對(duì)象及其批量的變化而改變，擴(kuò)展或縮小柔性制造單元的規(guī)格種類與數(shù)量。
2. 柔性制造單元的基本組成
（1） 由加工中心或加工中心數(shù)控機(jī)床（含CNC）混合組成的加工設(shè)備，加工回轉(zhuǎn)體零件的車削單元的設(shè)備一般不超過(guò)四臺(tái)，大多數(shù)加工非回轉(zhuǎn)體零件的單元選用一臺(tái)加工中心作為基本加工設(shè)備。
（2） 單元內(nèi)部的自動(dòng)化工件運(yùn)輸，交換和存貯設(shè)備，具體隨工件特點(diǎn)及其在單元內(nèi)的輸送方式而定，工件在單元內(nèi)的輸送方式有以下兩種方式；
1） 托板輸送方式，適用于加工箱體或非回轉(zhuǎn)體類零件的FMC。為便于工件輸送及其在機(jī)床上夾固，工件（或工件及夾具）被裝夾在托板上，工件的輸送及其在機(jī)床上的夾緊都通過(guò)托板來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體設(shè)備包括托板輸送裝置，托板存貯庫(kù)和托板自動(dòng)交換裝置。
2） 直接輸送方式，適用于加工回轉(zhuǎn)體零件的FMC。工件直接由機(jī)器人或機(jī)械手搬運(yùn)到數(shù)控車床，數(shù)控磨床或車削中心上被夾緊加工，機(jī)床鄰近設(shè)有料臺(tái)貯坯件或工件。若FMC需要與外部系統(tǒng)聯(lián)系，則料臺(tái)為托板交換臺(tái)，工件連同托板由外部輸送設(shè)備（如小車）輸送單元或自單元輸出。
（3） 信息流系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于加工中信息的處理，存儲(chǔ)和傳輸功能。
3. 柔性裝置單元的基本形式
（1） 托板存貯式FMC，由加工中心和托板存貯系統(tǒng)組成，主要用來(lái)加工非回轉(zhuǎn)體零件，按托板庫(kù)的結(jié)構(gòu)形式可分為：
1） 環(huán)行托板庫(kù)FMC，如圖52-53所示，是由一臺(tái)加工中心和一座6位環(huán)形托板庫(kù)組成的FMC。六個(gè)托板庫(kù)可同時(shí)沿托板庫(kù)的長(zhǎng)圓軌道運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)托板的輸送和定位。托板庫(kù)一端為工件裝卸工位，裝有工件的托板被運(yùn)到機(jī)床前的工位停下，由交換裝置送上機(jī)床加工，加工后又通過(guò)此交換裝置將機(jī)床上的托板連同已加工完的工件送回托板庫(kù)，輸送到裝卸工位卸下。
2） 圓環(huán)托板庫(kù)FMC，如圖52-54所示，其特點(diǎn)是托板庫(kù)是圓周分布，托板在裝卸工位，機(jī)床和托板庫(kù)各個(gè)位置之間輸送，通過(guò)庫(kù)中央的專門(mén)搬運(yùn)裝置實(shí)現(xiàn)托板的輸送。
3） 直線形托板庫(kù)FMC，如圖52-55所示。相當(dāng)于上述的圓形托板庫(kù)展成直線形，托板輸送裝置常為有軌小車，這種單元的優(yōu)點(diǎn)是具有擴(kuò)展性，需要時(shí)可增加加工設(shè)備，加長(zhǎng)運(yùn)輸軌道和托板庫(kù)，擴(kuò)展成更大的FMC或其他柔性制造系統(tǒng)。
（2） 機(jī)器人搬運(yùn)式FMC
1） 回轉(zhuǎn)機(jī)器人直接搬運(yùn)的FMC（見(jiàn)圖52-56）由1~4臺(tái)車削中心或其他數(shù)控機(jī)床，以及固定安裝的回轉(zhuǎn)式機(jī)器人和工件存貯臺(tái)等組成，各設(shè)備都布置在機(jī)器人周圍或兩側(cè)，工件在加工過(guò)程中的搬運(yùn)都由機(jī)器人自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
此類FMC的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)有托板及其自動(dòng)交換系統(tǒng)，設(shè)備費(fèi)用低，但只適于加工回轉(zhuǎn)體零件。
2） 龍門(mén)式機(jī)器人直接搬運(yùn)的FMC（見(jiàn)圖52-57）其特點(diǎn)是，可搬運(yùn)較大較重的零件和其他物料，搬運(yùn)設(shè)備不占場(chǎng)地。
（3） 可換主軸箱式FMC，這種單元以多軸加工為主，適于品種不多的中、大批量的生產(chǎn)，加工設(shè)備是可更換主軸箱的組合機(jī)床，單元內(nèi)設(shè)有主軸庫(kù)及其運(yùn)輸交換裝置，圖52-58所示為可換箱式FMC。工件通過(guò)托板交換裝置，從、外部系統(tǒng)進(jìn)入單元，送上圓形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)夾緊，然后由兩側(cè)裝有相應(yīng)主軸箱的動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)加工。
可更換主軸箱大多是多軸箱，其加工效率比普通加工中心的單軸加工要高，但多軸箱的主軸配置有針對(duì)性，沒(méi)有柔性，由于主軸箱庫(kù)貯存著需加工的幾種零件的各種主軸箱以供更換，因此單元有一定的柔性，可以讓幾種零件在該FMC上混流生產(chǎn)。
4. FMC的應(yīng)用
（1） FMC的應(yīng)用方式與范圍
1） 作為獨(dú)立加工設(shè)備使用，與加工中心相比，F(xiàn)MC的自動(dòng)化程度更高，除了具有加工中心所具有的自動(dòng)化切削加工功能外，還可實(shí)現(xiàn)工件搬運(yùn)及在機(jī)床上裝夾自動(dòng)化，其優(yōu)點(diǎn)有：
A．提高了工件搬運(yùn)和機(jī)床上裝夾的效率，減輕操作勞動(dòng)強(qiáng)度。
B． 工件的裝卸在裝卸工位而不在機(jī)床上進(jìn)行，工件的裝卸與加工同時(shí)進(jìn)行，機(jī)床利用率和加工效率比加工中心高。
C． 可實(shí)現(xiàn)晚間第二、三班無(wú)人看管生產(chǎn)，提高機(jī)床利用率。
D．可方便地進(jìn)行多品種零件（單元所限定的零件族范圍內(nèi)）的同時(shí)混流生產(chǎn)。
2） 作為其他柔性制造系統(tǒng)的基本組成模塊，當(dāng)前柔性制造系統(tǒng)和柔性自動(dòng)線日趨采用模塊化組合方式，以FMC作為其基礎(chǔ)模塊，優(yōu)點(diǎn)是可以為柔性制造系統(tǒng)分段建設(shè)創(chuàng)造條件。為此，F(xiàn)MC在結(jié)構(gòu)配置和控制等方面都趨于適應(yīng)組成系統(tǒng)的需要。
（2） 引入或購(gòu)罩FMC前的技術(shù)準(zhǔn)備，由于FMC的上述優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)與其他柔性制造系統(tǒng)相比，其規(guī)模小，投資少。效益顯著，使用日益廣泛。
企業(yè)引入或購(gòu)置FMC需作以下準(zhǔn)備工作；
1） 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)選擇適合在FMC上加工的零件，編制FMC待加工零件的情況表，主要內(nèi)容包括零件外形尺寸，最大最小加工尺寸和加工要求，所用刀具類型，品種和數(shù)量，其他工裝，工時(shí)和年產(chǎn)量等。
2） 分析比較各種商品化FMC的結(jié)構(gòu)，性能及其價(jià)格，選出適當(dāng)?shù)腇MC型號(hào)。
3） 根據(jù)零件情況表作刀具統(tǒng)計(jì)，確定刀庫(kù)容量，一般成一件中等復(fù)雜程度零件的全部加工需30把以內(nèi)的刀具，考慮留有余地，實(shí)現(xiàn)混流生產(chǎn)，宜選60把左右刀具的刀庫(kù)容量，若考慮更復(fù)雜零件的混流生產(chǎn)，則應(yīng)選100把左右刀具的容量。
4） 根據(jù)零件情況統(tǒng)計(jì)表確定托板庫(kù)工作臺(tái)的數(shù)量，為保證實(shí)現(xiàn)第二，三班無(wú)人照看生產(chǎn)，托板庫(kù)工作臺(tái)應(yīng)保證可安裝的零件足夠使用，對(duì)兩班制，一般選6個(gè)工作臺(tái)。
5） 選購(gòu)保證FMC能正常運(yùn)行所必須的附件，主要如對(duì)刀儀、冷卻、監(jiān)控裝置等。
