生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，也是人類(lèi)在長(zhǎng)期生產(chǎn)活動(dòng)中不斷追求的重要目標(biāo)。發(fā)展自動(dòng)化制造技術(shù)對(duì)保證產(chǎn)品制造質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品制造成本、提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力均具有重要意義。自動(dòng)化制造技術(shù)是機(jī)械制造技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。
機(jī)械制造自動(dòng)化可分為大批大量生產(chǎn)的自動(dòng)化和多品種、中小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化兩大類(lèi)，由于產(chǎn)品品種數(shù)量和生產(chǎn)批量的不同，它們各自所采取的自動(dòng)化手段和措施也不相同。
一、大批大量生產(chǎn)自動(dòng)化
在大批大量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用機(jī)床和單功能組合機(jī)床為主體的剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線。剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線嚴(yán)格按規(guī)定的生產(chǎn)節(jié)拍運(yùn)行，生產(chǎn)率極高；此外，剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線還具有物料流程短，沒(méi)有半成品中間庫(kù)存，生產(chǎn)占地面積小，便于管理等優(yōu)點(diǎn)。它的主要缺點(diǎn)是一次性投資額大，系統(tǒng)調(diào)整周期長(zhǎng)，且它是為特定零件設(shè)計(jì)的，更換產(chǎn)品難，因轉(zhuǎn)產(chǎn)而使剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線報(bào)廢的事例屢見(jiàn)不鮮。為克服上述缺點(diǎn)，人們發(fā)展了組合機(jī)床自動(dòng)線，可以大幅度縮短建線周期，更換產(chǎn)品時(shí)只需要更換組合機(jī)床的某些部件（例如更換主軸箱）即可，提高了生產(chǎn)自動(dòng)線的柔性，取得了較好的使用效果和經(jīng)濟(jì)效果。
剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線目前正向剛?cè)峤Y(jié)合的方向發(fā)展。剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線適于在生產(chǎn)量大、產(chǎn)品相對(duì)固定的場(chǎng)合應(yīng)用。
二、多品種中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們消費(fèi)水平的提高，消費(fèi)需求日趨個(gè)性化、多樣化，社會(huì)所需生產(chǎn)的產(chǎn)品品種多，而每個(gè)品種的數(shù)量卻又不很大；據(jù)統(tǒng)計(jì)，在機(jī)械制造企業(yè)中，單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)占85%，大批大量生產(chǎn)僅占15%左右。選用硬件設(shè)備可調(diào)的辦法實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)自動(dòng)化，在技術(shù)上有許多很難克服的困難，因?yàn)橛布O(shè)備的柔性畢竟是十分有限的；近年來(lái)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及加工中心、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)的發(fā)展，使多品種、中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化出現(xiàn)了新的希望，并相繼出現(xiàn)了柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)、柔性制造線等自動(dòng)化模式。
1．柔性制造單元（ flexible manufacturing cell 簡(jiǎn)稱(chēng)fmc ）
柔性制造單元是由計(jì)算機(jī)直接控制的自動(dòng)化加工單元，它由單臺(tái)具有自動(dòng)交換刀具和工件功能的數(shù)控機(jī)床和工件自動(dòng)輸送裝置所組成。典型的結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)：（1）由單臺(tái)臥式或立式加工中心和環(huán)形（圓形或橢圓形）托盤(pán)輸送裝置（又稱(chēng)托盤(pán)庫(kù)）構(gòu)成，主要用于加工箱體、支座等非回轉(zhuǎn)零件；（2）由單臺(tái)車(chē)削中心和機(jī)器人構(gòu)成，主要用于加工軸、盤(pán)等回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件。
柔性制造單元的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）與剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線相比，它具有一定的生產(chǎn)柔性，在同一零件組(族)內(nèi)更換生產(chǎn)對(duì)象時(shí)，只需變換加工程序即可實(shí)現(xiàn)，無(wú)需對(duì)加工設(shè)備作重大調(diào)整；（ 2）與柔性制造系統(tǒng)相比，它占地面積少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，投資不大，可靠性較高，使用及維護(hù)均較簡(jiǎn)便。柔性制造單元常用于中批量生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品品種變化不大的場(chǎng)合。國(guó)內(nèi)外許多著名機(jī)械制造廠商均能提供成套產(chǎn)品。
柔性制造單元既可以是一個(gè)獨(dú)立的制造單元，也可以是柔性制造系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。
2．柔性制造系統(tǒng)（flexible manufacturing system 簡(jiǎn)稱(chēng)fms）
柔性制造系統(tǒng)由兩臺(tái)以上數(shù)控機(jī)床或加工中心、工件儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、刀具儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和多層計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。
柔性制造系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）制造系統(tǒng)柔性較大，可混流加工不同組別的零件，適于在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用；（2）系統(tǒng)局部調(diào)整或維修時(shí)可不中斷整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。主要缺點(diǎn)是：（1）投資額大，投資回收期長(zhǎng)；（2）系統(tǒng)復(fù)雜，可靠性較差。柔性制造系統(tǒng)適于在產(chǎn)品品種變化不大，年產(chǎn)200~2500件的中批量生產(chǎn)中應(yīng)用。
3．柔性制造線（flexible manufacturing line 簡(jiǎn)稱(chēng)fml）
fml與fms之間的界限并不十分清楚，兩者之間的主要區(qū)別在于柔性制造線像剛性自動(dòng)生產(chǎn)線那樣，具有一定生產(chǎn)節(jié)拍，被加工工件沿著一定的方向順序傳送；柔性制造系統(tǒng)沒(méi)有固定的生產(chǎn)節(jié)拍，工件的傳輸方向也是隨機(jī)的。柔性制造線所用機(jī)床主要是循環(huán)式可換主軸箱加工中心或是轉(zhuǎn)塔式換箱加工中心。變換加工工件時(shí)，可更換主軸箱，同時(shí)調(diào)入相應(yīng)的數(shù)控程序，生產(chǎn)節(jié)拍隨之作相應(yīng)的調(diào)整。
柔性制造線的主要特點(diǎn)是：它具有剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)生產(chǎn)批量不很大時(shí)，生產(chǎn)成本比剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線低得多；變換產(chǎn)品時(shí)，系統(tǒng)所需調(diào)整時(shí)間比剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線少得多；但建線的總費(fèi)用要比剛性自動(dòng)線高得多。為了節(jié)省投資，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效益，柔性制造線可采用剛?cè)峤Y(jié)合的形式，部分設(shè)備采用專(zhuān)用機(jī)床（主要是組合機(jī)床）部分設(shè)備采用可換主軸箱或可換刀架式柔性加工機(jī)床。
柔性制造線主要適用于生產(chǎn)品品種變化不大的中批和大批量生產(chǎn)。
未來(lái)的機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)主要面向多品種、中小批量生產(chǎn)，要求系統(tǒng)具有盡可能多的柔性，以適應(yīng)市場(chǎng)快速多變的需求。多品種、中小批量生產(chǎn)自動(dòng)化是本世紀(jì)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的主要研究命題。