FMS搬运单元的控制设计开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题　　目FMS搬运单元的控制设计学生姓名、学号专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名职称一、课题背景和意义柔性制造系统简称FMS(FlexibleManufacturingSystem)，是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。　　柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。　　FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适

2、应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。　　FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。80年代中期投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。　　采用FMS的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产

3、周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”；提高产品质量的一致性。机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。我国国家标准(GB/T12643-90)对机械手的定义:“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体，或进行其它操作的机械装置。机械手可分为专用机械手和通用

4、机械手两大类。专用机械手:它作为整机的附属部分，动作简单，工作对象单一，具有固定(有时可调)程序，使用大批量的自动生产。如自动生产线上的上料机械手，自动换刀机械手，装配焊接机械手等装置。通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。它的工作范围大，定位精度高，通用性强，广泛应用于柔性自动线。机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调重

5、复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)，实现生产自动化。机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手，本设计主要是使用步进电机进行电动式控制方式。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。二、文献综述1．柔性制造系统：随着市场竞争的加剧。制造业迫切需要采用能提高生产效率、满足多品种小批量生产要求并迅速响应

6、市场变化的现代制造技术。FMS作为一种比较成熟的先进制造技术，已经进入实用阶段并取得了较好的效果。FMS要实现自动化加工，离不开物流系统的自动化。而运储系统是物流系统的关键设备和硬环境具有很强的时空性、技术性和经济性，其配置方式故自动化程度直接关系到整个FMS的胜能和效率．因此．研究FMS环境下运储系统的组成并选择高效、适用的搬运机构，具有重要的现实意义。目前，国内柔性制造系统(FMS)中的关键部件机械手，往往采用国外产品，如某机电科技有限公司开发的FMS，绝大部分工作部件都由自己生产，而机械手则采用国外的MOTOMAIVYR-HP20产品

7、，其价格相当昂贵。为了提高经济效益，需自行研发类似功能的机械手。2．机械手：机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。在我国由于大多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机器人称做操作机械手。机械手的特点：（1）对环境的适应性强能代替人从事危险，有害的工作。在长时间工作对人体有害的场所，机械手不受影响，只要根据工作环境进行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等危险环境中胜任工

8、作。（2）机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大和延伸人的功能。（3）由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可以避免人为的操作错误。