柔性制造生产线系统设计报告付祥东.doc

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1、工业过程自动控制设计工件下料目号名系级师题教计京设学姓院班指:工件下料:21106061016:付祥东:机电工程学院摘要3第一章子系统的工艺流程概述4第二章硬件设计521控制系统的原理（附加电气原理图）52.2设备分类及其选型52.3设备接线图（附加接线图）62.4小结7第三章软件设计83」PLC程序的设计（附加程序流程图）83.2PLC程序的调试83.3上位机组态控制系统的设计（附加程序流程图）163.4上位机系统的调试173.5小结17第四章心得体会184.1结论184.2结束语18附录119摘要柔性制造

2、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，能适应加丁•对象变换的自动化机械制造系统（FlexibleManufacturingSystem）,英文缩写为FMS。加工设备加工设备主要采用加工屮心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和盘类零件。屮、大批量少品种牛产屮所用的FMS,常采用可更换主轴箱的加工小心，以获得更高的牛产效率。储存和搬运储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的桁道式立体

3、仓库。毛坏一般先由工人装入托盘丄的夹具屮，并储存在口动仓库屮的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS,口动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。工业机器人可在有限的范围内为1—4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置（简称APC）来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同吋完成工件的传送和装卸。磨损了的刀具可以逐个从刀库屮取出更换，也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。车床卡盘的

4、卡爪、特种夹具和专用加工屮心的主轴箱也可以口动更换。切屑运送和处理系统是保证FMS连续正常工作的必要条件，一般根据切屑的形状、排除量和处理要求来选择经济的结构方案。信息控制FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置（CNC）,实现各的口工过程的控制;第二级为群控计算机，负责把来口第三级计算机的牛产计划和数控指令等信息，分配给第一级屮有关设备的数控装置，同吋把它们的运转状况信息丄报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机（控制计算机），其功能是制订牛

5、产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体丄色插控制软件（控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统）、计划管理软件（调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等）和数据管理软件（仿真、检索和各种数据库）等。柔性制造系统是指适用于多品利

6、、屮小批量牛产的具有高柔性且动化程度高的制造系统。柔性是FMS的最大特点，即系统内部对外部环境的适应能力。IH动

7、化是指将手工操作减至最低，仍至最后完全取消。FMS标志着传统的机械制造行业进入了一个发展变革的新时代，自其诞牛以来就显示出强大的牛命力。它克服了传统的刚性H动线只适用于大量牛产的局限性，表现出了对多品种、屮小批量牛.产制造自动化的适应能力。随着社会对产品多样化、低制造成本、短制造周期要求的H趋迫切，由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的进步，柔性制造技术发展迅猛并H臻成熟。第一章子系统的工艺流程概述本站点位于整个系统的首位，以1个S7-200PLC作为控制核心，通过使用ProfiBus-DP总

8、线接收总控平台SIEMENSS7-300PLC的通信信息來完成与其它站点的协同运行。系统的供电、启停等操作通过各站的操作而板进行控制。该站点共有手动、自动及学习三种工作方式。在手动模式下，本站自带的S7-200PLC独立对本站进行控制，完成从检测到托盘进站，电机带动齿轮及皮带使底盒下落，当底盒落入托盘后，传送托盘和底盒进入下一个站点的一系列动作。在自动模式下，柔性牛产线实验系统屮所有从站同时工作，所有站的启/停等动作由主站协调控制，本站根据工件检测情况通过ProfiBus-DP总线向主站传送数据，为主站协调它

9、站动作提供必要的信息。本站点为光机电一体化设备，系统集成了可靠的传感、控制、通信、动力输送、组合机械、安全防护器件，提供对传感器应用、PLC控制系统设计、工业以太网通信、电机拖动、机械设计与分析等方面的实训内容。工件下料单元是通过直流电机驷动间歇机构带动同步齿轮带使Z下落，工件主体下落至托盘后经传送带翔下站运行。第二章硬件设计2.1控制系统的原理（附加电气原理图）图一：工件下料单元结构原理图2.2设