柔性托辊自动装配线控制系统研究与实现(上).pdf

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1、口桑lI生

2、{E辊自动禁配缋控制系统研夯与实现ll=上=II■文／沈阳第一机床厂技术部李晓岩张述江【摘要】整条装配线的协调控制及信息系统设计一引言与实现。结合目前广泛采用的工业现场总线技术，设计了整套分层控制及信息系统。整套系统分为三层，1．1托辊自动装配线的技术背景在顶层设计有监控系统，该系统通过以太网与下层的随着我国国民经济的快速发展，各行各业的产品单台机床控制器进行信息互换。通过OPC技术将底产量都大幅提高。尤其是我国矿业，作为支撑中国经层控制器采集到的现场信息在上位机上以友好的图文济发展的基础

3、产业，作为承载运输功能的托辊的需求界面显示出来，供操作人员监控。同时还将每台机床和质量的要求也不断提高。托辊对于矿业生产过程而的相关信息及以往报警历史按时问进行归档，形成现言，是重要的运输设备，同时也是消耗量极大的一种场装配过程信息备份，供上层的分析与决策系统使用。产品。每年都大批的托辊需要更换。其中少部分可以通过维修继续使用，而绝大多数则只能作为报废处理。现场每台机床采用独立的现场控制器进行控制。托辊的使用寿命跟托辊的装配质量有密切的关系。托因为整条装配线被设计定位为柔性装配线，所以在机辊过多的报废

4、不仅提高了矿业的生产成本，造成国民床控制上采用了伺服控制技术，以实现针对不同装经济及资源的一种极大浪费，所以提高托辊的装配质配产品型号对托辊的支撑及夹具进行准确定位。控量是实现托辊装配自动化的一个重要原因。制器采用集逻辑、工艺、伺服控制于一体的西门子SIMOTION控制器。该控制器完成整个机床的动作及1．2国内外研究现状工艺控制同时在现场每台机床控制器都配备一个触托辊加工制造及生产装配线的自动化研究方面，摸屏作为现场级人机界面供机床现场调试和人机交国外具有明显的技术优势，尤其是在机床控制和运动互之用。

5、控制方面，很好的应用到产品自动线上。国内经过引该项目开发的托辊装配线控制及信息系统旨在实进和消化国外的先进技术，生产装配线自动化方面也现托辊安全、快速地自动化装配。并以单台机床单元有了长足的进步。控制器为主体通过现场总线技术为上层信息管理系统随着国内成套自动化需求增大，国内虽然起步较提供信息接口，为整条线的管理功能智能化扩展提供晚，开始注重生产自动线研究工作，现在已具备生产一个良好的平台。线改造及建设能力。【关键词l托辊、伺服控制、SIMOTION、柔性装配我国托辊制造现状是，比较分散、规模不大，质·

6、72·第11期数控机床市场■量较差。托辊产品长期被外资企业垄断，我们在技术质量控制与改善的智能化：依托传感哭技术，实上还有一定的差距。现质量控制体系和故障诊断体系的发展和完善。一、单台机床自动化程度不高，对生产线产生制约。二柔性托辊装配线体系结构的研究二、托辊装配过程的运输自动化程度不高，工作可靠性差。2．1柔性托辊自动装配线体系结构三、装配过程缺乏整体设计理念，作业连续性差。柔性制造是一个由计算机集成管理和控制下，实现多品种零部件制造的体系。具有以下特点：四、柔性装配自动化程度低，需要人工干预。柔性

7、制造单元：由一台或数台数控机床或加工中五、整条线缺乏有效监测及，反馈控制。心构成的加工单元。实现自动换刀和夹具，可加工不六、缺乏有效的产品在线检测手段。同的零件。适合形状复杂，工序复杂集成形式的多品1．3托辊装配线及在线检测的发展趋势种小批量制造。1．3．1生产装配自动化的优势柔性制造系统：是以数控机床或加工中心为基础，成套装备生产线的自动化是衡量制造技术的重要配以物料传输装置组成的生产系统。通过数字控制系标志，主要体现在几个方面。统达到多工序复杂零件的制造1、高效生产率：这是生产装配线自动化所具有物

8、流系统：实现硬件运输装置构成，实现工件、的优势。从原材料一生产加工一整品装配都是由机器刀具等传送的系统，它是柔性制造系统主要的组成部来完成，减少了人的因素。分。2、产品质量：产品质量得到大幅度提升，减少信息系统：指对加工和运输过程中所需各种信息了过去经常出现的问题。主要解决了几个方面的问题，收集、处理、反馈，并通过电子计算机或其他控制装是产品质量得到控制。一、料的问题二、生产工艺置(液压、气压装置等)，对机床或运输设备实行分不正确：三、人员操作失误：四、其它因素等导致质级控制的系统。量问题。软件系统：

9、指保证柔性制造系统用电子计算机进3、提高设备利用效率和标准化作业。行有效管理的必不可少的组成部分。它包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件。生产线自动化是建立在结构设计、流程控制、在线检测、可靠性技术等方面。这是一项综合技术。首先、从整体考虑进行全面系统的设计。采用轴承和轴承座压合一整体压入管体一焊接这一成熟的工1．3．2托辊装配线的发展趋势艺路线。通过预先将小的零部件装配成半成品，将一产品设计制造一体化：依托相应产品进行模块化个原本复杂的工艺分解成几