《柔性制造生产线系统设计报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柔性制造生产线系统设计报告（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、柔性制造生产线系统设计报告- 付祥东工件下料设计题目：工件下料学 号：21106061016 姓 名：付祥东院 系：机电工程学院 班 级：11自动化1班 指导教师：陈佩军目录摘要4第一章子系统的工艺流程概站5第二章硬件设计621控制系统的原理（附加电气原理图）622设备分类及其选型62.3设备接线图（附加接线图 724小结9第三章软件设计1031 PLC程序的设计（附加程序流程图）1032 PLC程序的调试833上位机组态控制系统的设计（附加程序流程图1634 上位机系统的调试1735小结17第四章心得体会1841结论1842结束语18附录122Tiii摘要柔性制造系统是由统一的信息控制系统、
2、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（Flexible Manufacturing System），英文缩写为 FMS。加工设备加工设备主要采用加工中心和数控车床，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。中、大批量少品种生产中所用的FMS,常采用 可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。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仓库。毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域 内，然后由自动搬运系统根据物
3、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，自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14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，同时完成工件的传送和装卸。磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代装满 待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以 自动更换。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
4、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，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息， 分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级 计算机；第三级是FMS的主计算机（控制计算机），其功能是制订生产作业计划, 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，大体上包括控 制软件（控制机床、物料储运
5、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种、中小批量生产的具有高柔性且自动化程 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。 自动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,自其诞生以来就显示出强大的生命力。 它克服了传统的刚性自动线只适用于大量生产的局限性，表现出了对多品种、中 小批量生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 制造周期要求的日趋迫切，由于微电子技术
6、、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日臻成熟。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 S7-200 PLC 作为控制核心，通过 使用 ProfiBus-DP 总线接收总控平台 SIEMENS S7-300 PLC 的通信信息来完 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面板进行 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，
7、柔性生产线实验系统中所有从站同时工作，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驱动间歇机构带动同步齿轮带使之下落，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 设备分类及其选型器件型号个
8、数-单 价/ 元总价/ 元-电机-GPG-05SC/3GN20 K2111222profibus-d p总线及其1161161连接器S7-20OCN西门子PLCCPU226216-2BD23-OXBO117801780EM277277-0AA22-OXAO1775775俩位短柄 选择开关155按钮LA38-11D66.539指示塔灯邦纳818611345345电磁铁18585继电器J5 uuc68A2Z11515接近开关LT7-B25-3F116.66.6电容式接 近开关南京施科15050表一：设备分类及其选型2.3 设备接线图黒兰棕器 盘位感 托到传E:挡料电磁铁F:风扇 M:电机 P:变频
9、器图二：工件下料单元cPU226接线图A:接插模块B:步进驱动器C:传感器D:电磁阀J:继电器K:磁性开关H:加热丝 L:警示灯Q:伺服驱动器R:电位器S:微动开关SP:开关电源V:调压模块X:l吸盘表二：工件下料单元I/O分配图2.4 小结电源、按钮、PLC、变频器的连接端子全部用安全插座引出，可以根据实验 需要用安全电缆快速构建各种控制回路。常用模块可以任意互换、搭配使用。 各传感器、电磁换向阀、电机的引线全部接到安全插座上，学生可以根据需要 灵活运用，用快速安全电缆的连接到按钮、PLC、变频器模块上，安全、快速。物料输送机构由交流电机和同步传送带组成主要完成将工件输送到分拣 区。传送带的
10、传动动力是由三相交流减速电机提供，电动机将动力传给与之连 接的联轴器，通过联轴器的键传给轴，轴与带轮采用过盈配合，即可带动带轮转动，带轮带动其上的传送带传动。对轴的固定问题，采用滚动轴承的原理。滚动轴承外圈固定，轴承内圈与 轴过盈配合连接即可保证转动和固定问题。传送带传动后带动从动轮转动，而从动轮部分的滑动轴承外圈与从动轮一 起转动，其固定则是其中间的轴两端分别开有孔，通过螺钉穿过将其固定在工 作台的连接件上。光电式传感器中必须采用一定的光学元件，并按照一些光学定律和原理构成 各种各样的波，光学元件有各种反射镜和透镜。有一些基本的光电传感器检测 的是光强的变化。一般地讲，它检测的是传感器自己的
11、光源发射出来的光线， 或者检测的并不是传感器自己的光源发射出来的光线。光线的类型以及检测的 方法有很多种，不同的传感器使用的光线和检测方法是不同的。实验台电路的设计中，充分考虑了系统的安全性、可靠性。系统电源带漏 电 保护、直流电源带有短路保护、过流保护。所有接线端子均为快速安全插座， 电缆为快速安全电缆，保证设备和人身安全。第三章软件设计3.1 PLC程序的设计（附加程序流程图）黄山学院机电工程学院 工业过程自动控制设计图三：工件下料单元程序流程图3.2 PLC程序的调试网貉1阿络标题网貉2在首次扫描时启动状态。SM0.1SO.OT IC s)1网络s状态盼空制区开箱SO.OSCR网络4两种
12、情况转换至彳蔺10.4VBOS0.1S0.1M2.0Q0.5Q0.4扌 I()3.3 上位机组态控制系统的设计（附加程序流程图）图二：工件下料单元组态设计图3.4 上位机系统的调试1.手动操作设备：将“手动/自动”工作模式选择的转换开关置丁一手动位置，按下启动按 钮将电机启动，同步带同向转动，观察间歇机构，电机每一转，同步带下降一 次每两转同步带卜降一个工件0先将工件主休装入料仓，装好一个工件后按启 动按钮，T件下降，按停止键装第二个工件，依次可装进至少3个工件。检测传感器位置，手动测试，托盘到位时托盘下传感器是否有输出信号看 传感器本身指示灯的情况或用万能表检测人移开托盘，传感器无输出信号灯
13、 灭儿托盘到位后，托盘下面传感器有信号，检测直流电磁吸铁是否竖起处于禁 止状态口工件检测传感器检测到托盘上无工件时则降下工件到托盘，并对准料仓 口和托盘中间得位置，当工件被检测到后，直流电磁吸铁放行+托盘带工件下 行，工作指示灯灭口根据调节与擬作，分析出控制任务初始状态：下料电机处于停止状态；直流电磁限位杆竖起处于禁止状态； 传送电机处于停止状态？丄作指示灯熄灭：按下启动按钮，底层传送电机工作，传送带转动，红色指示灯亮，当托盘 到达定位口时，底层的电感式传感器发出检测信号，绿色工柞扌旨示灯亮；经过2 秒时间确认，启动下料电机将工件主体下落匚当工件主体下落到托盘后，工件检测传感器发出信号停止下料电机运行；2 秒荷直流电磁吸下，族行托盘，放行3秒后电磁吸铁
