柔性制造生产线系统设计范本

柔性制造生产线系统设计范本
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柔性制造生产线系

统设计

文档仅供参考

专业综合设计说明书

题目:柔性制造生产线系统设计

专业班级: 11自动化

姓名:

学号:

指导教师:陈佩军

成绩:_________________________起止日期: .5- .6

黄山学院机电工程学院

专业综合设计说明书

一、专业综合设计的目的

本设计是学生第一次进行的综合性专业训练,是自动化专业的一个重要教学环节,其设计目的是进一步巩固和加深对所学理论知识的理解,培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力,使学生对自控设计有较完整的概念,培养学生综合运用所学的控制理论、仪表、控制工程等知识进行工程设计的能力,进一步提高设计计算、制图、视图、编写技术文件,查阅参考文献与资料、仪表类型选择的能力。

柔性制造系统是先进工业自动化及制造的基本部分,内容包括物料供给、分拣、加工、检测、无线通讯、图象处理、生产监控与管理、物流系统与立体仓库等主要模块,其中涉及流程设计、原理图和接线图绘画,器件选型、PLC编程、生产管理等自动化相关的课程。本次设计以“柔性制造系统实验室(4308)为平台”,经过该课程设计,使学生获得工程设计的锻炼:1.培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力;

2.培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风;

3.掌握CAD制图绘图和电路的连线;

4.掌握PLC程序和组态软件的开发设计;

5. 形成工业流水线自动控制系统的概念;

二、子系统题目及其任务分配:

整个柔性制造流水线分为七个工段,分别为成品分拣单元,成品检测单

元,顶销装配单元,工件下料单元,加盖装配单元,立体仓储单元,喷涂烘干单元。专业综合设计的子系统题目以这些单元为平台进行,分别为1)柔性生产线系统中成品分拣单元的结构和功能设计;

2)柔性生产线系统中成品检测单元的结构和功能设计;

3)柔性生产线系统中顶销装配单元的结构和功能设计;

4)柔性生产线系统中工件下料单元的结构和功能设计;

5)柔性生产线系统中加盖装配单元的结构和功能设计;

6)柔性生产线系统中立体仓储单元的结构和功能设计;

7)柔性生产线系统中喷涂烘干单元的结构和功能设计。

任务分配;

以专业为单位分成2个大组,每大组包含7个小组,每个8-9人。每个小组选出设计负责人;小组成员要独立完成所有的设计任务,在设计过程中能够进行讨论,但不能抄袭。如果发现抄袭,该小组所有成员成绩都将不合格。

负责人的职责:每周汇报设计进度,遇到设计困难联系指导教师。人员分配情况见《人员分配表》。

三.设计的任务

每个子题目都分解成两个主要任务:硬件电路设备分析,软件程序设计;

1)硬件电路设备设计

在理解每个单元工艺流程的基础上,熟悉该工段中所用到设备,包括PLC、电动机、传感器、变频器等,掌握每个设备工作原理和接线方式,

理解这些设备之间的链接关系,形成一个控制回路的概念。

2)软件程序设计

在形成控制回路概念后,经过编写和调试PLC梯形图程序,完成工艺流程中所具备的基本功能,PLC程序要简洁,具有可读性和可操作性,实现设备之间从链接关系到控制关系的转变,为控制系统的建立打下基础;在形成控制关系后,经过编写和调试组态程序,完成工艺流程的上位机控制界面相关功能,组态界面要简洁,功能要完善,也具有可读性和可操作性,最终形成一个完整的上位机控制下位机的工业控制系统。

四、设计的主要内容

1)设计的主要内容:

a、掌握每个单元的结构组成和作用,绘制工艺流程图;

b、熟悉单元中的PLC,传感器,继电器和电动机,绘制电路接线图和电气原理图;

c、编写PLC程序并调试功能;

d、编写上位机组态控制系统并调试功能。

2)设计报告内容

设计报告内容分为四个部分

第一部分:分析出每个单元的结构和功能,需要给出工艺流程图;

第二部分:绘制出每个单元对应的电气原理图和设备接线图(PLC、电动机、继电器、传感器、空气泵、开关按钮、指示灯),解释每个设备的作用并选型;

中央供料说明案例.

xxx有限公司 中央供料系统 CENTRAL CONVEYING SYSTEM ●高效的生产流程; ●整洁的生产场地; ●灵活的现场管理; ●生产成本大幅降低; ●产品品质显著提高; ●公司形象全面提升. ●Production peocedure of high efficiency; ●Clean production locale; ●Flexble locale management; ●Great reduction in manufacturing cost; ●Evident quality improvement; ●Company image improvement. 一、中央供料系统 中央供料系统是为注塑车间的塑料产品生产而设计的,实现了不间断无人化连续成型作业。可根据需要改变原料品种、多颜色材料的组合使用方式,实现着色工序的自动化。系统能够以全自动方式再生和使用注口冷料,能够对所有供料

设备的控制,并防止了储料仓内阻塞现象的发生,通过设置中央监控台实现全自动化。 中央集中供料系统采用微机集中自动控制,实现了对粒料的24小时连续供料作业。多台小型微机分别控制各台成型机的着色工艺,计量准确、混合均匀,并可灵活改变颜色,适应对产品的多颜色多品种要求。根据不同成型机的生产量,灵活变更供料量。多个供料管道设计,可保证对主料多样化的要求。系统具有多种监控及保护功能,工作安全可靠。中央供料系统的别名有:集中供料系统、自动送料系统等。 图一 二、中央供料系统的工作原理 中央供料系统采用真空传送方式,通过集中的管路系统将塑料原料从储料罐输送到中央除湿干燥系统,然后将干燥后的原料输送到每台注塑机中,(水口集中粉碎输送系统:水口料通过输送带投料到粉碎机,由粉碎机进行粉碎、分离,

柔性生产线方案

柔性生产线方案(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除

柔性生产线建设方案 一、建设背景(意义、背景) 新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。这场变革是信息技术与制造业的深度融合,是以制造业数字化、网络化、智能化为核心,建立在物联网基础上,同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革,将给世界范围内的制造业带来深刻影响。 为应对这一全球性变革,西方发达国家纷纷提出相应的策略。德国提出了德国工业4.0,美国提出了“再工业化”和“工业互联网”的概念,英国也提出了“第三次工业革命”的概念。 这一变革,恰与中国加快转变经济发展方式、建设制造强国形成历史性交汇,这对中国是极大的挑战,同时也是极大的机遇。 到2012年,中国制造业增加值为2.08万亿美元,占全球制造业20%,与美国相当,但却大而不强。主要制约因素是自主创新能力不强,核心技术和关键元器件受制于人;产品质量问题突出;资源利用效率偏低;产业结构不合理,大多数产业尚处于价值链的中低端。 同时,我国工业面企业面临着一些压力。从区域上来看,现在长三角、珠三角的企业面临劳动力成本上涨、市

场萎缩、产业转型的压力,作为我国的老工业基地的东三省,企业也在大规模亏损,中西部地区作为产业转移承接地也面临很多问题。 这些问题是我们发展中一直存在的问题。比如区域产业发展定位不够清晰,区域产业结构趋同,没有形成相互联系的主体功能区,另外各地区在发展中基本处于互相竞争的关系,而不是竞争和合作关系。随着经济增速下行,这方面问题越来越突出。 中国政府经过大量研究,提出了“信息化和工业化深度融合”的产业政策,并持续制定“中国制造2025”行动计划、“互联网与工业融合”行动计划以及“工业云”行动计划等,其目标和德国工业4.0、美国工业互联网、英国第三次工业革命等提法基本趋同。都是希望在新一轮科技革命和产业变革中,研究如何抢占新一轮发展的制高点。其本质就是互联网和传统工业行业的融合,主攻的方向就是抓智能制造,这是解决我国制造业由大变强的根本路径。 过去五年,我国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率已经达到54%,近五年年均增长4个百分点。现在很多工业企业甩开图版,搞无纸化设计、数字化模型,这些方面的大量应用,减少了研发的周期,提高了设计的效率,也降低了研发成本。另外在规模以上的工业企业

基于PLC的供料控制系统设计

物理与电子工程学院 《PLC原理与应用》课程设计报告书 设计题目:基于PLC的供料控制系统设计专业:自动化 班级:XXX 学生姓名:XX 学号:XXXX 指导教师:XXXX 2013年12 月17日

物理与电子工程学院课程设计任务书 专业:自动化班级:3班

随着社会的发展,冶炼厂的规模也随之扩大,对矿石的需求量大大提高,传统的供料是一种半自动化的系统,已经满足不了冶炼厂的需要。 对传统供料控制系统进行了认真的分析与研究后,结合相关理论和技术,制定出一套由PLC为控制核心的皮带传输供料控制系统。为了实现供料系统的稳定运行,处理诸如皮带跑偏、打滑及撕裂等问题,在主电路中用传感器检测故障信号,软件中调用相应传感器检测到的故障信号处理子程序并执行处理。 运用皮带运输线进行矿石供料大大提高了工作效率。在PLC中应用子程序的方式,不仅便于实现多种运行方式,而且大大提高了程序的可维护性和可靠性。 关键词:PLC;供料系统;传感器

1 绪论 (1) 1.1课题的提出 (1) 1.2矿石供料系统技术发展前景 (1) 2 系统总体方案设计................................................................. 2 2.1矿石供料系统的工艺应用及特点 ........................................ 2 2.2 矿石供料系统的组成 ........................................................... 2 2.3 供料系统工艺流程 ............................................................... 3 3 系统硬件设计 ......................................................................... 5 3.1 系统主要设备选型 ............................................................... 5 3.1.1 PLC简介 ....................................................................................... 5 3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 ........................................................... 8 3.1.3 皮带机的选型 .............................................................................. 8 3.1.4 电动机的选型 .............................................................................. 8 3.1.5 电机过流检测元件的选型 .......................................................... 9 3.1.6 称重传感器的选型 ...................................................................... 9 3.1.7 皮带跑偏检测元件的选型 ...................................................... 10 3.1.8 皮带机打滑检测元件的选型 .................................................. 11 3.1.9 皮带机撕裂元件的选型 .......................................................... 11 3.2 系统主电路设计 ............................................................... 12 3.3 系统硬件配置及I/O接线图............................................ 12 4 心得体会 ............................................................................. 16参考文献 ........................................................................... 17

基于柔性制造系统的创新实训教学

收稿日期:2008-08-29 作者简介:庄焕伟(1981-),男,广东潮州人,广东技术师范学院工业中心助教。研究方向:机器人控制、电机运动控制。 广东技术师范学院学报 2008年第12期Journal of Guangdong Polytechnic Normal University No .12,2008 基于柔性制造系统的创新实训教学 庄焕伟 (广东技术师范学院工业中心,广东广州510665) 摘 要:本文介绍了广东技术师范学院工业实训中心利用柔性制造系统进行实训教学的模式,探讨了通过创 新实训,充分提高和培养学生的各种实际能力。 关键词:实训教学;综合素质;柔性制造系统中图分类号:G 424.31 文献标识码:A 文章编号:1672-402X (2008)12-0088-03 1引言 随着工业自动化技术的迅猛发展,现代自动生产加工系统中的控制和操作技术越来越复杂,往往综合了机械、气动、液压、传感器技术、PLC 及伺服驱动、数控技术、机器人技术、通信技术、柔性制造及计算机集成制造技术等多门学科;在传统的工程学科教学中,通常各门课程单独讲授,每门课程虽然都有相应的实验,但基本上是原理性的验证,一般都是某一特定知识点的实验,而且使用的设备一般是特定的实验平台,与实际工业生产用的设备有着较大的差异,致使学生很少有机会了解各种技术在实际工程中是如何被综合运用的,也致使学生在学习各门课程后,仍不具备有实际的综合工程应用能力,仍不能达到现代企业生产对人才的要求水平。 广东技术师范学院(以下简称学校)工业实训中心成立于2003年,是学校各系师生的实操训练中心和职业素质训导中心,工业中心按学科区域建设为艺术学部、工业工程学部、专业技术考证学部、信息技术学部、中文经管学部以及教育与外语学部等,已建有58个文理科实训室。学生在完成专业理论课程的学习后,再到工业中心参加专业相关项目的实训,通过实训,不仅能使得学生掌握一些专业领域的先进技术,增强学生对工厂、企业、公司等环境的深入了解,并熟悉对对口专业基本设备的操作、维护和保养,同时有利于使学生把所学的知识与工程实践结合起来,培养学生的综合工程应用能力,首先,满足现代化企业对人才的需求,其次,使学生走 上工作岗位后,能快速适应实际生产工作。 在柔性制造系统的实训教学中,我们进行创新的教学实践的尝试,围绕的中心思想是:充分发挥学生的主观能动性,激发学生的创新能力,以科学的方法转换学生的思维方式,系统地提高他们结合工程实际进行综合分析问题和解决问题的能力,使他们养成科学作风和团队协作精神。在柔性制造系统的实训教学上,通过引导学生自行设计训练方案、自行编写加工程序、自行操作加工、自行检验,在较大程度上改变了老师讲授,学生被动接受的传统教学模式,取得了较好的教学效果。 2教学设备的组成和功能 柔性制造系统FMS (Flexible Manufacturing Sys -tem )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;依各种生产要求的不同,柔性制造系统有各种不同的形式。学校工业中心微型自动生产线实训室的柔性制造系统的组成如图1所示。 图1实训设备系统组成

柔性生产线方案

柔性生产线方案

柔性生产线建设方案 一、建设背景(意义、背景) 新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。这场变革是信息技术与制造业的深度融合,是以制造业数字化、网络化、智能化为核心,建立在物联网基础上,同时叠加新能源、新材料等方面的突破而引发的新一轮变革,将给世界范围内的制造业带来深刻影响。 为应对这一全球性变革,西方发达国家纷纷提出相应的策略。德国提出了德国工业4.0,美国提出了“再工业化”和“工业互联网”的概念,英国也提出了“第三次工业革命”的概念。 这一变革,恰与中国加快转变经济发展方式、建设制造强国形成历史性交汇,这对中国是极大的挑战,同时也是极大的机遇。 到,中国制造业增加值为 2.08万亿美元,占全球制造业20%,与美国相当,但却大而不强。主要制约因素是自主创新能力不强,核心技术和关键元器件受制于人;产品质量问题突出;资源利用效率偏低;产业结构不合理,大多数产业尚处于价值链的中低端。 同时,中国工业面企业面临着一些压力。从区域上来看,现在长三角、珠三角的企业面临劳动力成本上涨、市场萎缩、产业

转型的压力,作为中国的老工业基地的东三省,企业也在大规模亏损,中西部地区作为产业转移承接地也面临很多问题。 这些问题是我们发展中一直存在的问题。比如区域产业发展定位不够清晰,区域产业结构趋同,没有形成相互联系的主体功能区,另外各地区在发展中基本处于互相竞争的关系,而不是竞争和合作关系。随着经济增速下行,这方面问题越来越突出。 中国政府经过大量研究,提出了“信息化和工业化深度融合”的产业政策,并持续制定“中国制造2025”行动计划、“互联网与工业融合”行动计划以及“工业云”行动计划等,其目标和德国工业4.0、美国工业互联网、英国第三次工业革命等提法基本趋同。都是希望在新一轮科技革命和产业变革中,研究如何抢占新一轮发展的制高点。其本质就是互联网和传统工业行业的融合,主攻的方向就是抓智能制造,这是解决中国制造业由大变强的根本路径。 过去五年,中国工业企业在研发设计方面应用数字化工具普及率已经达到54%,近五年年均增长4个百分点。现在很多工业企业甩开图版,搞无纸化设计、数字化模型,这些方面的大量应用,减少了研发的周期,提高了设计的效率,也降低了研发成本。另外在规模以上的工业企业中,生产线上数控装备比重已经达到30%,近五年也是年均增长4个百分点。这些方面都有很好的发展势头。 当然与发达国家相比还有差距,特别是在智能化方面。过去

颗粒包装机自动供料系统的设计(含全套CAD图纸)

本科毕业设计(论文) 题目:颗粒包装机自动供料系统的设计 系别:机电信息系 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 学生: 学号: 指导教师: 2013年5月

颗粒包装机自动供料系统的设计 摘要 本设计是关于颗粒包装机自动供料系统的设计。颗粒包装机是将小颗粒产品通过计量装入包装袋内,再进行封装的包装机械。能较大提高生产效率、降低人工劳动强度。 本设计主要研究物料供送系统的结构设计和包装材料供送机构的设计。首先由包装机的生产能力确定计量装置的大小来完成物料的计量,从而完成物料的供送。其次由包装材料的传送路线确定引导辊的位置来完成包装材料的供送。 本设计主要设计颗粒包装机的包装材料成型与供送系统,包括供送包装材料的辊子,引导辊,成型器;物料供给系统,包括料斗,计量器,导流槽;以及计量器的传动系统。本次设计采用了象鼻成型器和改进后的转鼓式计量装置。 本设计能进一步提高其包装性能,结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全,操作方便、便于维修和管理。 关键词:颗粒包装机;成型器;计量器

A design of the automatically feeding system for Granule packing machine Abstract This design is about automatic feeding system of packaging machine. Granule packaging machine feeds small products through the measurement into the packing bag, and then packaging system to finish packing. It could greatly improve the production efficiency,and reduce labor intensity. This design mainly research materials for structure design and packaging material feeding system. Determined firstly by packing machine production capacity to complete material metering device size, thus completing the material supply. To determine the route followed by packaging materials to finished packaging material guide roller position feeding. Packaging material forming the main design particles this design packaging machine and feeding system, including the supply roller, and sent packing material guide roller, forming device; material supply system, including the hopper, measuring device, guide groove; and the metering transmission system. This design uses a drum type metering device for trunk shaper and it improved better than any other types which exist in this society. This design can improve the packaging performance, such as simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, and easy to repair and management for users. Key Words: granule packing machine; shaper; meter

柔性制造系统的关键技术a

柔性制造系统的关键技术 柔性制造系统(FMS)系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。随着社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切,FMS发展颇为迅速,并且由于微电子技术、计算机技术、通信技术、机械与控制设备的发展,也促使柔性制造技术日臻成熟,80年代后,制造业自动化进入一个崭新时代,即基于计算机的集成制造(CIMS)时代,FMS已成为各工业化国家机械制造自动化的研制发展重点。 一、规模 按规模大小FMS可分为如下4类: 1.柔性制造单元(FMC) FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS 向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。 2.柔性制造系统(FMS) 通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。

3.柔性制造线(FML) 它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS 之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。 4.柔性制造工厂(FMF) FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。 二、柔性制造的关键技术 1.计算机辅助设计 未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形

柔性制造系统

柔性制造系统 一、基本简介 简称,,,,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(Flexible Manufacturing Syste m),英文缩写为FMS。 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。 [编辑本段] 二、主要功能和技术效果 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。 [编辑本段] 三、发展历史 1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,目标是在无人看管条件下,实现昼夜24小时连续加工,但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。 同年,美国的怀特?森斯特兰公司建成 Omniline I系统,它由八台加工中心和两台多轴钻床组成,工件被装在托盘上的夹具中,按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初,先后开展了FMS的研制工作。 1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC),为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1,2台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。 70年代末期,FMS在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3,5台设备组成的FMS为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。 1982年,日本发那科公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,此外还有一个无人化电机装配车间,它们都能连续24小时运转。

自动剪切生产线的PLC控制系统设计_王世红

第24卷第3期 青岛大学学报(工程技术版) V ol.24N o.3 2009年9月 JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY (E&T)Sep.2009 文章编号:1006-9798(2009)03-0013-04自动剪切生产线的PLC 控制系统设计 王世红a ,崔海荣b ,徐世许a ,张传林a (青岛大学a.自动化工程学院; b.软件技术学院,山东青岛266071) 摘要:为使自动剪切生产线设备协调运行,设计其控制系统。系统以可编程控制器 (PLC)为核心,还包括触摸屏、变频器、伺服驱动器/伺服电机等部件。送料长度在触摸屏 上设置,PLC 根据设定值计算出脉冲数后向伺服驱动器发送,控制伺服电机送料,从而实 现精确的伺服定位,其定位精度可达1m ?0.01mm 。 关键词:PLC;伺服驱动器/伺服电机;变频器;触摸屏 中图分类号:TP391.8文献标识码:A 收稿日期:2009-06-08 作者简介:王世红(1985-),男,山西省昔阳县人,硕士研究生,主要研究方向为计算机控制。 在工业生产过程中,自动剪切生产线应用十分广泛。它能将金属卷料加工成一定尺寸的板料,可实现自动开卷、定长送料和自动剪切,其生产效率高、适应性强,适合较大规模生产。但是传统的生产设备与系统多以机械为主,是电气液压或气动控制的机械设备[1],存在送料不够精确、生产效率低下等诸多不足,已不能满足所有的生产需要。随着工业水平的不断发展,生产设备已逐步地由手动操作改为能够进行大规模生产的自动控制。本文设计的PLC 控制系统,使用了伺服驱动装置,充分发挥其控制精度高、响应速度快和运行平稳等优点,有效地提高剪切的精度和效率,提升生产过程的自动化程度,具有十分广阔的应用前景。1 自动剪切生产线组成 自动剪切生产线由开卷机、送料机和剪切机3部分组成,如图1所示。 图1 自动剪切生产线 1) 开卷机包括开卷轴、保持器和弧形托起器。 开卷轴由变频器驱动的电动机带动,负责将卷料展 开。为了避免送料机工作时对已展开的卷料产生较 大的张力以及对机械设备造成损伤,开卷机先预放 一定长度的料,起到缓冲的作用。保持器在开卷机 转动时压住卷料,避免卷料松动。弧形托起器托起 已展开的卷料,避免其触地。 2) 送料机通过伺服驱动器/伺服电机装置带 动内部许多组压辊旋转,精确地给剪切机送料。另 外,这些压辊还能对卷料进行压平,使送到剪切机的 料更加平整。 3) 剪切机完成对送料的剪切,是整个生产线的最后一道工序。2 PLC 控制系统设计 2.1 系统的控制要求 1) 运行方式。开卷机、送料机和剪切机都具有手动/自动两种工作方式。采用自动工作方式时,系统将按预先设定的工艺流程不间断地循环工作;手动工作方式是在设备单动、调试和检修阶段使用[2]。

柔性制造系统简述

柔性制造系统简述 1 前言 20世纪60年代以来,随着生活水平的提高,用户对产品的需求向着多样化、新颖化的方向发展,传统的适用于大批量生产的自动线生产方式已不能满足企业的要求,企业必须寻找新的生产技术以适应多品种、中小批量的市场需求。同时,计算机技术的产生和发展,CAD/CAM 、计算机数控、计算机网络等新技术新概念的出现以及自动控制理论、生产管理科学的发展也为新生产技术的产生奠定了技术基础。在这种情况下,柔性制造技术应运而生。柔性制造系统(Flexible Manufacturing System —FMS)的雏形源于美国马尔罗西(MAL —ROSE)公司,该公司在1963 年制造了世界上第1 条加工多种柴油机零件的数控生产线。FMS 的概念是由英国莫林(MOLIN)公司最早正式提出,并在1965 年取得了发明专利。FMS 正式形成后,世界上各工业发达国家争相发展和完善这项新技术,使之在实际应用中取得了明显的经济效益。柔性制造系统作为一种新的制造技术,在零件加工业以及与加工和装配相关的领域都得到了广泛的应用。 2 FMS 的定义和组成 FMS 指在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上, 通过计算机软件科学, 把工厂生产活动中的自动化设备有机地集成起来, 打破设计和制造的界限, 取消图纸、工艺卡片, 使产品设计、生产相互结合而成的, 适用于中、小批量和较多品种生产的高柔性、高效率、高自动化程度的制造系统。下图是典型的FMS 示意图。 从从图中可以看出,FMS 一般由5个功能系统构成: (l)自动加工系统。一般由2台以上的数控机床、加工中心或柔性制造单元(FMC)以及其他的加工设备构成。 (2)自动物流系统。该系统包括运送工件、刀具、冷却润滑液等加工过程中所需“物资”的搬运装置以及装卸工作站。 (3)自动仓库系统。由设置在搬运线始端或末端的自动仓库和设在搬运线内的缓冲站构成,用以存放毛坯、半成品和成品。 (4)自动监视系统。由各种传感器检测和识别整个FMS 及各分系统的运行状态,对系统进行故障诊断和处理,保证系统的正常运行。

柔性制造系统FMS教学内容

柔性制造系统F M S

柔性制造系统(FMS) 1.概述 1.1 柔性制造系统的发展 1967年,英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念,研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床,目标是在无人看管条件下,实现昼夜24小时连续加工,但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。 同年,美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统,它由八台加工中心和两台多轴钻床组成,工件被装在托盘上的夹具中,按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于在少品种、大批量生产中使用,在形式上与传统的自动生产线相似,所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初,先后开展了FMS的研制工作。 1976年,日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC),为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1~2台数控机床与物料传送装置组成,有独立的工件储存站和单元控制系统,能在机床上自动装卸工件,甚至自动检测工件,可实现有限工序的连续生产,适于多品种小批量生产应用。 70年代末期,柔性制造系统在技术上和数量上都有较大发展,80年代初期已进入实用阶段,其中以由3~5台设备组成的柔性制造系统为最多,但也有规模更庞大的系统投入使用。

1982年,日本发那科公司建成自动化电机加工车间,由60个柔性制造单 元(包括50个工业机器人)和一个立体仓库组成,另有两台自动引导台车传送毛坯和工件,此外还有一个无人化电机装配车间,它们都能连续24小时运转。 这种自动化和无人化车间,是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时,还出现了若干仅具有柔性制造系统的基本特征,但自动化程度不很完善的经济型柔性制造系统FMS,使柔性制造系统FMS的设计思想和技 术成果得到普及应用。 迄今为止,全世界有大量的柔性制造系统投入了应用,仅在日本就有175 套完整的柔性制造系统。国际上以柔性制造系统生产的制成品已经占到全部制成品生产的75%以上,而且比率还在增加。 1.2 柔性制造系统的定义 柔性制造系统(简称FMS)是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控 制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产的变化迅速进行调整,适用于多品种中、小批量生产。(依据:中华人民共和国国家军用标准-武器装备柔性制造系统术语)美国国家标准局(United States National Bureau of Standards)认为是:“由一个传输系统联系起来的一些设备(通常是具有换刀装置的加工中心)。传输装置把工件放在托盘或其它联接装置上送到各加工设备,使工件加工准确、迅速和自动。中央计算机控制机床和传输系统,可同时加工几种不同的工件”。 它的出现标志了机械制造行业进入了一个新的发展阶段,克服了原来机械 生产线只适合于大批量生产的刚性特征,能够适应中小批量、多品种的柔性生

机械制造装备设计第七章习题答案(关慧贞)

第七章习题与思考题答案 7-1 什么是机械加工生产线它的主要组成类型及特点有哪些 答:机械加工生产线:在机械产品生产过程中,对于一些加工工序较多的工件,为保证加工质量、提高生产率和降低成本,往往把加工装备按照一定的顺序依次排列,并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体,使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。 机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。 7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么 答:影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素:1)工件几何形状及外形尺寸;2)工件的工艺及精度要求;3)工件材料;4)要求生产率;5)车间平面布置;6)装料高度。 7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程 答:机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。 主要流程如下:1)制定生产线工艺方案,绘制工序图和加工示意图;2)拟定全线的自动化控制方案;3)确定生产线的总体布局,绘制生产线的总联系尺寸图;4)绘制生产线的工作循环周期表;5)生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计;6)生产线输送装置、辅助装置的选型及设计;7)液压、电气等控制系统的设计;8)编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。 7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题如何解决这些问题 答:(1)工件工艺基准选择:a、尽可能在生产线上采用统一的定位面,以利于保证加工精度,简化生产线的结构;b、尽可能采用已加工面作为定位基准;c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式,便于实现自动化,也容易做到全线采用统一的定位基面;d、定位基准应有利于实现多面加工,减少工件在生产线上的翻转次数,减少辅助设备数量,简化生产线构;e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时,其定位销孔因多次定位将严重磨损,为了保证精度,可采用两套定位孔,一套用于粗加工,另一套用于精加工;或采用较深的定位孔,粗加工用定位孔的一半深度,精加工用定位孔的全部深度;f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。 (2)工件输送基准的选择:a、形状规则箱体类工件通常采用直接输送方式,必要时可增加工艺凸台; b、小型回转类工件一般采取滚动或滑动输送方式; c、盘、环类工件以端面作为输送基准,采用板式输送装置输送; d、对于一些外形不规则的工件,由于没有合适的输送基准,采用随行夹具或托盘输送。 (3)生产线工艺流程的拟定:a、确定各表面的加工方法;b、划分加工阶段;c、确定工序集中和分散程度;d、安排工序顺序。 (4)选择合理的切削用量:a、生产线刀具寿命的选择原则;b、对加工时间较长、影响生产线生产节拍的工序,应尽量采用较大的切削用量以缩短加工时间;c、同一个的刀架或主轴箱上的刀具,确定合理的切削速度和每转进给量使得各刀具具有大致相同的寿命;d、选择复合刀具的切削用量时,应考虑到复合刀具各个部分的强度、寿命及工作要求。 7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义及相应的措施。 答:生产节拍平衡的意义:对生产的全部工序进行平均化,调整各作业负荷,以使个作业时间尽可能相近,通过平衡生产线,可以提高操作者及设备工装的工作效率;减少单间产品的工时消耗,降低成本;减少工序的在制品,真正实现有序流动;可以在平衡的生产线基础上实现单元生成,提高生产应变能力,应对市场变化。 生产节拍平衡的措施:1)评估优化限制性工序,改善作业;2)作业转移、分解与合并;3)采用新的工艺方法,提高工序节拍;4)增加顺序加工工位;5)实现多件并行加工,提高单件的工序节拍;6)在同一工位上增加同时加工工件的数目。 生产线分段的意义:平衡生产线的生产节拍,缩短限制性工序的工时;使得各工段在相邻工段停产的情况下还能独立运行一段时间,提高生产线的设备利用率;减少工件热变形和内应力对后续工序的影响。 生产线分段措施:1)采用转位或翻转装置,分段独立传送;2)对限制性工序单独组成工段;3)对工位数多生产线进行分段,并在相邻段之间设立储料库;4)对加工精度要求较高工件,在粗加工后下线,在储料库内存放一定的时间。 7-6 提高生产线可靠性的主要手段有哪些

改性PVC塑料生产车间集中供料系统设计

改性PVC塑料生产车间集中供料系统设计 系统结构 改性PVC产品的原材料大多数是由PVC粉、碳酸钙、稳定剂以及油类添加剂组成。改性PVC的生产过程是将2—3种PVC粉、碳酸钙、稳定剂按一定比例加入高速混合机种进行混合,原料在高速混合过程中温度不断升高。在升高至100℃时加入油类添加剂混合均匀,最后进行挤出机造粒(如图1)。 由于生产不同牌号的PVC产品原材料种类不同,文章设计的(集中供料系统)全自动系统的设计目标为: 1.实现6种PVC粉、1种碳酸钙、稳定剂、8种油类添加剂的全自动计量及自动加入混合机。 2.该系统能够满足6条单线产能为1t/h生产线的自动配料任务。根据配料系统的设计目标,拟定出全自动配料系统(中央供料系统)的总架构(如图2)。

①.PVC粉和碳酸钙共计7种吨袋包装原材料,经人工投料站加入集中储料仓中。原料通过负压输送管网,将物料输送至各个机台的自动粉料机。自动分料机根据配方比例自动将物料加入高速混合机。 ②.油罐车将8种油类添加剂注入室外8个集中储油罐,储料罐将油泵至在厂房楼顶设置缓存罐。缓存罐通过重力补油的方式加入增重式油称,通过增重式油称实现油类添加剂的自动添加。 ③.稳定剂的批次添加重力在2-5kg左右,通过人工分料站分称并包装喷印条形码。在机台进行条形码扫描确认后,通过自动加料机(中央供料系统)自动将稳定剂加入高混机。

尼嘉斯PVC粉体输送供料系统案例 集中供料系统 根据系统设计目标,集中供料系统主要实现6种PVC粉和碳酸钙按配方比例自动加入高混机。集中供料系统需要满足6条产能1t/h的生产线原料自动配料。由于生产订单多种多样,配方物料比例变化较大,所以单一物料的输送配料量目标设计为6t/h。设置采用7个容积为6000L不锈钢铜集中储料仓,吨袋原料投入人工投料站后,采用连续负压输送的方式加入集中储罐中(如图3)。

柔性制造系统

柔性制造/自动化物流系统方案 一、概述 随着科学技术的迅速发展,新产品不断涌现,产品的复杂程度也随之增加,而产品的市场寿命日益缩短,更新换代加速,中、小批量生产占有越来越重要的地位。面临这—新的局面,必须大幅度提高制造柔性和生产效率,缩短生产周期,保证产品质量,降低能耗,从而降低生产成本,以获得更好的经济效益。柔性制造系统正是在这种形势下应运而生的。 柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元,能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整,以适宜于多品种、中小批量生产。它通过简单地改变软件的方法能够制造出多种零件中任何一种零件。 系统主要由八个单元模块组成: 自动化立体仓库、码垛机单元 CCD形状识别单元; 柔性制造加工单元; 上下料搬运机器人单元; CCD工件尺寸检测及颜色识别单元; 气动分拣及条码打印扫描检测单元; 自动化输送线系统单元; 气动分拣搬运机器人单元。 所有模块单元通过工业总线控制联接。即还包含系统总控单元。 为了促进相关专业的学生对机器人、柔性制造系统等先进制造技术有一个全面的深入了解和体会,我们立足于自己的技术优势,结合实际教学的需求,开发了一套完全模拟工业现场实际应用的柔性制造教学实训系统,并配备了相应的实验指导书。 通过该系统,使学生可通过实验了解柔性制造系统的基本组成和基本原理,为学生提供一个开放性的,创新性的和可参与性的实验平台,让学生全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术,帮助学生从系统整体角度去认识系统

各组成部分,从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。可以促进学生在机械设计、电气自动化、自动控制、机器人技术、计算机技术、传感器技术等方面的学习,并对电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、计算机网络通信技术和现场总线技术、高级语言编程等技能得到实际的训练,激发学生的学习兴趣,使学生在机电系统的设计、装配、调试能力等方面均能得到综合提高。该系统设计有漏电保护、短路保护、急停保护、限位保护、隔离保护等多种保护功能。 二、系统特点 ●高度集成 通过Profibus-DP工业现场总线及开发型组态软件等网络通讯技术将系统中的所有单机模块设备进行高度的集成。与工业现场形式完全相同。 ●标准化 按工业标准设计,并可全面兼容标准工业级设备。 ●单元模块化 系统中的单元设备具有“联机/单机”两种操作模式。所有的单元设备的软硬件均可以脱离系统独立操作,可用单机设备为平台,进行单项技术的研发,易扩展。即方便教学又最大程度的满足了教师进行科研、学生进行创新的需要。●机器人嵌入式系统控制 六自由度串联机器人及六自由度并联机器人等关键设备采用嵌入式系统控制。系统紧凑小巧,对实时和多任务有很强的支持能力,能完成多任务并且有较短的中断响应时间。具有功能很强的存储区保护功能,便于学生动手操作和系统维护。 ●开放性 开放具有自主知识产权的软件源代码。此外,系统中以运动控制技术为主的单元装备需具有良好的硬件开放性,可以和工业上众多装备接口,进行系统集成。软件系统采用开放式源代码和通用软件开发平台(MS VC++和Borland C++),用户可以进行深层次的软件系统二次开发,以便于开发出适合用户需求的系统调度程序和单机运行程序,很大程度上方便了老师和同学课题研究工作。 ●网络化视频监控(选配)

基于PLC控制的MPS供料单元系统设计

设备故障诊断与维修 基于PLC 控制的MPS供料单元系统设计 综合实训 姓名 学号 班级 院系 组号 指导老师

目录 第一章任务描述 (4) 1.1 实训意义 (4) 1.2 任务 (4) 1.3 任务实施 (5) 第二章调研 (6) 2.1 国内外概况 (6) 2.2 调研结论 (7) 第三章方案设计 (9) 3.1 机械结构方案 (9) 3.3 电气方案 (10) 3.2 气动方案 (10) 3.4 控制方案 (11) 第四章技术设计 (13) 4.1 机械零件设计 (13) 4.2 气动元件选型 (13) 4.3 电气原件选型 (15) 4.4 重要部件描述 (18) 第五章硬件设计 (20) 5.1电气原理图 (20) 5.2 电路 (21) 5.3 I/O接线表 (21) 5.4 电源 (22) 第六章软件设计 (24) 6.1 顺序功能图 (24) 6.2 PLC程序 (25) 第七章调试 (35) 7.1 调试计划 (35) 7.2 过程 (35) 7.3 故障 (36)

第八章体会 (37) 第九章参考文献 (38)

第一章任务描述 1.1 实训意义 MPS 是FESTO 公司结合现代工业特点开发研制的模拟自动化生产过程,集机械,电子,通讯为一体高度集成的机电一体化教学装置,这套装置的设计目的旨在培养能够综合应用自动化领域相关知识的专业技术人才,将给授训者提供一个很好的锻炼平台以更好的理解和掌握自动化领域的相关专业知识。具体可使受训者从下列几个方面得到提高: 一、对气动自动化的学习 本设计拟采用气动自动化控制技术作为MPS 执行机构的控制方案,所以要求受训者要重视和加强对气动自动化控制技术相关知识的学习。 二、对PLC 知识的学习 由于本设计下位控制器拟采用PLC 控制,所以要求受训者学习PLC 相关知识,包括PLC 的选型、编程、调试等,所以将使受训者在PLC 方面得到提高。 三、对自动化技术新的认识 本设计还将用到传感器、执行器等知识。通过这个设计过程,必将使我们对自动化控制技术有一个总体的把握和全新的认识,对我们以后的学习和工作具有重要帮助。 1.2 任务 以STEP7为开发平台,设计一个PLC控制系统,使其能够对MPS供料单元进行实时动态控制,以保证完成相应的工艺要求。 1、MPS中供料单元的生产工艺过程简介; 2、硬件组态,网络连接与配置; 3、根据工艺要求画出程序流程框图; 4、编写控制程序并加上必要的注释; 5、设计说明书(包括:封面、目录、任务书、供料单元工艺简介、硬件组态、网络连接与配置、程序流程框图、程序清单、总结体会、参考文献等),全文要求逻辑严密、条理清晰,文字流畅,理论联系实际,符合科技写作规范。

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