柔性制造生产线系统设计报告付祥东.docx
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柔性制造生产线系统设计报告付祥东
工业进程自动操纵设计
工件下料
设计题目：
工件下料
学号：
016
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
摘要
柔性制造系统是由统一的信息操纵系统、物料储运系统和一组数字操纵加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统（FlexibleManufacturingSystem），英文缩写为FMS。
加工设备
加工设备要紧采纳加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者那么用于加工轴类和盘类零件。
中、大量量少品种生产中所用的FMS，常采纳可改换主轴箱的加工中心，以取得更高的生产效率。
贮存和搬运
贮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；贮存物料的方式有平面布置的托盘库，也有贮存量较大的桁道式立体仓库。
毛坯一样先由工人装入托盘上的夹具中，并贮存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统依照物料治理运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那么与设备排列位置无关，具有较大灵活性。
工业机械人可在有限的范围内为1－4台机床输送和装卸工件，关于较大的工件常利用托盘自动互换装置（简称APC）来传送，也可采纳在轨道上行走的机械人，同时完成工件的传送和装卸。
磨损了的刀具能够逐个从刀库中掏出改换，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能够自动改换。
切屑输送和处置系统是保证FMS持续正常工作的必要条件，一样依照切屑的形状、排除量和处置要求来选择经济的结构方案。
信息操纵
FMS信息操纵系统的结构组成形式很多，但一样多采纳群控方式的递阶系统。
第一级为各个工艺设备的运算机数控装置（CNC），实现各的口工进程的操纵；第二级为群控运算机，负责把来自第三级运算机的生产打算和数控指令等信息，分派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运算机；第三级是FMS的主运算机（操纵运算机），其功能是制订生产作业打算，实施FMS运行状态的治理，及各类数据的治理；第四级是全厂的治理运算机。
性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持运算机工作的系统软件外，数量更多的是依照利用要求和用户体会所进展的专门应用软件，大体上包括操纵软件（操纵机床、物料储运系统、查验装置和监视系统）、打算治理软件（调度治理、质量治理、库存治理、工装治理等）和数据治理软件（仿真、检索和各类数据库）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进展变革的新时期,自其诞生以来就显示出壮大的生命力。
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、低制造本钱、短制造周期要求的日趋迫切,由于微电子技术、运算机技术、通信技术、机械与操纵设备的进步,柔性制造技术进展迅猛并日臻成熟。
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 作为操纵核心，通过利用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操纵。
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独立对本站进行操纵，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/停等动作由主站和谐操纵，本站依照工件检测情形通过ProfiBus-DP总线向主站传送数据，为主站和谐它站动作提供必要的信息。
本站点为光机电一体化设备，系统集成了靠得住的传感、操纵、通信、动力输送、组合机械、平安防护器件，提供对传感器应用、PLC操纵系统设计、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
操纵系统的原理（附加电气原理图）
图一：
工件下料单元结构原理图
设备分类及其选型
器件
型号
个数
单价/元
总价/元
电机
GPG-05SC/3GN20K
2
111
222
profibus-dp总线及其连接器
1
161
161
S7-200CN
西门子PLC
CPU226
216-2BD23-OXBO
1
1780
1780
EM277
277-0AA22-OXAO
1
775
775
俩位短柄选择开关
1
5
5
按钮
LA38-11D
6
39
指示塔灯
邦纳81861
1
345
345
电磁铁
1
85
85
继电器
J5uuc68A-2Z
1
15
15
接近开关
LT7-B25-3F1
1
电容式接近开关
南京施科
1
50
50
表一：
设备分类及其选型
设备接线图
A:
接插模块B:
步进驱动器C:
传感器D:
电磁阀E:
挡料电磁铁F:
风扇
J:
继电器K:
磁性开关H:
加热丝L:
警示灯M:
电机P:
变频器
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:
吸盘
图二：
工件下料单元CPU226接线图
表二：
工件下料单元I/O分派图
小结
电源、按钮、PLC、变频器的连接端子全数用平安插座引出，能够依如实验需要用平安电缆快速构建各类操纵回路。
经常使用模块能够任意互换、搭配利用。
各传感器、电磁换向阀、电机的引线全数接到平安插座上，学生能够依照需要灵活运用，用快速平安电缆的连接到按钮、PLC、变频器模块上，平安、快速。
物料输送机构由交流电机和同步传送带组成要紧完成将工件输送到分拣区。
传送带的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，轴与带轮采纳过盈配合，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，采纳转动轴承的原理。
转动轴承外圈固定，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，而从动轮部份的滑动轴承外圈与从动轮一路转动，其固定那么是其中间的轴两头别离开有孔，通过螺钉穿过将其固定在工作台的连接件上。
光电式传感器中必需采纳必然的光学元件，并依照一些光学定律和原理组成各类各样的波，光学元件有各类反射镜和透镜。
有一些大体的光电传感器检测的是光强的转变。
一样地讲，它检测的是传感器自己的光源发射出来的光线，或检测的并非是传感器自己的光源发射出来的光线。
光线的类型和检测的方式有很多种，不同的传感器利用的光线和检测方式是不同的。
实验台电路的设计中，充分考虑了系统的平安性、靠得住性。
系统电源带漏电
爱惜、直流电源带有短路爱惜、过流爱惜。
所有接线端子均为快速平安插座，电缆为快速平安电缆，保证设备和人身平安。
第三章软件设计
PLC程序的设计（附加程序流程图）
图三：
工件下料单元程序流程图
PLC程序的调试
上位机组态操纵系统的设计（附加程序流程图）
图二：
工件下料单元组态设计图
上位机系统的调试
小结
PLC调试是所有部份中最宝贵一部份，需要注意很多问题，多个输出触点的结果覆盖，和程序执行的前后顺序和按时器和计数器的设置，都会阻碍程序执行的结果，从而改变下料单元动作。
第四章心得体会
结论
通过本次的学习让我的学习能力有了专门大的提高，在任务设计中让我对自动化生产线有所了解。
一方面自动化生产线包括诸多方面的知识如：
机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；另一方面关于模拟的一个自动化生产线的工作流程有个大体概念。
一个自动化生产线的大体组成部份有传感检测、传输与处置、操纵、执行与驱动等机构在微处置单元的操纵下和谐有序地工作，有机地把这些独立部份融合在一路。
在这次设计中应用PLC技术，它是一门实践性很强的专业课程，PLC编程操纵器技术在现今社会进展异样迅速，各生产厂家也推出了许多壮大的新型PLC、各类特殊模块和通信联网器件，使可编程操纵器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业操纵装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。
通过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且通过这次课程设计使我运用了课堂上的理论与实际相结合重要性，既要从理论中分析问题，又要从实际中解决问题发觉才是全然。
因此把所学的理论知识与实践相结合起来，才能真正的学学以至用。
终止语
本课题的圆满完成专门感激陈佩军教师详细的指导。
陈教师严谨的治学态度，和试探问题的全面性给我在设计进程中有了多方面的设计思路中，也提早判定设计中可能显现的问题作了详细的分析，从而使我少走很多弯路节省了很多时刻。
教师的高深的学术水平，科学的思维方式和深切浅出的讲解更准确更形象的把设计中的知识传输给我。
再次感激指导教师的帮忙永久是我学习的表率，在此向他致以衷心的感激。
同时感激我的同组同窗,在圆满完成课题设计的进程中给予我毅力上的鼓舞，在资料的搜集中给我提供了很多途径，在设计安装中也提出多种参考意见，以至我能够顺利的完成。
附录1（组态程序）
if（总电源==1）
{if（启动1==1）
{
流动条件=1;
if（测量2>=0&&测量2<=480）
{测量2=测量2+20;流动条件1=0;}
if（测量2>=470&&测量1<=544）
{测量2=544;流动条件1=0;}
if（测量2>=544）
{
流动条件1=1;
测量4=595;
测量1=测量1+20;
}
}
}
if（总电源==0）
{
流动条件=0;
流动条件1=0;
}
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