柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计
柔性制造系统的设计与实现
柔性制造系统的设计与实现在当今的工业制造领域中，随着技术与经济的发展，柔性制造系统正在成为越来越重要的一种制造方式。
什么是柔性制造系统呢？柔性制造系统，简称FMS （Flexible Manufacturing System），是利用计算机控制的自动化技术，通过一系列的操作流程，完成对产品的制造、加工和装配的灵活生产方式。
柔性制造系统有着高效、灵活、集成化等特点，在实际生产应用中已经得到了广泛的应用。
对于一个完整的柔性制造系统，构成要素一般分为机器人、CNC机床、自动输送机和计算机控制系统四部分。
这几个部分间通过各种自动控制设备和计算机通信，协调、控制整个制造过程。
下面将具体介绍柔性制造系统的设计和实现。
一、设计过程1. 确定工艺及生产要求在柔性制造系统的设计过程中，首先需要确定所需生产的产品，制品加工的各项工序及各生产环节所要满足的生产要求。
对于工艺流程和产量要求都有着精确的策划，设备的配置、设置与优化，也都应该紧密结合起来。
2. 选定设备及材料针对确定的工艺流程和生产要求，需要选定设备与材料，其中包括甚至于小型零件的设备和机器零部件。
设备和材料选型，对于生产企业来说至关重要，关系到其后续生产质量和运营成本的高低。
3. 设计生产流程在确定了所需生产的产品和选定了设备及材料之后，就需要设计一条高效的生产流程，其中应包括对零部件加工、处理、检测、运输的全过程考虑。
要根据实际原材料数量、生产流程等因素来灵活设定生产方案。
生产流程的设计，十分关键，一定要充分考虑到生产环节、时间、成本等方面的影响，需要在保证质量的前提下，尽可能地提高生产效率。
4. 制定生产计划制定生产计划，需要根据实际情况，综合考虑生产过程中的种种因素。
包括企业的生产能力、应对不同市场的需求、原材料出库时间、生产部门职员安排等。
同时，还需充分考虑预留一定的生产缓冲期，以应对意外情况的出现。
二、系统实现柔性制造系统的实现就是将前面所讲述的设计要素落实到实际生产中。
面向大数据的智能化柔性制造控制系统设计
面向大数据的智能化柔性制造控制系统设计近年来，人类社会正逐渐步入信息化、智能化的时代，而工业制造领域也不例外。
面对海量的生产数据以及多样化的生产需求，如何应对灵活多变的生产环境，从而实现高效精准的生产控制，已成为制造业发展的重点和难点。
因此，本文将围绕面向大数据的智能化软性制造控制系统设计展开论述。
一、现有的制造控制模式存在的问题在传统制造控制模式下，生产数据的采集较为困难，生产计划和控制主要依靠人工编排和干预，导致生产决策的逐层下放、反应滞后、决策精度低等问题，同时也存在着资源配置不均、生产不可靠、效率低下等局限性，难以满足现代制造的多样化和柔性化需求。
二、大数据与智能技术在制造控制中的应用为了解决上述问题，制造业开始探索利用大数据与智能技术，提高生产控制水平。
其中，大数据分析技术的应用可帮助企业在生产中采集、存储、处理大量的数据，实现对生产过程的监控和预测，从而快速反应生产变化，提高决策精准度和生产效率。
智能化技术则能够实现对生产线的优化调度和协同，提高资源配置的均衡性和生产效率。
三、面向大数据的智能化柔性制造控制系统的设计基于以上思路，本文提出了一种基于大数据与智能化技术的柔性制造控制系统，该系统主要包括以下几个模块：1. 数据采集模块数据采集模块是该系统的重要组成部分，它能够对制造过程中的各种生产数据进行采集、存储和处理，包括设备状态、能耗、工艺参数、质量信息等等。
采用物联网等技术将各种设备与系统进行连接，以实现数据互通和智能化监控。
同时，利用数据挖掘技术分析生产数据，提供决策支持，预测制造过程中可能出现的问题和风险。
2. 智能调度模块智能调度模块可以根据生产需求和资源利用率等因素，优化调度生产线上的各种设备和工序，并实现各种制造资源的合理配置。
该模块能够提供多种方案供选择，如生产计划优化、工艺优化、人员调度等。
通过模拟仿真、智能算法等技术，该系统能够实现自主调度和自动化协调，有效提高制造效率和质量。
数控机床的柔性制造系统设计与实现
数控机床的柔性制造系统设计与实现随着科技的不断发展，数控机床在制造业中的地位越来越重要。
数控机床的柔性制造系统设计与实现成为了制造业的热门话题。
本文将探讨数控机床柔性制造系统的设计原理和实现方法。
一、数控机床柔性制造系统的设计原理柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是一种集成了计算机控制、自动化设备和灵活制造工艺的制造系统。
数控机床作为柔性制造系统的核心设备，其设计原理主要包括以下几个方面：1. 自动化控制技术：数控机床通过计算机控制系统实现自动化加工操作。
该控制系统能够根据预先设定的加工程序，自动调整机床的工作参数，实现高精度、高效率的加工过程。
2. 智能化感知技术：数控机床配备了各种传感器，能够实时感知加工过程中的各种参数，如温度、压力、振动等。
通过智能化感知技术，机床可以根据实时数据进行自适应调整，提高加工质量和稳定性。
3. 数据交互与共享：数控机床通过网络与其他设备进行数据交互与共享。
通过与上位机、下位机以及其他机床的连接，实现生产信息的实时传递和共享，提高生产效率和协同性。
4. 灵活化加工工艺：数控机床具备多功能、多工序的加工能力。
通过灵活化加工工艺的设计，机床可以适应不同产品的加工需求，提高生产线的灵活性和适应性。
二、数控机床柔性制造系统的实现方法数控机床柔性制造系统的实现主要包括以下几个方面：1. 设备更新与改造：对现有的数控机床进行设备更新和改造，使其具备柔性制造的功能。
例如，通过替换控制系统、更换传感器等方式，使机床能够实现自动化控制和智能化感知。
2. 软件开发与集成：开发适用于柔性制造系统的软件，实现对机床的全面控制和管理。
通过软件的集成，实现机床与其他设备的数据交互与共享。
3. 加工工艺优化：优化机床的加工工艺，提高加工效率和质量。
通过分析产品的加工需求和机床的性能特点，设计出最佳的加工工艺流程，实现生产线的高效运行。
4. 人机协同：加强人机协同，实现人机一体化的生产模式。
智能制造中的柔性生产与制造执行系统设计
智能制造中的柔性生产与制造执行系统设计一、引言随着科技的不断发展，智能制造作为一种新型的生产模式，正在逐渐取代传统的生产方式。
在智能制造中，柔性生产与制造执行系统(MES)的设计起着重要的作用。
本文将重点探讨智能制造中柔性生产与MES的设计原则和方法。
二、柔性生产的概念与特点柔性生产是指企业能够根据市场需求快速调整生产流程和产品结构的能力。
它的特点包括生产线的灵活性、生产过程的自适应性和生产资源的可重组性等。
柔性生产能够提高生产效率、降低生产成本，并能适应市场需求的快速变化。
三、制造执行系统的作用与功能MES是指用于管理和控制生产过程的软件系统。
它的作用主要有以下几点：1.生产计划与排程：MES能够根据市场需求和生产能力进行合理的生产计划和排程，确保生产任务按时完成。
2.物料管理：MES能够监控原材料和零部件的库存情况，自动发起物料采购和补充，确保生产过程中物料的供应和使用的及时性和准确性。
3.生产过程控制：MES能够对生产过程进行实时监控和控制，调整生产参数，确保产品质量和生产效率。
4.质量管理：MES能够监测生产过程中的质量指标和异常情况，并能及时发现和纠正问题，确保产品质量达到要求。
5.数据分析与决策支持：MES能够收集和分析生产过程中的各种数据，为企业的决策提供科学依据和支持。
四、柔性生产与MES设计原则柔性生产与MES设计应遵循以下原则：1.流程优化：根据生产流程的特点和要求，对MES进行优化设计，确保生产过程的连贯性和高效性。
2.信息集成：将MES与其他企业管理系统进行集成，实现企业内部信息的共享和流通，提高管理效率。
3.模块化设计：将MES系统划分为多个功能模块，并进行合理的模块划分和界面设计，方便系统的维护和升级。
4.灵活配置：MES系统应具备灵活的配置功能，能够快速适应企业的业务变化和需求调整。
5.安全性与保密性：MES系统应具备完善的安全措施和机制，确保生产数据的安全和保密。
智能制造下的柔性生产控制系统设计
智能制造下的柔性生产控制系统设计当前，随着科技发展和信息技术的普及应用，智能制造也日益成为人们研究的热点，其包括了智能化的生产设备、生产过程自动化控制系统以及数据分析处理等方面。
在这个背景下，柔性生产控制系统不仅能够提高生产效率，还能大幅优化生产线上的流程。
本文将会针对智能制造下的柔性生产控制系统进行探讨和分析，以便更好地实现生产自动化。
一、柔性生产控制系统的定义柔性生产控制是指基于智能化的生产和自动化技术，将传统的生产制造模式转换为组合式生产，从而实现生产自动化和柔性化的模式。
这种系统是在支持自动化制造的基础上，使生产制造能够在保持生产效率和品质的同时，能够快速、灵活地响应客户需求。
柔性生产控制通过控制系统的监控和调节，实现从原材料到成品整体过程的自动化。
二、柔性生产控制系统的优点1.提高生产过程的灵活性柔性生产控制系统能够通过自动化的方式操控多项生产过程，能够在不停机的情况下对生产线进行调整和改变，从而能够更快地适应市场需求变化。
2.降低设备改造成本相对于传统的单一工作工段，柔性生产控制系统的工作方式更加灵活，能够承担多项工作任务，从而需要更少的设备以及更少的设备改造成本，并且也能够减少生产停机时间的损失。
3. 提高生产效率和品质在柔性生产控制的取代下，能够通过自动化的方式操控多项生产过程，从而有效地提高了生产效率和品质，并且减少员工操作造成的误差。
4. 降低生产成本柔性生产控制能够提高生产的效率和品质，从而能够减少生产成本，降低利润率，提高销售额。
三、柔性生产控制系统的设计柔性生产控制系统设计需要考虑多方面的要素，包括有生产环境、设备选型、控制程序设计、检测装置设计等。
1.生产环境生产环境包括了工厂布局和生产过程的整体设计，应该根据生产过程的特性和目标产品的要求进行布局设计。
此外，还需要考虑设备之间的配合和生产线的协调。
2.设备选型在整个柔性生产控制系统中，设备选型是在控制全球购极为重要的一环。
自动化柔性制造系统的研究及方案设计方法
自动化柔性制造系统的研究及方案设计方法摘要制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。
制造是把原材料变成有用物品的过程,它包括品设计、材料选择、加工生产、质量保证、管理和营销等一系列有内在联系的运作和活动。
在《中国制造2025》“战略任务和重点”一节中,明确提出“加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展把智能制造作为两化深度融合的主攻方;着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化;培育新型生产方式,全面提升企业发、生产、管理和服务的智能化水平”。
柔性制造单元恰恰是智能制造系统中直接参与生产的单元，柔性制造单元的好坏直接决定了生产制造环节能否顺利运行。
柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell，简称FMC）是在制造单元的基础上发展起来、具有柔性制造系统部分特点的一种单元。
通常由多台带有受PLC控制的自动夹具、自动冷却、自动门等装置的加工设备同时具有与其配合自动更换零件的装置，具有适应加工多品种产品的灵活性和柔性，可以作为FMS(柔性制造系统)中的基本单元，也可将其视为一个规模最小的FMS(柔性制系统)，是FMS(柔性制造系统)向廉价化及小型化方向发展的一种产物。
通常，FMC有托盘交换式和工业机器人搬运式两种不同的组成形式。
柔性制造系统主要由以下三部分组成：多工位的数控加工系统、自动化的物料储运系统和计算机控制的信息系统。
工厂中常见的自动化柔性制造系统。
桁架机械手是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备，如图3-所示，桁架机械手结构的柔性制造单元。
关节机器人直接搬运的FMC。
由l～4台车削中心或其他数控机床，以及固定安装的回转式机器人和工件存储台等组成，各设备都布置在机器人周围或两侧。
工件在加工过程中的搬运都由机器人自动实现。
此类FMC的优点是设有托板及其自动交换系统，设备费用低，适用于大批量生产，可有效节约人工成本。
柔性制造系统FMS方案
柔性制造系统（FMS）方案一、建设目标采用工业标准的主流设备和器件，以真实工程零件为加工对象，构建一个企业型的高精度、高可靠性与高安全性的柔性制造生产、教学平台。
二、功能要求1.加工对象：以工程零件为加工对象，在该系统下能实现转向螺母的全自动加工，加工的零件符合图纸的各项精度指标要求。
同时，该系统还能完成同类型5-6个真实零件的加工。
2.操作模式：具有“联机/单机”两种操作模式，可单机训练也可整体控制。
即系统中的每个加工执行单元（物流传输线、机器人、立体仓储、检测设备等）既能独立完成加工，利于学生的参与；又能联机自动加工，生产出合格的零件。
3.软硬件接口：系统具备开放兼容的软硬件接口，在每个控制电控柜单元都留有扩展接口，以便系统有条件通过外接其它品牌的PLC 或单片机对系统进行控制与通讯。
整套系统从软、硬件到结构都具有很强的开放性，便于扩展更多模块或外接外部工业设备。
4.管理模式：采用数字化系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程当中的各种数字联接任务，具有现代化柔性制造加工系统的特征，可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工。
5.硬件性能：核心元器件均采用进口知名品牌，如机器人、可编程控制器、变频器、视觉系统、传感器、气动原件、伺服电机、继电器、人机界面、滚珠丝杠、直线导轨等，以确保设备的高精度、可靠性与安全性。
系统可以最终实现从综合控制监控中心、加工装配自动线、检测分拣系统、到最终的整套物流循环系统功能。
可将大型现代化制造自动化现场的技术应用与工程项目完整涵盖。
、加工零件及技术要求图1零件图1耳-14¥1——貝曙闵星于埋盏話秦黑空畫益扯二弓X S 晞盂囂釁s i i s m s p l -薪器•雷+器書“ 匸至E:劈期5&沪「二70」徒叭眇他嘰*皆強堂工n*+5H三1—X L -L .1-sj ri.H 啊*"•甘・>1I ；群i 更“6fifjl*010毎*ltllKit.钻孔、攻丝铁平而k端而，内孔外圆及外圆 槽图3加工部位示意图零件外径尺寸基本在①50-①200之间，长度在80-200之间，材料为20CrMnTi。
柔性制造系统中加工单元控制系统设计
柔性制造系统中加工单元控制系统设计柔性制造系统（FMS）是一种集成了多种生产设备、控制系统和信息系统的现代化制造系统，具有灵活性、高效性和自适应性的特点。
加工单元作为FMS中的核心组成部分之一，其控制系统的设计对于实现FMS的灵活性和高效性至关重要。
加工单元控制系统设计的目标是实现对加工单元内各个设备的自主协作与协调，以实现FMS中工件在各个设备之间的自动传送和加工。
在加工单元控制系统设计中，需要考虑以下几个方面：1.软硬件结构设计：加工单元控制系统一般由硬件和软件两部分组成。
在硬件设计上，需要选择适合加工单元的各种传感器、执行器和控制器，并将其组合成一个可靠、高效的硬件系统。
在软件设计上，需要编写控制算法和编程代码，以实现对加工单元的自动控制。
2.通信网络设计：加工单元内的各个设备之间需要进行信息的传递和协作。
因此，需要设计一个可靠、高效的通信网络，以实现设备之间的数据交换和控制指令的传递。
3.控制策略设计：加工单元控制系统的控制策略应能够满足FMS的要求，即能够根据各个设备的状态和工件的需求，自主协调和控制工艺过程的进行。
因此，需要设计一个适应动态变化的控制策略，以保证系统的高效性和灵活性。
4.故障检测与处理：在加工单元中，可能会发生各种故障，如设备故障、传感器故障等。
因此，需要设计一套故障检测与处理机制，以实现对故障的及时检测和处理，并保证系统的可靠运行。
5.数据管理与分析：加工单元控制系统应能够对加工过程中产生的数据进行管理和分析，以提高生产效率和质量。
因此，需要设计一个数据管理与分析系统，以实现对数据的存储、查询和分析。
在加工单元控制系统设计中，需要综合考虑以上各个方面，以实现对加工单元的高效控制和管理。
通过合理设计和优化，可以提高FMS的生产效率和灵活性，从而满足不同的生产需求。
柔性制造系统的设计与实施
柔性制造系统的设计与实施柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种高度自动化、智能化的生产系统，通过集成各种灵活性和自动化技术，能够在不同工件类型和生产需求之间实现快速转换和高效生产。
本文将探讨柔性制造系统设计与实施的关键要素和步骤。
柔性制造系统的设计需要从产品的角度出发。
根据不同产品的特性和生产要求，确定合适的柔性制造系统架构。
这包括物料流和信息流的整体设计，以及系统中各个关键设备和工作站的布局。
通过充分了解产品的加工工艺和生产流程，可以合理规划生产线的布局和配置，提高生产效率和质量。
柔性制造系统的实施需要关注自动化技术的应用。
自动化技术是实现柔性制造系统高效运作的核心。
在选择和配置自动化设备时，需考虑生产的灵活性和可调整性。
例如，采用模块化的机器人和自动导引车，可以实现生产线的快速转换和部署，提高生产效率和灵活性。
通过引入先进的传感器技术和机器视觉系统，可以实现工件的自动检测和质量控制，提高产品的一致性和可靠性。
第三，柔性制造系统的设计需要注重信息系统的建设。
信息系统在柔性制造系统中起着重要的作用，包括生产计划与调度的优化、设备状态监控和故障诊断、物料追踪与库存管理等。
通过建立完善的信息系统，可以实现生产过程的实时监控和精细化管理，提高生产资源的利用率和生产效率。
信息系统还可以与企业内部的其他系统进行集成，如ERP系统、MES系统等，实现内部业务流程的衔接和协同。
柔性制造系统的实施需要关注人力资源的培养和管理。
柔性制造系统通常需要较高水平的技术和操作人员，因此，在实施过程中必须注重人员培训和技能提升。
同时，建立激励机制和团队合作的文化氛围，可以激发员工的积极性和创造力，提高整个系统的运作效率和质量。
总结起来，柔性制造系统的设计与实施是一个复杂而又综合性强的过程。
在设计阶段，需要考虑产品特性和生产需求，确定合适的系统架构；实施阶段则需要关注自动化技术的应用、信息系统的建设和人力资源的培养。
柔性制造系统的设计和实现
柔性制造系统的设计和实现随着制造业的不断发展，工业生产方式也在不断改进。
传统的生产线模式因为生产过程不灵活，很难应对市场需求变化，生产效率低下等问题逐渐被淘汰。
柔性制造系统应运而生，它是一种高度灵活的制造方式，可以有效提高生产效率，降低生产成本，满足多变的市场需求。
本文将详细介绍柔性制造系统的设计和实现方法。
一、柔性制造系统的基本概念柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是指利用计算机控制和自动化技术，在相对较短的时间内生产多种不同型号、不同规格、不同批量的产品的一种生产系统。
柔性制造系统就是把各种设备和机器工具，通过工艺和计算机技术，组合成一个灵活的生产线系统。
它具有生产线自动化程度高、运行效率高、生产周期短、适应性强等优点。
二、柔性制造系统设计的基本步骤1、柔性制造系统的需求分析首先，我们需要根据生产的具体要求分析制造产品的特点、生产要求、规格、交付周期、市场需求等因素，确定出所需要的柔性制造系统的功能。
2、柔性制造系统的设计根据上述需求分析的结果，设计柔性制造系统所需要的各种设备和机器工具、自动化控制系统、计算机数据系统、布局和运行流程等，并建立各个部分之间的联络机制，形成整个柔性制造系统。
3、柔性制造系统的测试与调试在完成柔性制造系统的设计之后，为了确保其稳定性和正常运行，需要进行完善的测试和调试工作。
这样就能发现并解决柔性制造系统可能存在的故障和问题。
4、系统的实施与改进柔性制造系统的实施需要从学习系统的使用，到向生产线工作人员传递使用经验和知识。
同时，还需要根据企业生产情况和市场需求不断改进柔性制造系统，提高其运行效率和灵活性。
三、柔性制造系统的实现关键技术1、自动化控制技术柔性制造系统的自动化控制技术是关键技术之一。
自动化控制系统可以实现设备和生产线的自动化控制，能够适应多样化的生产流程和工况要求。
2、集成化计算机信息技术在柔性制造系统中，计算机信息技术是必不可少的。
柔性制造系统的设计与实现
柔性制造系统的设计与实现柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）是一种以计算机和机器人技术为基础的先进制造技术。
它注重自动化的高效率生产，旨在提高生产效益和降低成本。
本文将探讨柔性制造系统的设计与实现，包括其核心原理和具体步骤。
一、柔性制造系统的核心原理柔性制造系统的核心原理是模块化生产和自动化控制。
它由多个独立的模块组成，每个模块具有特定的功能，如加工、装配、检测等。
这些模块之间可以通过传送带、机器人等技术进行连接与协调，从而实现产品的生产和装配。
模块化生产的优势在于可以根据需要对生产线进行灵活的调整和扩展。
当需求发生变化时，可以添加或移除模块，而不需要进行大规模重建。
这样可以大大减少生产线的停机时间和成本，提高生产的灵活性和响应能力。
自动化控制是柔性制造系统的另一个核心原理。
通过计算机和机器人技术，可以实现生产过程的自动化，减少人为错误和疲劳对生产质量的影响。
同时，自动化控制还可以提高生产效率和生产线的稳定性。
二、柔性制造系统的设计与实现步骤1. 需求分析：首先需要明确生产需求和目标。
包括产品的种类、数量、质量要求等。
这些数据将为柔性制造系统的设计和实现提供基础。
2. 设计模块：基于需求分析的结果，设计各个模块的功能和规格。
模块的设计应充分考虑生产线的流程和布局，确保各个模块之间的协调和顺畅。
3. 选择设备：根据模块的设计需要，选择合适的设备和工具。
这些设备应具备高效率、稳定性和可靠性的特点，以保证生产线的顺利运行。
4. 系统集成：将各个模块和设备进行集成，建立起一个完整的柔性制造系统。
这包括软件和硬件的集成，以及相关参数的设置和调试。
5. 测试和优化：完成系统集成后，进行测试和优化。
测试包括生产效率、质量控制和系统的稳定性等方面。
根据测试结果，对系统进行优化和调整，以达到最佳的工作状态。
6. 操作培训：对操作人员进行培训，使其掌握柔性制造系统的操作和维护技术。
基于PLC的柔性制造系统供料站设计
基于PLC的柔性制造系统供料站设计张顺星;师亚娟【摘要】供料站是柔性制造系统中的起始工作站，起着向整个系统中各工作站提供原料的作用。
该文提出以西门子S7-200 PLC作为控制器，以SMC气动元件作为执行机构的柔性制造系统供料站设计方案，详细论述了供料站的硬件系统构成、气动控制回路、程序设计流程及实现方法。
%Feeding station is the starting station in flexible manufacture system, which played the role of supplying other workstations in the whole system with raw material. In this paper, providing the design of feeding station of flexible manufacture systemwith the Siemens S7 -200 PLC as the controller and SMC pneumatic components as the executive mechanism. The feeding station was described in detail the hardware system structure, pneumatic control loop, the program design process and implementation meth-od.【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P51-53)【关键词】柔性制造系统;供料站;可编程序控制器;气动控制【作者】张顺星;师亚娟【作者单位】陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000;陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言柔性制造系统(FMS)是一个由计算机集成管理和控制的制造小批量、多品种零部件的自动化制造系统，一般由数字加工设备、物料储运和信息控制3个子系统组成［1］。
柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计
陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计题目：柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计系（部）机电工程专业机电一体化技术学生姓名黄阳阳班级学号*******指导教师王周让2011 年12月20日毕业设计任务书机电工程系机电一体化技术专业学生姓名黄阳阳学号 0954218一、毕业设计题目：柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计二、毕业设计时间 2011 年10月17日至2011年12月 20日三、毕业设计地点：陕西航空职业技术学院指导教师王周让 2011年 12月 20日摘要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 System)，英文缩写为FMS。
它是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面。
一方面是与计算机辅助设计扣辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。
另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。
在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。
自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、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；而系统性指的是生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。
本系统完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。
首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。
柔性制造系统的设计与优化
柔性制造系统的设计与优化随着科技的不断发展，人们对于生产效率及制造设备的要求也越来越高，而在这样的背景下，柔性制造系统应运而生。
柔性制造系统是一种能够在短时间内适应不同生产任务的制造系统，它能够适应生产线上的产品变化、生产工艺的变化以及产量的变化，从而实现高效率的制造。
下面，我们将探讨柔性制造系统的设计与优化。
一、柔性制造系统的设计1. 系统结构设计在柔性制造系统的设计中，系统结构设计是非常重要的一步。
柔性制造系统的基本结构通常被分为三个层次：控制层、执行层和制造层。
控制层是整个柔性制造系统的控制中心，它通过上位机来控制整个制造系统的生产过程。
执行层负责机器人的控制和操作，控制层和执行层之间通过总线进行数据传递和通信。
制造层则是物流系统和工厂环境的综合体，负责材料的输送和仓储管理等工作。
2. 设备选择与布局设计设备的选择是柔性制造系统设计中的一个关键环节。
选择合适的设备可以提高生产效率和生产质量。
在设备选择上，首先要考虑设备的稳定性和可靠性，其次是设备的生产速度和生产能力。
同时，在实际生产过程中，还需根据产品的特点和生产工艺的特点来选择合适的设备。
在柔性制造系统的布局中，需要考虑设备间的运输和传递，同时还需要考虑设备的排布位置是否符合生产流程和生产计划。
合理的设备排布可以提高生产效率和生产质量，同时还可以减少人力和物力资源的浪费。
3. 操作系统设计柔性制造系统的操作系统是整个系统的核心，它通过编写代码，来完成自动化生产过程中的控制和管理。
操作系统设计需要考虑到系统的可靠性、实时性和功能性。
实时性：柔性制造系统的操作需要实时响应，所以操作系统设计需要保证系统的实时性，来保障整个生产过程的顺利运行。
功能性：操作系统需要具备多种功能，可以操作和管理不同的设备和机器人，可以进行生产计划的制定和调整。
可靠性：操作系统需要具备高度的可靠性，来保障整个制造系统的稳定运行。
二、柔性制造系统的优化1. 运行效率优化柔性制造系统的运行效率优化是提高制造效率和生产质量的一个重要环节。
机械制造中的机械柔性制造系统设计
机械制造中的机械柔性制造系统设计在当今快速发展的机械制造行业中，机械柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）成为提高生产效率和降低成本的重要手段。
本文将讨论机械柔性制造系统设计的关键要素和设计原则。
一、引言随着全球市场对产品质量和交货时间的要求日益提高，机械制造企业面临着巨大的竞争压力。
传统的生产方式往往无法满足客户个性化需求和高效快速生产的要求。
机械柔性制造系统的出现为解决这一问题提供了可能。
二、机械柔性制造系统的定义和特点机械柔性制造系统是一种采用先进的计算机控制技术和自动化设备的集成化生产流程，可以实现多品种、小批量的生产方式。
其主要特点包括以下几点：1. 柔性：机械柔性制造系统能够通过简单的程序和工装变换快速切换产品生产，适应不同产品的加工要求。
2. 高效：自动化设备和智能控制系统的应用，使得机械柔性制造系统能够快速高效地完成生产任务，提高生产效率。
3. 可靠：机械柔性制造系统采用高度集成化的设备和控制系统，减少了人为因素的干扰，提高了系统的稳定性和可靠性。
三、机械柔性制造系统的设计原则为了设计出高效可靠的机械柔性制造系统，需要遵循以下几个设计原则：1. 整体思考：在设计机械柔性制造系统时，需要从整体上考虑系统的各个组成部分之间的关系和协调。
只有整体思考，才能保证系统的高效运行。
2. 模块化设计：机械柔性制造系统的设计应采用模块化结构，各个模块之间通过标准接口进行连接，便于系统的调试和维护。
3. 智能化控制：机械柔性制造系统需要配备智能化的控制系统，能够对生产过程进行实时监测和调整，以保证产品质量和生产效率。
4. 灵活性设计：机械柔性制造系统需要具备较高的灵活性，能够应对市场需求的变化和新产品的引进。
该系统应具备快速切换产品和加工工艺的能力。
5. 自动化程度：机械柔性制造系统应尽可能实现自动化生产，减少人工干预，提高生产效率和质量稳定性。
四、机械柔性制造系统设计的关键要素在进行机械柔性制造系统设计时，需要考虑以下几个关键要素：1. 设备选择：根据产品特点和加工要求选择合适的生产设备，包括数控机床、自动化装配设备等。
柔性制造单元上下料机构的改进设计
柔性制造单元上下料机构的改进设计柔性制造单元（Flexible Manufacturing Cell，简称FMC）是由一组自动化设备和机械件组成的生产单元，能够在单一设备上加工不同种类和规格的工件。
柔性制造单元的上下料机构是关键设备之一，其性能直接影响到整个生产单元的运行效率和生产质量。
因此，对柔性制造单元的上下料机构进行改进设计，可以提高生产效率和降低人工干预，从而提高生产力。
一、功能需求分析首先，需要对柔性制造单元的上下料机构进行功能需求分析。
上下料机构主要包括物料的定位、夹持和运输功能，因此，改进设计需要满足以下功能需求：1.提高上下料的定位准确性，确保工件正确放置和夹持；2.提高上下料的速度和稳定性，提高生产效率；3.降低机构的噪音和振动，减少对其他设备的干扰；4.具备自动化和智能化控制功能，减少人工操作。
二、改进设计方案针对上述功能需求，可以从以下几个方面进行改进设计：1.定位系统优化为了提高上下料的定位准确性，可以考虑添加传感器和视觉识别系统。
传感器可以实时感知工件的位置和姿态，并将信息传输给控制系统，以实现精确的定位。
视觉识别系统可以用于自动识别工件的类型、尺寸和位置，进一步提高定位准确性。
2.夹持系统改进夹持系统是上下料机构的核心部件，影响到上下料的稳定性和速度。
可以优化夹持系统的夹持力和夹持方式，采用自适应夹持方式，根据工件类型和尺寸调整夹持力，以确保工件夹持牢固而不损坏。
同时，还可以考虑采用气动夹持和电磁夹持相结合的方式，提高夹持速度和稳定性。
3.运输系统升级运输系统是上下料机构的运输工件的部件，可以升级为多轴联动运输系统，提高运输速度和灵活性。
同时，还可以考虑采用线性传动系统，减少传动件的摩擦和振动，提高运输的稳定性和精度。
此外，还可以优化传动方式，如采用齿轮传动、链条传动或皮带传动等，提高运输效率。
4.自动化控制系统为了实现自动化和智能化控制，可以采用PLC控制和人机界面。
项目实训一：柔性生产制造系统落料单元设计
项目实训一：柔性生产制造系统落料单元设计、安装与调试实训目的：了解落料单元机械结构，了解电感式、电容式传感器的应用、直流减速电机的应用，掌握落料单元电气系统设计，掌握落料单元PLC程序设计。
一、系统功能传送带将托盘输送到托盘检测位置后，由电机带动齿轮及皮带使工件下落，当托盘落入工件后，托盘及工件移出落料单元。
落料单元图如图3.1所示。
二、主要电气设备清单1、S7-226 PLC2、EM277 DP通信模块3、Profibus-DP总线及连接器4、三位短柄选择开关5、两位短柄选择开关6、平头按钮7、急停按钮8、指示灯9、传感器10、电动机11、电磁铁12、继电器13、学习板14、电源插座三、系统结构简图图3.1 落料单元系统结构图如图3.2所示。
图3.2 系统结构简图四、系统启动及其主要动作落料单元只有满足原点条件时，按下〈启动〉按钮后，设备才可能处于运行工作状态。
落料单元的原点启动条件为：1、传送带上托盘检测位置处没有放置托盘。
2、传送带上工件检测位置处没有放置工件。
本站处于启动原点状态，按下〈启动〉按钮后，该单元传送带开始转动，〈运行〉绿色指示灯点亮。
当托盘运动到落料单元时，由限位电磁铁（1YA1）挡住托盘，禁止其放行。
该单元开始一个新的工作周期。
此时，传感器（1SQ1）检测到有托盘到位，落料电机（M2）开始启动，带动拨销轮转动，使工件下落。
当传感器（1SQ2）检测到托盘上有工件时，落料电机（M2）断电停车，电磁铁（1YA1）通电，将托盘和工件放行，2秒后电磁铁断电，一个工作周期结束。
落料电机（M2）启动后60秒，工件检测传感器仍未检测到工件时，则该单元有报警情况发生。
若设备处于单机模式下，则本站的报警灯（HL9）将点亮；若处于联机模式下，则本站的报警灯（HL9）、总站报警灯（HL5）和警示器上报警灯（HL-S2）均会点亮，说明该单元缺料，要求续加工件。
当续加工件后，一旦传感器（1SQ2）检测到有工件到位时，则上述报警灯熄灭。
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陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计题目：柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计系（部）机电工程专业机电一体化技术学生姓名黄阳阳班级学号*******指导教师王周让2011 年12月20日毕业设计任务书机电工程系机电一体化技术专业学生姓名黄阳阳学号 0954218一、毕业设计题目：柔性制造系统中自动供料单元控制系统设计二、毕业设计时间 2011 年10月17日至2011年12月 20日三、毕业设计地点：陕西航空职业技术学院指导教师王周让 2011年 12月 20日摘要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 System)，英文缩写为FMS。
它是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。
柔性制造系统的发展趋势大致有两个方面。
一方面是与计算机辅助设计扣辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。
另一方面是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。
在这个大系统中，柔性制造系统只是它的一个组成部分。
自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、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；而系统性指的是生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。
本系统完成一个工件的拆卸、分拣工作，模拟一个生产流水线的生产过程。
首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。
设计以送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元作为自动生产线的整体设计，构成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。
系统的控制方式采用每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。
所以，本设计综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。
第一章概述 (5)第二章供料系统的组成及基本功能 (6)2.1自动生产线的基本组成 (6)2.2供料系统的组成及基本功能 (7)第三章电气控制 (8)3.1接线端子及主令部件 (8)3.2能源部件 (10)3.2.1 供电电源 (10)3.3RS485总线的电气连接 (12)第四章供料单元控制系统 (13)4.1供料单元的结构和工作过程 (13)4.2供料单元的PLC工作任务 (14)4.3供料单元的编程思路 (15)4.4 PLC的I/O分配及系统安装接线 (16)4.5 供料加工单元气动控制回路 (18)总结 (19)致谢 (19)参考文献 .................................................................... 错误!未定义书签。
附录1 供料与加工单元电气原理图 (21)第一章概述二十世纪以来，为了实现自动化，人们研究和制造了成千上万种自动控制系统，极大地推动了生产劳动、社会服务、军事工程和科学研究等活动。
随着自动化技术的发展，这是机械化、电气化和自动控制相结合的结果，处理的对象是离散工件。
早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。
20世纪60年代以后，由于电子计算机的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。
研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统（FMS）。
以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产设备自动化，出现了采用计算机集成制造系统（CIMS）的工厂自动化（FA）。
现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。
70年代以来，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。
自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。
自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。
工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。
本系统模拟一个生产流水线的生产过程，完成一个工件的拆卸、分拣工作。
首先由供料站提供原料，运输站将其送至加工站加工，然后送至装配站进行安装，最后由分拣站进行分拣。
整个过程要充分考虑生产过程中所出现的情况，对各种生产要求进行处理，系统分成五个操作站：供料站、安装站、加工站、运输站、分拣站。
整个系统基于三菱PLC的N：N网络，包括变频控制、伺服控制等，是各种电气控制的综合应用。
主要负责机械部分的安装、电气原理图和气路的设计和连接、变频器和伺服放大器的参数设置。
第二章供料单元的组成及基本功能2.1 自动生产线基本组成自动生产线由安装在铝合金导轨式台面上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。
其外观如图2-1所示。
图2-1 自动生产线外观其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。
各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。
分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。
位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。
设计中应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。
2.2 供料单元的组成及基本功能2.2.1供料单元的基本功能：供料单元是本次设计中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。
具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。
如图2-3所示为供料单元实物的全貌。
图2-3 供料单元实物的全貌2.2.2供料单元的组成：结构组成如图2-3所示。
其主要结构组成为：工件推出与支撑，工件漏斗，阀组，端子排组件，PLC，急停按钮和启动/停止按钮，走线槽、底板等。
第三章电气控制3.1 接线端子及主令部件3.1.1 接线端子本次任务的设备中的各工作单元的结构特点是机械装置和电气控制部分的相对分离。
每一工作单元机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。
因此，工作单元机械装置与PLC 装置之间的信息交换是一个关键的问题。
解决方案是：机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。
PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。
两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。
图3-1和图3-2分别是装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口。
图3-1 装置侧接线端口图3-2 PLC侧接线端口装置侧的接线端口的接线端子采用三层端子结构，上层端子用以连接DC24V 电源的+24V端，底层端子用以连接DC24V电源的0V端，中间层端子用以连接各信号线。
PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构，上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。
底层端子用以连接DC24V 电源的+24V端和0V端。
装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连结。
其中25针接头电缆连接PLC的输入信号，15针接头电缆连接PLC的输出信号。
3.1.2 控制系统任务每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。
1、当工作单元自成一个独立的系统时，其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号，来源于该工作单元按钮指示灯模块。
按钮指示灯模块如图3-3所示。
模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。
图3-3 按钮指示灯模块模块盒上器件包括：⑴指示灯（24VDC）：黄色（HL1）、绿色（HL2）、红色（HL3）各一只。
⑵主令器件：绿色常开按钮SB1一只红色常开按钮SB2一只选择开关SA（一对转换触点）急停按钮QS（一个常闭触点）2、当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时，对于采用三菱FX系列PLC的设备，各工作站PLC配置如下：⑴输送单元：FX1N-40MT主单元，共24点输入，16点晶体管输出。
⑵供料单元：FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。
⑶加工单元：FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。
⑷装配单元：FX2N-48MR主单元，共24点输入，24点继电器输出。
⑸分拣单元：FX2N-32MR主单元，共16点输入，16点继电器输出。
3.2 能源部件3.2.1 供电电源外部供电电源为三相五线制AC 380V/220V，图3-4为供电电源模块一次回路原理图。
图中，总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电开关。
系统各主要负载通过自动开关单独供电。
其中，变频器电源通过DZ47C16/3P三相自动开关供电；各工作站PLC均采用DZ47C5/2P单相自动开关供电。
此外，系统配置4台DC24V6A开关稳压电源分别用作供料、加工和分拣单元，及输送单元的直流电源。
图3-4 供电电源模块一次回路原理图3.2.2 气源处理装置本次任务的气源处理组件及其回路原理图分别如图3-6所示。
气源处理组件是气动控制系统中的基本组成器件，它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力。
在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。
气源处理组件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拔出时，气路接通气源，反之把气路开关向右推入时气路关闭。
图3-6 气源处理组件气源处理组件输入气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6～1.0MPa, 输出压力为0～0.8MPa可调。