柔性制造系统.doc

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1、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

2、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：Ø自动化立体仓库、码垛机单元ØCCD形状识别单元；Ø柔性制造加工单元；Ø上下料搬运机器人单元；ØCCD工件尺寸检测及颜色识别单元；Ø气动分拣及条码打印扫描检测单元；Ø自动化输送线系统单元；Ø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

3、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

4、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l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。l标准化按工业标准设计，并可全面兼容标准工业级设备。l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

5、创新的需要。l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。l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（MSVC++和BorlandC++），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

6、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。l网络化视频监控（选配）系统提供网络化视频监控模块，使操作者在操作系统的同时，也可通过电脑屏幕实时观看系统的实际运行状况。同时对于有条件的学校，可将控制计算机与校园网相连解，使更多的学生和老师通过网络观看现场实验过程，提高系统利用率，也可实现远程教学。l可扩展性系统软、硬件部分预留扩展空间，用户可在原有系统基础上增添设备模块，并可轻松集成到系统中，为二次开发和扩展教学学科创造了极为有利条件。l机器人种类为了真正实现教学与工业结合，本系统中需应用直角坐标类型机器人、

7、串联关节型机器人、并联加工机器人、气动机器人（注：以上机器人均需国产，以便保证良好的开放性）等工业上常用到的机器人类型，并且设计上完全按照工业标准和结构对机器人本体进行设计，可以完全了解工业上机器人的特点和结构。每种机器人都配有详细介绍和实验指导书。l交互式图形化操作界面系统控制软件采用WINDOWS操作系统，具有交互式和图形化特点，操作简单易学，自动化程度高，使教师和学生在很短的时间之内就可以掌握对系统的操作。l丰富的状态反馈功能通过计算机与各单元及传感器的通讯，将系统中各环节的状态显示在操作界面上，使操作者通过计算机随时了解系

8、统各环节的工况、状态、运行数据，掌握系统运行状态。l完善的生产及物料存储统计功能根据现代柔性制造系统的特点及发展动向，不但在工作过程和原理上仿真实际生产过程，而且开发了生产及物料存储数据库，根据系统的运行随时记录和分析生产过程和存储数据。l教材齐备