柔性生产制造实训装置,柔性生产制造实训系统
来源：未知 作者：admin 发布时间：2019-09-09 15:27
柔性制造技术（FMS）是对各种不同形状加工对象实现程序化柔性制造加工的各种技术的总和。柔性制造技术是技术密集型的技术群，凡是侧重于柔性，适应于多品种、中小批量（包括单件产品）的加工技术都属于柔性制造技术。
柔性可以表述为两个方面。第一方面是系统适应外部环境变化的能力，可用系统满足新产品要求的程度来衡量；第二方面是系统适应内部变化的能力，可用在有干扰（如机器出现故障）情况下，这时系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比可以用来衡量柔性。“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线主要实现单一品种的大批量生产。其优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，单件产品的成本低。但价格相当昂贵，且只能加工一个或几个相类似的零件。如果想要获得其他品种的产品，则必须对其结构进行大调整，重新配置系统内各要素，其工作量和经费投入与构造一个新的生产线往往不相上下。刚性的大批量制造自动化生产线只适合生产少数几个品种的产品，难以应付多品种中小批量的生产。随着社会进步和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合顾客个人要求样式和功能千差万别的产品。激烈的市场竞争迫使传统的大规模生产方式发生改变，要求对传统的零部件生产工艺加以改进。传统的制造系统不能满足市场对多品种小批量产品的需求，这就使系统的柔性对系统的生存越来越重要。随着批量生产时代正逐渐被适应市场动态变化的生产所替换，一个制造自动化系统的生存能力和竞争能力在很大程度上取决于它是否能在很短的开发周期内，生产出较低成本、较高质量的不同品种产品的能力。柔性已占有相当重要的位置。
FMS柔性生产制造实训系统是一种典型的FMS柔性生产实训系统，它由上料单元、检测分拣单元、搬运单元、数控加工单元、图像处理单元、机器人装配单元、条形码识别单元、物流仓储单元组成，配有变频调速板链式传输线构成环形生产线。上述机构均安装在工业型材桌面上，系统中的机械结构、电气控制回路、执行机构完全独立，采用工业标准件设计。控制系统主站采用西门子S7-300(CPU315-2DP)，从站采用西门子S7-200(CPU224)，各站之间使用ProfiBus-DP总线进行通讯，S7-200从站主要用于控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号进行采集，S7-300主站采集各从站数据，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据，同时系统还配有工业以太网通信模块和10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制网络的集成。
该系统有单机、联机二种工作方式。在单机模式下，各从站独立运行，站间没有数据传送，学员可进行外部接线操作，使用S7-200专用PPI电缆或ProfiBus总线将编写程序下载到PLC中，并监控程序运行，在联机模式下，系统各从站同时工作，工件依次进行上料、检测分拣、加工、图像检测、机器人自动装配、贴标、条形码识别、入库及搬运等操作，各站间通过ProfiBus现场总线进行通讯，在主站的控制下实现相关的互锁、数据传送操作，系统中的上位工控机使用WinCC组态监控软件，对现场设备生产状况进行动态实时监控。系统工业现场总线和标准的电气接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多种通信方式。系统具备多种组态软件、编程软件、管理软件功能，如STEP7、OPC、WINCC算法组态、人机交换和MES生产管理系统软件等，为方便教学还配有PLC仿真、气动仿真、多媒体教室电子管理等软件。
FMS柔性生产制造实训系统的硬件由13个基本单元站组成
（一）总控平台总控平台主要由三相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。
（二）上料单元上料单元主要由料斗、回转台、螺旋导料机构、平面推力轴承、直流减速电机、工件滑道、提升装置、计数电容开关、光电开关等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位，提升装置将工件提升至指定位置。
（三）检测分拣单元检测分拣单元主要由铝合金型材基体、检测缸、升降缸、推料缸、直线位移传感器、光电传感器、磁性传感器等组成。主要完成对毛坯件材质、颜色、高度的检测并将不合格工件检出。
（四）搬运单元搬运单元主要由旋转气缸、气爪、升降气缸、配重块、伸缩机械臂、限位开关等组成。主要完成将毛坯件从环形传输线上抓起，送入加工单元工件台，待加工完毕后，将工件取出，重新放入传输线上。
（五）数控加工单元数控单元主要由数控铣床实物、自动门装置、气动定位夹具、数控加工控制系统组成。主要完成将毛坯件加工成指定形状的工件。
（六）图像形状检测单元图像处理单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器、位移传感器等组成。主要检测加工完成后工件外观形状品质是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件合格与否的判断并检测加工孔深，将不合格工件剔除。
（七）加工图像尺寸检测单元加工图像尺寸检测单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器、位移传感器等组成。主要检测加工完成后工件尺寸是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件尺寸合格与否的判断并检测加工孔深，将不合格工件剔除。
（八）三菱6自由度工业机器人搬运单元机器人搬运单元主要由三菱RV-3SD-S11工业用机器人、气爪等组成。主要完成将毛坯件从环形传输线上抓起，送入加工单元工件台，待加工完毕后，将工件取出，重新放入传输线上。
（九）6自由度工业机器人装配单元机器人装配单元主要由三菱RV-3SD-S11工业用机器人、气爪等组成。主要完成将工件装配任务并将工件放入包装盒。
（十）条形码识别单元条形码识别单元主要由升降气缸、贴标装置、条形码识别系统等组成。主要将条形码贴到包装盒上并将相关信息通过条形码扫描系统读入上位机，通过上位机进行仓储管理。
（十一）物流仓储单元物流仓储单元主要由高架仓库及堆垛机组成。主要完成物料进出库的自动化管理。
（十二）机械手单元机械手单元主要由机械手、移动滑台、齿轮齿条运动机构等组成，主要完成对工件在传输线和工作单元间的搬运工作。
（十三）环行自动输送线环行自动输送线主要由铝合金型材基体、环行传输线、自动导向机构、变频调速系统、自动定位机构等组成。可完成对工件在不同速度下的输送，不同工位的自动定位，从而大大提高了自动环形传输线的工作效率。
