3677 小型模具柔性制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3677 小型模具柔性制造系統(tǒng)設(shè)計(jì),小型,模具,柔性制造系統(tǒng),設(shè)計(jì) 小型模具柔性制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告一、綜述隨著社會(huì)進(jìn)步和和生活水平的提高，市場(chǎng)更加需要具有特色、符合客戶(hù)要求樣式和功能千差萬(wàn)別的個(gè)性化產(chǎn)品。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模的生產(chǎn)方式發(fā)生改變，要求對(duì)傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進(jìn)。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)多品種小批量產(chǎn)品的需求，因此生產(chǎn)制造系統(tǒng)的柔性對(duì)系統(tǒng)的生存越來(lái)越重要。隨著批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個(gè)制造自動(dòng)化系統(tǒng)的生存能力和競(jìng)爭(zhēng)能力在很大成都上取決于它是否能在很短的開(kāi)發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置。 “柔性”是相對(duì)于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線旨在實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是神產(chǎn)率高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低，但價(jià)格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個(gè)或幾個(gè)相類(lèi)似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費(fèi)投入與構(gòu)造一個(gè)新的生產(chǎn)線往往不相上下，剛性的大批量制造自動(dòng)化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對(duì)象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng) FMS。FMS 目前尚無(wú)統(tǒng)一的定義，一般認(rèn)為柔性制造技術(shù)是一種能迅速相應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)品種的制造技術(shù)；柔性制造系統(tǒng)是由若干臺(tái)數(shù)控設(shè)備、物料運(yùn)儲(chǔ)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成的，并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進(jìn)行調(diào)整的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。一般定義可以用以下三個(gè)方面來(lái)概括:(1)FMS 是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)系統(tǒng);(2)系統(tǒng)采用半獨(dú)立的 NC 機(jī)床;(3)這些機(jī)床通過(guò)物料輸送系統(tǒng)連成一體。FMS 的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。FMS 從 20 世紀(jì) 60 年代誕生至今已有 40 多年的歷史，它從探索階段走向?qū)嵱没蜕唐坊A段，并在 80 年代輝煌一時(shí)，成為機(jī)械制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，美、英、德、日等許多先進(jìn)國(guó)家的企業(yè)爭(zhēng)相創(chuàng)造出自己的 FMS，其中不乏成功的例子。1994 年初，世界各國(guó)已投人運(yùn)行的 FMS 約有 3000 多個(gè)，其中日本擁有 2100 多個(gè)，占世界首位。在現(xiàn)已運(yùn)行的FMS 中,50%FMS 由美國(guó)制造商提供，另外 50%由日本和德國(guó)廠商提供。著名的 FMS 生產(chǎn)廠家有:法那克、日立精機(jī)、豐田公機(jī)、新瀉鐵工、山崎(日本)，公機(jī)、新瀉鐵工、山崎(日本),Ingersoll milling,Sundstung,Bendaw,Kearaey& Trecker,cincinnati Milacron(美國(guó))，Werner & Kolb,Burkhandt&Weber,Huller Hille,Scharman(德國(guó))等。我國(guó)第一套 FMS 于1986 年 10 月在北京機(jī)床研究所投入運(yùn)行，用于加工伺服電機(jī)的零件。許多科研院所和大學(xué)都開(kāi)展 FMS 的研究和開(kāi)發(fā)，成功設(shè)計(jì)制造了許多 FMS 案例。通過(guò)近 40 年的努力和實(shí)踐，F(xiàn)MS 技術(shù)已臻完善，進(jìn)人了實(shí)用化階段，并已形成高科技產(chǎn)業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍進(jìn)步以及生產(chǎn)組織與管理方式的不斷更換，F(xiàn)MS 作為一種生產(chǎn)手段正在向小型化、單元化、模塊化、集成化方向發(fā)展，單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高，重視人的因素，完善適應(yīng)先進(jìn)制造系統(tǒng)的組織管理體系，將人與 FMS 以及非 FMS 生產(chǎn)設(shè)備集成為企業(yè)綜合生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人一技術(shù)一組織的兼容和人機(jī)一體化。應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，如金屬切削 FMS 的批量適應(yīng)范圍和品種適應(yīng)范圍正逐步擴(kuò)大，例如向適合于單件生產(chǎn)的 FMS 擴(kuò)展和向適合于大批量生產(chǎn)的 FMS(即 FML)擴(kuò)展。另一方面，F(xiàn)MS 由最初的金屬切削加工向金屬熱加工、裝配等整個(gè)機(jī)械制造范圍發(fā)展，并迅速向電子、食品、藥品、化工等各行業(yè)滲透。二、研究?jī)?nèi)容這次所要設(shè)計(jì)的小型模具柔性制造系統(tǒng)包括立體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)械手搬運(yùn)、多工位加工、多通道環(huán)行線、視覺(jué)檢測(cè)五個(gè)系統(tǒng)單元。在本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，我主要負(fù)責(zé) TVT－4000E 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)單元中巷式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)，如何運(yùn)用 PLC 軟件程序使巷式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)貨物在倉(cāng)庫(kù)中的自動(dòng)存取和使自動(dòng)取料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的自動(dòng)存取。了解立體倉(cāng)庫(kù)及自動(dòng)取料機(jī)構(gòu)的工作原理，以及如何使用組態(tài)王軟件編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的控制。巷式起重機(jī)由絲杠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)（5-1-1） 、光杠（5-1-2） 、氣動(dòng)儲(chǔ)取貨物機(jī)構(gòu)（5-1-3） 、X 軸步進(jìn)電機(jī)（5-1-4） 、Ｘ軸光杠（5-1-5） 、Ｚ軸氣缸（5-1-6） 、滾珠絲杠（5-1-7）組成。巷式起重機(jī)(5-1)主要是實(shí)現(xiàn)貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的自動(dòng)存取。見(jiàn)圖 2。(5-1)23(5-14)(5-1)(5-17)6三、實(shí)現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)1、 運(yùn)用 autoCAD 繪圖軟件繪制巷式起重機(jī)結(jié)構(gòu)圖一張，PLC 電路控制原理圖一張，圖紙大小分別為 A0 和 A1。2、 用 S7-200 編程軟件設(shè)計(jì) PLC 控制程序，使巷式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)貨物在倉(cāng)庫(kù)中的自動(dòng)存取以及使自動(dòng)取料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的自動(dòng)存取。3、 重點(diǎn)在于運(yùn)用 autoCAD 繪圖軟件繪制結(jié)構(gòu)圖及電路圖，需要熟練掌握此繪圖軟件的使用。4、 難點(diǎn)在于使用 S7-200 編程軟件設(shè)計(jì) PLC 控制程序，此前課設(shè)中曾編寫(xiě)過(guò)實(shí)現(xiàn)電梯控制的程序，期間發(fā)現(xiàn)了許多難點(diǎn)，這次也要努力克服出現(xiàn)的問(wèn)題。四、對(duì)進(jìn)度的具體安排第一周 接受任務(wù)，查找資料；第二周 調(diào)研、查找資料。設(shè)計(jì)出機(jī)械結(jié)構(gòu)的大致尺寸，準(zhǔn)備寫(xiě)調(diào)研、開(kāi)題報(bào)告；第三周 調(diào)研、查找資料,。集體討論總體方案。修改方案。翻譯資料準(zhǔn)備寫(xiě)調(diào)研、開(kāi)題報(bào)告；第四周 翻譯資料, 寫(xiě)調(diào)研、開(kāi)題報(bào)告，討論方案。開(kāi)題；第五周 畫(huà)出傳動(dòng)原理圖，設(shè)計(jì)計(jì)算；第六周 設(shè)計(jì)計(jì)算，機(jī)械設(shè)計(jì)；第七周 機(jī)械設(shè)計(jì)畫(huà)機(jī)械圖；第八周 機(jī)械設(shè)計(jì)畫(huà)機(jī)械圖；第九周 設(shè)計(jì)電路原理圖；第十周 程序設(shè)計(jì)；第十一周 程序設(shè)計(jì)；第十二周 程序設(shè)計(jì)；第十三周 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；第十四周 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；第十五周 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；第十六周 檢查、修改。編寫(xiě)、交說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯；第十七周 答辯。五、參考文獻(xiàn)SIEMENS，SIEMENS S7-200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)；PLC 編程及應(yīng)用，廖常初主編，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007 年 7 月；機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，趙松年等編，上海同濟(jì)大學(xué)出版社，1996 年；機(jī)械工程手冊(cè)，電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)；機(jī)械工程手冊(cè)（第二版）機(jī)械零部件設(shè)計(jì)卷，北京機(jī)械工業(yè)出版社，1996 年 9 月；柔性制造系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)，天津市源峰科技發(fā)展公司；有關(guān)傳感器說(shuō)明書(shū)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，張建民等編著，北京高等教育出版社，2001 年；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，鄭堤、唐可洪主編，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2005 年。指導(dǎo)老師： 年 月 日督導(dǎo)老師： 年 月 日領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見(jiàn)：審查人簽字： 年 月 日