柔性加工系统仓储及输送单元设计开题报告.doc

浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班级09机制4班姓名王建课题名称柔性加工系统仓储及输送单元开题报告（包括选题意义、研究的基本内容与拟解决的主要问题、总体研究思路与可行性分析，预期研究成果、研究工作计划等内容，非艺术类不少于3000字）目录1选题的背景与意义1.1国内外研究现状和发展趋势1.2柔性加工系统仓储及输送单元的研究意义2研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1基本内容2.2拟解决的主要问题3研究思路方案、可行性分析及预期研究成果3.1研究思路方案3.2可行性分析3.3预期研究成果4研究工作计划参考文献（开题报告全文附后）成绩：答辩意见（从选题、任务工作量、质量预期、可行性等几个方面）答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日柔性制造系统及输送单元王建(09机制4班B09300422)1选题的背景与意义1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。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。本课题的主要目的是了解柔性制造系统的原理，设计柔性制造系统的流水线、码垛机、立体库。1.1国内外研究现状和发展趋势柔性制造系统的定义：所谓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(FlexibleManufacturingSystem)，英文缩写为FMS。科学技术的飞速发展，正在把人类推向信息时代。但是，面对着加工业70%80%的中小批量生产的经济结构，如何达到自动化的目的，一直是工业界探索的课题。数控机床问世虽为这部分工厂自动化创造了条件，但实践证明，独立、分散的单机自动化解决不了传统批量生产所固有的生产率同生产柔性、加工批量同制造成本、生产同市场变化之间的矛盾，必须寻找更完善的自动生产体系。FMS就是在这种追求下诞生的。其优势在于把生产率同生产柔性、加工批量同制造成本、先进技术同科学管理高度统一起来。发达国家竞相开发FMS，到80年代初期，随着一些基本问题的解决，如主机、控制系统等，特别是控制设备的廉价化、实用化和智能化，使它走出实验室达到商品化和实用化的阶段。截止1986年底，世界上的FMS拥有量已达370套，美国和日本各占70套，居世界前列，但美国的技术水平是最高的。我国在柔性制造系统这方面的研究起步较晚，第一条自行研发完整意义的FMS是在1996年是由原国防科工委组织、南京理工大学、沈阳55研究所、绵阳58研究所联合承研。我国在FMS的技术方面与国外还有一些差距，但FMS在如今工业制造中扮演着越来越重要的角色，因此只有加紧研究发展FMS，才能使我国在市场竞争前沿立于不败之地。1.2FMS研制的意义从机械制造行业来看,现在FMS不仅能完成机械加工,而且还能完成钣金加工、锻造、焊接、装配、铸造和激光、电火花等特种加工以及喷漆、热处理、注塑和橡胶模制等工作。FMS相对于传统加工有以下优点：1）缩短生产线且变得简洁。2）减少设备投资、减少库存。3）提高利用率，降低成本。所以，研究FMS是一个很有意义的项目。2研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1基本内容1、了解柔性制造系统仓储及输送单元研制目的。理解柔性制造系统仓储及输送单元及其特点。确定完整系统总体方案。2、相关装置型号选定。3、完成流水线、码垛机、立体库的设计。4、完成检测单元传感器的选型调试及整个系统的调试。2.2拟解决的主要问题以任务书所要求的具体设计要求为根本设计目标，充分考虑FMS工作的环境和工艺流程的具体要求。在满足工艺要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。本着科学经济和满足生产要求的设计原则，同时也考虑本次设计是毕业设计的特点，将大学期间所学的知识，如机械设计、机械原理、液压、电气传动及控制、理论力学、材料力学、CAD、PRO/E仿真等知识尽可能多的综合运用到设计中，使得经过本次设计对大学阶段的知识得到巩固和强化，同时也考虑个人能力水平和时间的客观实际，充分发挥个人能动性，脚踏实地，实事求是的做好本次设计。3研究思路方案、可行性分析及预期成果3.1研究思路方案柔性制造流程工件或毛坯由四自由度码垛机器人从自动化立体仓库单元的毛坯库中取出，送到自动化输送系统单元输送线上。皮带运输机将工件或毛坯，再由上下料搬运机器爪取工件，送入相应的柔性加工单元（并联加工中心或数控车床）进行加工。加工完成后，由上下料搬运机器人取出工件，将工件放回到输送线上。工件被运送到CCD尺寸检测单元，对已加工的工件进行尺寸及位置偏差检测。检测结束，不合格的产品由码垛机送到立体库底层。合格的产品将送到原来毛胚位置，完成一个工作流程。立体库的主要工作为存储毛胚、成品、废品的存储作用，有铝合金型材搭建而成。码垛机有4个自由度即X轴、Y轴、Z轴的直线运动和机械爪的转动。承重设计为1KG。X、Y、Z轴的直线运动由步进电机控制丝杠来实现运动，以保证精度，机械爪的转动由步进电机控制涡轮蜗杆来实现转动。整个码垛机的运动由PLC可编控制器控制。流水线由输送带，检测系统等组成。当码垛机将毛胚放在输送带上时，电机带动输送带将毛胚运送到对射装置，控制电机停止，机械手将毛胚抓取送到加工单元。加工好的零件在通过机械手放在输送带上，PLC控制电机反转，将零件送到检测单元，检测零件尺寸是否合格，然后控制码垛机将零件放在立体库相应的位置上。整套系统还需配备手动控制箱，安全保护系统等。3.2可行性分析本课程所涉及的研究目标，在国内已经有相当成熟的理论基础和技术基础。通过文献调查，大学中所学习的机械原理，机械设计，c语言，单片机等方面的知识完成好这次毕业设计。其他没学过的可通过自学。指导老师在柔性制造系统中有着丰富经验，本次设计的研究方法思路经过深思熟虑，切实可行，能够确保毕业设计的顺利完成并取得预想的研究结果。3.3预期研究成果完成柔性制造系统中的立体库、码垛机、流水线的设计、安装、调试，并最终能使整套设备成为具有一定示范作用的实验装置。4研究工作计划起止时间内容2012.10.30-2012.11.06毕业设计调研，完成开题报告、文献综述、外文资料阅读、翻译任务2012.12.28-2013.01.03提交开题报告、文献综述及外文翻译初稿，指导教师审阅，提出修改意见2013.01.10-2013.01.16开题报告答辩。2013.02.20完成立体库的设计2013.02.232013.03.1熟悉整个过程中PLC的控制2013.03.12013.03.14完成码垛机的设计2013.03.152013.04.04完成流水线的设计2013.04.052013.04.11中期检查2013.04.122013.05.09完成课题设计，提交毕业设计（论文）2013.05.102013.05.21教师对毕业设计（论文）的审阅；评议小组分组审阅。2013.05.222013.05.28论文答辩参考文献1P柔性加工系统的发展状况石玉良沈阳自动车床研究所1100522柔性制造系统的关键技术及发展趋势徐坤黑龙江工程学院工程训练中心1500503柔性制造系统及其运用高红沈阳工程学院工程系110136