小型模具柔性制造系统立体仓库及巷式起重机的设计开题报告.doc

小型模具柔性制造系统设计开题报告一、综述随着社会进步和和生活水平的提高，市场更加需要具有特色、符合客户要求样式和功能千差万别的个性化产品。激烈的市场竞争迫使传统的大规模的生产方式发生改变，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，因此生产制造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成都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。“柔性”是相对于“刚性”而言的，传统的“刚性”自动化生产线旨在实现单一品种的大批量生产，其优点是神产率高，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。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FMS。FMS目前尚无统一的定义，一般认为柔性制造技术是一种能迅速相应调整生产品种的制造技术；柔性制造系统是由若干台数控设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。一般定义可以用以下三个方面来概括:(1)FMS是一个计算机控制的生产系统；(2)系统采用半独立的NC机床；(3)这些机床通过物料输送系统连成一体。FMS的结构如图1所示。FMS从20世纪60年代诞生至今已有40多年的历史，它从探索阶段走向实用化和商品化阶段，并在80年代辉煌一时，成为机械制造业技术进步的重要标志，美、英、德、日等许多先进国家的企业争相创造出自己的FMS，其中不乏成功的例子。1994年初，世界各国已投人运行的FMS约有3000多个，其中日本拥有2100多个，占世界首位。在现已运行的FMS中,50%FMS由美国制造商提供，另外50%由日本和德国厂商提供。著名的FMS生产厂家有:法那克、日立精机、丰田公机、新泻铁工、山崎(日本)，公机、新泻铁工、山崎(日本),Ingersollmilling,Sundstung,Bendaw,Kearaey&Trecker,cincinnatiMilacron(美国)，Werner&Kolb,Burkhandt&Weber,HullerHille,Scharman(德国)等。我国第一套FMS于1986年10月在北京机床研究所投入运行，用于加工伺服电机的零件。许多科研院所和大学都开展FMS的研究和开发，成功设计制造了许多FMS案例。通过近40年的努力和实践，FMS技术已臻完善，进人了实用化阶段，并已形成高科技产业。随着科学技术的飞跃进步以及生产组织与管理方式的不断更换，FMS作为一种生产手段正在向小型化、单元化、模块化、集成化方向发展，单项技术性能与系统性能不断提高，重视人的因素，完善适应先进制造系统的组织管理体系，将人与FMS以及非FMS生产设备集成为企业综合生产系统，实现人一技术一组织的兼容和人机一体化。应用范围逐步扩大，如金属切削FMS的批量适应范围和品种适应范围正逐步扩大，例如向适合于单件生产的FMS扩展和向适合于大批量生产的FMS(即FML)扩展。另一方面，FMS由最初的金属切削加工向金属热加工、装配等整个机械制造范围发展，并迅速向电子、食品、药品、化工等各行业渗透。二、研究内容这次所要设计的小型模具柔性制造系统包括立体仓库、机械手搬运、多工位加工、多通道环行线、视觉检测五个系统单元。在本次设计任务中，我主要负责TVT4000E立体仓库系统单元中巷式起重机结构的硬件设计，如何运用PLC软件程序使巷式起重机实现货物在仓库中的自动存取和使自动取料机构实现对货物的自动存取。了解立体仓库及自动取料机构的工作原理，以及如何使用组态王软件编写程序来实现人机界面的控制。巷式起重机由丝杠驱动步进电机（5-1-1）、光杠（5-1-2）、气动储取货物机构（5-1-3）、X轴步进电机（5-1-4）、轴光杠（5-1-5）、轴气缸（5-1-6）、滚珠丝杠（5-1-7）组成。巷式起重机(5-1)主要是实现货物在仓库内的自动存取。见图2。(5-1-1)(5-1-2)(5-1-3)(5-1-4)(5-1-5)(5-1-7)(5-1-6)三、实现方法及预期目标1、运用autoCAD绘图软件绘制巷式起重机结构图一张，PLC电路控制原理图一张，图纸大小分别为A0和A1。2、用S7-200编程软件设计PLC控制程序，使巷式起重机实现货物在仓库中的自动存取以及使自动取料机构实现对货物的自动存取。3、重点在于运用autoCAD绘图软件绘制结构图及电路图，需要熟练掌握此绘图软件的使用。4、难点在于使用S7-200编程软件设计PLC控制程序，此前课设中曾编写过实现电梯控制的程序，期间发现了许多难点，这次也要努力克服出现的问题。四、对进度的具体安排第一周接受任务，查找资料；第二周调研、查找资料。设计出机械结构的大致尺寸，准备写调研、开题报告；第三周调研、查找资料,。集体讨论总体方案。修改方案。翻译资料准备写调研、开题报告；第四周翻译资料,写调研、开题报告，讨论方案。开题；第五周画出传动原理图，设计计算；第六周设计计算，机械设计；第七周机械设计画机械图；第八周机械设计画机械图；第九周设计电路原理图；第十周程序设计；第十一周程序设计；第十二周程序设计；第十三周程序设计与调试；第十四周程序设计与调试；第十五周程序设计与调试；第十六周检查、修改。编写、交说明书，准备答辩；第十七周答辩。五、参考文献SIEMENS，SIEMENSS7-200可编程序控制器系统手册；