模块化生产系统中的搬运分拣站设计说明书毕业论文.doc

前言模块化并不是一个新的概念，早在20世纪初期其就被引入了机械制造业。人们将模块与物理产品联系到了一起，明确了模块的功能和特征。20世纪60年代以来，随着生活水平的提高和科技的发展，当今的市场已成为买方市场，随着市场的国际化，企业间的竞争也越加激烈。由于技术的飞速发展，产品的寿命周期逐渐缩短，从而导致客户的需求呈现多样化和个性化，所要定制的产品数量变少，同时还要求较短的交货期、较低的成本、较好的质量等。这些因素也促使企业不断的改变原有的生产模式，寻求更新更好的生产模式。模块化生产技术的基本方法是将产品的制造问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量制造问题，即提供给用户的是全新的、定制的个性化产品，而实际产品则主要由标准的模块组成。模块化制造的思想也来源于人们长期的生产实践。在机床制造业，德国于1930年首先提出了“模块化构造”(MOdularConstruction)的设计方法。由于用这种方法设计制造的机床具有很好的经济效益，因而采用模块化构造在世界上得到迅速发展。日本通产省在1977年开始研制柔性加工单元(FMC)，明确地引进了模块化构造的概念。随着先进制造技术的发展和计算机技术的广泛应用，使传统的模块化设计技术发生了深刻的变化。模块化是现代制造业发展的要求，是对传统标准化形式的发展。模块化与成组技术、柔性生产技术、计算机辅助技术等现代制造技术之间的关系是相辅相成、互相支持的，只有在生产中密切配合才能发挥最大效益。模块化生产系统作为一种现代制造环境下的制造哲理和方法论早就引起了人们的注意。Rogers等就针对模块化生产系统(MPS)的有关问题进行了深入的研究。通过建立模块标准，建立有限的部件级的基本生产加工单元(标准模块)。把基本模块分为四类：加上单元、运动单元、模块化刀具装卡单元以及可配置的控制系统。通过从模块目录中选取适当的模块就能建立适应范围宽的自动化、集成化的生产系统。Rogers等针对中、低档消费品的生产，如儿童玩具、厨房用具等，研究了实现模块化生产系统(MPS)的合理性。把MPS作为产品和生产系统并行设计的一种技术，在产品设计和制造系统设计之间建立了联系，通过制造特定的产品对制造系统进行再设计。同时还提出了模块化生产系统的两个基本工作原理，分析了建立设备模块标准和面向并行工程的MPS设计支持工具的重要性。并把MPS总体设计过程分为三个阶段：产品分析、面向MPS的产品建模和MPS综合。从模块化生产概念的形成可以看出，模块化制造是符合当今制造业发展潮流、具有广泛实践基础、可具体执行和操作的一种实用型先进制造模式和技术体系。模块化生产系统是根据特定模块化产品的制造要求设计而成的，产品的性能和质量得到了提高，生产的周期缩短，响应了市场的需求；与其相适应的生产系统易于重组，以适应产品的快速变换。而产品结构的模块化和生产系统装备的模块化恰恰正能满足这样的要求。模块化生产系统是企业和产品重组的基础，是产品及其生产系统持续更新和并行开发的最佳基础。随着中国加入WTO，中国经济进一步融入世界经济，中国在世界经济中扮演着越来越重要的角色。在这样的大背景下作为中国经济增长引擎的制造行业中蕴藏着巨大的市场机遇，但同时竞争也越来越惨烈，中国的制造业同时也会面临巨大的挑战。要想赢得未来竞争的胜利，中国的制造企业必须通过优化整个产品生命周期的业务链来缩短产品上市时间、提高产品质量、降低成本，同时还要不断通过研发创新来满足客户的变化需求。技术的飞速进步，引起产品工程越来越复杂，企业必须在不断变化的环境中应付越来越复杂的工程技术，随着客户对产品个性化需求程度的增加，也导致产品定制化趋势越来越明显，企业必须创建数量庞大的产品系列来满足客户不断变化的需求。而模块化生产系统的优点是：对于新产品而言，由于标准的模块化而带来的生产系统的简化，并和自动化相结合，将显著缩短生产周期。模块化生产系统由于其建立方便、模块的适应范围广、可重构性强等特点，可以建立一个模块化制造系统的租赁市场。在这一市场中，建立一个模块化制造系统租赁公司，该公司准备了大量的各种不同的制造系统标准模块。可以向需要建立新产品制造系统(设备、生产线、装配线)的企业提供各种加工基本模块、模块化驱动单元、模块化的刀具和夹具以及可重构的控制系统。企业可以迅速在几天内建立起支持新产品生产的系统。当该产品不再生产时，该模块化制造系统可以容易地拆除，并将各模块退回给租赁公司。由于模块化生产系统的设计是高度自动化的，硬件是模块的，能很快地设计和重构低成本的生产系统。因此，将企业产品平台化、模块化的管理创新成果与信息系统的建设结合起来将大大的提高企业的竞争力。这次设计的主要任务是对模块化搬运分拣站的控制部分进行设计，主要包括：模块化搬运分拣站的可编程控制器（PLC）程序设计；组态程序设计；说明工作原理并编写设计说明书；利用实体模型完成组态程序和可编程控制器（PLC）程序的运行调试工作。说明书介绍了基于模块化的搬运分拣站的工作原理、PLC程序设计与控制、以及组态程序的设计等内容，重点是关于模块化搬运分拣站的PLC控制程序的设计和组态实时监控程序（动画）的设计，并在实体模型上完成调试运行。目录摘要.ABSTRACT.第1章绪论.11.1概述.11.2特点.21.2.1模块化的具体特点.21.2.2模块化结构的优点.31.3组成.51.4构建模块化生产系统.51.4.1模块化生产系统构建前的准备.61.4.2模块化生产系统构建的条件.6第2章模块化搬运分拣站.82.1概述.82.2搬运分拣站结构与功能.82.3搬运分拣站气动控制设计.9第3章可编程序控制器（PLC）.123.1可编程控制器概述.123.1.1PLC的由来和定义.123.1.2PLC的发展概况和发展趋势.133.1.3PLC的主要功能和特点.163.1.4PLC的分类.183.2PLC的基本组成和工作原理.203.2.1PLC的基本组成和各部分的作用.203.2.2PLC的工作原理.223.3PLC程序设计.243.3.1工件与设备选择.243.3.2PLC编程.25第4章组态编程.304.1组态概述.304.1.1