模块化生产系统中的搬运分拣站设计【开题+文献+翻译】【10张图纸】【优秀】
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模块化
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模块化生产系统
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模块化生产系统中的搬运分拣站设计
54页 32000字数+说明书+外文翻译+开题报告+文献综述+10张CAD图纸【详情如下】
PLC控制板布线图.dwg
外文翻译--基于组态控制的机械手实验系统的设计.doc
急停系统.dwg
执行部分接线端子排.dwg
搬运分拣站IN(三菱）.dwg
文献综述.doc
机械图2号图纸.dwg
机械图2号图纸俯视图.dwg
模块化生产系统中的搬运分拣站设计开题报告.doc
模块化生产系统中的搬运分拣站设计说明书.doc
电气控制原理图.dwg
电源连接图.dwg
端子排连线表.dwg
连线.dwg
目 录
摘 要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章 绪 论1
1.1 概述1
1.2 特点2
1.2.1 模块化的具体特点2
1.2.2 模块化结构的优点3
1.3 组成5
1.4 构建模块化生产系统5
1.4.1 模块化生产系统构建前的准备6
1.4.2 模块化生产系统构建的条件6
第2章 模块化搬运分拣站8
2.1 概述8
2.2 搬运分拣站结构与功能8
2.3 搬运分拣站气动控制设计9
第3章 可编程序控制器（PLC）12
3.1 可编程控制器概述12
3.1.1 PLC的由来和定义12
3.1.2 PLC的发展概况和发展趋势13
3.1.3 PLC的主要功能和特点16
3.1.4 PLC的分类18
3.2 PLC的基本组成和工作原理20
3.2.1 PLC的基本组成和各部分的作用20
3.2.2 PLC的工作原理22
3.3 PLC程序设计24
3.3.1 工件与设备选择24
3.3.2 PLC编程25
第4章 组态编程30
4.1 组态概述30
4.1.1 组态的定义30
4.1.2 组态软件30
4.2亚控组态王简介36
4.3 组态程序编写40
4.3.1 组态程序40
4.3.2 组态变量设置40
4.3.3 组态王联机运行动画截图41
第5章 结论与展望45
5.1 结论45
5.2 展望45
致 谢46
参考文献47
附 录48
摘 要
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。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，在国内外得到了广泛的运用。
模块化搬运分拣站是模块化生产系统（MPS）的一部分。它既可以作为一个独立的部分单独使用，同时也可以与供料站、检测站、加工站、安装站、存储站等组合成一个整体的自动化生产系统。本文介绍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控制程序的设计以及与组态程序的配合调试。
关键词：模块化，可编程控制器，组态
传统的过程性系统的设计办法倾向于使高层次的模块依赖于低层次的模块，抽象层次依赖于具体层次。抽象层次包含的是产品系统的顶层的功能逻辑和宏观的、对整个系统来说重要的战略性决定，是必然性的体现，而具体层次则含有一些次要的与功能实现有关的功能和逻辑，以及战术性的决定，带有相当大的偶然性选择。具体层次的需求会经常改变，抽象层次依赖于具体层次，使许多具体层次的细节变化会立即影响到抽象层次的宏观功能，导致微观决定宏观，战术决定战略，偶然决定必然，这显然是不对的。将产品模块化，就是要把产品系统顶层的功能逻辑抽象成为模块，使具体的产品零部件设计依赖于抽象的模块层次逻辑。利用抽象的模块化层次，将企业产品的底层逻辑——数量众多的零部件抽象成为可以重用的模块，再利用模块的排列组合形成企业丰富的富于创造性的满足用户特殊需求的产品配置。这样，对于零部件组件层(底层逻辑)来讲企业要尽量标准化，利用成组技术和Windchill系统中的WSF模块功能对这些零部件进行分类重用；合理划分模块层(抽象层)逻辑，使企业可以用数量最少的模块来配置生成数量众多的富于创造性的满足客户特殊需求的产品；最后，企业要利用平台化的战略，分析企业产品的目标市场，整合企业模块资源，以最少的产品变型满足最大范围的目标市场需求。
1.4.1 模块化生产系统构建前的准备
模块化生产系统的制造模式不可能在短时间内完成，在构建模块化生产系统前，应进行如下一些准备工作：
1、根据最终用户的需求，对模块化生产系统中的各模块进行分析和设计。 2、建立模块性能、尺寸和控制的开放性标准。
3、在产品设计时就要考虑到模块化生产系统方法带来的约束要求。产品所有的生产操作尽量满足“制造和装配过程模块集”规定的范围来执行。同样，应尽量避免具有长周期的制造过程，因为模块化生产系统的目的是尽可能扩大模块的利用率，以确保资金投入的高回报率；
4、开发先进的设计与分析工具，以便支持设计者进行与模块化生产系统相关的产品快速并行设计，确保产品设计满足由模块化生产系统带来的约束。
1.4.2 模块化生产系统构建的条件
1、过程选择：所有的零部件必须能够通过加工基本基元而加工出来。
2、周期需求：只要在可能的地方，所有的零部件必须“准时(JIT)”“准地(JIP)”进行制造。
- 内容简介：
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重庆交通大学二OO九届毕业设计（论文）译文ISSN 10024956CN112034/T Experimental Technology and M anagement Vo1.26 No.2 Feb 2009 Design of manipulator experimental system based on control of configuration en SijingAbstract: The configuration software is the area in recent years the rise of industrial automation software development of a new technology, with the development of simple, short development cycles, high universality, high reliability. The article will be applied to manipulator configuration software test system, not only can monitor the robot system, and simulation can be carried out offline, analog control. In the experiment with the use of animation Cooperative Movement in kind, to give the most intuitive display. Not only reduces the learning difficulty, but also improves the efficiency of learning and fun. Key words: Kingview, programmable logic controller, control systemPLC (Programmable Controller, the English abbreviation for the PC, then known as the PLC) is a microprocessor based on a combination of computer technology, semiconductor integration technology, automatic control technology, digital technology and communication network technology developed a common industrial automation devices. It for control of the process of user-oriented to meet the industrial environment, convenient operation, high reliability and modern three pillars of industrial control (PLC, robotics and CAD / CAM) one. Programmable Logic Controller (PLC) from the early development of relay logic control system from. Since the PLC has been since the advent of rapid development, has become a powerful tool for industrial automation, has been widely popularize and promote the application. Experimental teaching is a necessary part of the course, but the traditional high cost of laboratory equipment; not set up this experiment students will affect the absorption of new technologies and innovative capabilities of the play is not conducive to the creation of the capacity of students and ability to practice engineering. Therefore, we have technology and programmable configuration control the combination of experimental apparatus to explore a novel experimental method.1.1 Manipulator Control System Robot simulation is a manual operation of the automatic machinery. It can be fixed procedures crawling, handling objects or tools to maintain the completion of certain operations. Application can replace the mechanical hand to engage in monotonous, repetitive or heavy manual labor, production mechanization and automation in place of the harmful environment in the manual to improve the working conditions, to ensure personal safety. 50s, the mechanical hand and gradually extended to the industrial production sector, for high temperature, cause serious pollution of the local pick-and-place and loading and unloading the workpiece material, but also as a machine-assisted device in automatic machine tools, automatic production lines and machining center applications, the completion of the whole material or from the knife tool library and pick-and-place tool, such as the replacement of fixed operating procedures. With the popularity of industrial automation and development of the industrial robot industry, more and more applications, the control of the robot requirements and accuracy are also getting higher and higher. Manipulator control system of the PLC in various institutions in the practice of teaching has been widely used to control the basic requirements: click the Start button devices to work, first of all, do drop in robot movement, to be dropped in place, the mechanical hand with open fingers crawl items (time to pay close attention to items identified by the timer); and machinery have risen to the top (by the switch to determine the upper limit), and then to the right movement; to reach the right side, the robot began to drop in place after the release manipulator, to lay down their articles; then Manipulator increase in extraction of materials such cycle. Manipulator process flow as shown in Figure 1, the system I / O distribution as shown in table 1, some control procedures shown in Figure 2. The original bit Decline Clamping Raise Shifted to right Left Raise Release DeclineFigure 1 Process flow chart of the work manipulatorTable 1 system input and output address allocation tableInputOutputStart buttonX8RightmotorrelayY0Stop buttonX2The left motor relayY9Limit switchX3Increased electrical relayY8Minimum position switchX4Decline in motor relayY1Left limit switchX5Clamping motor relayY3Right limit switchX6Electric relaxation relayY2Clamping limit switchX7Figure 2 part ladder system2.1 KingviewIn the PLC-controlled manipulator system, also known as PC software configuration management software, widely used in industrial fields, it provides a flexible configuration tools, man-machine interface, and can be fully realized in various fields of industrial management controls, data acquisition, continuous control and statistical process control. Kingview configuration software is one of the many outstanding representatives of China-made software.2.1.1 Kingview software features(1) a wealth of I / O Will Kingview and drivers together, unified, containing a variety of I / O driver of the PLC with more communication, and reliable communications. (2) alarm and event system Kingview alarm system with convenient, flexible, reliable, easy to extend the features. Distributed Alarm Management Kingview provides a wide range of alarm management functions. Include: event-based alarm, alarm packet management, alarm priority, alarm filtering, a new concept of dead-zone and delay functions, as well as remote network alarm management. Kingview application can also record events and operational information operator. Alarms and events with a variety of output modes: documents, databases, printers, and window alarms, and control tools can be used to easily browse and print the contents of the police database. (3) security systems Kingview adopting a classification and zoning to protect the double protection strategy for the new user group and security management, 999 different levels of authority and the security zone 64 to form a double protection, while Kingview run to record operating Members of all operations.2.1.2 The establishment of the configuration works1） The establishment of a new running configuration environment configuration worksIn the King Project Manager (Proj-Manager) Select menu File New Project or click New button, the dialog box pop-up new construction. Path text box in the works enter a valid path to the project, or click the Browse . button to choose the path in the pop-up dialog box, select a valid path. Name text box in the works enter the name of the project, the project name will be at the same time as the path name of the current project. Works described in the text box description of the project. Project name length should be less than 32 bytes, the length of the project description should be less than 40 bytes. Click Finish to complete the works of the new.2) the definition of data variablesDatabase is King of the core of the software in the project manager, select database data dictionary, double-click the New Icon pop-up variable attribute dialog box, create a data manipulator variables, these PLC internal variables and variable-one correspondence, PLC input and output is entirely an internal variable instead of Kingview. This, PI C lose the actual input Are reflected in the status monitor interface configuration using PLC-CPU communication function, the system can run the real simulation. Data variables constitutes the basic unit of real-time database, the process of establishing real-time database that is the process of definition of data variables. The definition of data variables include: specify data variable name, type, initial value and numerical range of variables and data to determine the parameters of disk-related, such as Save the cycle, save time, such as the scope and the retention period. Data objects are I / O switching, I / O Value type, I / O character, memory type, such as eight kinds of switching type. Different types of data objects, attributes different purposes are also different.3) The system control interface designKingview platform in a Robot Control System window and set up the properties window. Through the mapping tool in the toolbox, set up systems to map out the various components, the system controls the production of call control buttons, the use of text labels corresponding components of the Notes. Finally, the overall animation effects to generate Fig.4) Animation ConnectionUp by the graphic object from the graphical interface system is stationary, and the need for these objects animation graphics design, to describe the true state of the object changes in the outside world, to achieve the purpose of real-time monitoring of the process. Kingview graphic animation is the main user window in 1:3 real-time graphical objects and data objects in the database to establish the relevance of connections, and set the corresponding attribute animation.Table 2 the definition of data dictionaryYi1I/O Integer21LeeEV1RightI/O Discrete22LeeY0DownI/ODiscrete23LeeY1GraspI/ODiscrete24LeeY3Yi5I/ODiscrete25LeeR20Yi6I/ODiscrete26LeeR23UpI/ODiscrete27LeeY8LeftI/ODiscrete28LeeY9ReleaseI/ODiscrete29LeeYAMoveMemory integer30layI/ODiscrete31LeeY2R11I/ODiscrete32LeeR11R14I/ODiscrete33LeeR14R16I/ODiscrete34LeeR16R18I/ODiscrete35LeeR18R1I/ODiscrete36LeeR1Move 2Memory integer37Move 3Memory integer38Move 4Memory integer39Move 5Memory integer40Part of program design of the system are as follows：if(本站点 Down =1)本站点Move=本站点Move+20;if(本站点Up=1)本站点Move=本站点Move-25;if(本站点Lay=1)本站点Move2=本站点Move2+20;本站点Move3=本站点Move3+20;if(本站点Lay=1)本站点Move2=本站点Move2+24;本站点Move3=本站点Move3+18;本站点Move4=0;本站点Move5=0;if(本站点Release=1)本站点Move4=本站点Move4+15;本站点Move5=本站点Move5+16;本站点Move2=0;本站点Move3=0;3.1 Concluding remarksManipulator control system in the experimental teaching institutions of all kinds have been widely used, it can be used as electrical and building automation such as PLC and related professional courses in experimental teaching platform. However, due to the actual hardware into a larger teaching, teaching space and more demanding, so to all of the experimental teaching institutions a great deal of distress. Industrial use of configuration software PLC and Host Computer is simple communication. Kingview use the system with simple PLC host PC computer interface in the experiment to achieve teaching and training platform, into less space for teaching do not ask for much, in large quantities suitable for experimental training of students, the majority of institutions of higher learning and the training institutions, teaching requirements. In the PLC, the configuration software application courses such as teaching, with outstanding merits and good value.基于组态控制的机械手实验系统的设计摘 要 ：组态软件是近年来在工控自动化领域兴起的一种新型软件开发技术,具有开发简便、开发周期短、通用性强、可靠性高等优点。文章将组态软件应用于机械手实验系统，不仅能对机械手系统进行监控，而且能够脱机进行仿真实验、模拟控制。在实验中利用动画配合实物协同运动，给予最直观的展示。既降低了学习难度，又提高了学习的效率与趣味性。 关键词：组态王，可编程序控制器，监控系统 可编程序控制器（Programmable Controller,英文缩写为PC、后又称为PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通讯网络技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。它面向控制过程、面向用户、适应工业环境、操作方便、可靠性高，成为现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一。可编程序控制器(PLC)是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自问世以来PLC得到了突飞猛进的发展,已经成为工业自动化强有力的工具,得到了广泛的普及和推广应用 。实验教学是该课程的必要环节,然而传统的实验设备价格昂贵;不开设此实验就会影响学生吸收新技术和创新能力的发挥,不利于培养学生的创造能力和工程综合实践能力。因此,我们把组态技术和可编程控制实验装置相结合,探索一种新颖的实验方法.1.1 机械手控制系统的设计 机械手是一种模拟人手操作的自动机械。它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全。50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。随着工业自动化的普及和发展，工业上机械手的应用业越来越广泛，对机械手的控制要求和精度也越来越高。机械手控制系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求：按下开始按钮装置开始工作，机械手首先做下降运动，待下降到位后，机械手张开手指抓取物品(抓紧物 品时间由定时器确定)；然后机械手上升到最上端 (由上限位开关确定)，再向右运动；到达右端后，机械手开始下降，下降到位后机械手松开，放下物品；再将机械手上升，如此循环提取物品。机械手工作过程流程如图 1所示，系统 IO分配如表1所示，部分控制程序见图2。原始位 下降 夹紧 上升 右移左移 上升 放松 下降图1 机械手工作过程流程图表 1 系统输入、输 出地址分配表输入输出启动按钮X8电机向右继电器Y0停止按钮X2电机向左继电器Y9上限位开关X3电机上升继电器Y8下限位开关X4电机下降继电器Y1左限位开关X5电机夹紧继电器Y3右限位开关X6电机放松继电器Y2夹紧限位开关X7图2 系统部分梯形图2.1 组态王在PLC控制的机械手系统中的应用组态软件又称上位机管理软件，广泛应用于工业领域,它提供了灵活的组态工具，人机交互界面好，能充分实现工业各领域的管理控制 、数据采集、连续控制及统计过程控制。组态王是众多组态软件中国产软件的优秀代表。 2.1.1 组态王软件的特点 (1)丰富的IO将组态王和驱动程序整合在一起,通用性强,含有多种IO驱动程序,能与较多的PLC通信 ，并且通信可靠 。 (2)报警和事件系统组态王报警系统具有方便、灵活、可靠、易于扩展的特点。组态王分布式报警管理提供多种报警管理功能。包括：基于事件的报警、报警分组管理、报警优先级、报警过滤、新增死区和延时概念等功能，以及通过网络的远程报警管理。组态王还可以记录应用程序事件和操作员操作信息。报警和事件具有多种输出方式:文件、数据库、打印机和报警窗，并且可以利用控件等工具轻松浏览和打印报警数据库的内容。 (3)安全系统组态王采用分级和分区保护的双重保护策略，对新增用户组和安全区管理，999个不同级别的权限和64个安全区形成双重保护，另外组态王能记录程序运行中操作员的所有操作。2.1.2 组态工程的建立 1） 建立新的组态工程运行组态环境在“组态王”工程管理器(ProjManager)选择选单“文件新建工程”或单击“新建”按钮，弹出新建工程对话框。在工程路径文本框中输入一个有效的工程路径，或单击“浏览”按钮后在弹出的路径选择对话框中选择一个有效的路径。在工程名称文本框中输入工程的名称，该工程名称同时将被作为当前工程的路径名称。在工程描述文本框中输入对该工程的描述文字。工程名称长度应小于32个字节，工程描述长度应小于40个字节。单击“完成”完成工程的新建 。 2）数据变量的定义 数据库是”组态王”软件的核心部分，在工程管理器中，选择“数据库数据词典”，双击“新建图标”，弹出”变量属性”对话框，创建机械手各个变量数据，这些变量与PLC内部变量一一对应，PLC的输入输出完全由组态王内部变量代替。这样，PI C的实际输入输 出状态都反映在组态监控界面上，借助PLC的CPU通信功能，系统的运行就可以实现真正的仿真 。 数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数 ，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。数据对象有 IO开关型、IO数值型、IO字符型 、内存开关型等8种类型。不同类型的数据对象 ，属性不同，用途也不同。 3） 系统控制界面设计 在组态王平台上建立“机械手控制系统”窗口并设置好窗口属性。通过绘图工具箱中的工具，绘制出组建系统所需的各个元件，调用系统控件制作控制按钮，利用文字标签对相应元件进行注释。最后生成的整体动画效果图。 4） 动画连接 由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。组态王实现图形动画设计的主要方法是将用户窗1：3中的图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。表2 数据词典定义Yi1I/O整型21LeeEV1向右I/O离散22LeeY0向下I/O离散23LeeY1抓紧I/O离散24LeeY3Yi5I/O离散25LeeR20Yi6I/O离散26LeeR23向上I/O离散27LeeY8向左I/O离散28LeeY9放松I/O离散29LeeYA移动内存整型30放I/O离散31LeeY2R11I/O离散32LeeR11R14I/O离散33LeeR14R16I/O离散34LeeR16R18I/O离散35LeeR18R1I/O离散36LeeR1移动2内存整型37移动3内存整型38移动4内存整型39移动5内存整型40本系统部分程序设计如下：if(本站点向下=1)本站点移动=本站点移动+20;if(本站点向上=1)本站点移动=本站点移动-25;if(本站点放=1)本站点移动2=本站点移动2+20;本站点移动3=本站点移动3+20;if(本站点放=1)本站点移动2=本站点移动2+24;本站点移动3=本站点移动3+18;本站点移动4=0;本站点移动5=0;if(本站点放松=1)本站点移动4=本站点移动4+15;本站点移动5=本站点移动5+16;本站点移动2=0;本站点移动3=0;3.1 结束语 机械手控制系统在各类院校的实验教学中得到广泛的利用，它可以作为电气及楼宇自动化等专业的PLC和相关课程的实验教学平台。但是由于实际硬件的教学投入较大，对教学空 间也比较苛刻，从而给各个院校的实验教学带来很大的困扰。利用工控组态软件实现PLC与上位计算机通信的方法简单易行。本系统利用组态王，配合简单的PLC主机，在PC机界面上实现了实验教学训练平台，投入较少，对教学空间要求不高，适合大批量学生的实验训练 ，符合大多数高等院校及培训机构的教学要求。在PLC、组态软件应用等课程教学中，具有突 出的优点和很好的利用价值 。（注：文章来源于维普期刊2009年26卷第2期）12重庆交通大学二00九届毕业设计（论文）文献综述文 献 综 述引言：在现代生产生活中，模块化几乎涉及每一个角落。而具有代表性的模块化生产系统（MPS）更广泛的运用于全球工业生产之中。下面就了解一下模块化生产系统中搬运分拣站的基本情况。1.1 概 述模块化生产系统（MPS）是由：供料站、检测站、加工站、安装站、搬运分拣站、存储站等部分构成的一个整体。其采用PLC作为控制基础，各站既可以统一成一个整体系统，也可以独立运行。模块化生产系统(MPS) 其主要特点是：当有一个新产品投产时，标准化的模块可以快速组成一个新的生产系统，当产品生产完成后，组成制造系统的模块可以拆下来用于其它新产品的生产系统中。是一种具有很强的抗干扰能力、高的可靠性、高的性能价格比且编程简单的生产设备。基于它的突出优点，它被广泛地应用到了工业生产领域及其他诸多的领域中。本文所研究的是MPS中的搬运分拣站，其主要的功能是：提取工件、按照要求将工件分流的过程，同时能提供一个安装工位，实现大、小工件的组装。搬运分拣站主要由提取模块、工件平台、直线转圆周运动装置、气源处理组件、I/O接线端口、阀组等组成。一、提取模块 该模块实际上也是一个“气动机械手”，主要由一个直线气缸（上下摆动）、摆臂和气动夹爪等组成。摆臂相当于了气动机械手的“手臂”，只是在这时不能伸缩，只能上下摆动，它由一个安装在下方的直线气缸驱动，在摆臂的前端安装有一个气动夹爪，用于抓取工件。二、工件平台工件平台安装在安装工位上，用于实现大、小工件的组装。三、直线转圆周运动装置提取模块的左右移动及旋转由两个直线气缸所控制，它通过一定的机械转换装，在实现直线运动的同时还能提供圆周运动，这样在本单元上可提供四个工位，分别为左工位（提取工位）、左上工位（安装工位）、右上工位（未用）和右工位（输出工位）。四、I/O接线端口 它是该工作单元与 PLC 之间进行通讯的线路联接端口。该工作单元中的所有电信号（直流电源、输入、输出）线路都接到该端口上，再通过信号电缆线连接到 PLC 上。1.2 模块化生产系统发展状况模块化的概念由来己久。模块化生产的思想也来源于人们长期的生产实践。1930年德国首先提出了“模块化构造”(MOdular Construction)的设计方法。由于用这种方法设计制造的产品具有很好的经济效益，因而采用模块化构造在世界得到迅速发展。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：按不同功能制造模块，其独立性很强，模块化的功能单元可独立运转，整个控制系统是有上述模块组成的多级系统。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，只有在生产中密切配合才能发挥最大效益。模块化是企业和产品重组的基础，是产品及其制造系统持续更新和并行开发的最佳基础。 1.21 国际现状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等就实现模块化生产系统(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)，而不是通常的整机设备。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。以生产实例说明：在设计工具的支持下根据特定产品的制造需求对模块化制造系统进行再设计是可行的。Tsukune等研究了IMS(智能制造系统)中的模块化制造，提出了一种基于模块化理论的制造系统模型一一模块化，即基于 模块化理论的制造系统模型。利用从这种模型派生的设计、建造、操作和控制技术而建立的制造系统就是模块化制造系统。利用该模型，模块化制造系统与虚拟制造联系起来，可以在虚拟环境下构造制造系统，产品设计、制造装备设计和制造系统设计均采用模块化设计方法，把产品和制造系统设计有机地统一起来。通过制造特定的产品完成对 制造系统的再设计，使部件、产品、制造设备，连同设计、操作活动都以模块为单位进行描述，以模块的组合来构造和运行制造系统。提出了模块化制造系统的基本构造方法，以基于机器人的模块化制造系统为例，分析了模块化制造系统研究中存在的主要问题及需要解决的关键技术。从模块化制造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：产品性能和质量提高的周期缩短，频率提高，快速响应市场需求；与其相适应的生产系统易于重组，以适应产品的快速变换。满足这两个基本要求的实现条件就是产品结构的模块化和生产系统装备的模块化。而后者又包括制造装备(含软硬件)和管理体系模块化。1.22 我国现状 以前我国曾搞过组合夹具，并建立了不少组合夹具站。由于信息传递不畅，企业在进行夹具设计时往往很难迅速知道组合夹具的规格，如何组合自己所需的夹具以及从何处可迅速得到组合夹具，结果组合夹具的发展受到挫折。模块化生产系统可以满足过程集成和系统重构的要求。模块化制造系统能显著减少产品对制造系统的功能约束，能通过减少非加工时期来提高生产率，从而使
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