1. 研究目的与意义
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感测试技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机的结合,并综合应用到实际中的综合技术。现代化自动生产设备几乎可以说都是机电一体化设备。可编程控制器(PLC,Programmable Logic Controller)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控制设备。基于它的突出优点,它被广泛地应用到了工业控制领域及其他诸多领域中。因此,培养掌握机电技术、掌握PLC技术的技术人才就成为了当备之需。
工业控制领域中的自动化生产设备可谓千差万别,但其控制原理、结构原理都是一样的。FMS系统的组成机构、控制元件都是工业用器件,同时FMS又能模拟出与实际生产过程相接近的控制环境,具有结构简单、直观且实用的特点,便于实现模拟学习。
此次研究的是FMS系统的安装站单元,该单元主要完成整个过程的的安装搬运部分,通过PLC编程实现对其单站流程的控制,选用西门子s7-200为控制器,安装搬运的全部动作由气缸驱动,PLC控制相应的电磁阀驱动气动执行元件完成个动作,通过PPI将安装单元和安装搬运单元进行连接。使两站可以进行信息的交互。2. 国内外研究现状分析
柔性制造系统是为解决多品种、中小批量生产效率低、周期长、成本高及质量差等问题而出现的。美国的 MAALROSE 公司在 1963 年制造了世界上第一条加工多种柴油机工件的数控自动线。20 世纪 60 年代,英国 Molins公司的 Theo Williamson首次提出了FMS这个概念,并称之为系统 24。此后 FMS有了很大的发展。据统计,1985年世界各国已投入运行的 FMS有 400 套,1987年近 800套,而 1990年即达 1500余套,年增长率为 30%以上,据有关统计 20世纪末已有近 3000套投入使用。 1991年全世界对 FMS的投资达 140亿美元,其中欧洲占 50%。已投入运行的 FMS主要分布在日本、美国、德国、俄罗斯、英国等工业发达国家。美国不仅是最早把 FMS用于生产的国家,而且现在在 FMS硬件,尤其是软件方面是世界上水平最高的国家;日本拥有的 FMS数目最多,但其小规模 FMC所占的比例也比较大;德国的 FMS加工零件品种数可达 50~250种,是世界上柔性最强的系统。FMS使汽车的换代周期由 15年缩短至不到 5 年,节省 50%以上的劳动力,设备利用率提高 50%~100%,生产场地和在制品减少 50%以上,且可以降低成本 60%。80年代后期 FMS已进入了实用阶段,形成了高技术产业。 FMS在进入实用阶段后不仅没有停滞或被取代, 反而正在迅速发展。
1989 年美国未来技术预测有限公司(FTS.INC.)对美国 FMS 市场进行了调查和预测,其结果是从发展趋势看呈增长态势。另外,1993年 9月在德国汉诺威举办的第十届金属加工博览会(93EMO)参展情况报道,共有 279 家公司的 321 个展台展出了回转零件FMS,棱体类零件 FMS,锻造加工 FMS,焊接、热处理、抛光等 FMS以及柔性装配系统等柔性制造设备和技术;还有近 300 个展台展出了与 FMS 有关的工具、工具识别监视、系统诊断、数据处理系统以及生产计划管理软件等展品。可见,FMS仍在迅速发展。我国从 1984年开始研制柔性制造系统,比国外晚了 17 年。我国第一套 FMS系统是由北京机床研究所于 1985年 10月开发的用于加工数控机床直流伺服电机中的主轴、端盖、法兰盘和壳体等的 JCS-FMS-1。北京第一机床厂、湖南江麓机床厂、郑州纺织机械厂、广西柳州开关厂等一些单位还分别从德国、日本进口了国内第一批 FMS。目前我国大约有 15条左右的 FMS投入调试和使用, 表 1-1列出了我国现有的 FMS生产线的分布和应用情况,从中可以看出,我国还处于柔性制造系统开发的初期,与发达国家相比差距比较明显,例如安装调试时间长、性能不稳定以及不能满负荷运转等。尽管如此,我国在七五期间围绕 FMS 开展的多项单元基本技术都取得了可喜成果,为今后FMS的研制打下了基础。预计在下世纪初 FMS将在我国全面流行。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:fms安装工作站plc控制系统设计
研究计划:
1.收集国内外fms控制系统分的资料
4. 研究创新点
机电一体化技术是以大规模集成电路和微电子技术高度发展并向传统机械工业领域迅速渗透,机械、电子技术高度结合的现代工业为基础,将机械技术、电力电子技术、微电子技术、信息技术、传感测试技术、接口技术等有机地结合并综合的应用的技术。
fms是机电一体化技术的实际应用。
综合应用了多种技术知识,如气动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、电力电子技术、传感器应用技术、plc控制技术、组态控制技术和信息技术等。
