中南大學(xué)制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告6院:機(jī)電工程學(xué)院級(jí):機(jī)制*張*名:口，號(hào):*指導(dǎo)教師:李*間： 2018-11-12實(shí)驗(yàn)柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 通過(guò)操作MES終端軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性制造系統(tǒng)的任務(wù)下達(dá)和控制加工，讓學(xué)生了解智能制造的特征及優(yōu)勢(shì)。(2) 通過(guò)創(chuàng)意性的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解自動(dòng)化系統(tǒng)總體方案的構(gòu)思。(3) 通過(guò)總體方案的構(gòu)思讓學(xué)生了解該系統(tǒng)的工作原理，并學(xué)會(huì)繪制控制系統(tǒng)流程圖，掌握物料流、信息流、能量流的流動(dòng)路徑。(4) 通過(guò)總體方案的構(gòu)思讓學(xué)生掌握各機(jī)械零部件、傳感器、控制元器件的工作原理及性能。(5) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行讓學(xué)生了解運(yùn)行的可靠性、安全性是采用何種元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)

2、的，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考和實(shí)踐。2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 仔細(xì)觀察柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，了解柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)的各個(gè)模塊，熟悉各個(gè)模塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。(2) 了解各種典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組裝、工作原理、以及如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向和速度 的改變;(3) 學(xué)習(xí)多種傳感器的工作原理、性能和使用方法;(4) 了解典型驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理、驅(qū)動(dòng)方式和性能;(5) 理解柔性制造系統(tǒng)的工作原理，完成柔性制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組裝;(6) 實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性制造系統(tǒng)的控制與檢測(cè)，完成工件抓取、傳輸和加工。3. 實(shí)驗(yàn)步驟(1)柔性制造系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì);(2)進(jìn)行檢測(cè)單元的設(shè)計(jì);(3)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);上下料機(jī)構(gòu)的組裝與檢測(cè)控制;物料傳

3、輸機(jī)構(gòu)的組裝與實(shí)現(xiàn);(7)柔性制造系統(tǒng)各組成模塊的連接與控制;柔性制造系統(tǒng)各組成單元的狀態(tài)與工件狀態(tài)位置的檢測(cè);(8)對(duì)機(jī)器人手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的抓取、傳輸。4. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 該柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)由哪幾個(gè)主要的部分組成;主要由：總控室工作站、AGV小車輸送物料機(jī)構(gòu)、安川機(jī)器人上下料工作 站、法那科機(jī)器人上下料工作站、 ABB機(jī)器人組裝工作站、視覺(jué)檢測(cè)及傳送工作站、激光打標(biāo)工作站、堆垛機(jī)及立體倉(cāng)儲(chǔ)工作站。 畫出該柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)的物料傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖; 畫出柔性制造系統(tǒng)的檢測(cè)控制系統(tǒng)流程圖; 光電傳感器和限位開(kāi)關(guān)在工作上有什么不同？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?光電傳感器是以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)

4、換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后將電信號(hào)用于反饋或控制；光電傳感器具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，但光 電傳感器也有環(huán)境適應(yīng)性差等缺點(diǎn);接近靜物時(shí)，開(kāi)關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_(kāi)的接點(diǎn)閉合，由開(kāi)關(guān)接點(diǎn)開(kāi)、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐坊螂姍C(jī)等；限位開(kāi)關(guān)具體價(jià)格低廉、 使用方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但限位開(kāi)關(guān)壽命相對(duì)光電傳感器較短。 該柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)的物料傳輸方式有哪幾種?AGV小車、安川機(jī)器人、法那科機(jī)器人、ABB機(jī)器人、輔助機(jī)械手、傳送帶、輔助 輸送帶 加工中心是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀操作的?利用計(jì)算機(jī)編程

5、實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)選擇及換刀操作 該柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)各工位的生產(chǎn)節(jié)拍如何確定?利用公式T=Ta/Td計(jì)算，其中:T = Takt Time （ 生產(chǎn)節(jié)拍）Ta = Time Available (可用工作時(shí)間，分鐘數(shù)/ 天)Td = Time DemandeoOr Customer demand（客戶需求，件 / 天）d or Customer dema nd (客戶需求，件/天)5. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1) 必須遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，服從指導(dǎo)教師的安排和指揮;(2) 不得從事和本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的事情，不得擅自動(dòng)用和本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備;(3) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全，同組同學(xué)分工明確，通電和開(kāi)機(jī)時(shí)互

6、相通知，不得野蠻操作;(4) 遇到緊急情況時(shí)應(yīng)迅速關(guān)機(jī)或斷電，并及時(shí)通知指導(dǎo)教師。實(shí)驗(yàn)各工作站模塊運(yùn)行實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）通過(guò)創(chuàng)意性的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解自動(dòng)化系統(tǒng)總體方案的構(gòu)思。2）通過(guò)總體方案的構(gòu)思讓學(xué)生掌握各機(jī)械零部件、傳感器、控制元器件的工作原理及性能。3）通過(guò)各工作站模塊單獨(dú)運(yùn)行讓學(xué)生了解各工作站模塊的基本結(jié)構(gòu)和工作原理并掌握各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 傳感器、 控制元器件的工作原理及其性能， 提高學(xué)生的 動(dòng)手能力和全面素質(zhì)；4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行讓學(xué)生了解運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，在實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)何種元器件實(shí)現(xiàn)的，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考和實(shí)踐；2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）了解各工作站模塊的工作原理，怎樣實(shí)現(xiàn)其功

7、能？2）如選擇總控室工作站，總控室與各工作站之間的通訊怎樣完成？生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及檢測(cè)怎樣實(shí)現(xiàn)？仔細(xì)觀察通訊端口及通訊協(xié)議。3）如選擇 AGV 小車輸送物料機(jī)構(gòu)，掌握該生產(chǎn)線中 AGV 小車的導(dǎo)航原理，AGV 小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)與減速裝置、定位裝置、安全保護(hù)裝置。4）如選擇機(jī)器人上下料工作站，掌握 6 自由度工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、該生 產(chǎn)線中末端執(zhí)行器的夾持原理， 機(jī)器人的定位精度與速度控制， 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝 置及控制系統(tǒng)，及進(jìn)行簡(jiǎn)單的示教編程。5）如選擇機(jī)器人組裝工作站，掌握 6 自由度工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、該生產(chǎn) 線中末端執(zhí)行器的夾持原理， 機(jī)器人的定位精度與速度控制， 機(jī)器

8、人的驅(qū)動(dòng)裝置及控制系統(tǒng)， 及進(jìn)行簡(jiǎn)單的示教編程。 并且了解電磁振動(dòng)供料機(jī)的工作原理及機(jī) 械結(jié)構(gòu)。6）如選擇視覺(jué)檢測(cè)及傳送工作站， 掌握該生產(chǎn)線中壓蓋視覺(jué)檢測(cè)的工作原理， 了解檢測(cè)中所用到的一些算法，以及視覺(jué)檢測(cè)相對(duì)其他檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。7）如選擇激光打標(biāo)工作站，掌握條形碼或者二維碼的識(shí)別原理，以及激光打標(biāo)的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，激光打標(biāo)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。8）如選擇堆垛機(jī)及立體倉(cāng)儲(chǔ)工作站，掌握該生產(chǎn)線中立體倉(cāng)儲(chǔ)的貨架結(jié)構(gòu)，堆垛機(jī)的工作原理及控制系統(tǒng)，工件入庫(kù)和出庫(kù)的自動(dòng)認(rèn)址功能實(shí)現(xiàn)。3. 實(shí)驗(yàn)步驟在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重點(diǎn)選擇其中某一個(gè)工作站仔細(xì)觀察， 或在指導(dǎo)教師的許可下 進(jìn)行某工作站的單機(jī)操作。 對(duì)照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

9、進(jìn)行操作并畫圖， 學(xué)習(xí)各工作站的控制 系統(tǒng)、典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器等工作原理。4. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告選擇激光打標(biāo)工作站 闡述各工作站的工作原理；1）激光打標(biāo)工作原理：激光打標(biāo)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。 打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)， 或者是通過(guò)光能導(dǎo) 致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而 "刻"出痕跡，或者是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字。2）條形碼的識(shí)別原理：光信號(hào)（通過(guò)黑白兩色的吸光與反光性）轉(zhuǎn)化成電信號(hào)（光電效應(yīng) ，光中的量子將物體中的電子“撞”出來(lái)），然后將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息（剛剛被撞出的電子形成電流通過(guò)放大裝置形成 二進(jìn)制

10、數(shù)字 信息）， 通過(guò)已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)提取信息（即將 二進(jìn)制數(shù)字 被翻譯成它們對(duì)應(yīng)的含義）。3）激光打標(biāo)的應(yīng)用范圍光纖激光打標(biāo)機(jī)主要用于手機(jī)制造業(yè)、微電子、汽車行業(yè)、醫(yī)療器械、鐘表 等；二氧化碳激光打標(biāo)機(jī)主要用于工藝禮品、 木材、服裝、賀卡、電子元器件等； 紫外激光打標(biāo)機(jī)主要用于消費(fèi)類電子、手機(jī)部件、 LCD 屏雕刻二維碼及商標(biāo)、 陶瓷等。4）激光打標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)激光打標(biāo)具有使用成本低、 激光器易與機(jī)器人或多維工作臺(tái)集成、 免維護(hù)使 用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)， 但激光打標(biāo)機(jī)也存在打印效果不夠好， 印刷塑料時(shí)可能有很多 煙產(chǎn)生等缺點(diǎn)。5）激光打標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)激光打標(biāo)機(jī)由激光電源、 光纖激光器、 振鏡掃描系統(tǒng)、 聚焦

11、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)組成。 畫出各工作站的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；13電紳控制箱方頭«咒笈生器工作平® 畫出各工作站的檢測(cè)控制系統(tǒng)流程圖; 結(jié)合本實(shí)驗(yàn)，闡述你對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線自動(dòng)控制的理解。自動(dòng)生產(chǎn)線是指由自動(dòng)化機(jī)器體系實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝過(guò)程的一種生產(chǎn)組織形式。它是在連續(xù)流水線的進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的。 其特點(diǎn)是： 加工對(duì)象在計(jì)算機(jī) 控制下，由機(jī)械手等自動(dòng)地由一臺(tái)機(jī)床傳送到另一臺(tái)機(jī)床， 并由機(jī)床自動(dòng)地進(jìn)行 加工、裝卸、檢驗(yàn)等，所有的機(jī)器設(shè)備都按統(tǒng)一的節(jié)拍運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)過(guò)程是高度連 續(xù)的。 提出你對(duì)該自動(dòng)生產(chǎn)線的建議或改進(jìn)措施。1）建議選用質(zhì)量更好的 AGV 小車， 以便在毛坯到位時(shí)， AGV 能迅速運(yùn) 行而不至于停滯不前2）建議提高機(jī)