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摘要科学技术的飞速发展，正在把人类推向信息时代。
但是，面对着加工业70%—80%的中小批量生产的经济结构，如何达到自动化的目的，一直是工业界探索的课题。
数控机床问世虽为这部分工厂自动化创造了条件，但实践证明，独立、分散的单机自动化解决不了传统批量生产所固有的生产率同生产柔性、加工批量同制造成本、生产同市场变化之间的矛盾，必须寻找更完善的自动生产体系。
FMS就是在这种追求下诞生的。
其优势在于把生产率同生产柔性、加工批量同制造成本、先进技术同科学管理高度统一起来。
从而提高产品制造柔性，提高效率缩短生产周期，降低能耗及成本，节约设备占地面积。
在柔性制造系统中采用全自动化生产，减少了认为的因素一次也提高了产品的精度。
以上可见，柔性制造系统以上优点是如今制造业中非常需要的。
关键词:柔性制造；立体库；码垛机；流水线AbstractThe rapid development of science and technology, human to the information age. But，Processing industry 70% -80% of the face of the economic structure of the small and medium volume, how to achieve the purpose of automation has been the industry to explore the subject.Although the advent of CNC machine tools to create the conditions for this part of the factory automation，but practice has proved that independent, decentralized stand-alone automation can not solve the productivity inherent in traditional mass production with the production of flexible processing the same batch manufacturing costs, the contradiction between production and market changes, we must find better automatic production system.FMS is born in this pursuit.The advantage of the productivity with flexible production, processing and batch manufacturing costs, with advanced technology with scientific management of highly unified.Thereby increasing manufacturing flexibility, improve efficiency, shorten the production cycle, reduce energy consumption and cost saving equipment footprint.Fully automated production, reducing the human factors and therefore improve the accuracy of the product in a flexible manufacturing system.Above that, the advantages of flexible manufacturing systems is much needed in the manufacturing industry today.Key words: Flexible manufacturing; stereo storage; palletizer; pipeline目录摘要Abstract第一章绪论 (1)1.1柔性制造背景 (1)1.2柔性制造的工作流程 (1)第二章立体库的设计 (3)2.1立体库优点及功能 (3)2.2国内立体库发展趋势 (3)2.3立体库的外形 (3)2.4立体库各部分材料选择 (4)2.4.1 底座材料选择与外形设计 (4)2.4.2 立体库主体设计 (6)2.4.3 托盘设计 (8)2.5立体库储存能力及主要设备 (9)2.5.1 立体库储存能力计算 (9)2.5.2 主要设备 (9)第三章流水线的设计 (10)3.1流水线的工作原理 (10)3.1.1 流水线的工作原理及流程图 (10)3.2电路中主要元器件的介绍 (11)3.2.1 对射开关的原理及应用 (11)3.2.2 CCD颜色尺寸检测单元工作原理及应用 (11)3.2.3 PLC及其扩展单元 (12)3.3流水线系统控制 (13)3.3.1 流水线电机正反转控制 (13)3.3.2 流水线电机启动/停止控制 (13)3.4流水线设计 (13)3.4.1 流水线技术参数 (13)3.4.2 CCD检测单元支架设计 (14)3.4.3 对射开关 (16)第四章四自由度码垛机 (21)4.1码垛机简介 (21)4.1.1 码垛机性能参数 (21)4.1.2 四自由度的实现 (21)4.1.3 线性滑台简介 (22)4.2码垛机各部分设计安装 (23)4.2.1 底座设计 (23)4.2.2 底座高度尺寸计算 (24)4.2.3 底座设计方案与材料选择 (25)4.3码垛机控制箱的设计 (28)4.3.1 码垛机控制箱位置摆放 (28)4.3.2 控制箱内电器元件 (28)4.3.3 控制箱外形设计及材料选择 (29)4.4机械爪的设计 (29)4.4主要电器元件介绍 (35)第五章外部控制系统 (35)第六章结束语 (38)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论1.1 柔性制造系统的背景随着科学技术的迅速发展，新产品不断涌现，产品的复杂程度也随之增加，而产品的市场寿命日益缩短，更新换代加速，中、小批量生产占有越来越重要的地位。
毕业设计（论文）题目:柔性生产加工系统设计专业:电气自动化班级:学号:姓名:指导教师:四川机电职业技术学院二〇一〇年五月前言自动生产设备的最大特点是它的综合性和系统性。
生产线的传感检测、传输与处置、操纵、执行与驱动等机构在微处置单元的操纵下和谐有序地工作，有机地融合在一路。
可编程序操纵器（PLC）以其高抗干扰能力、高靠得住性、高性能价钱比且编程简单而普遍地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处置单元的角色。
因此，培育把握机电一体化技术，把握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。
柔性生产加工系统实训考核装备在（铝合金导轨式）小车实训台上安装供料机构、输送机构、分拣机构、机械电话构、存储机构等工作单元，组成一个典型的自动生产线的机械平台，系统各机构的采纳了气动驱动、传感器检测和步进电机位置操纵等技术。
系统的操纵方式采纳每一工作单元由一台PLC（散布式I/O）承担其操纵任务，各散布式I/O之间通过S7-400大型PLC串行通信实现互连的散布式操纵方式。
因此，柔性生产加工系统综合应用了多种技术知识，如气动操纵技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC操纵和步进电机位置操纵等。
利用柔性生产加工系统，能够模拟一个与实际生产情形十分接近的操纵进程，使学习者取得一个超级接近于实际的教学设备环境，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。
本实训指导书要紧论述柔性生产加工系统自动生产线实训考核装备的大体结构、工作原理和工作进程。
实训指导书力求采纳项目教学的方式介绍本装备所涉及的技术，使学生在知识的学习和综合应用，PLC的编程和组网能力，设备的安装与调试等方面能收到较好的成效。
鉴于时刻仓促和限于编者水平，书中不免有错误及不妥的地方，恳请读者批评指正。
目录第一章柔性生产加工系统考核装备概述-----------------------5 1.1 柔性生产加工系统的大体组成--------------------------------5 1.2 柔性生产加工系统的大体功能--------------------------------6 1.3 柔性生产加工系统的特点------------------------------------6 1.4 柔性生产加工系统的实训项目--------------------------------7 1.5 技术参数--------------------------------------------------8 第二章供料单元的结构与功能--------------------------------9 2.1 供料单元的功能--------------------------------------------9 2.2 供料单元的结构组成----------------------------------------9 2.3 气动操纵回路----------------------------------------------15 第三章输送单元的结构与操纵--------------------------------16 3.1 输送单元的功能--------------------------------------------16 3.2 输送单元的结构组成----------------------------------------17 3.3 气动操纵回路----------------------------------------------21 第四章分拣单元的结构与操纵--------------------------------22 4.1 分拣单元的功能--------------------------------------------22 4.2 分拣单元的结构组成----------------------------------------22 4.3 直流电机操纵回路------------------------------------------27 4.4 气动操纵回路----------------------------------------------28 第五章搬运单元的结构与操纵--------------------------------29 5.1 搬运单元的功能--------------------------------------------29 5.2 搬运单元的结构组成----------------------------------------29 5.3 气动操纵回路----------------------------------------------32 第六章存储机构的结构与操纵--------------------------------346.1 存储单元的功能--------------------------------------------34 6.2 存储单元的结构组成----------------------------------------34 6.3 元件描述--------------------------------------------------35步进电机----------------------------------------------35库房--------------------------------------------------36滚珠丝杠----------------------------------------------366.4 气动操纵回路----------------------------------------------37 第七章公共模块与器件---------------------------------------387.1 按钮操纵板------------------------------------------------38 7.2 工件尺寸--------------------------------------------------40 7.3 操纵挂板--------------------------------------------------40继电器------------------------------------------------40 I/O 板------------------------------------------------41 操纵点端子排------------------------------------------43步进驱动器--------------------------------------------447.4 气源------------------------------------------------------48 第八章终止语-------------------------------------------------49 8.1 本次课题取得的研究功效--------------------------------------49附图1-----------------------------------------------------------50附图2-----------------------------------------------------------51附图3-----------------------------------------------------------52第一章柔性生产加工系统考核装备概述1、1 柔性生产加工系统的大体组成柔性生产加工系统实训考核装备在（铝合金导轨式）小车实训台上安装有供料机构、输送机构、分拣机构、机械电话构、存储机构等5个工作单元组成，其外观如图1-1所示。
自动化装配线的柔性制造系统设计与优化柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，简称FMS）是一种运用自动化技术和计算机控制来实现柔性装配线的生产模式。
它具备快速适应不同产品和工艺要求的能力，可以根据实际需求进行灵活调整和优化。
本文将针对自动化装配线的柔性制造系统设计与优化展开探讨。
首先，柔性制造系统的设计需要考虑到生产线的自动化程度和工艺流程。
自动化装配线的柔性制造系统的设计应该将各个工序有机地结合起来，实现自动化装配与柔性生产系统的无缝连接。
为此，应该考虑到拥有先进的自动化设备和控制技术，同时也要充分考虑生产工艺的灵活性，以便能够适应不同产品和需求的生产。
其次，对于柔性制造系统的优化来说，最关键的是提高生产效率、降低成本和提高产品质量。
为此，可以采取以下措施来进行优化：1. 生产优化：通过对生产过程参数的精确控制和优化调整，缩短生产周期，提高生产效率。
此外，可以采取基于生产数据的智能优化方法，及时发现并解决生产中的问题，如产品质量不合格、工艺参数不稳定等。
2. 资源管理优化：对生产线上的各种资源进行合理分配和调度，避免产能的浪费。
通过优化物料流和信息流，提高生产线的整体运作效率。
3. 零部件库存优化：对于柔性制造系统来说，需要具备较大的零部件库存，以满足不同产品和生产需求。
因此，应采用先进的库存管理技术，确保零部件库存的及时补充和合理管理，避免产生过多的库存积压和库存过期等问题。
4. 质量管理优化：对自动化装配线的柔性制造系统来说，保证产品质量是至关重要的。
应加强质量管理体系的建设，充分利用自动化检测和控制技术，从源头上控制产品质量，并及时发现和解决质量问题。
5. 管理信息系统优化：构建一个科学的和高效的管理信息系统，能够实时收集、传输和处理生产线上的各种信息和数据，为决策提供参考依据。
通过对生产数据的分析和挖掘，优化整个生产过程，提高生产效率和产品质量。
最后，还需要注意一些通用的设计原则和标准，如安全性、可靠性、可维护性和可扩展性等。
安徽建筑工业学院毕业设计(论文)课题名称MES网络型模块式柔性自动化生产线实验系统研究—安装与仓储系别机械与电气自动化学院专业电气工程及其自动化姓名张后盾学号***********摘要 (4)Abstract (5)一、绪论 (6)1.1、课题研究 (6)1.2、MES网络型模块式柔性自动化生产线相关介绍 (6)1.2.1、MES系统简介 (7)1.2.2、柔性自动化生产线系统简介 (7)1.3、我国当前MES和柔性自动化生产线的现状和前景 (7)1.4、PLC的应用现状和前景 (8)二、硬件电路设计 (10)2.1、总体介绍 (10)2.1.1、系统总体构成 (10)2.1.2、关于安装站和分类站的分析 (12)2.2、电气设计和电气原理图设计 (13)2.2.1、安装站电气原理 (13)2.2.2、分类站电气原理图 (14)2.3、生产线相关期间说明 (15)2.3.1、光电开关 (15)2.3.2、气动元件 (16)2.3.3、步进电机及驱动器原理 (17)2.3.4、光电耦合器 (20)2.4生产线相关器件选型 (21)2.4.1、空气压缩机的选择 (21)2.4.2、PLC选型 (22)2.4.3、步进电机的选择 (22)2.4.4、光电开关选型 (23)2.4.5、断路器选型 (23)2.4.6、限位开关选型 (23)三、软件设计 (24)3.1系统程序流程图 (24)3.1.1安装站程序流程图 (24)3.1.2搬运站程序流程图 (27)四、实验调试 (29)4.1单动调试 (29)4.2 联动调试 (29)五、总结 (31)六、致谢 (33)七、参考文献 (34)附录一: 英文文献翻译 (35)附录二：安装站和分类站电气原理图 (50)附录三：安装站和分类站梯形图 (50)摘要本设计是以实验的形式研究MES网络型模块式柔性自动化生产线中PLC的实际应用，其中对于柔性制造系统、工业组态软件和可编程逻辑控制器作为研究的重点内容。
柔性制造系统中的自动化装配线设计与应用随着科技的不断进步和工业生产的不断发展，柔性制造系统在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。
其中，自动化装配线作为柔性制造系统的核心组成部分，具有提高产品质量、降低成本和提高生产效率的重要作用。
本文将探讨柔性制造系统中自动化装配线的设计与应用。
一、自动化装配线设计1. 装配线布局设计在自动化装配线的设计中，合理的装配线布局至关重要。
根据产品的特点和生产需求，可以采用不同的布局形式，如直线布局、U形布局和环状布局等。
每种布局形式都有其适用的场景和优势。
直线布局适用于产品装配过程简单、工序相对独立的场景，能够实现高效的物料流动和人员操作。
U形布局适用于产品装配过程较为复杂、工序之间存在相互依赖性的场景，能够提高生产效率和减少物料运输时间。
环状布局适用于产品装配过程中存在循环流动的场景，能够实现物料和信息的快速传递，提高装配线的灵活性。
2. 自动化设备选择在自动化装配线的设计中，合适的自动化设备选择是关键。
根据产品的特点和生产需求，可以选择适合的装配设备和机器人。
自动化设备可以实现高精度、高效率的装配操作，提高产品质量和生产效率。
3. 灵活的控制系统柔性制造系统中的自动化装配线需要具备灵活的控制系统，能够适应生产需求的变化。
传统的PLC控制系统已经无法满足柔性制造系统的要求，因此可以采用基于工业互联网和人工智能技术的控制系统，实现装配线的智能化和自适应。
二、自动化装配线的应用1. 汽车制造汽车制造是自动化装配线应用最广泛的领域之一。
通过自动化装配线，可以实现汽车零部件的高效装配和成品车的生产。
自动化装配线可以提高汽车制造的生产效率和质量稳定性，降低人力成本和生产周期。
2. 电子产品制造电子产品制造也是自动化装配线的重要应用领域之一。
通过自动化装配线，可以实现电子产品的高速装配和测试。
自动化装配线可以提高电子产品制造的生产效率和质量稳定性，降低人力成本和产品缺陷率。
3. 医疗器械制造随着医疗器械的广泛应用，自动化装配线在医疗器械制造中也扮演着重要的角色。
毕业设计柔性制造系统中输送单元设计系别: 机电工程系专业: 机电一体化姓名: 张发超学号: 0954235指导教师：王周让二零一一年十一月一日绪论.......................................... 错误!未定义书签。
第一章输送单元的概述. (5)1。
1课题的提出及主要任务................................................................ 错误!未定义书签。
1.2输送单元的概述 (5)1.3输送单元的结构组成 (6)第二章输送单元机械手手臂装置的设计方案 (13)2.1机械手的运动 (13)2。
2机械手的手臂结构方案设计 (13)2。
3机械手的主要参数 (13)2。
4手部要求 (15)2。
5机械手的技术参数列表 (17)第三章输送单元手臂伸缩气缸的尺寸设计 (19)3。
1输送单元手臂伸缩气缸方案一的尺寸设计 (19)3。
2输送单元手臂伸缩部分方案二的尺寸设计 (19)3.3.导向装置 (22)3.4平衡装置 (22)3。
5气压传动系统工作原理图 (22)第四章结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)绪论柔性制造系统(FMS）是集微电子技术、计算机技术、通信（略）控制技术于一体的具有高自动化程度的制造系统.柔性制造系统一般是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统.与旧产系统相比,柔性制造系统可适用于多品种产品的中小批量生产，它减少了劳动力成本、节约了生产成本,提高了机床的利用率，缩短了中间产品库存的时间.同时根据实际需要这种系统可以随意装拆和增加新的功能单元. 本论文所研究的柔性制造系统属于生产实训系统，本文主要对柔性制造系统的输送单元进行了系统的分析和研究。
在调研国内外研究现状基础上，探究了柔性制造系统的整体构架及原理。
论文重点研究了柔性制造系统输送单元各种传输形式的结构构成、功能及工作原理,机械手手臂装置的设计,手臂伸缩气缸的尺寸设计.。
柔性制造系统毕业设计论文柔性制造系统（FMS）是一种先进的生产制造体系，被广泛应用于现代制造业。
它以柔性和自动化为特征，能够快速调整生产线，满足个性化需求，提高生产效率和产品质量。
本篇论文将介绍柔性制造系统的基本原理、特点以及设计中需要考虑的因素。
柔性制造系统的基本原理是将多个机器和设备整合在一个生产线上，通过自动化的控制系统实现自动化生产。
它可以根据不同的生产任务和需求进行快速调整，提高生产灵活性。
与传统的生产线相比，FMS具有更高的自动化程度和生产效率。
柔性制造系统可以适应各种产品的生产，包括小批量的个性化产品和大批量的标准化产品。
在生产过程中，它能够根据订单数量和种类自动调整生产线的配置和工艺流程，减少生产过程中的人为干预，提高生产的一致性和稳定性。
此外，FMS还可以减少制造成本和资源浪费，提高产品质量和工作环境的安全性。
在设计柔性制造系统时，需要考虑以下几个因素。
首先是对生产任务和需求的充分了解，包括产品种类、数量和工艺流程。
其次是对各种设备和机器的选择和配置，以满足不同产品的生产要求。
第三是系统的自动化控制和监控，包括自动化调度、工艺控制和故障诊断。
最后是系统的安全性和稳定性，包括设备的安全保护和防护措施。
本论文的研究目标是设计一个柔性制造系统，并通过实际案例进行验证。
首先，我们将对市场需求进行调查和分析，确定产品种类和数量。
然后，我们将选择适合生产任务的设备和机器，并进行配置。
接下来，我们将设计系统的自动化控制和监控系统，以实现生产线的自动化调度和故障诊断。
最后，我们将对系统进行测试和评估，验证其在生产效率和产品质量方面的优势。
预计本论文将包含以下几个部分：引言、文献综述、柔性制造系统的基本原理和特点、设计方法和过程、实施方案和实验结果、总结和展望等。
通过对柔性制造系统的设计和验证，我们希望能够提高生产效率和产品质量，为现代制造业的发展做出贡献。
总之，柔性制造系统是现代制造业的重要组成部分，具有高度的自动化和灵活性。
柔性制造系统中的自动化装配线设计与实现柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）是一种集成了各种先进技术的先进生产模式，旨在提高生产效率、降低生产成本并提高产品质量。
自动化装配线是柔性制造系统的重要组成部分，其设计与实现对于系统的运作效率和准确性至关重要。
本文将讨论柔性制造系统中自动化装配线的设计原则以及实现方法。
一、自动化装配线的设计原则1. 系统集成性：自动化装配线需要将多个工作站、机器人和传送设备等多种设备进行集成，以确保顺畅的物料流动和高效的生产过程。
因此，在设计装配线时，需要考虑设备之间的互联性和通信能力，以便实现信息的共享和协同作业。
2. 灵活性：柔性制造系统的核心理念就是灵活性，因此装配线的设计应该具备一定的灵活性，以应对不同产品的生产需求。
例如，可以设计可调节的工作站、模块化的设备和灵活的传送系统，以适应不同产品的装配要求。
3. 高度自动化：自动化是柔性制造系统的关键特征之一，自动化装配线在设计上应追求高度自动化。
这包括使用自动化设备和机器人进行装配操作，以及配备自动化控制系统，实现装配过程的自动化控制和监控。
4. 可扩展性：柔性制造系统通常需要根据市场需求进行扩展或调整，因此装配线的设计应具备一定的可扩展性。
可扩展性包括设备、工作站和传送系统的可扩展性，以及控制系统的可编程性，以便根据需要进行快速调整和改变。
二、自动化装配线的实现方法1. 设备选择：在设计自动化装配线时，需要根据产品的特性和装配需求选择合适的设备。
可以考虑使用工业机器人、自动装配设备和传送带等设备，并确保它们具备高度自动化和可编程的特点。
2. 传送系统：自动化装配线需要一个高效可靠的传送系统，以确保物料的顺畅流动。
可以选择采用传送带、输送机或悬挂链等传送系统，根据装配过程的特点和产品的需求进行选择。
3. 自动化控制系统：自动化控制系统是自动化装配线的核心部分，负责对整个装配过程进行控制和监控。
大连民族学院本科毕业设计（论文）齿轮油泵柔性制造生产线设计（总体设计、泵盖装配系统设计）学院（系）：机电信息工程学院专业：机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要实现装配工艺的自动化是提高产品质量、降低工人劳动强度、降低成本的决定性因素。
本课题旨在设计开发一套齿轮油泵柔性装配生产线，提高齿轮油泵装配的自动化水平，本设计主要完成其中的泵盖装配系统的设计。
第一章概述本次毕业设计的题目为小型模具柔性制造系统——立体仓库及巷式起重机的设计。
立体仓库及巷式起重机是这个小型模具柔性制造系统的一部分，首先要了解柔性制造系统，理解它的工作原理，进而详细研究巷式起重机的结构，组成，工作原理。
1.1柔性制造系统以及起重机1.1.1柔性制造系统简介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。
陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计（或毕业论文）题目：柔性制造系统中装配单元的设计系（部）机电工程系机电一体化技术学生姓名***班级学号*****指导教师***2012 年 4 月 2 日毕业设计任务书机电工程系机电一体化技术专业学生姓名 *** 学号 *****一、毕业设计题目：柔性制造系统中装配单元的设计二、毕业设计时间 2012 年4月2日三、毕业设计地点：陕西航空职业技术学院指导教师 *** 2012 年 4 月 2 日目录第一章装配单元简介 (1)1.1装配单元概述 (1)1.2装配单元的结构组成 (2)第二章装配单元的设计与选用 (6)2.1机械手腕部的结构设计 (6)2.2PLC的选用 (8)2.2.1可编程序控制器的选型与工作过程 (8)2.3PLC程序的实现 (11)2.4可编程序控制器的连接 (13)2.5可编程序控制器的工作过程 (14)2.6可编程序控制器的使用步骤 (14)2.7可编程序控制器的输入输出保护 (15)第三章装配单元的系统控制设计 (17)3.0装配单元机械手装置控制系统的设计方案 (17)3.0.1机械手的运动 (17)3.0.2机械手的驱动方案设计 (17)3.0.3 机械手的坐标型式与自由度 (17)3.0.4 机械手的控制方案设计 (18)3.0.5 机械手的技术参数列表 (19)3.1机械手可编程序控制器控制方案 (20)3.2可编程控制器的抗干扰措施 (23)3.3PLC应注意的问题与解决方法 (25)3.3.1工作环境 (25)3.3.2安装与布线 (25)3.3.3外部安全 (26)第四章电、气路的设计与调试 (27)4.1装配单元的气路设计与连接 (27)4.2装配单元的电路设计与接线 (29)4.3装配单元的程序编制与系统调试 (30)结论 (31)致谢 (32)参考资料 (33)第一章装配单元简介1.1 装配单元概述装配单元是将生产线中分散的两个物料进行装配的过程。
主要是通过对自身物料仓库的物料按按生产需要进行分配，并使用机械手将其插入来自加工单元的物料中心孔的过程。
装配单元总装实物图如下。
竖直料仓中的物料在重力作用下自动下落，通过两直线气缸的共同作用，分别对底层相邻两物料加紧与松开，完成对连续下落的物料的分配，被分配的物料按指定的路径落入由气动摆台构成的物料位置转换装置，由摆台完成180度位置变换后，由前后移动气缸，上下移动气缸，气动手指所组成的机械手夹持后位移，并插入以定位的半成品工作中。
1.2 装配单元的结构组成由于装配单元不仅要完成对分散的物料的装配过程，而且配有自身的物料仓库，因此它的结构组成包括：简易物料仓库，物料分配机构气动系统与其阀组，信号采集与其自动控制系统，以与用于电器连接的端子排组件，整条生产线状态指示灯和用于其他机构安装的铝型材支架与底板，传感安装支架等其他附件。
简易物料仓库简易物料仓库是由塑料圆棒加工而成，它直接插装在物料分配机构的底座连接孔中，并在顶端放置加强金属环，用以防止空心塑料圆柱的破坏。
物料竖直放入料仓的空心圆柱内，由于二者之间有一定的间隙，使其能在重力作用下自由下落。
为了能对料仓缺料时与时报警，在料仓的外部安装漫反射光电传感器，并在料仓塑料圆柱上纵向铣槽，以使光电传感器的红外光斑能可靠照射到被检测的物料上。
如下图：简易物料仓库中的物料外型一致，颜色分为黑色和白色。
2.物料分配机构它的动作过程是由上下安装水平动作的两直线气缸在PLC的控制下完成的。
当供气压力达到规定气压后，打开气路阀门，此时分配机构底部气缸在单电控电磁阀的作用下，恢复到初始状态-----该气缸活塞杆伸出，因重力下落的物料被阻挡，系统上电并正常运行后，当位置变换机构料盘旁的光电传感器检测到位置变换机构需要物料时，物料分配机构中的上部气缸在电磁阀的作用下活塞杆伸出，将与之对应的物料夹紧，使其不能下落，底部气缸活塞杆缩回，物料掉入位置变换机构的料盘中，底部气缸复位伸出，上部的气缸缩回，物料连续下落，为下一次分料做好准备。
在两直线气缸上均装有检测活塞杆伸出与缩回到位的磁性开官，用于动作到位检测，当系统正常工作并检测到活塞磁钢的时候，磁性开关的红色指示灯点亮，并将检测到的信号传送给控制系统的PLC。
物料分配机构的底部装有用于检测有无物料的光电传感器，使控制过程更准确可靠。
3. 物料位置变换机构该机构由气动摆台和料盘构成，气动摆台驱动料盘旋转180度，并将摆动到位信号通过磁性开关传给PLC，在PLC的控制下，实现有序，往复循环动作。
见下图：4. 机械手机械手是整个装配单元的核心，变换机构有物料的信号传送至PLC，在半成品工件定位机构传感器检测到该机构有工件的情况下，机械手从初始状态执行装配操作过程。
整体外型如图所示：PLC驱动与竖直气缸相连的电磁换向阀动作，由竖直移动带导杆气缸驱动气动手指向下移动，磁性开关检测到下移到位后，气动手指驱动手爪夹紧物料，并将加紧信号通过磁性开关传送给PLC，在PLC控制下，竖直移动气缸复位，被夹紧的物料随气动手指一并提起，离开位置变换机构的料盘，提升到最高位后，水平移动气缸在与之对应的换向阀的驱动下，活塞杆伸出，移动到气缸前端位置后，竖直移动气缸再次被驱动下移，移动到最下端位置，气动手指松开，经短暂延时，竖直移动气缸和水平移动气缸缩回，机械手恢复初始状态。
在整个机械手动作过程中，除了气动手指松开到位无传感器检测外，其余动作的到位信号检测均采用与气缸配套的磁性开关，将采集到的信号输入PLC，由PLC输出信号驱动电磁阀换向，使由气缸与手指组成的机械手按程序自动运行。
5.半成品工件的定位机构输送单元送来的半成品工件直接放置在该机构的料斗定位孔中，由定位孔与工件之间的较小的间隙配合实现定位，从而完成准确的装配动作和定位精度。
如图所示。
6.电磁阀组就是将多个阀集中在一起组成的一组阀，每一个阀的功能是彼此独立的。
装配单元的阀组6个二位五通单电控电磁换向阀组成，如下图所示。
这些阀分别对物料分配，位置变换和装配动作气路进行控制，以改变各自的动作状态。
第二章装配单元的设计与选用随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如：1.机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
2.在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。
3.可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
4.可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品与有害物的搬运等。
5.宇宙与海2.1 机械手腕部的结构设计机器人的手臂运动（包括腰座的回转运动），给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动位置，而安装在机器人手臂末端的手腕，则给出了机器人末端执行器在其工作空间中的运动姿态。
机器人手腕是机器人操作机的最末端，它与机器人手臂配合运动，实现安装在手腕上的末端执行器的空间运动轨迹与运动姿态，完成所需要的作业动作。
1.机器人手腕的自由度数，应根据作业需要来设计。
机器人手腕自由度数目愈多，各关节的运动角度愈大，则机器人腕部的灵活性愈高，机器人对对作业的适应能力也愈强。
但是，自由度的增加，也必然会使腕部结构更复杂，机器人的控制更困难，成本也会增加。
因此，手腕的自由度数，应根据实际作业要求来确定。
在满足作业要求的前提下，应使自由度数尽可能的少。
一般的机器人手腕的自由度数为2至3个，有的需要更多的自由度，而有的机器人手腕不需要自由度，仅凭受臂和腰部的运动就能实现作业要求的任务。
因此，要具体问题具体分析，考虑机器人的多种布局，运动方案，选择满足要求的最简单的方案。
2.机器人腕部安装在机器人手臂的末端，在设计机器人手腕时，应力求减少其重量和体积，结构力求紧凑。
为了减轻机器人腕部的重量，腕部机构的驱动器采用分离传动。
腕部驱动器一般安装在手臂上，而不采用直接驱动，并选用高强度的铝合金制造。
3.机器人手腕要与末端执行器相联，因此，要有标准的联接法兰，结构上要便于装卸末端执行器。
4.机器人的手腕机构要有足够的强度和刚度，以保证力与运动的传递。
5.要设有可靠的传动间隙调整机构，以减小空回间隙，提高传动精度。
6.手腕各关节轴转动要有限位开关，并设置硬限位，以防止超限造成机械损坏。
通过对数控机床上下料作业的具体分析，考虑数控机床加工的具体形式与对机械手上下料作业时的具体要求，在满足系统工艺要求的前提下提高安全和可靠性，为使机械手的结构尽量简单，降低控制的难度，本设计手腕不增加自由度，实践证明这是完全能满足作业要求的，3个自由度来实现机床的上下料完全足够。
具体的手腕（手臂手爪联结梁）结构见图2-1。
水平液压缸支承板手臂手爪联结梁执行手爪图2-1手爪联结结构图2-2 机械手控制图1．在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测洋的开发。
2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。
当光电开关检测到物品后，传送带A停。
3．传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。
4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。
5．按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。
6.机械手的上升／下降和左移／右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。
7.抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。
8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。
9.抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。
放松动作为时间控制（设为2s）。
2.2PLC的选用2.2.1可编程序控制器的选型与工作过程一、可编程序控制器的选型PLC选型的基本原则是在满足基本控制功能和容量的前提下，尽量保证工作可靠、维护使用方便以与最佳的性价比。
1、对于工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，选用整体式结构PLC；2、PLC一般是根据其输入输出点数与存储器容量的大小分类，在PLC选型之前首先确定系统I/O点数利存储器容量。
3、PLC一般可以通过三种方式进行编程。
一种是厂家提供的普通手持式编程器编程，一般只能用于厂家规定的语句表中的语句进行编程；另一种是在普通计算机上运行专用的编程软件来编程，支持的编程语言多编程操作非常方便；第三种是厂家专用图形编程器编程，这类编程器采用梯形图编程，方便直观，我们此次设计就是采用梯形图编程。
