造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制_圖文

1、聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在本學(xué)位論文中，除了加以標注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻均已在論文中作了明確的說明。研究生簽名：伴年月日，學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容。對于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名：年月日工程碩士論文造幣生產(chǎn)自嗣摘要，原造幣各生產(chǎn)工序之間采用的人

2、工運輸、人工上料等落后的生產(chǎn)方式，嚴重影響生產(chǎn)效率，操作人員勞動強度大，并且具有生產(chǎn)中的安全隱患。為了解決上述問題，提高生產(chǎn)效率，開發(fā)研制了造幣自動化物流系統(tǒng)。本論文主要闡述根據(jù)實際造幣各個廠房平面布置、各個生產(chǎn)工序設(shè)備的分布情況、各生產(chǎn)工序的生產(chǎn)節(jié)拍來設(shè)計并實現(xiàn)了整個造幣自動化物流系統(tǒng)，分為以下幾個。重點。首先根據(jù)各個相對獨立的控制部分的分布特點與實現(xiàn)功能，選用公司的現(xiàn)場總線來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，并設(shè)計成為一級與二級網(wǎng)絡(luò)。其次，以的￥與￥系列的作為各個部分的控制核心，實現(xiàn)加料車為各料倉站位手動、自動加料以及加料順序的程序調(diào)度；印花提升機與坯餅提升機的手動與自動提升及送料平臺的水平運送控制

3、；加料過程中小車行駛的速度控制。第三，采用小車來實現(xiàn)同層的各個工房之間及距離較遠的各個生產(chǎn)工序之間的產(chǎn)品運輸。最后闡述物流監(jiān)控管理系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能和在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中所解決的各項技術(shù)難題。造幣自動化物流系統(tǒng)的實施，已經(jīng)實現(xiàn)了伍角品坯餅入庫至印花后產(chǎn)品包裝結(jié)束和壹龜品光飾后至印花后產(chǎn)品包裝結(jié)束的全自動生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；光通訊；工程碩士論文，、：，工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制目錄摘要。緒論。弓言研究目的與意義選題背景相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況國外自動化物流技術(shù)發(fā)展情況國內(nèi)自動化物流技術(shù)發(fā)展情況小車的國內(nèi)外發(fā)展情況國外發(fā)展歷史國內(nèi)發(fā)展歷史小車的引導(dǎo)方式。作者所做主要工作。論文內(nèi)容安排需

4、求分析與整體設(shè)計伍角品與壹角品生產(chǎn)工藝流程伍角品生產(chǎn)工藝流程壹角品生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)現(xiàn)場整體設(shè)計印花車間生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計印花車間垂直提升機設(shè)計印花機自動加料小車設(shè)計。印花機后長距離傳輸皮帶與花餅暫存大料倉設(shè)計花餅運輸車的設(shè)計坯餅車間生產(chǎn)現(xiàn)場及印花二層小車運輸設(shè)計本章小結(jié)現(xiàn)場總線設(shè)計與實施現(xiàn)場總線特點一層、二層現(xiàn)場總線設(shè)計一層現(xiàn)場總線設(shè)計及各部分功能目錄工程碩二論文二層現(xiàn)場總線設(shè)計。印花部分二級現(xiàn)場總線設(shè)計包卷部分二級現(xiàn)場總線設(shè)計現(xiàn)場總線模塊的選型光通訊在加料小車車載現(xiàn)場總線中的應(yīng)用本章小結(jié)控制系統(tǒng)程序設(shè)計與實現(xiàn)。系統(tǒng)中各選型及主要控制功能一加料小車運行控制在程序中實現(xiàn)小車作業(yè)隊列排序與調(diào)度小車完成單

5、次加料過程在程序中的實現(xiàn)小車速度控制在程序中的實現(xiàn)本章小結(jié)。小車運行設(shè)計小車組成及定位原理小車組成小車的定位原理小車工作平面布置小車工藝流程空箱出庫光飾后坯餅入庫驗面坯餅出庫驗面成品入庫驗面成品出庫印花坯餅入庫印花坯餅出庫印花空箱輸送空箱入庫系統(tǒng)控制部分的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成本章小結(jié)物流管理系統(tǒng)調(diào)度的實現(xiàn)物流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成提升機作業(yè)調(diào)度的實現(xiàn)工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制送貨任務(wù)的執(zhí)行過程。送回空貨箱任務(wù)執(zhí)行過程調(diào)試過程中遇到的主要技術(shù)難題及解決方案小車行駛自診斷功能的建立和安全保護措施料倉料位檢測裝置的改進與程序中加料判斷條件的優(yōu)化現(xiàn)場總線傳輸距離問題本章小結(jié)總結(jié)與展望總結(jié)

6、。展望。致謝參考文獻 工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制緒論引言隨著科技的不斷發(fā)展，各種類型的自動化物流生產(chǎn)線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、電子、汽車、冶金、煙草等各個行業(yè)，并且隨著技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、智能機器人、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進步，各類型的物流生產(chǎn)線也正向著高技術(shù)含量、高精度、高智能化的方向發(fā)展。南京造幣有限公司是直屬于中國人民銀行下屬的中國印鈔造幣總公司，公司建立至今已經(jīng)有二十余年的歷史，主要生產(chǎn)產(chǎn)品包括伍角品與壹角品流通硬幣、增值稅發(fā)票，同時還負責整個印鈔造幣系統(tǒng)所使用設(shè)備的研發(fā)與制造。近幾年隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)也通過實施各種技術(shù)改造項目來提高造幣產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。在造幣生產(chǎn)自動化物流

7、系統(tǒng)項目實施前，造幣生產(chǎn)各工序間仍然采用人工運輸產(chǎn)品的方式，為了解決這種落后的生產(chǎn)狀況、提高生產(chǎn)效率與勞動安全性，南幣公司自年起先后實施了伍角品從驗面至印花、印花至包裝生產(chǎn)線和壹角品從坯餅至驗面、驗面至印花、印花至包裝生產(chǎn)線的自動化物流系統(tǒng)，實現(xiàn)了伍角品在入坯餅庫后和壹角品光飾工序后的全自動生產(chǎn)。造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)選用的和￥系列作為控制核心，以型觸摸屏作為人機界面，并通過現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)各設(shè)備之間的通訊，同時采用多臺德國永恒利（）小車為各生產(chǎn)工序之間的水平運輸載體。在中央控制室內(nèi)的上位機中采用軟件實現(xiàn)整個物流系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度和全程實時監(jiān)控，采用系統(tǒng)實現(xiàn)所有小車的調(diào)度與監(jiān)控。研究目的與意義在造

8、幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)研制之前，南幣公司整個造幣伍角品與壹角品的各生產(chǎn)工序之間的產(chǎn)品運輸完全靠操作人員利用液壓堆垛車來運輸，包卷機加料、驗面機。加料、印花機加料均靠操作人員手動上料，原有作業(yè)方式入圖所示：緒論工程碩士論文人工稱重印花機印花人工堆剁車成品入庫人工堆剁車驗面前入庫人工堆剁車驗面機檢測人工手劃貨梯上樓壘蘭蘭型圭驗面后入庫人工堆剁車包卷機處人工舀包卷機圖改造前生產(chǎn)方式流程圖這種生產(chǎn)方式不僅浪費大量的勞動力，勞動效率極低，而且由于每只裝滿貨的貨箱均重達約公斤，在人工運輸與高位加料過程中還存在安全隱患。為了改變這種落后的生產(chǎn)方式，南幣公司開始研制造幣自動化物流系統(tǒng)，通過幾年的方案制定、選型、

9、設(shè)計、制造、安裝調(diào)試，目前已經(jīng)實現(xiàn)造幣伍角品與壹角品的全自動物流生產(chǎn)線。選題背景南京造幣有限公司的造幣自動化物流系統(tǒng)是南幣公司“十一五期間最重要的技術(shù)改造項目之一，整個項目分為四個階段完成，主要包括：一期工程完成產(chǎn)品從印花機出料到中間儲存大料倉，料倉通過加料小車運送至包卷機暫存料倉，再通過振蕩器為包卷機加料。二期工程實現(xiàn)從一樓庫房將伍角品坯餅貨箱從一樓提升到三樓水平輸送平臺，再通過水平輸送輥輸送到加料小車，小車為各個印花機料倉加料；同時將伍角品貨箱從二樓地面提升樓水平輸送平臺，通過水平輸送輥輸送到加料小車，小車為各個印花機料倉加料過程。三期工程實現(xiàn)從一樓庫房將伍角品坯餅貨箱從一樓提升到四樓水平

10、輸送平臺，再通過水平輸送輥輸送到加料小車，小車為各個印花機料倉加料；同時實現(xiàn)將伍角品貨箱從坯餅車間一樓提升到印花車間二樓的過程。四期工程主要實現(xiàn)系統(tǒng)功能，完成坯餅車間采用小車將光飾后的產(chǎn)品貨箱進行稱重并送入臨時庫房，再通過將臨時庫房的產(chǎn)品送至驗面機驗面，驗面后再次入重力式貨架庫，最后利用小車將產(chǎn)品運送至坯餅車間到印花車間的垂直提工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制升機處；同時，在印花車間二樓，利用小車將坯餅車間送來的貨箱運送至印花車間垂直提升機處。相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況自動化物流系統(tǒng)已經(jīng)在各個行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)企業(yè)物流系統(tǒng)中，生產(chǎn)物流與企業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密。企業(yè)生產(chǎn)物流是企業(yè)在生產(chǎn)

11、工藝中的物流活動。這種物流活動是與整個生產(chǎn)工藝過程結(jié)伴而生的，實際上已構(gòu)成了生產(chǎn)工藝過程的一部分。企業(yè)生產(chǎn)過程的物流大體為：原料、零部件、燃料等輔助材料從企業(yè)倉庫或企業(yè)“門口開始，進入到生產(chǎn)線的開始端，再進一步隨生產(chǎn)加工過程的各環(huán)節(jié)流動，在這一過程中本身被加工，同時產(chǎn)生一些廢料、余料，直到生產(chǎn)加工終結(jié)，再回到產(chǎn)成品倉庫，終結(jié)了企業(yè)生產(chǎn)物流過程心。只有合理組織生產(chǎn)物流過程，才可能使生產(chǎn)過程處于最佳的狀態(tài)。而物料輸送是生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的核心，整個生產(chǎn)物流系統(tǒng)包含了各種形式的輸送，半成品存放，及其過程中的管理?？梢哉f，生產(chǎn)物流的基本內(nèi)容就是物料輸送，物料輸送的自動化程度決定了生產(chǎn)物流的現(xiàn)代化程度，同時

12、直接影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率。相比與傳統(tǒng)的生產(chǎn)物流，要實現(xiàn)現(xiàn)代生產(chǎn)物流就必須首先實現(xiàn)物料輸送的自動化，其中還包括現(xiàn)代化管理技術(shù)、管理方法在物料輸送過程中的應(yīng)用。其基本特征有：物料輸送合理化、管理系統(tǒng)化、倉儲自動化、裝運設(shè)備自動化、信息網(wǎng)絡(luò)化口。隨著自動化程度的提高，信息量的加大，傳統(tǒng)的僅人工輸送和管理的方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化物料輸送的要求?，F(xiàn)代物料輸送也不僅是簡單物理上的貨物運輸，而是多領(lǐng)域技術(shù)在物料輸送的集成。以計算機技術(shù)為核心的物料輸送的管理方式，才能滿足現(xiàn)代自動輸送的需求。與傳統(tǒng)物料輸送相比，現(xiàn)代化的物料輸送包含了廣泛的內(nèi)容，它是涵蓋自動化輸送系統(tǒng)、過程監(jiān)控系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等多個方面聆

13、。現(xiàn)代物料輸送的優(yōu)勢在于：有利于縮短生產(chǎn)周期：有利于保證產(chǎn)品信息的連續(xù)性；有利于提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)中物料輸送效率；有利于減少工人的勞動強度等。第一，通過使用大量的輸送設(shè)備、控制設(shè)備，實現(xiàn)企業(yè)物料輸送自動化，極大地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少內(nèi)部的運輸環(huán)節(jié)，降低搬運過程中產(chǎn)生的成本，同時可以動態(tài)分配生產(chǎn)資源，避免造成資源分配不合理所造成的生產(chǎn)不平衡。第二，它是多種自動化輸送方式的集成，由計算機管理系統(tǒng)管理，把傳統(tǒng)輸送方式下相互獨立的車間按照生產(chǎn)的工藝流程合理地組織起來，使產(chǎn)品的信息從原料加工開始到最終出廠都可以全程記錄。徹底改變各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)的獨立性，使生產(chǎn)更具有目的性。既易于管理、調(diào)度，又保證了產(chǎn)品的質(zhì)

14、量。第三，完成物料輸送自動化、信息化改造后，生產(chǎn)管理部門可以直觀地了解緒論工程碩士論文生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整生產(chǎn)策略。為企業(yè)決策提供參考，使企業(yè)的生產(chǎn)計劃更加符合生產(chǎn)的實際情況哺。國外自動化物流技術(shù)發(fā)展情況早在二十世紀六、七十年代，物料管理在歐洲發(fā)達國家就受到高度重視，特別是近年來隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，有力地推進了物料管理系統(tǒng)的發(fā)展，基本上形成了自動化、信息化、智能化、規(guī)?；默F(xiàn)代物料輸送模式哺】。隨著信息化的不斷深入，國外工業(yè)企業(yè)在技術(shù)裝備和管理方式等方面已達到相當高的水平。目前已經(jīng)形成以信息技術(shù)為核心，以信息技術(shù)、運輸技術(shù)、裝卸搬運技術(shù)、自動化倉儲技術(shù)、庫存控制

15、技術(shù)、包裝技術(shù)等專業(yè)技術(shù)為支撐的現(xiàn)代化物料輸送格局。主要表現(xiàn)為：（）廣泛采用無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，衛(wèi)星定位技術(shù)（），地理信息系統(tǒng)（）和射頻標識技術(shù)（）、條形碼技術(shù)等完成信息采集；（）采用自動引導(dǎo)小車（）技術(shù)，搬運機器人（）技術(shù)、電子識別和電子跟蹤技術(shù)等實現(xiàn)自動化輸送；（）高度集成化，實現(xiàn)信息化、機械化、自動化和智能化于一體扭】。國內(nèi)自動化物流技術(shù)發(fā)展情況我國自動化物流技術(shù)起步較晚，雖然目前各個行業(yè)的許多企業(yè)都進行了相應(yīng)的物料輸送系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造，但很少有企業(yè)采用整套的現(xiàn)代化物料輸送系統(tǒng)。隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷完善，企業(yè)競爭的日益激烈，工業(yè)企業(yè)必須依靠通過不斷的提高生產(chǎn)效率、盡可能的減低生產(chǎn)成本來

16、應(yīng)對挑戰(zhàn)。加上我國工業(yè)企業(yè)對現(xiàn)代化物料輸送系統(tǒng)認識的逐步深入。目前，我國現(xiàn)代化物料輸送正迎來一個大發(fā)展的時機。在自動化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，自動化柔性生產(chǎn)線已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)的輥道式、鏈條式、皮帶式物流傳送方式。在印制行業(yè)的許多企業(yè)內(nèi)已經(jīng)成功應(yīng)用了自動化物流系統(tǒng)，其中上海造幣公司在伍角品的生產(chǎn)線改造中，采用樓層間的長距離皮帶傳送，重力式貨架、立體庫、小車等技術(shù)實現(xiàn)了將鋼坯餅運送至電鍍線進行電鍍、電鍍后產(chǎn)品運送至精整熱處理爐與光飾機、光飾后產(chǎn)品入重力式貨架的暫存庫、暫存庫產(chǎn)品再運送至驗面機進行檢測，最終產(chǎn)品再入坯餅存放庫房。小車的國內(nèi)外發(fā)展情況自動導(dǎo)引車輛（）是集光、機、電技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品。隨

17、著物流產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，其市場應(yīng)用越來越廣泛，目前集中應(yīng)用于港口、煙草、汽車零部件制造、制藥和印刷等行業(yè)羽。工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制國外發(fā)展歷史年，美國的公司研制成功一種能自動跟蹤帶電導(dǎo)線的無人駕駛車輛以用于倉庫內(nèi)貨物運輸。年，美國的公司也研制成功了用于倉庫作業(yè)的。這些早期自動引導(dǎo)車輛性能遠不能與今天的相比，但其研究開發(fā)工作是發(fā)展史上的一個里程碑圖。至年代，由于諸多因素的制約，美國在應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展遲緩。然而，西歐在這一時期卻在研究應(yīng)用方面取得了突飛猛進的發(fā)展。首先，瑞典的轎車裝配廠將的應(yīng)用范圍擴展到了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。年建立該廠時，對裝配運輸系統(tǒng)的靈活性提出了更高的要求。公司通過與

18、公司的合作，研制出一種可用于裝載轎車車體的，并由多臺組成了轎車裝配線。采用該種柔性裝配線，使裝配時間減少，質(zhì)量故障減少、成本回收時間減少、勞動力減少、礦工率減少。事實證明，該廠從采用中取得了明顯的經(jīng)濟效益。的實踐使西歐許多企業(yè)紛紛仿效，并由此推動了在西歐的迅速發(fā)展。事實上，的思想是工業(yè)生產(chǎn)組織模式的一次意義深遠的變革，是大批量生產(chǎn)線傳統(tǒng)生產(chǎn)組織形式向柔性生產(chǎn)形式轉(zhuǎn)化的開端。美國面對國際市場的激烈競爭及本國工業(yè)生產(chǎn)的萎縮，迫使其尋求更有效的制造與裝配技術(shù)。年，美國從西歐引進了應(yīng)用于貨物供應(yīng)中心的運輸。年，公司的分廠將應(yīng)用于生產(chǎn)車間的物品運輸。年，公司建立了自己的柔性裝配系統(tǒng)，從此開始了在美國的大

19、規(guī)模應(yīng)用?，F(xiàn)在，美國已成為世界上研究應(yīng)用領(lǐng)域最為發(fā)達的國家。在日本，的應(yīng)用以年美國公司產(chǎn)品打入該國市場為起點，至年，已有數(shù)十家公司生產(chǎn)銷售。在至的十年間，總計有臺投放市場。但在至的四年中則占居臺。這說明日本在年代對技術(shù)也給予了高度重視引的發(fā)展必然導(dǎo)致對其學(xué)術(shù)研究的不斷深入。年，第一屆國際學(xué)術(shù)會議在英國召開，之后每兩年舉行一次。但從至年間，則每年都舉行一次，間接反映出年代后期世界對技術(shù)需求的緊迫性。國內(nèi)發(fā)展歷史我國從二十世紀六十年代就已經(jīng)開始技術(shù)的研究，國內(nèi)最早研制出的實用型小車是七十年代北京起重運輸機械研究所研制的型自動搬運車。九十年代沈陽自動化所為沈陽金杯汽車公司總裝線上設(shè)計的九臺自動裝配系

20、統(tǒng)標志著我國國內(nèi)生產(chǎn)的系統(tǒng)已經(jīng)得到規(guī)模性的應(yīng)用盯。進入二十一世紀后，國內(nèi)小車緒論工程碩士論文技術(shù)得到快速發(fā)展，目前已經(jīng)擁有昆明船舶設(shè)備集團有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、北京機科發(fā)展科技股份有限公司、上海富陽科技發(fā)展有限公司、廣州井源機電設(shè)備有限公司等多家具有設(shè)計制造小車能力的企業(yè)。經(jīng)過多方調(diào)研與認證，南京造幣有限公司采用了北京機科發(fā)展科技股份有限公司制造的小車及控制系統(tǒng)。小車的引導(dǎo)方式小車發(fā)展至今，其引導(dǎo)方式也在不斷改進，主要包含以下幾種：電磁引導(dǎo)：在小車的工作區(qū)域的地下先預(yù)埋入導(dǎo)線，給該導(dǎo)線施加特定的交流電磁信號，小車通過車上安裝的傳感器檢測電磁信號，按照預(yù)定軌道行駛。這種引導(dǎo)

21、方式為小車最原始的引導(dǎo)方式，優(yōu)點為成本較低，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，缺點在于如需要改變小車行走路線較困難，并且不方便維修。光條紋引導(dǎo)：在工作區(qū)域的地面上繪制或鋪設(shè)特定顏色與形狀的反光條紋路線，小車上安裝有光電探頭，通過該探頭檢測地面的圖案條紋存在于偏移位置，從而實現(xiàn)自主行走。該引導(dǎo)方式優(yōu)點為實現(xiàn)起來簡單，成本較低。缺點在于不方便改變行走路線，對地面要求較高。磁帶引導(dǎo)：在工作區(qū)域的地面上鋪設(shè)磁帶，小車通過車上安裝的磁帶感應(yīng)裝置，引領(lǐng)小車行走。這種方式成本較低，便于實現(xiàn)，但同樣不方便改變小車的行走路線，并且鋪設(shè)磁帶的地面不允許有重物在上面經(jīng)常碾壓，對地面要求較高。超聲波定位：在小車的工作區(qū)域內(nèi)安裝臺

22、以上的超聲波發(fā)射裝置，小車上安裝超聲波信號接收器，通過計算小車與各個超聲波發(fā)射器之間的距離得到小車在工作區(qū)域內(nèi)的二維坐標，從而實現(xiàn)小車的定位與行走方向控制。該方式優(yōu)點在于小車在工作區(qū)域內(nèi)可以較方便修改行走路線，行走自由程度高，缺點在于整個系統(tǒng)一次性投入成本較高，數(shù)學(xué)計算較為復(fù)雜。激光定位：在小車工作區(qū)域周圍的墻上安裝反射板，在小車上安裝可旋轉(zhuǎn)式的激光發(fā)射接收裝置，通過不斷檢測激光發(fā)射接收器與各反射板之間的夾角與距離，并根據(jù)反射板的坐標來計算出小車所處的二維空間內(nèi)的位置與行走方向。激光定位與超聲波定位相似，都可以根據(jù)現(xiàn)場不斷變化的生產(chǎn)方式，很方便修改行走軌跡。但同樣需要投入較高成本，依靠復(fù)雜的數(shù)

23、學(xué)計算來確定小車行走軌跡。視覺定位：在小車上安裝有攝像頭，通過攝像頭獲取周邊或地表圖像，進行仿生圖像識辨確定自身在三維坐標系里的坐標，從而引導(dǎo)小車行走。視覺定位是工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制處于發(fā)展中的技術(shù)，目前還很少有成熟的應(yīng)用，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，視覺定位將會在未來小車的引導(dǎo)技術(shù)中起到主導(dǎo)作用卜羽。上述各引導(dǎo)方式中，電磁引導(dǎo)、光條紋引導(dǎo)、磁帶引導(dǎo)都屬于一維的定位方式；超聲波定位與激光定位屬于二維定位方式，視覺定位屬于三維定位。在南幣公司的造幣物流系統(tǒng)中，小車采用目前國際上比較領(lǐng)先的激光定位技術(shù)。作者所做主要工作（）開展項目實施前的國內(nèi)外市場調(diào)研工作（）制定整個項目的實施方

24、案（）完成選擇設(shè)備制造商的招投標工作（）與設(shè)備制造商完成整個自動化物流系統(tǒng)的聯(lián)合設(shè)計（）完成整個系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝調(diào)試（）完成物流系統(tǒng)連續(xù)運行的測試工作論文內(nèi)容安排。論文分為七個章節(jié)進行論述：（）緒論：研究了國內(nèi)外物流系統(tǒng)及小車的發(fā)展概況，介紹了選題背景，以及造幣自動化物流系統(tǒng)項目實施的意義。（）需求分析與整體設(shè)計：分別闡述壹角品和伍角品在光飾工序后的整個生產(chǎn)流程；整個物流系統(tǒng)的各設(shè)備組成部分以及相應(yīng)功能。（）現(xiàn)場總線設(shè)計與實施：根據(jù)現(xiàn)場總線的特點，建立整個系統(tǒng)的一級現(xiàn)場總線與二級現(xiàn)場總線；完成每級現(xiàn)場總線的設(shè)計，并在二級現(xiàn)場總線中引入光通訊技術(shù)。（）控制系統(tǒng)程序設(shè)計與實現(xiàn)：根據(jù)各部分控制特點，選

25、擇整個系統(tǒng)所使用的各個的類型，通過加料小車調(diào)度、小車單次加料過程和小車的速度控制的程序編輯來重點突出核心控制部分在程序中的實現(xiàn)。（）小車運行設(shè)計：首先闡述小車結(jié)構(gòu)，制定小車定位原理；再分別設(shè)計小車在各道工序間生產(chǎn)運輸?shù)墓に嚵鞒蹋蛔詈蠛喗榭刂葡到y(tǒng)組成。（）物流管理系統(tǒng)調(diào)度的實現(xiàn)：將小車的監(jiān)控與調(diào)度、提升機調(diào)度和整個物流系統(tǒng)的整體監(jiān)視集成到物流管理系統(tǒng)中；分析解決安裝調(diào)試過程中遇到的各類技術(shù)難題。（）總結(jié)與展望：總結(jié)了本研究的主要工作及成果，提出了研究的展望。需求分析與整體設(shè)計工程碩士論文，需求分析與整體設(shè)計伍角品與壹角品生產(chǎn)工藝流程。整個造幣自動化物流系統(tǒng)可分為伍角品物流部分和壹角品物流部分。伍

26、角品生產(chǎn)工藝流程在整個物流系統(tǒng)中伍角品物流部分包括將伍角品坯餅貨箱經(jīng)提升機與印花加料小車運送至印花機加料；印花后產(chǎn)品經(jīng)光電驗面機出料后，再經(jīng)過長距離水平皮帶機傳送至印花產(chǎn)品暫存料倉；料倉內(nèi)產(chǎn)品經(jīng)包卷機加料小車送至包卷機加料倉，再通過振蕩器為每臺包卷機加料。整個生產(chǎn)工藝如圖所示。圖伍角品物流生產(chǎn)工藝流程壹角品生產(chǎn)工藝流程物流系統(tǒng)中的壹角品物流部分包括將光飾后的壹角品通過小車運送至地磅進行稱重，稱重后放入坯餅車間重力式貨架；小車再將貨架上的貨箱送至驗面機，并將驗面后的產(chǎn)品進行稱重，再送入重力式貨架；小車按照先進先出的原則從重力式貨架取貨，送至坯餅車間與印花車間之間的垂直提升機；印花車間小車從垂直提

27、升機處取貨放入印花車間壹角品暫存貨架；小車再從貨架取貨放入印花樓垂直提升機；經(jīng)提升機與印花加料小車運送至印花機加料；印花后產(chǎn)品經(jīng)光電驗面機出料后，再經(jīng)過長距離水平皮帶機傳送至印花產(chǎn)品暫存料倉；料倉內(nèi)產(chǎn)品經(jīng)包卷機加料小車送至包卷機加料倉，再通過振蕩器為每臺包卷機加料。壹角品生產(chǎn)工藝流程如圖所示：工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制壹角圖壹角品物流生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)現(xiàn)場整體設(shè)計。從生產(chǎn)布局上整個物流系統(tǒng)的組成可分為印花樓物流部分和坯餅車間物流部分。由于坯餅生產(chǎn)線、驗面設(shè)備、印花生產(chǎn)線、包裝生產(chǎn)線在不同的生產(chǎn)車間，分布區(qū)域較廣，產(chǎn)品運輸路線較長，周轉(zhuǎn)頻率較高，因此在物流生產(chǎn)方式的設(shè)計中將坯餅車

28、間采用小車運輸方式。同時，由于成品生產(chǎn)線分布同一樓面上，生產(chǎn)區(qū)域較狹小，因此將采用垂直提升與加料小車、皮帶機聯(lián)合輸送方式，設(shè)計中確保輸送高效穩(wěn)定。印花車間生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計印花車間廣房共分四層：一層為伍角品庫房；二層為壹角品印花生產(chǎn)線和包裝聯(lián)動線；三層與四層均為伍角品印花生產(chǎn)線和包裝聯(lián)動線，二至四層的生產(chǎn)方式與設(shè)備擺放基本一致，如圖所示：需求分析與整體設(shè)計工程碩士論文四層空中一一再烹？萄南圈匣。四層地面閂閂一閂包卷機一斗舞蘭刊毳曩，、睡宅中花餅運輸車、。印花加科嘿一兩一、一屢地面強閂禮閂閂包卷機爿器一器，一。二層空中圈一二層地面二層閂閂閂包卷機、心嘉“貉，二一：，提升機×一寶一劃圖印花車間

29、生產(chǎn)布置立體圖印花車間垂直提升機設(shè)計如圖所示，根據(jù)各樓層生產(chǎn)方式，印花車間垂直提升機共設(shè)計了個站位。一層地面有一個站位，二層至四層每層設(shè)計有兩個站位。一樓地面站位用于將一樓庫房內(nèi)的伍角品貨箱送入垂直提升機；二層壹角品坯餅貨箱從二層地面站位通過垂直提升機運送至二層空中的印花機加料水平輸送線上，再經(jīng)過水平移載進入加貨等待區(qū)；加完貨的空箱通過垂直提升機送回二層地面站位；三層與四層工作原理相同，提升機將一樓伍角品滿貨箱運送至三層或四層空中站位的印花機加料水平輸送線上，再經(jīng)過水平移載進入加貨等待區(qū)；加完貨的空箱通過垂直提升機送回一層地面站位；送回庫房。三層與四層的地面站位用于緊急情況下從每層地面向空中臨

30、時加貨。當提升機的各個要料站位發(fā)出要料請求后，將提升機設(shè)計為先要先加原則為各個站位運送貨箱。其中壹角品貨箱只允許在二層地面與空中之間傳送，伍角品只能在一層與三、四層之間傳送，在每層空中的提升機出口處均設(shè)計了條碼掃描裝置，用于判工程碩上論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制斷出提升機的貨箱是否正確，出現(xiàn)送料錯誤時立即報警。，印花機自動加料小車設(shè)計二層至四層內(nèi)，每層均有兩條印花生產(chǎn)線與包裝聯(lián)動線，成水平分布。印花生產(chǎn)線共包含有臺印花機，分布的總長度近米。經(jīng)過每臺印花機產(chǎn)能與各種運輸方式的運輸能力計算，在設(shè)計中采用了自動加料小車方式為印花機加料，每臺印花機上安裝一個暫存料斗，料斗下部通過振蕩器為印花機

31、加料，當料斗料位過低時該站位產(chǎn)生要料信號，加料小車將坯餅運送至要料站位進行加科，加料后小車自動回到初始位置。小車自動運行設(shè)計將在第四章中做詳細介紹。印花機后長距離傳輸皮帶與花餅暫存大料倉設(shè)計由于印花生產(chǎn)線分布較長，在設(shè)計中采用長距離皮帶將印花后產(chǎn)品運送至花餅暫存大料倉。因皮帶總傳送長度近米，充分考慮皮帶機承載能力，電機扭矩，以及維修方便，將皮帶設(shè)計為段，每段米的獨立皮帶機，聯(lián)合輸送產(chǎn)品。經(jīng)過產(chǎn)能計算，將花餅暫存大料倉的存儲能力設(shè)計為噸，在包卷機或包裝機出現(xiàn)故障時，花餅暫存大料倉接貨可以保證整條印花生產(chǎn)線連續(xù)正常生產(chǎn)小時?；炦\輸車的設(shè)計花餅運輸車設(shè)計同印花機自動加料小車，是將花餅暫存大料倉內(nèi)的

32、產(chǎn)品運送給各個包卷機小暫存料倉，料倉通過振蕩器為各臺包卷機加料，當暫存料倉料位過低時該站位產(chǎn)生要料信號，花餅運輸車將產(chǎn)品運送至要料站位進行加料，加料完成后小車運行回初始站位等待下一個要料請求。坯餅車間生產(chǎn)現(xiàn)場及印花二層小車運輸設(shè)計坯餅車間廠房為一層結(jié)構(gòu)，占地面積較大，設(shè)備平面布置較為分散，主要包括沖床、光邊機、光飾機、驗面機。同時，根據(jù)生產(chǎn)要求，產(chǎn)品除了在各生產(chǎn)工序之間運輸外，每日生產(chǎn)的坯餅產(chǎn)品還要求入庫保存，待印花車間有生產(chǎn)請求后再發(fā)往印花生產(chǎn)。因此將坯餅車間物流部分設(shè)計成圖所示：需求分析與整體設(shè)計工程碩士論文印輯問圖坯餅車間生產(chǎn)布置立體圖根據(jù)壹角品生產(chǎn)工藝，進過光飾機后的產(chǎn)品先裝箱并運送到

33、地磅處稱重、再放入重力式貨架等待驗面：當驗面機空閑后將貨架上的產(chǎn)品運送至驗面機，并將驗面后產(chǎn)品稱重，再全部送入庫房存放，直至印花車間生產(chǎn)缺少貨箱后，再將產(chǎn)品批量從庫房送至印花車間暫存，并逐步為每臺印花機加料?？紤]到各設(shè)備之間距離較遠，并且工藝復(fù)雜，還存在多次出庫與入庫操作，因此壹角品在坯餅車間內(nèi)部的運輸及印花二層上印花樓垂直提升機前的區(qū)域運輸，設(shè)計采用小車運輸。在光飾機空箱處和印花工序前分別設(shè)計了小型暫存庫，經(jīng)過產(chǎn)量計算后，在坯餅車間內(nèi)設(shè)計了大型的重力式貨架式立體庫，用于存放每日坯餅車間生產(chǎn)的在制品。為了取消原采用的鏟車運送和產(chǎn)品經(jīng)貨梯上樓的方式，減少產(chǎn)品的運輸距離，在印花車間與坯餅車間設(shè)計了

34、一層至二層的垂直提升機（為區(qū)分印花垂直提升機稱為坯餅車間垂直提升機）。改造后的壹角品生產(chǎn)過程設(shè)計如下：當光飾機產(chǎn)品貨箱裝滿后，操作人員按下請求稱重按鈕，坯餅車間小車將貨箱運送至稱重地磅處執(zhí)行稱重步驟，稱重完成后將貨箱運送至重力式貨架擺放。當驗面機空閑提出要料請求后，坯餅車間小車將貨架上的貨箱運送至驗面機執(zhí)行驗面工序，再將完成驗面的貨箱運送至重力式貨架存放。當印花車間的占存貨架缺貨開始要料時，按照先進先出的原則，坯餅車間小車將重力式貨架上的貨箱運送至坯餅車間垂直提升機處，提升至印花車間。印花車間的小車再將貨箱運送至印花車間占存貨架上。當印花垂直提升機處的上料貨位出現(xiàn)空缺，提出要料請求后，印花車間

35、的小車再將印花車間占存貨架上的貨箱運送至提升機的上料處。從而完成壹角品到印花垂直提升機前的所有物流步驟。工程碩論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制本章小結(jié)本章首先分析現(xiàn)有生產(chǎn)線的水平布局與垂直分布，根據(jù)壹角品與伍角品的不同生產(chǎn)工藝流程、各設(shè)備特點和距離差異，分別確定各生產(chǎn)工序間物流運輸?shù)募毣桨?，制定了不同樓層間輸送采用垂直提升機、印花機與包卷機采用加料小車、立體庫與各設(shè)備之間長距離輸送采用小車的整體設(shè)計方案?，F(xiàn)場總線設(shè)計與實施工程碩士論文現(xiàn)場總線設(shè)計與實施在物流系統(tǒng)中，垂直提升機、印花加料小車、包卷機加料小車、皮帶機、各個振蕩器、條碼掃描器等各個設(shè)備的運行都是由控制，同時在各層生產(chǎn)的不同區(qū)域

36、分別裝有多臺觸摸屏來實現(xiàn)各部分設(shè)備的現(xiàn)場操作和運行狀態(tài)監(jiān)控。根據(jù)各設(shè)備所在位置不同與所實現(xiàn)的功能不同，可以分為北線垂直提升機控制系統(tǒng)、南線垂直提升機控制系統(tǒng)；二到四層的每一層北線印花部分控制系統(tǒng)、北線包卷部分控制系統(tǒng)、南線印花部分控制系統(tǒng)、南線包卷部分控制系統(tǒng)、坯餅車間垂直提升機控制系統(tǒng)、主控制室上位機控制系統(tǒng)。各部分設(shè)備除了獨立控制功能外，相互之間仍有許多運行上的關(guān)聯(lián)，同時因為整個物流系統(tǒng)的主控制室內(nèi)的上位機要求能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行，因此系統(tǒng)在設(shè)計中采用了現(xiàn)場總線技術(shù)?，F(xiàn)場總線特點由于各部分設(shè)備均采用公司的￥與系列的作為控制核心，并采用的作為人機界面，因此在現(xiàn)場總線的設(shè)計中采用的的現(xiàn)場總線

37、。這種現(xiàn)場總線主要有以下特點：協(xié)議是為了滿足自動化工廠中分散的和現(xiàn)場設(shè)備之間所需的高速數(shù)據(jù)通訊的需求設(shè)計的，為分布式主從系統(tǒng)，主站與從站之間的通訊基于主一從原理，即主站向從站發(fā)出請求，按照站號順序輪回從站。同時到總線不僅可掛分散、智能電氣設(shè)備，而且能掛從站型，可將整個物流系統(tǒng)劃分成多個獨立的組成部分，為物流系統(tǒng)的配置帶來了更大的靈活性?，F(xiàn)場總線有以下幾個主要特點：）流體型的結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖傩裕罡邆鬏斔俾士蛇_，單獨一個網(wǎng)絡(luò)最多可帶個站點，如果加上網(wǎng)絡(luò)中繼最多可以帶個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，考慮我廠物流系統(tǒng)線纜較長及周圍用電設(shè)備干擾，采用的通訊速率；）總線現(xiàn)場使用基于標準的物理層，它是一個兩線差分系統(tǒng)

38、，具有極強的抗電磁干擾的特性，因此非常適用于工業(yè)現(xiàn)場；）由于基于（）參考模型，因此其開放性好，可連接不同廠家制造的、帶相應(yīng)總線接口的現(xiàn)場級設(shè)備。通過總線可將控制延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場，可進一步提高控制系統(tǒng)的實時性和可靠性；工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制一層、二層現(xiàn)場總線設(shè)計由于整個物流系統(tǒng)的、觸摸屏、工控機、掃描器的網(wǎng)絡(luò)站點較多，大量數(shù)據(jù)需要在現(xiàn)場總線上傳輸，簡單的一條現(xiàn)場總線將如此多設(shè)備聯(lián)系在一起，會嚴重影響運行總線上數(shù)據(jù)傳輸速度，造成數(shù)據(jù)堵塞、網(wǎng)絡(luò)癱瘓。因此將系統(tǒng)設(shè)計成為兩級的現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)。具體現(xiàn)場總線組成如圖：酬咆馘黼黻咝挈嘲螂刪喊眥刪腕獺訾柵幽畫甲甲甲樅田酣翰曲卣四睦晦包包纏“四

39、嘲輯刪?。撼皣栳傺t單商鼽蠛屏四黼包讎黼嘲藹兇黼崮曝四黼眺從站四黼印額魈葫耘跚緲撇豁蝴荊搟巾瞢柵圈畫甲叩甲嗍捌刪蚍瑚利時鈉曰雛喇蝴；瑚骼肌曲臻翹崮囪向嘲血戶蘭櫻印鞫嘲蠛屏置釃包讎從站三贏蒜釉蝴三黼刪暑黼印顴圈三贏象醑包線從站螢咝蝴圳嘲蝴二咝單芘期內(nèi)蕁匕條隅習(xí)畫匣圈甲目掣圈訓(xùn)啾啪瑚荊鋤畫瑙喇蝴暈揪曲罐嘲時駕畫棱霄乜包緦?。簷M印船神叫羔：閥畫豳血肉二按單翰啪蠛辱，瑚包讎瞄菇蟊觸瓣瑚鯽樅站瑚獺鰳茹繃刪回刪唧曰坯餅提升機一一飼強升吼棱甫條碼圖兩級現(xiàn)場總線分布圖以下分別介紹一級總線與二級總線的組成。一層現(xiàn)場總線設(shè)計及各部分功能由于的一條現(xiàn)場總線最多可以帶個節(jié)點，因此在一級現(xiàn)場總線的設(shè)計中包括了主控室工控

40、機、一層南北兩側(cè)的提升機、一層南北兩側(cè)現(xiàn)場總線設(shè)計與實施工程碩士論文條碼掃描器、坯餅提升機與觸摸屏、二至四層中每層的印花觸摸屏與、包卷機。共個節(jié)點，具體節(jié)點地址的定義如表：表一級現(xiàn)場總線節(jié)點地址定義節(jié)點名稱節(jié)點地址主控室工控機一樓北條碼器一樓南條碼器一樓北側(cè)提升機一樓南側(cè)提升機二樓印花北側(cè)觸摸屏二樓印花南側(cè)觸摸屏二樓印花北二樓印花南二樓北側(cè)包卷機二樓南側(cè)包卷機三樓印花北側(cè)觸摸屏三樓印花南側(cè)觸摸屏三樓印花北三樓印花南三樓北側(cè)包卷機三樓南側(cè)包卷機四樓印花北側(cè)觸摸屏四樓印花南側(cè)觸摸屏四樓印花北四樓印花南四樓北側(cè)包卷機四樓南側(cè)包卷機坯餅提升機觸摸屏坯餅提升機其中一層南北兩側(cè)的提升機控制柜內(nèi)只安裝有控制

41、每側(cè)提升機工作的型，用于實現(xiàn)提升機在一層到四層之間運行控制，手動自動工作。每層的每側(cè)印花部分的控制柜內(nèi)裝有印花控制部分￥型，可以實現(xiàn)每層地面與空中的水平貨箱輸送、印花加料小車的手動自動工作、印花機加料振蕩器的手動自動工作等功能。工程碩士論文造幣生產(chǎn)自動化物流系統(tǒng)的開發(fā)研制印花部分每側(cè)還采用觸摸屏作為印花加料系統(tǒng)的人機界面，實現(xiàn)系統(tǒng)的手動、半自動和全自動運行的切換，手動水平移載操作、提升機操作、運載小車操作、印花機加料倉的封閉開啟切換等各類操作，同時能顯示現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)、信息，并具有故障報警功能。以每側(cè)包卷機物流控制柜內(nèi)的￥作為整個包卷機物流控制部分的主站，實現(xiàn)單側(cè)小車的工作調(diào)度、皮帶傳送機的控制

42、、大料倉振蕩器控制和各包卷機包倉對包卷機的加料控制。一層南北兩側(cè)的條碼掃描器用于錄入進入提升機的貨箱號，檢測貨箱是否有錯誤。坯餅車間提升機控制柜內(nèi)安裝有￥用于控制該提升機手動自動工作，觸摸屏可以實現(xiàn)系統(tǒng)的手動自動運行的切換，手動提升下降操作等功能，同時能顯示現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)、信息，及實現(xiàn)故障報警功能。在中央控制室裝有一臺工控機，安裝有、數(shù)據(jù)庫、等相關(guān)軟件、通過與各部分控制系統(tǒng)通訊，實現(xiàn)整個物流生產(chǎn)線的調(diào)度和設(shè)備運行的監(jiān)控。二層現(xiàn)場總線設(shè)計在每層印花部分與包卷部分分別設(shè)計了二層現(xiàn)場總線。印花部分二級現(xiàn)場總線設(shè)計每側(cè)運載小車上裝有作為印花加料系統(tǒng)的控制柜內(nèi)￥的從站，通過光通訊器與主站建立現(xiàn)場總線通訊，實現(xiàn)為印花機料倉添料工作，如圖所示：條碼器印花從站印花主圖印花部分二級現(xiàn)場總線圖由于整條印花生產(chǎn)線距離較長，為了方便數(shù)據(jù)采集在每側(cè)第六臺印花機位置安裝中間控制柜，內(nèi)部安裝有主站的遠程，采集后六臺印花機輸入信號并輸出控制印花機料倉振蕩器的自動加料。分別在每側(cè)進貨箱處安裝有條碼掃描裝置，用于記錄貨箱的信息，判斷貨箱運送是否正確，實現(xiàn)壹角品和伍角品回空貨箱的有效調(diào)度與監(jiān)控?，F(xiàn)場總線設(shè)計與實施工程碩七論文印花部分二級現(xiàn)場總線節(jié)點地址如表：表印花部分二級現(xiàn)場總線節(jié)點地址定義節(jié)點名稱節(jié)點地址