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

1、制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級:機(jī)制*姓名：張*學(xué)號：*指導(dǎo)教師:李*時(shí)間：2018-11-12實(shí)驗(yàn)一柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^操作ME弦端軟件，實(shí)現(xiàn)對柔性制造系統(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(1) 通過創(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。(3) 通過總體方案的構(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。(4) 通過實(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實(shí)現(xiàn)的，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)

2、行深層次的思考和實(shí)踐。1. 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)對柔性制造系統(tǒng)的控制與檢測，完成工件抓取、傳輸和加工。2. 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)行檢測單元的設(shè)計(jì)；(3) 進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；(4) 上下料機(jī)構(gòu)的組裝與檢測控制；(5)

3、物料傳輸機(jī)構(gòu)的組裝與實(shí)現(xiàn)；(6) 柔性制造系統(tǒng)各組成模塊的連接與控制；(7) 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；(8) 對機(jī)器人手動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)對工件的抓取、傳輸。3. 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、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、視覺檢測及傳送工作站、激光打標(biāo)工作站、堆垛機(jī)及立體倉儲工作站。 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)簡圖;毛坯 畫出柔性制造系統(tǒng)的檢測控制系統(tǒng)流程圖; 光電傳感器和限位開關(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)

4、，把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將非電信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后將電信號用于反饋或控制；光電傳感器具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，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)；限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，可以安裝在相對靜止的物體上或者運(yùn)動(dòng)的物體上，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合，由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐坊螂姍C(jī)等；限位開關(guān)具體價(jià)格低廉、使用方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，但限位開關(guān)壽命相對光電傳感器較短。 該柔性自動(dòng)化制造系統(tǒng)的物料傳輸方式有哪幾種？AGV、車、安川機(jī)器人、法那科機(jī)器人、ABBM

5、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=TaktTime(生產(chǎn)節(jié)拍)Ta=TimeAvailable(可用工作時(shí)間，分鐘數(shù)/天)4. Td=TimeDemandedorCustomerdemand(客戶需求，件/天)dorCustomerdemand(客戶需求，件/天)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)無關(guān)的事情，不得擅自動(dòng)用和本實(shí)驗(yàn)無關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備；(3) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要

6、注意安全，同組同學(xué)分工明確，通電和開機(jī)時(shí)互相通知，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)二各工作站模塊運(yùn)行實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 通過創(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)；2. 通過實(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；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(

7、1) 了解各工作站模塊的工作原理，怎樣實(shí)現(xiàn)其功能？(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、車輸送物料機(jī)構(gòu)，掌握該生產(chǎn)線中AGW、車的導(dǎo)航原理，AGW、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。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)行簡單的示教編程。(4) 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

8、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)。(5) 如選擇視覺檢測及傳送工作站，掌握該生產(chǎn)線中壓蓋視覺檢測的工作原理，了解檢測中所用到的一些算法，以及視覺檢測相對其他檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)。(6) 如選擇激光打標(biāo)工作站，掌握條形碼或者二維碼的識別原理，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)。(7) 如選擇堆垛機(jī)及立體倉儲工作站，掌握該生產(chǎn)線中立體倉儲的貨架結(jié)構(gòu)，堆垛機(jī)的工作原理及控制系統(tǒng)，工件入庫和出庫的自動(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)

9、操作。對照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(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。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；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)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻”出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字。1) 條形碼的識別原理：光信號(通過黑白兩色的吸光與反光性)轉(zhuǎn)化成電信號（光電效應(yīng)，光中的量子將物體中的電子“撞”出來），然后將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息（剛剛被撞出的電子形成電流通過放大裝置形成二進(jìn)制數(shù)字信息），通過

10、已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫提取信息（即將二進(jìn)制數(shù)字被翻譯成它們對應(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)器人或多維工作臺集成、免維護(hù)使用壽命長等優(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)簡圖； 畫出各工作站的檢測控制系統(tǒng)流程圖； 結(jié)合本實(shí)驗(yàn)，闡述你對自動(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：加工對象在計(jì)算機(jī)控制下，由機(jī)械手等自動(dòng)地由一臺機(jī)床傳送到另一臺機(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)過程是高度連續(xù)的。 提出你對該自動(dòng)生產(chǎn)線的建議或改進(jìn)措施。4. 建議選用質(zhì)量更好的AGV、車，以便在毛坯到位時(shí)，AGVtE迅速運(yùn)行而不至于停滯不前建議提高機(jī)器人料和