中南大學(xué)制造系統(tǒng)自動化技術(shù)實驗報告精編版

1、中南大學(xué)制造系統(tǒng)自動化技術(shù)實驗報告GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-制造系統(tǒng)自動化技術(shù)學(xué)院：機電工程學(xué)院班級：機制* 姓名：張*學(xué)號：* 指導(dǎo)教師：李*時間：2018-11-12實驗一 柔性自動化制造系統(tǒng)運行實驗實驗?zāi)康耐ㄟ^操作 MES 終端軟件，實現(xiàn)對柔性制造系統(tǒng)的任務(wù)下達和控制加工，讓學(xué)生了解智能制造的特征及優(yōu)勢。通過創(chuàng)意性的實驗讓學(xué)生了解自動化系統(tǒng)總體方案的構(gòu)思。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、能量流的流動路徑。通過總體方案的構(gòu)思讓學(xué)生掌握各機械零部

2、件、傳感器、控制元器件的工作 原理及性能。通過實驗系統(tǒng)運行讓學(xué)生了解運行的可靠性、安全性是采用何種元器件來實 現(xiàn)的，促進學(xué)生進行深層次的思考和實踐。實驗內(nèi)容仔細觀察柔性自動化制造系統(tǒng)的實現(xiàn)，了解柔性自動化制造系統(tǒng)的各個模 塊，熟悉各個模塊的機械結(jié)構(gòu)。了解各種典型傳動機構(gòu)的組裝、工作原理、以及如何實現(xiàn)運動方向和速度的 改變；學(xué)習(xí)多種傳感器的工作原理、性能和使用方法；了解典型驅(qū)動裝置的工作原理、驅(qū)動方式和性能；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、組裝；實現(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。 3.實驗步驟柔性制造系統(tǒng)的總體方案設(shè)計；進行檢測單元的設(shè)計；進行控制系統(tǒng)

3、的設(shè)計；上下料機構(gòu)的組裝與檢測控制；物料傳輸機構(gòu)的組裝與實現(xiàn)；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；對機器人手動操作，實現(xiàn)對工件的抓取、傳輸。實驗報告 該柔性自動化制造系統(tǒng)由哪幾個主要的部分組成；主要由：總控室工作站、AGV 小車輸送物料機構(gòu)、安川機器人上下料工作站、法那科機器人上下料工作站、ABB 機器人組裝工作站、視覺檢測及傳送工作站、激光打標工作站、堆垛機及立體倉儲工作站。 畫出該柔性自動化制造系統(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)缺點光電傳感器是以光電效應(yīng)

4、為基礎(chǔ)，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，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；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動的物體上，當(dāng)運動物接近靜物時，開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合，由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐坊螂姍C等；限位開關(guān)具體價格低廉、使用方法簡單等優(yōu)點，但限位開關(guān)壽命相對光電傳感器較短。 該柔性自動化制造系統(tǒng)的物料傳輸方式有哪幾種？AGV 小車、安川機器人、法那科機器人、

5、ABB 機器人、輔助機械手、傳送帶、輔助輸送帶 加工中心是如何實現(xiàn)自動換刀操作的？利用計算機編程實現(xiàn)刀具的自動選擇及換刀操作 該柔性自動化制造系統(tǒng)各工位的生產(chǎn)節(jié)拍如何確定？利用公式 T=Ta/Td 計算，其中： T = Takt Time (生產(chǎn)節(jié)拍)Ta = Time Available (可用工作時間，分鐘數(shù) / 天)Td = Time Demanded or Customer demand (客戶需求，件 / 天)d or Customer demand (客戶需求，件 / 天)實驗注意事項必須遵守實驗室的各項規(guī)章制度，服從指導(dǎo)教師的安排和指揮；不得從事和本實驗無關(guān)的事情，不得擅自動用和

6、本實驗無關(guān)的實驗儀器和設(shè) 備；實驗時要注意安全，同組同學(xué)分工明確，通電和開機時互相通知，不得野蠻 操作；遇到緊急情況時應(yīng)迅速關(guān)機或斷電，并及時通知指導(dǎo)教師。實驗二各工作站模塊運行實驗實驗?zāi)康耐ㄟ^創(chuàng)意性的實驗讓學(xué)生了解自動化系統(tǒng)總體方案的構(gòu)思。通過總體方案的構(gòu)思讓學(xué)生掌握各機械零部件、傳感器、控制元器件的工作 原理及性能。通過各工作站模塊單獨運行讓學(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機構(gòu)、傳感器、控制元器件的工作原理及其性能，提高學(xué)生的動手 能力和全面素質(zhì)；通過實驗系統(tǒng)的運行讓學(xué)生了解運行的可靠性和穩(wěn)定性，在實驗中是通過何 種元器件實現(xiàn)的，促進學(xué)生進行深層次的思考和實踐；實驗內(nèi)

7、容了解各工作站模塊的工作原理，怎樣實現(xiàn)其功能？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)線運行狀 態(tài)監(jiān)控及檢測怎樣實現(xiàn)仔細觀察通訊端口及通訊協(xié)議。如選擇 AGV 小車輸送物料機構(gòu)，掌握該生產(chǎn)線中 AGV 小車的導(dǎo)航原理，AGV 小車的機械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動與減速裝置、定位裝置、安全保護裝置。如選擇機器人上下料工作站，掌握 6 自由度工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)、該生產(chǎn)線中末端執(zhí)行器的夾持原理，機器人的定位精度與速度控制，機器人的驅(qū)動裝置及 控制系統(tǒng)，及進行簡單的示教編程。如選擇機器人組裝工作站，掌握 6 自由度工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)、該生產(chǎn)線中末端執(zhí)行器的夾持原理，機器人的定位精度與速

8、度控制，機器人的驅(qū)動裝置及控 制系統(tǒng)，及進行簡單的示教編程。并且了解電磁振動供料機的工作原理及機械結(jié)構(gòu)。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。如選擇激光打標工作站，掌握條形碼或者二維碼的識別原理，以及激光打標 的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點，激光打標機的機械結(jié)構(gòu)。如選擇堆垛機及立體倉儲工作站，掌握該生產(chǎn)線中立體倉儲的貨架結(jié)構(gòu)，堆 垛機的工作原理及控制系統(tǒng)，工件入庫和出庫的自動認址功能實現(xiàn)。實驗步驟在實驗過程中重點選擇其中某一個工作站仔細觀察，或在指導(dǎo)教師的許可下進 行某工作站的單機操作。對照實驗內(nèi)容進行操作并畫

9、圖，學(xué)習(xí)各工作站的控制系統(tǒng)、典型傳動機構(gòu)、驅(qū)動裝置、傳感器等工作原理。實驗報告選擇激光打標工作站 闡 述 各 工 作 站 的 工 作 原 理 ； 1）激光打標工作原理：激光打標是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標記。打標的效應(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。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制數(shù)字信息），通過已 經(jīng)建立的數(shù)據(jù)

10、庫提取信息（即將二進制數(shù)字被翻譯成它們對應(yīng)的含義）。激光打標的應(yīng)用范圍光纖激光打標機主要用于手機制造業(yè)、微電子、汽車行業(yè)、醫(yī)療器械、鐘表 等；二氧化碳激光打標機主要用于工藝禮品、木材、服裝、賀卡、電子元器件等； 紫外激光打標機主要用于消費類電子、手機部件、LCD 屏雕刻二維碼及商標、陶瓷等。激光打標的優(yōu)缺點激光打標具有使用成本低、激光器易與機器人或多維工作臺集成、免維護使用壽命長等優(yōu)點，但激光打標機也存在打印效果不夠好，印刷塑料時可能有很多煙產(chǎn) 生等缺點。激光打標機的結(jié)構(gòu)激光打標機由激光電源、光纖激光器、振鏡掃描系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)及計算機控制 系統(tǒng)組成。 畫出各工作站的機械結(jié)構(gòu)簡圖； 畫出各工作站的檢測控制系統(tǒng)流程圖； 結(jié)合本實驗，闡述你對自動生產(chǎn)線自動控制的理解。自動生產(chǎn)線是指由自動化機器體系實現(xiàn)產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式。它是在連續(xù)流水線的進一步發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的。其特點是：加工對象在計算機控制 下，由機械手等自動地由一臺機床傳送到另一臺機床，并由機床自動地進行加工、 裝卸、檢驗等，所有的機器設(shè)備都按統(tǒng)一的節(jié)拍運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)過程是高度連續(xù)的。 提出你對該自動生產(chǎn)線的建議或改進措施。建議選用質(zhì)量更好的 AGV 小車，以便在毛坯到位時，AGV 能迅速運行而不至于停滯不前建