模块化生产系统中搬运分拣站设计说明书

1、前 言模块化并不是一个新的概念，早在20世纪初期其就被引入了机械制造业。人们将模块与物理产品联系到了一起，明确了模块的功能和特征。20世纪60年代以来，随着生活水平的提高和科技的发展，当今的市场已成为买方市场，随着市场的国际化，企业间的竞争也越加激烈。由于技术的飞速发展，产品的寿命周期逐渐缩短，从而导致客户的需求呈现多样化和个性化，所要定制的产品数量变少，同时还要求较短的交货期、较低的成本、较好的质量等。这些因素也促使企业不断的改变原有的生产模式，寻求更新更好的生产模式。模块化生产技术的基本方法是将产品的制造问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量制造问题，即提供给用户的是全新的、定制的个性化产品，而实际产品则主要由标准的模块组成。模块化制造的思想也来源于人们长期的生产实践。在机床制造业，德国于1930年首先提出了“模块化构造”(MOdular Construction)的设计方法。由于用这种方法设计制造的机床具有很好的经济效益，因而采用模块化构造在世界上得到迅速发展。日本通产省在1977年开始研制柔性加工单元(FMC)，明确地引进了模块化构造的概念。随着先进制造技术的发展和计

2、算机技术的广泛应用，使传统的模块化设计技术发生了深刻的变化。模块化是现代制造业发展的要求，是对传统标准化形式的发展。模块化与成组技术、柔性生产技术、计算机辅助技术等现代制造技术之间的关系是相辅相成、互相支持的，只有在生产中密切配合才能发挥最大效益。 模块化生产系统作为一种现代制造环境下的制造哲理和方法论早就引起了人们的注意。Rogers等就针对模块化生产系统(MPS)的有关问题进行了深入的研究。通过建立模块标准，建立有限的部件级的基本生产加工单元(标准模块)。把基本模块分为四类：加上单元、运动单元、 模块化刀具装卡单元以及可配置的控制系统。通过从模块目录中选取适当的模块就能建立适应范围宽的自动化、集成化的生产系统。Rogers等针对中、低档消费品的生产，如儿童玩具、厨房用具等，研究了实现模块化生产系统(MPS)的合理性。把 MPS作为产品和生产系统并行设计的一种技术，在产品设计和制造系统设计之间建立了联系，通过制造特定的产品对制造系统进行再设计。同时还提出了模块化生产系统的两个基本工作原理，分析了建立设备模块标准和面向并行工程的MPS设计支持工具的重要性。并把 MPS总体设计过程分为三

3、个阶段：产品分析、面向 MPS的产品建模和MPS综合。从模块化生产概念的形成可以看出，模块化制造是符合当今制造业发展潮流、具有广泛实践基础、可具体执行和操作的一种实用型先进制造模式和技术体系。模块化生产系统是根据特定模块化产品的制造要求设计而成的，产品的性能和质量得到了提高，生产的周期缩短，响应了市场的需求；与其相适应的生产系统易于重组，以适应产品的快速变换。而产品结构的模块化和生产系统装备的模块化恰恰正能满足这样的要求。模块化生产系统是企业和产品重组的基础，是产品及其生产系统持续更新和并行开发的最佳基础。随着中国加入WTO，中国经济进一步融入世界经济，中国在世界经济中扮演着越来越重要的角色。在这样的大背景下作为中国经济增长引擎的制造行业中蕴藏着巨大的市场机遇，但同时竞争也越来越惨烈，中国的制造业同时也会面临巨大的挑战。要想赢得未来竞争的胜利，中国的制造企业必须通过优化整个产品生命周期的业务链来缩短产品上市时间、提高产品质量、降低成本，同时还要不断通过研发创新来满足客户的变化需求。技术的飞速进步，引起产品工程越来越复杂，企业必须在不断变化的环境中应付越来越复杂的工程技术，随着客户对产品

4、个性化需求程度的增加，也导致产品定制化趋势越来越明显，企业必须创建数量庞大的产品系列来满足客户不断变化的需求。而模块化生产系统的优点是：对于新产品而言，由于标准的模块化而带来的生产系统的简化，并和自动化相结合，将显著缩短生产周期。模块化生产系统由于其建立方便、模块的适应范围广、可重构性强等特点，可以建立一个模块化制造系统的租赁市场。在这一市场中，建立一个模块化制造系统租赁公司，该公司准备了大量的各种不同的制造系统标准模块。可以向需要建立新产品制造系统(设备、生产线、装配线)的企业提供各种加工基本模块、模块化驱动单元、模块化的刀具和夹具以及可重构的控制系统。企业可以迅速在几天内建立起支持新产品生产的系统。当该产品不再生产时，该模块化制造系统可以容易地拆除，并将各模块退回给租赁公司。由于模块化生产系统的设计是高度自动化的，硬件是模块的，能很快地设计和重构低成本的生产系统。因此，将企业产品平台化、模块化的管理创新成果与信息系统的建设结合起来将大大的提高企业的竞争力。这次设计的主要任务是对模块化搬运分拣站的控制部分进行设计，主要包括：模块化搬运分拣站的可编程控制器（PLC）程序设计；组态程序设

5、计；说明工作原理并编写设计说明书；利用实体模型完成组态程序和可编程控制器（PLC）程序的运行调试工作。说明书介绍了基于模块化的搬运分拣站的工作原理、PLC程序设计与控制、以及组态程序的设计等内容，重点是关于模块化搬运分拣站的PLC控制程序的设计和组态实时监控程序（动画）的设计，并在实体模型上完成调试运行。目 录摘 要ABSTRACT第1章 绪 论11.1 概述11.2 特点21.2.1 模块化的具体特点21.2.2 模块化结构的优点31.3 组成51.4 构建模块化生产系统51.4.1 模块化生产系统构建前的准备61.4.2 模块化生产系统构建的条件6第2章 模块化搬运分拣站82.1 概述82.2 搬运分拣站结构与功能82.3 搬运分拣站气动控制设计9第3章 可编程序控制器（PLC）123.1 可编程控制器概述123.1.1 PLC的由来和定义123.1.2 PLC的发展概况和发展趋势133.1.3 PLC的主要功能和特点163.1.4 PLC的分类183.2 PLC的基本组成和工作原理203.2.1 PLC的基本组成和各部分的作用203.2.2 PLC的工作原理223.3 PLC程序

6、设计243.3.1 工件与设备选择243.3.2 PLC编程25第4章 组态编程304.1 组态概述304.1.1 组态的定义304.1.2 组态软件304.2亚控组态王简介364.3 组态程序编写404.3.1 组态程序404.3.2 组态变量设置404.3.3 组态王联机运行动画截图41第5章 结论与展望455.1 结论455.2 展望45致 谢46参考文献47附 录482009届机械电子工程专业毕业设计（论文）摘 要模块化并不是一个新的概念，早在20世纪初期其就被引入了机械制造业。人们将模块与物理产品联系到了一起，明确了模块的功能和特征。模块化生产技术的基本方法是将产品的制造问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量制造问题，即提供给用户的是全新的、定制的个性化产品，而实际产品则主要由标准的模块组成。模块化生产系统由于其建立方便、模块的适应范围广、可重构性强等特点，在国内外得到了广泛的运用。模块化搬运分拣站是模块化生产系统（MPS）的一部分。它既可以作为一个独立的部分单独使用，同时也可以与供料站、检测站、加工站、安装站、存储站等组合成一个整体的自动化生产系统。本文介绍基于模

7、块化的搬运分拣站的工作原理、PLC程序设计与控制、以及组态程序的设计等内容，重点是关于模块化搬运分拣站的PLC控制程序的设计以及与组态程序的配合调试。关键词：模块化，可编程控制器，组态ABSTRACTModular is not a new concept, as early as the beginning of the 20th century was the introduction of the mechanical manufacturing industry. People with physical products will be linked modules together, defined the functions and characteristics of modules. Modular production technology is the basic method of manufacture of the product through the process of restructuring and reorganization of produ

8、ct into or part of the problem into volume manufacturing, which is available to users new, personalized custom product, but the actual products mainly by the standard module. Modular production system to establish because of its convenience, modules to adapt to a wide range of strong, such as reconfigurable characteristics, both at home and abroad has been widely used.Sorting handling modular station is modular production system (MPS) as part of. It can be used as part of an independent used alo

9、ne, but also can feed station, detection stations, processing stations, the installation of stations, storage stations combined into an overall automated production systems. This article describes the removal based on the modular principle of sorting stations, PLC programming and control, as well as the configuration of the design process and so on, with a focus on handling the sorting station modular PLC control procedures, as well as the design and configuration process with debugging.Keywords:Modular, Programmable controller, The configuration2009届机械电子工程专业毕业设计（论文）第1章 绪 论1.1 概述随着现代化工业生产的发展，气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等技术的紧密结合而形成的机电液、机电气、机电光一体化的自动化控制技术在工业生产中正起着越来越重要的作用，自动化生产系统已成为当今工业生产的重要组成部分。模块化生产系统就是一个工业自动化生产系统，是基于机电气(液)一体化技术、PLC控制与机器人结合的全自动加工装配系统。模块是构成产品的一部

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