类柔性形状沉积制造系统的布局与集成研究

摘要

为使形状沉积制造柔性化，提出了类柔性形状沉积制造系统的概念，基于这一概念，本论文对该系统的总体结构、设备布局、沉积设备调度、工件物流系统及构成设备结构特性、控制系统进行了研究，其具体内容如下: (1)建立了该系统的总体框架，详细描述了框架中每个模块的作用和相互关系。根据该总体框架，在对系统中的核心设备-材料沉积设备的结构布局进行研究的基础上，规划了类柔性形状沉积制造系统的总体布局。上述总体结构和总体布局构成了类柔性形状沉积制造系统的结构模型。 (2)把柔性制造的理论应用于形状沉积制造系统中，提出了类柔性形状沉积制造沉积站的总体布局形式，对沉积站的调度及固定平台总体结构、沉积设备的安装、沉积设备调度的结构、固定平台及其它辅助装置等进行了研究探讨，并对这种结构形式下沉积站的工作过程进行了详细描述。所构建的沉积站结构是类柔性形状沉积制造系统的核心，通过它可以柔性地添加或去除沉积设备，并同其它工艺装置一起构成类柔性形状沉积制造系统。 (3)把形状沉积制造各工序看作独立制造单元，通过工件物流系统把各制造单元有机地联系起来。详细讨论了材料沉积构成设备和工件物流装置在该系统中应具有的结构特点及工作方式，并描述了它们的工作过程。这些研究为形成具体的类柔性形状沉积制造系统奠定了基础。 (4)针对类柔性形状沉积制造系统，制定了其系统控制总体方案，描述了系统中上下位机之间的控制方式、数据传输路线及监控方法。根据该控制方案及类柔性形状沉积制造系统中各组成部分的作用、结构形式与工作过程，明确了各部分的具体的控制对象，分析了系统主控制器及沉积站调度系统、系统构成设备、工件输送系统等各分站控制器应具有的控制流程图，讨论了控制流程图中各组成部分之间的关系及控制过程，为具体控制系统的设计奠定了基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展

1．3 课题研究的内容与方法

第2章 类柔性形状沉积制造系统的结构模型

2．1 类柔性形状沉积制造系统的结构框架的构建

2．1．1 柔性制造技术

2．1．2 类柔性形状沉积制造系统的结构框架

2．2 类柔性形状沉积制造系统的工艺流程

2．3 类柔性形状沉积制造系统的总体布局

2．4 本章小结

第3章 类柔性形状沉积制造系统中沉积站结构形式

3．1 类柔性形状沉积制造系统中沉积站的总体布局

3．2 沉积站具体结构形式

3．2．1 沉积站调度及固定平台总体结构

3．2．2 沉积设备的安装

3．2．3 沉积站中沉积设备的调度装置

3．2．4 沉积站中沉积设备的固定平台及辅助装置

3．3 本章小结

第4章 类柔性形状沉积制造系统构成设备的结构特性

4．1 类柔性形状沉积制造系统的总体结构特性

4．2 材料沉积相关构成设备的结构特性

4．2．1 材料沉积设备的结构特性

4．2．2 材料去除设备的结构特性

4．2．3 应力消除设备的结构特性

4．2．4 清洗设备的结构特性

4．3 工件物流装置的结构特性

4．3．1 工件输送小车及托盘的结构

4．3．2 连接导轨的结构

4．3．3 推拉装置的结构

4．3．4 工件输送及装夹定位的工作过程

4．4 本章小结

第5章 类柔性形状沉积制造系统的控制方案

5．1 类柔性形状沉积制造系统的控制框架

5．1．1 PROFIBUS-DP现场总线简介

5．1．2 PLc控制技术简介

5．1．3 组态监控技术简介

5．1．4 类柔性形状沉积制造系统的控制框架

5．2 类柔性形状沉积制造系统中主控PLC控制流程

5．3 类柔性形状沉积制造系统各从站PLC控制流程

5．3．1 类柔性形状沉积制造系统中沉积站调度系统控制流程

5．3．2 类柔性形状沉积制造系统中构成设备的控制流程

5．3．3 类柔性形状沉积制造系统中工件输送系统控制流程

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 本章小结

6．2 今后的工作与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文