柔性生产线实训系统的研究与改造

摘要

随着人类文明的发展和制造技术的不断进步，人类对产品品种、质量和功能的要求不断提高，小批量、多品种的生产模式成为主流。传统自动化生产线工艺不易调整，产品单一且更新换代困难，已不能满足市场需求。因此，能够实现小批量、多品种、高效率自动生产的柔性生产线应运而生，成为制造企业产业升级的必由之路。当前，相关职业院校广泛使用的自动化生产线实训平台仅能模拟单品种的自动制造模式，已无法满足柔性技术人才培养需求，而重新购置柔性生产线实训平台价格昂贵。因此，研究如何通过较小的投资，将现有的自动生产线实训平台升级为柔性生产线实训平台，具有很大的实用价值。
　　本课题研究如何将河南省某职业技术学校的自动生产线实训平台升级改造成柔性生产线实训平台:采用PROFIBUS现场总线技术实现各工作站间的通讯；采用S7-314C-2DP和 S7-200系列可编程控制器建立主从站分层控制架构，实现主站对各从站的统一控制；采用光电传感器和电磁式传感器实现对零部件种类的自动识别，利用主控制器选择不同的加工程序实现柔性加工；通过主站PLC和上位机的通讯，实现实训平台的组态实时监控和设备状态诊断；通过触摸屏实现人机交互，便于工艺调整。
　　改造后的柔性生产线实训平台能够自动识别加工对象，自动选择不同的工艺路线，实现机器柔性和工艺柔性，模拟小批量、多品种的柔性生产；基于现场总线的模块化设计，适用于对不同厂家不同型号的自动生产线实训系统的控制系统改造，系统可二次开发，增加功能模块，实现扩展柔性；实现实训平台的组态实时监控和设备状态诊断，及时发现和处理系统故障。
　　通过测试，改造后的柔性生产线实训平台运行良好，网络通讯稳定，能够满足相关院校教学需求。同时，本课题对类似实训平台的研发和中小型企业自动生产线的升级改造具有重要的借鉴意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究现状

1.4 研究内容

第2章 系统总体方案设计

2.1 系统设计需求

2.2 系统结构及工作原理

2.3 系统控制方案

第3章 系统硬件设计

3.1 机械部分结构设计

3.2 控制模块硬件设计

3.3 各工作单元PLC硬件设计

第4章 系统软件设计

4.1 控制流程要求

4.2 控制程序设计

4.3 人机界面和系统组态

第5章 系统调试与功能分析

5.1 系统前期调试

5.2 系统后期调试

5.3 功能分析

第6章 结论

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果