柔性加工系统PLC程序设计研究

论文摘要

本论文对FESTO柔性加工系统进行了研究,在掌握设备主要结构和工作原理的基础上,提出了柔性加工系统的工作方案；根据生产线的工作方案,完成柔性加工系统的安装、调试等工作；针对本课题实际情况完成系统的整体及单元控制程序设计工作。本论文研究的主要方面包括：1.提出了柔性加工系统的安装及控制方案。该生产线采用模块化设计,各工作单元都有相对独立的控制器,由S7-300PLC、LOGO、SPC200等控制器完成控制,实现产品的加工、物流、分检、装配等功能。2.将气伺服立体仓库设计为柔性加工系统的毛坯库及传送站,实现该单元的“一站两用”功能。该工作单元由SPC200控制器进行控制,应用模块化编程思路保证程序的高效、稳定。3.完成机械手工作流程的设计。机械手一方面完成工件的搬运、装火,另一方面完成对数控机床开、关门的控制,以减少中央控制器的工作程序。在程序设计时机械手的每个动作对应一个子程序,保证程序效率及机械手工作的可靠性。4.以S7-300PLC为中央控制器,完成对整个柔性加工系统的控制。中央控制器的主要任务为收集各工作单元的信号,同时根据不同的信号输出不同命令。中央控制器的控制内容包括：生产线工作流程、伺服电轴位置控制、电轴使能开关控制、电轴极限位控制、系统停止和机械手手抓控制。通过对课题的研究,提出了一些较为实用的控制力方案和编程方法。该生产线在《柔性加工技术》课程中的应用证明,有利于学生在实际工作中掌握机械、气动、PLC控制和传感器技术,为学生的职业素质和创新能力培养提供了一个良好的实践平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 柔性制造技术发展现状
• 1.1.1 柔性制造技术
• 1.1.2 柔性制造技术发展现状
• 1.1.3 柔性制造技术特点及发展中出现的问题
• 1.2 论文主要研究内容及意义
• 1.2.1 课题主要研究内容
• 1.2.2 论文研究的意义
• 2 柔性加工系统结构分析及工作单元程序设计
• 2.1 柔性加工系统结构分析
• 2.1.1 柔性加工系统的组成
• 2.1.2 柔性加工系统总体布局
• 2.1.3 柔性加工系统的控制原理
• 2.2 基于S7-300PLC的MPS的程序设计
• 2.2.1 S7-300 PLC概述
• 2.2.2 加工工作站基本原理及I/O信号
• 2.2.3 加工工作站工作程序设计
• 2.3 基于SPC200控制的气伺服立体仓库程序设计
• 2.3.1 气伺服立体仓库基本原理
• 2.3.2 气伺服立体仓库I/O信号
• 2.3.3 气伺服立体仓库工作程序设计
• 2.4 基于LOGO控制模块的传送带工作站程序设计
• 2.4.1 西门子LOGO控制模块基本原理
• 2.4.2 传送带工作站工作程序设计
• 3 柔性加工系统的连接及控制系统程序设计
• 3.1 中央控制柜PLC与数控机床的连接
• 3.2 机械手与中央控制柜PLC的连接及控制程序设计
• 3.2.1 机械手控制方案设讨
• 3.2.2 中央控制柜PLC与机械手的I/O连接
• 3.2.3 机械手控制程序设计
• 3.3 中央控制柜PLC与电伺服轴的连接
• 3.4 柔性加工系统控制程序设计
• 3.4.1 中央控制柜PLC控制原理
• 3.4.2 中央控制柜PLC的I/O设计
• 3.4.3 中央控制柜PLC程序设计
• 4 柔性加工系统的应用
• 4.1 教学目标
• 4.2 教学设计
• 4.2.1 教学项目设计
• 4.2.2 教学过程设计
• 4.3 课程开发中遇到的问题
• 5 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 附表1 气伺服立体仓库工作程序及工作位置坐标
• 附表2 机械手工作程序
• 已发表的论文及获奖情况
• 致谢