一种柔性生产线工件在线识别系统的开发

发布时间：2020-05-11 19:28

【摘要】：随着科学技术尤其是先进制造技术的发展,柔性制造及其相关技术越来越受到人们的重视。柔性制造系统(FMS——Flexible Manufacturing System)是集计算机技术、数字控制技术、网络通信技术及现代生产管理技术等为一体的高自动化、高柔性化制造系统。FMS是在分布式数字控制系统(DNC——Distributed Numerical Control)的基础上发展起来的,是自动化程度和集成度更高且具备自动化物流设备的DNC系统。由于柔性生产线的加工过程是一个动态过程,工件流是这个动态过程的重要环节。所以工件在线识别仪器是大多数柔性生产线运行状态监控系统不可或缺的组成部分,是柔性生产线可靠、高效运行和实现多品种工件混流生产的重要保障。本论文以东北大学教学柔性生产线(FMTS——Flexible Manufacturing Teaching System)为研究蓝本,并针对性的为其开发了一套以单片机为核心的超声波工件在线识别系统。本论文的创新在于把时差法超声波测距应用于工业生产检测与控制领域,并提出了以超声波回波强度为判据的工件材质和表面形貌判别方法。本论文主要论述了以下几个方面问题： (1)简述柔性制造系统及其工件流检测子系统的构成。 (2)详述了基于时差法超声波测距和超声波回波强度检测的嵌入式工件识别仪硬件结构的设计及仪器工作原理。 (3)叙述了开发柔性生产线中央控制计算机端的“工件自动在线识别控制中心”软件的过程,实现了嵌入式工件识别仪与计算机的通信以及工件数据库的建立。 (4)把新开发的工件在线识别系统与原有生产线进行了系统集成,并进行初步调试运行。东北大学教学柔性生产线工件自动在线识别系统的调试与实验证明,这套工件在线识别系统能够执行预定的工件识别任务,能够在复杂工业环境下可靠的运行。实践证明,基于时差法超声波测距和超声波回波强度检测的超声波检测技术可以应用于工业环境执行测控任务,仪器基本实现了预定的设计目标。
【图文】：

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宽ssmm、高12mm的45#钢板)三种工件。东北大学教学柔性生产线配置有生产加工子系统、物流储运子系统、控制子系统。它的组成如图1.3所示。生产加工子系统中的数控激光内雕机、数控外雕机、数控雕铣机分别用于生产水晶内雕工艺品、有机玻璃标牌、金属标牌。每个加工设备负责加工其中一种工件，但每种加工设备都可以根据中央控制计算机下达的不同生产任务调用不同的加工程序，生产出多种多样的成品;物流、储运系统实现托盘(亦可称之为随行夹具)、工件的有序运输和仓储，上下料机器人、自动导向(AGV— AutomaticGuideVehiele)运料小车的存在大大增加了物流、储运系统的灵活性，物流系统的工作状态是可以通过控制系统随机调度的，工件可以不必按固定的节拍上下生产线，甚至可以多种工件混流输送，，这给工件流的最优调度提供了可能;上述两个子系统都是在控制子系统的集中控制和调度下协调工作的。控制系统包括过程控制及过程监测两部分，过程控制负责进行加工设备和物流储运设备的自动控制或调度。过程监测负责在线数据自动采集和处理，必要时把采集的数据传送给过程控制系统。

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作中央控制计算机中的控制软件把生产指令和调度任务下达给整条生产线，生产线据此自动组织生产。它可以实现传统生产方式难以实现的多品种、中小批量、高效率、混流生产。该教学柔性线的控制网络如图1.4所示。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH165

【引证文献】