小型模具柔性制造系統(tǒng)立體倉庫及巷式起重機的設(shè)計論文.doc

1摘要柔性制造系統(tǒng)（FMS）是一種形式的柔性自動化，把若干個機床聯(lián)系在一起的一個材料處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的所有方面的控制都有一個中央電腦完成。這一系統(tǒng)減少了安裝或轉(zhuǎn)換時間和便利的生產(chǎn)小數(shù)目的產(chǎn)品。轉(zhuǎn)移的重點是從大規(guī)模生產(chǎn)的少數(shù)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為車間作業(yè)的環(huán)境中定制訂單產(chǎn)品。自動化設(shè)計具備更好的質(zhì)量和調(diào)度能力，使生產(chǎn)線可以快速變化，降低了庫存和成本。柔性制造系統(tǒng)具有靈活性的特點，他們的裝置控制器和中央控制計算機可以復(fù)制出新的零件或改造舊零件。他們也可以在同一時間內(nèi)作出多項不同類型的零件。然而，這種靈活性是有局限性的，以車軸為例，總體目標(biāo)是增加靈活性，因此柔性制造系統(tǒng)相較于從前的制造系統(tǒng)更具有靈活性?？傮w來說，柔性制造系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢：更大的勞動生產(chǎn)率：只需要具有專門的教育和技能的較少的工人。更大的機械效率：產(chǎn)品的生產(chǎn)需要較少的及其樓面面積和空間。質(zhì)量的提高：由于上線測試，使之能即時反饋信息和調(diào)整制造過程。增加了系統(tǒng)的可靠性：智能化，自診斷控制，為確定硬件問題減少了時間。減少了部分庫存：柔性制造系統(tǒng)的一個主要特點就是柔性制造能力，在經(jīng)濟上容納不同的一批大小、甚至下降至運行一個單一的部分。改進調(diào)度能力：容許這些快速反應(yīng)的變化，在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)調(diào)度，有能力，以符合剛剛在時間調(diào)度，并減少前置作業(yè)時間。適應(yīng)性的CADCAM行動：數(shù)碼規(guī)格開發(fā)的電腦輔助設(shè)計/電腦輔助制造系統(tǒng)可以作為投入的過程。作為一個柔性制造系統(tǒng)，必須具備的關(guān)鍵要素有：計算機控制，自動化材料處理能力，工具處理能力。柔性制造整合了自動化制造的概念：計算機數(shù)值控制個別機床，分布式數(shù)字控制的制造系統(tǒng)，自動化物料處理系統(tǒng)，成組技術(shù)。當(dāng)這些自動化流程，機器和觀念聚集在一個集成的系統(tǒng)，就是所謂的柔性制造系統(tǒng)。在柔性制造系統(tǒng)中，人類和計算機發(fā)揮主要作用。關(guān)鍵字：柔性制造系統(tǒng)；靈活性；柔性制造能力；計算機控制2AbstractAflexiblemanufacturingsystem(FMS)isaformofflexibleautomationinwhichseveralmachinetoolsarelinkedtogetherbyamaterial-handlingsystem,andallaspectsofthesystemarecontrolledbyacentralcomputer.Flexiblemanufacturingsystemsareflexibleinthesensethattheirdevicecontrollersandcentralcontrolcomputercanbereprogrammedtomakenewpartsoroldpartsinnewways.Theycanalsooftenmakeanumberofdifferenttypesofpartsatthesametime.However,thisflexibilityislimitedtoacertainfamilyofparts,forexample,axles.Ageneralgoalfordesignersistoincreaseflexibility,andadvancedflexiblemanufacturingsystemsaremoreflexiblethantheearlierones.Thissystemreducessetuporchangeovertimesandfacilitatestheproductionofdifferentiatedproductsinsmallnumbers.Theshiftinemphasisisfrommassproductionofafewproductstoajob-shopenvironmentinwhichcustomizedordersaremanufactured.Automationallowsforbetterqualityandscheduling,rapidchangesinproductlines,andlowerinventoriesandcosts.Greaterlaborproductivity.Fewerworkersrequiringspecializededucationandskills.Greatermachineefficiency.Fewermachines,lessfloorspaceandlessspaceforoperatormovement.Improvedquality.Lesswastebecauseon-linegaugingallowsimmediatefeedbackandadjustmentofthemanufacturingprocess.Increasedsystemreliability.Intelligent,self-diagnosingcontrolsdecreasethetimerequiredtoidentifyandcorrecthardwareproblems.Reducedpartsinventories.Akeyfeatureofflexiblemanufacturingisitsabilitytoeconomicallyaccommodatedifferentbatchsizes-evendowntoarunofasinglepart.Improvedschedulingcapabilities.Theseallowrapidresponsetochangesinproductdesignandproductionscheduling,theabilitytoconformtojust-in-timescheduling,andreducedleadtimes.AdaptabilitytoCAD/CAMoperations.ThedigitalspecificationsdevelopedbyComputerAidedDesign/ComputerAidedManufacturingsystemscanserveasinputstotheprocess.ThekeyelementsnecessaryforamanufacturingsystemtoqualifyasanFMSareasfollows:ComputercontrolautomatedmaterialshandlingcapabilityToolhandlingcapabilityFlexiblemanufacturingintegratesseveralautomatedmanufacturingconcepts:Computernumericalcontrol(CNC)ofindividualmachinetoolsDistributednumericalcontrol(DNC)ofmanufacturingsystemsautomatedmaterialshandlingsystemsGrouptechnology(familiesofparts).Whentheseautomatedprocesses,machines,andconceptsarebroughttogetherinoneintegratedsystem,anFMSistheresult.HumansandcomputersplaymajorrolesinanFMS.Keywords:flexiblemanufacturingsystem,flexible,flexiblemanufacturingability,Computercontrolautomatedmaterials3目錄摘要（中文）（英文）.第一章概述.11.1柔性制造系統(tǒng)以及起重機.11.2研究內(nèi)容5第二章巷式起重機的結(jié)構(gòu)設(shè)計.82.1步進電機的選擇.82.2氣動機構(gòu)的選擇.142.3主軸軸承的配置.20第三章導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計.243.1導(dǎo)軌的作用和設(shè)計要求.243.2導(dǎo)軌設(shè)計的主要內(nèi)容.243.3導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計.24第四章PLC編程以及電路圖.36結(jié)束語.39參考文獻.394第一章概述本次畢業(yè)設(shè)計的題目為小型模具柔性制造系統(tǒng)立體倉庫及巷式起重機的設(shè)計。立體倉庫及巷式起重機是這個小型模具柔性制造系統(tǒng)的一部分，首先要了解柔性制造系統(tǒng)，理解它的工作原理，進而詳細研究巷式起重機的結(jié)構(gòu)，組成，工作原理。1.1柔性制造系統(tǒng)以及起重機1.1.1柔性制造系統(tǒng)簡介隨著社會進步和和生活水平的提高，市場更加需要具有特色、符合客戶要求樣式和功能千差萬別的個性化產(chǎn)品。激烈的市場競爭迫使傳統(tǒng)的大規(guī)模的生產(chǎn)方式發(fā)生改變，要求對傳統(tǒng)的零部件生產(chǎn)工藝加以改進。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)不能滿足市場對多品種小批量產(chǎn)品的需求，因此生產(chǎn)制造系統(tǒng)的柔性對系統(tǒng)的生存越來越重要。隨著批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應(yīng)市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換，一個制造自動化系統(tǒng)的生存能力和競爭能力在很大成都上取決于它是否能在很短的開發(fā)周期內(nèi)，生產(chǎn)出較低成本、較高質(zhì)量的不同品種產(chǎn)品的能力。柔性已占有相當(dāng)重要的位置?！叭嵝浴笔窍鄬τ凇皠傂浴倍缘?，傳統(tǒng)的“剛性”自動化生產(chǎn)線旨在實現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)，其優(yōu)點是神產(chǎn)率高，由于設(shè)備是固定的，所以設(shè)備利用率也很高，單件產(chǎn)品的成本低，但價格相當(dāng)昂貴，且只能加工一個或幾個相類似的零件。如果想要獲得其他品種的產(chǎn)品，則必須對其結(jié)構(gòu)進行大調(diào)整，重新配置系統(tǒng)內(nèi)各要素，其工作量和經(jīng)費投入與構(gòu)造一個新的生產(chǎn)線往往不相上下，剛性的大批量制造自動化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲運系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工