电机冲片自动生产线毕业设计文献综述(电机专业)

文献综述------电机冲片自动生产线的设计0前言随着信息技术、材料技术、新能源技术等新技术与制造技术的相互交叉渗透,融合,使得传统意义上的制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,形成了当代的先进制造技术,与传统制造技术相比,它既有继承性,又有质的区别;它既有特定的含义,又是动态发展的,想对而言的.如今,先进制造技术已成为各国经济发展和满足人民日益增长的需要的主要技术支撑,成为加速高新技术发展和和实现国防现代化的主要技术支撑,成为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地并求得迅速发展的关键因素.1制造业自动化的发展现状及趋势顾名思义,制造业自动化与制造业和自动化密切相关.本课题的研究范围侧重于自动化领域.自动化(Automation)是美国人D.S.Harder于1936年提出来的.他当时认为一个生产过程中,机器之间零件转移不用人去搬运就是自动化.应该说,“自动化”核心概念是“自动地去完成特定的作业”.当时Harder所说的这个特定的作业是工序之间零件转移自动搬运.这一阶段自动化的期望或者说功能目标是代替人的体力劳动.随着技术的进步,自动化的概念并没有什么变化,但其功能目标在不断地随着自动化手段的提高和时代的进步而变化.由于发达国家制造技术的自动化已经达到相当水平,已实现了制造技术的自动化.纵观下本世纪初的制造业自动化发展趋势,可用三化来概括,即全球化、虚拟化和绿色化.我国制造业自动化的水平与发达国家相比还非常低.近10年来虽然有长足的发展,但因底层(车间层)基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没真正充分发挥作用.加工中心无论是保有量还是利用率,都还很低.可编程序控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限.因此,做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务.我们在看到国际上制造业发展趋势的同时,还要立足于我国的实际情况,扎扎实实地把基础自动化的工作搞上去.2机电产品生产过程自动化的发展及趋势机电制造业的发展过程是一个不断提高机电制造产品的加工精度和表面质量，不断提高和改善产品物理的、电气的和力学的特性，以及不断提高和完善制造过程的自动化水平和不断降低制造成本的过程。因此，推动制造技术发展的一个根本出发点就是在充分利用现有的科学技术最新成果的基础上，优质、高产、快速和低消耗的生产出所需要的产品来。机电制造业发展到今天，按其生产方式的变化进行划分，大致经历了以下几个阶段：（1）劳动密集型生产方式，（2）设备密集型生产方式，（3）信息密集型生产方式，（4）知识密集型生产方式，（5）智能密集型生产方式。上述前两种生产方式是属于所谓的传统制造技术，而后三种则属于现代制造技术。不难看出，以传统制造技术进行生产时，产品的质量和劳动生产率的提高依赖于大量人力和机械设备的投入，而现代制造技术则强调了生产的自动化程度和适应性，强调了新工艺方法和新技术的投入。从20世纪初建立汽车的自动生产系统开始，自动机床、组合机床和自动生产线等就不断发展起来。到了50年代，由于电子计算机的问世和发展，发明了数控机床。由于小型计算机和微型机算计的广泛应用，因此数控技术得到了进一步的发展，并从计算机数字控制（CNC）发展为柔性制造（FMS）。计算机辅助制造（CAM）技术向更深层次发展，进一步产生了CAD/DAM一体化集成系统。在70年代又将计算机辅助技术推广应用于工艺设计领域，形成了计算机辅助工艺规程设计（CAPP:ComputerAidedProcessPlanning）,随后又形成了CAD/CAPP/CAM的一体化集成系统，这样才能实现设计与生产的自动化，CAD/CAPP/CAM一体化集成系统的进一步发展的趋势是计算机集成制造系统（CIMS），用以实现真正的加工工厂（或车间）自动化，即所谓无人制造系统(UMS:UnmannedManufacturingSystem)。这样实现了制造工厂的全盘自动化。成组技术是一体化集成系统的有效手段，它是一门设计多种学科的综合性生产技术，为有效地利用计算机辅助技术创造了条件。现在，进行生产的机器可以直接接受来自计算机网络的信息，人机是分离的，机器是在无人直接干预下自动运行，计算机集成制造系统（CIMS）或称计算机综合制造系统是制造技术第二次飞跃的重要成果。计算机辅助工程技术的发展和应用如下图所示。在工业发达国家都争取在下世纪实现计算机集成制造系统作为奋斗的目标。我国正在积极开发CIMS技术在制造领域内的应用，并取得了成果。CIMS是制造业综合自动化系统。它是一项面向企业生产全过程，将现代信息技术与生产技术相结合的一项先进的制造技术，其功能可以覆盖企业的市场预测、产品设计、加工制造、信息与资源管理、直接销售和售后服务等各项活动。该项技术主要涉及离散型机电产品制造业的综合自动化问题。此外，这项技术还包括制造业自动化所不可缺少的重要设备和工具，如数控机床与机器人。CIMS的主要特征是将计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等引入并与传统制造技术相结合，使制造技术成为一个能驾驭生产过程的物质流、能量流的系统工程。因此，我国为推广应用这项技术，制订了2010年前研究规划，主要内容有：1．计算机集成制造系统（CIMS）1）CIMS集成框架结构2）企业管理信息系统3）CAD/CAPP/CAM技术4）车间柔性自动化系统5）面向中小型企业的经济型计算机集成制造系统（MicroCIMS）6）质量保证体系和方法2．数控技术研制开发新一代高速、高精度、智能化的数控技术，数控技术系统化与工程化，通用化数控系统等。3．工业机器人研制开发工业机器人机器产业化以及特种场合下应用的智能机器人等。国外电工产品制造企业，为了提高零件机械加工精度、保证质量、提高效率，已广泛采用数控、数显机床和数控加工中心；计算机工艺管理；CAD/CAPP/CAM系统，大批量生产的电工产品趋向于装配自动化方向发展。3电机冲片自动化生产的现状及趋势电机冲片加工工作量一般占电机制造总工时的16%—25%，若用单式冲槽法则所占总工时的百分比将更多。目前，国外电机冲片生产已广泛采用单片机、PLC等控制的自动化冲制方式，但国内电机生产行业，特别是内地厂家，冲片冲制过程仍以单机冲制和人工进出料为主，这种冲制过程人的工作量大，生产率不变，容易发生事故。尽管可在单台冲床上加以技术改造，可提高冲制精度和冲片质量，但整个冲制过程仍繁琐，生产率提高不大。采用自动化冲制，既能大幅度提高生产率，又可促进安全生产。4设计电机冲片自动生产线的意义及实现方式的分析设计电机冲片自动生产线的意义在于：1）提高产品质量。2）减轻工人劳动强度，适当降低操作技术水平。3）提高劳动生产率，减少在制品数量，加速资金周转。4）缩减生产面积，节约能源消耗，降低产品成本。根据生产批量、工作结构特点和技术要求的不同，自动化生产可以分为大批量生产的自动化和多品种小批量生产的自动化两大类，其采用的控制和自动化手段也不尽相同。本课题设计的自动生产线适用于大批量中小型电机硅钢片的冲制，属于刚性自动生产线。（1）工艺流程分析硅钢片冲制的第一道工序为剪料，在剪板机上进行。当送料电机带动导轮使硅钢片卷料向前移动，至接近开关（接近开关用于设定条料尺寸）。此时送料电机停，压紧电机动作，压力上升至限位开关发出信号使剪切电机动作，同时压紧电机保持至剪切完，各电机停止动作。剪下的条料被机械装置自动滑向冲机床下的上料处。上料处的硅钢片使接近开关发出信号，进而使冲床真空泵动作，吸盘动作上料。该冲床为“三联冲”冲床，冲制动作分初冲和复冲，初冲将条料冲成定子和转子毛坯，复冲刚分别将毛坯冲成定子和转子成品。冲片成品从机床上落自入运输小车中，小车中的冲片积累到一定数量时停止冲制生产，小车将冲片运往压装线或仓库，小车清空后返回待命。目前内地电机生产行业中的硅钢片冲制工艺基本上没有全自动，大多数是单机自动化，或半自动。但如对现有的设备进行适当的改装及组装加上引进稳定可靠的控制技术，进行冲片自动化生产是完全可能和可行的。（2）生产线控制方式的实现实现该生产线的方式有很多种。自动生产线的实现关键在于对生产工艺过程的控制，目前主要的控制方式有：硬件直接实现方式、软件编程实现方式两大类。一.硬件直接实现方式该种方式直接通过硬件电路实现系统控制器的作用。如继电器控制系统，晶体管或集成电路的无触点逻辑控制系统，矩阵式顺序控制器等。二.软件编程实现方式该种方式通过编制程序来实现系统控制器的作用。(1)微型机顺序控制系统该系统是在单片机或单板机的基础上适当扩展一些外存，并行接口或定时/计数器构成的。现场输入信号通过并行输入接口给到CPU，CPU按照生产工艺要求对输入信号(开关状态)进行逻辑运算或判断，然后将结果通过并行输出接口向执行机构发出开关控制信号，实现顺序控制。对于按照时序信号工作的顺序控制，可由CPU，定时/计数器产生必要的时间信号，由CPU判断规定的时间间隔是否已到，判断结果经并行I/O口送执行机构，这些功能由软件实现。(2)可编程序控制器可编程序控制器(PLC)是一种在工业环境下使用的数字操作的电子系统。它综合了继电器---接触器控制技术和计算机技术，采用以继电器梯形图为基础的形象编程语言，简单易学。PLC控制的实质是按一定的算法(逻辑运算)进行输入输出变换，并通过程序完成确定的逻辑，顺序定时，计数和运算等功能。各种各类生产机械及过程开关量的逻辑控制则是它最基本的应用。用PLC实现顺序控制具有可靠性高，程序可变以适应生产变更的需要(控制具有柔性)，设计施工周期短，维护简单等优点，相对比较，投资较大是它的不足。是否选用PLC控制可着重从以下几点考虑：1.输入，输出以开关量为主，也可有少量的模拟量。2.I/O点数较多。3.控制对象，工艺流程较复杂。4.有可能更改工艺或进行系统扩展。5.系统要求有较高的工作可靠性。本课题的研究和设计选用后一种方式实现，即采用软件编程实现方式。考虑到该生产线的工艺要求以及该行业在内地的实际生产情况，本设计采用可编程序控制器（PLC）作为控制核心，无任从设计到施工，从投资到运行等方面都有优势。5结束语利用PLC控制进行生产线的改装与革新，已成为当今制造业领域进行设备革命、提高生产力和市场竞争力的重要手段。特别是生产线的自动化改造，PLC控制已成为一种技术潮流之一。尽管内地某些电机厂家仍热衷于沿用传统的手动操作半自动机床、单机自动化以及以及生产设备的自动化改造受到诸多方面的影响，但本课题的研究仍有着它极大的现实意义。参考文献[1]罗振壁,朱耀祥.现代制造系统.北京:机械业出版社,1995[2]邓则名,邝穗芳.电器与可编程控制器应用技术.北京:机械业出版社,2000[3]周文俊主编.电气设备实用手册.北京:中国水利水电出版社,1999[4]孟庆龙主编.电器制造技术手册.北京:机械工业出版社,2000[5]廖常初主编.可编程序控制器的编程方法与工程应用.重庆大学出版社,2001[6]MITSUBISHI使用手册.[7]曹承志主编.电机拖动与控制.北京:机械工业出版社,2002[8]陆亚民,余洵主编.机电控制技术.北京:中国轻工业出版社,2000[9]康华光主编.电子技术基础.北京:高等教育出版社,2000[10]陈大钦主编.电子技术基础实验.北京:高等教育出版社,2000[11]电机制造工艺学.北京:机械工业出版社[12]孙大涌主编.先进制造技术.北京:机械工业出版社,1999