一、 实验用柔性制造系统简介
实践课程所用的柔性制造系统是集先进制造系统的物料供给、加工检测、物
流系统、无线通信、生产监控与治理等为一体的柔性制造系统,可实现从原料供
给、加工运输,到组合装配,最后分类存储的自动化加工进程。该小型柔性制造
系统都是模块化设计,带有很强的扩展功能,各个模块都能独立运行,能够进行
不同自动操纵相关检测、操纵策略及算法研究,还可组成多种完整的自动生产流
水线,知足自主设计和开发功能。当接收到上层操纵系统的加工信号后,由立体
仓库向系统输出所需的工件,放入传送带物流平台,工件抵达各个加工、检测或
组装工位进行相应的加工或处置,最后通过度类工作单元输出工件或将完成加工
的工件返回存储立体仓库模块中去。当立体仓库模块无法提供系统所需的工件后,
由供料单元与检测单元完成向系统继续供料的任务。
该柔性制造系统具有较好的柔性,即每站各有一套 PLC 操纵系统独立操纵,
便于学习复杂的操纵、编程、装配和调试技术。该实验装置将各单元模块组合在
一路,围绕在物流平台周围固定牢固,形成柔性生产教学系统。
二、 柔性制造系统上的传感器
1 柔性制造系统上的传感器技术
传感器技术在工业上的柔性制造系统上应用普遍。FMS 的核心是 NC 机床。为
使 FMS 中的数控机床具有柔性,采纳了自动改换刀具的机械加工中心和车削加工
中心,它们将工件由坯自动地加工出所需要的足够高的加工精度。为了不使精度
受这些因素阻碍而降低,就需要可检测这些变更因素的传感器。另外,为实现无
人化,还需要具有监视功能的传感器,以监视机床要求的功能的变更情形。
实验用的小型柔性制造系统中也有各类功能的传感器应用。常见的有金属光
电传感器、电容传感器、黑色放射光电传感器检测出工件的种类和颜色,两个固
定的光电传感器检测距离等。
2 电感式传感器
检测单元的电感式传感器用于识别工件的材质及颜色,能够识别金属与非金
属的材质,能够将金属、白、黑三种工件区分开。电感传感器属于接近开关类传
感器,在有金属物质接近它时动作。
电感式传感器确实是利用电涡流效应制造的传感器。
高频振荡型电感式接近开关:它以高频振荡器(LC 振荡器)中的电感线圈作
为检测元件,利用被测金属物体接近电感线圈时产生的涡流效应,引发振荡器振
幅或频率的转变,由传感器的信号调理电路将该转变转换成开关量输出,从而达
到检测的目的。
差动线圈型电感式接近开关:它有两个电感线圈,由其中一个电感线圈作为
检测线圈,另一个电感线圈作为比较线圈;由于被测金属物体接近检测线圈时会
产生涡流效应,从而引发检测线圈中磁通的转变,检测线圈的磁通与比较线圈的
磁通进行比较,然后利用比较后的磁通差,经由传感器的信号调理电路将该磁通
差转换成电的开关量输出,从而达到检测的目的。
3 反射式光电传感器
检测单元的反射式光电传感器也用于识别工件的材质及颜色,能够识别金属