柔性托辊自动装配线及产品在线检测的研究与实现

托辊在国民经济的各行各业扮演着十分重要的角色，尤其在矿业生产的输送过程中,托辊更是发挥着巨大的作用。本项目旨在为托辊的自动化装配线提供整套控制执行系统。本文根据沈阳机床集团所提出的装配线控制要求，在查阅大量相关文献基础上，分析了托辊装配的整个工艺过程，结合先进制造的理念和技术，研究设计出包括制造过程底层信息系统在内的装配线控制系统。本文主要完成了以下研究工作及相关的创新性成果： 系统的供配电设计。根据设备的配电要求及相关规范，对整套控制系统的供配电进行合理的设计。 整条装配线的协调控制及信息系统设计与实现。结合目前广泛采用的工业现场总线技术，设计了整套分层控制及信息系统。整套系统分为三层，在顶层设计有监控系统，该系统通过以太网与下层的单台机床控制器进行信息互换。通过OPC技术将底层控制器采集到的现场信息在上位机上以友好的图文界面显示出来，供操作人员监控。同时还将每台机床的相关信息及以往报警历史按时间进行归档，形成现场装配过程信息备份，供上层的分析与决策系统使用。 现场每台机床采用独立的现场控制器进行控制。因为整条装配线被设计定位为柔性装配线，所以在机床控制上采用了伺服控制技术，以实现针对不同装配产品型号对托辊的支撑及夹具进行准确定位。控制器采用集逻辑、工艺、伺服控制于一体的西门子SIMOTION控制器。该控制器完成整个机床的动作及工艺控制，同时在现场每台机床控制器都配备一个触摸屏作为现场级人机界面，供机床现场调试和人机交互之用。 论文从整体上阐述了装配线控制系统的整体架构，并结合在线检测机床对机床的控制进行了讨论，从多方面体现出该控制及信息系统的完整性和先进性。 该项目开发的托辊装配线控制及信息系统旨在实现托辊安全、快速地自动化装配。并以单台机床单元控制器为主体通过现场总线技术为上层信息管理系统提供信息接口，为整条线的管理功能智能化扩展提供一个良好的平台。