加工检测单元实验装置的PLC控制系统设计文献综述

文献综述

1、国内外研究现状及发展趋势

美国是最早开发柔性制造系统的国家之一，也是目前柔性制造系统研究最深入、应用最广泛的国家之一，美国目前拥有的柔性制造系统主要是从自动线演变而来的。用加工中心代替组合机床，再加上计算机控制，大多数用于加工非回转体零件。1981年，美国正在运行和规划的系统中，具有代表性的系统是由n台加工中心和两台多轴转塔主轴箱机床组成的，采用线导式输送车实现工件流的自动输送，用于分批或混合加工10种不同的飞机发动机汽缸体。1982年，美国有14套柔性制造系统在运行。据波士顿一家咨询公司统计，1983年已增加到38套，1985年为50套，到1990年将增加到900套，美国在柔性制造系统的投资额，1979年为7亿美元，以后又略有下降。1982年投资达1.5亿美元，1986年又增到15亿美元，为1982年投资额的10倍。早在1970年初美国就开始在汽车、农业、建筑部门采用柔性制造系统。最近，宇航及国防有关部门也积极采用柔性制造系统，机床供应部门虽采用柔性制造系统技术稍晚些，但正在迎头赶上。

早在1967年，英国的Molin机械公司就在世界上首先研制了“Molin系统24”，开辟了柔性制造系统发展的道路。但由于设计脱离了当时英国的工业水平，未能正式投入运行。随着柔性制造系统技术的发展，日本、德国、美国等国后来居上，英国反而相形见绌。即便如此，英国的柔性制造系统仍以其历史长，技术精谌立于世界列强之林。1984年底，据有关单位估计，在一百套装置中，西欧占43%，日本占35%，美国22%。在西欧的43套柔性制造系统设备中，有22套在英国。英国现在正积极推行开发柔性制造系统的计划。1980年，英国在柔性制造系统的投资额达l亿英磅，1983年为4亿英磅，以后逐年增加。到1990年投资额将突破10亿英磅。英国在柔性制造系统上的总投资低于美国。到1990年，英国的汽车制造业在柔性制造系统的投资额将占较大比例，接着是一般的机械工业部门、宇航部门（主要是Rolly——Royec公司）、机床制造业、电气/电子公司，最后是建筑/农业部门。

日本的柔性制造系统的研究开发晚于英国和美国，1970年才开始装备柔性制造系统，但发展很快，应用数量迅速增长，1975年为1970年的20倍。到1983年已拥有各种柔性制造系统近63套，并广泛应用在机械加工的各个领域中。日本的柔性制造系统也与欧美一样，加工工件的主要形状是箱形体零件。据对日本运行中的54套柔性制造系统调查表明：加工箱体的为43套，占81%；加工回转体的为11套，占19%。构成柔性制造系统的机床数一般不多，大部分在10台以下，主要是加工中心和数控机床。为了适应国际市场竞争的需要，近年来开发了各种类型的柔性制造系统。1984年在北京举办的“日本金属加工机械技术展览会”上，展出了日本在机床、电机/电器生产以及日本筑波大学实验室所使用的柔性制造系统实例，例如FANUC TAPE CUT系列电火花线切割机床，如图1.1。

图1.1FANUC TAPE CUT系列电火花线切割机床

德国的柔性制造系统发展的主要特点是柔性较强，柔性制造系统的应用很少，以磨床为主的柔性制造系统的研究成果显著。在以加工种类为特征的柔性方面，德国居于领先地位。世界上70%的系统用于箱形体工件的加工，德国主要研究圆形加工和轴加工，大大扩大了品种范围，提高了柔性。德国是西欧柔性制造技术最先进的国家，是柔性制造系统的主要出口商，大部分是向英国出口。日本及美国的柔性制造系统在市场上尚未有影响。

我国在1983～1985年间，在国家支持下由一些单位率先进口了国内第一批柔性制造系统，其中代表性的有：湖南江麓机械厂进口德国Werner公司制造的，由两台卧式加工中心和一台有轨搬运车组成的系统；郑州纺织机械厂进口德国KLOB公司的由两台龙门式立式加工中心（如图1.2）和下台有轨搬运车（如图1.3）组成的系统；广西柳州开关厂进口日本春田公司冲压加工系统，如图1.4。北京机床研究所和日本FANUC公司以合作方式建立的制造伺服电机零件的系统，由五台国产数控机床、法兰克的控制系统及日本富士电机公司的AGV搬运小车组成。