基于多功能柔性加工系統故障維修的研究

趙麗

摘要：多功能柔性加工系統由于機械手電池沒電，導致數據丟失，使多功能柔性加工系統無法正常實現聯機自動化運行，所以需要對設備的整體工藝做一個細致的研究，把機器人的程序重新編寫，再重新給機器人調點，實現機器人和生產線的聯機運行。

關鍵詞：多功能柔性加工培訓系統；機電一體化實訓室；MPS小車；教學應用

多功能柔性加工系統，是一個集機、電控制技術于一體的綜合性自動化控制技術的設備，使它真正能夠結合現代工廠自動化生產設備的技術標準，將氣動技術應用、傳感器技術應用、PLC控制技術應用等控制溶于一體，使其成為一個“學習工廠”，以提高學生的實際技能及控制技術的綜合運用能力，同時也可以作為科研開發工作的試驗平臺，它也是對企業的職工和工程技術人員進行系統的綜合技能及工程管理的培訓的理想設備。如圖一所示是多功能柔性加工系統硬件實物圖。

多功能柔性加工系統英文縮寫是MultiFMS，該硬件設備主要有機械模塊、電氣自動化模塊、通訊模塊三個模塊組成。如圖一多功能柔性加工系統模塊圖所示。其中機械模塊相關設備有數控車床、數控銑床、原料庫、機械手；電氣自動化模塊相關設備項目有：供料單元項目、檢測單元項目、加工單元項目、操作手單元項目、暫存單元項目、成品分裝單元項目；通訊模塊用的是ASI總線通訊。

一、硬件系統工作過程的介紹

（一）機械模塊

多功能柔性加工系統將機床的計算機數字控制技術，即CNC技術融入到系統中。系統使用數控車床和數控銑床兩臺CNC設備，通過計算機的數據庫支持訂單管理系統可以非常容易地開始柔性生產。具體工作是在加工好的工件傳送到電氣自動化模塊之前，由在直線軸上運動的6自由度RV1A工業機械手代替人手操作過程是，從原料庫抓取要加工工件的原料放到數控車床進行加工，數控車床加工好后，機械手從數控車床中抓取工件，放到數控銑床繼續加工，加工好后放到電氣自動化模塊進行檢測分揀。系統中的CNC也可以單獨使用加工工件。

（二）自動化模塊

自動化模塊主要有供料單元項目、檢測單元項目、加工單元項目、操作手單元項目、暫存單元項目、成品分裝單元項目組成。

（三）通訊模塊

多功能柔性加工系統控制器電纜連接，主要有上位機和控制器及CNC通訊是通過以太網和串口進行通訊，電腦COM屬性不能修改。

多功能柔性加工系統控制器電纜連接。兩個分線盒與西門子300PLC相連接。分線盒RIABOX1的端口通過電纜分別與控制面板、機械手的控制器和原料站相連接，其中機械手控制器與機械手、示教盒、控制機械手伺服放大器通過電纜相連。分線盒RIABOX2的端口通過電纜分別與原料庫、數控車、數控銑相連。

二、多功能柔性加工系統故障及維修

多功能柔性加工系統由于機械手電池沒電，導致程序丟失，使機器人和生產線無法正常實現聯機自動化運行，所以需要對設備的整體工藝做一個細致的研究，把機器人的程序重新編寫，再重新給機器人調點，實現機器人和生產線的聯機運行。

（一）機械手電池更換

拆掉控制器的蓋板，便可取下電池（固定螺絲在控制器的后面）將舊電池拔掉，把新電池插入接口即可（更換電池盡可能在40秒鐘內完成）

（二）機械手程序編寫及調試

機械手的程序用的是MELFABASICIV語言，根據運行控制要求編寫好的程序要輸入到CIROSStudio軟件中，經過軟件模擬仿真調試程序合格后，下載到機械手控制器里。

（三）用示教盒調整已下載程序中的點

機械手由于電池沒電，數據丟失的故障。機械手經過原始點的重新設定后，以前程序中點的位置發生了變化，這就需要我們把程序中的點進行重新定位。

根據多功能柔性加工系統的控制，編寫的機械手的程序，通過示教盒調整的機械手的工作位置總共有十二個點如圖三所示，這十二個點分別是：

（1）PTURN=車床夾爪位置（抓取位）

（2）PWAITT1=車床輔助位置T1（車床門外等待點）

（3）PWAITT2=車床輔助位置T2（車床門內等待點）

（4）PINIT=機器人初始位置

（5）PCON（1）=傳送帶1抓取位置

（6）PCON（2）=傳送帶2抓取位置

（7）PCON（3）=傳送帶3放置位置

（8）PWAITM1=銑床輔助位置M1（銑床門外等待點）

（9）PWAITM2=銑床輔助位置M2（銑床門內等待點）

（10）PMILL=銑床臺鉗位置

（11）PMPS=MPS供料單元料筒位置

（12）PMPSWAIT=MPS單元輔助位置

三、多功能柔性加工系統聯機啟動

（一）啟動準備

啟動系統前必須按照FESTO步驟操作。在復位時機器人不能處在危險區域，必須將機器人手動移動到初始位置附近，必須清理掉兩臺機床里的加工件。

（二）系統復位

復位是在FMS控制站的控制面板上操作。

（三）系統開始運行

（1）“復位”燈亮，“開始”燈閃爍→請求開始運行

（2）按開始按鈕==>復位燈和開始燈常亮

（3）FMS系統自動模式激活

（4）打開主控電腦上COSIMIRCONTROL軟件

（5）點擊軟件上Production按鈕

（6）等數控機床回參考位置

（7）完成后門打開，軟件界面可以操作如圖十三所示。

（8）在軟件上通過UP/DOWN選擇加工訂單

（9）點擊ADDtoQueue將訂單添加到加工區

（10）點擊START按鈕→按順序加工加工區的訂單

多功能柔性加工系統出現了故障，作為實訓室的管理者，給我一個處理設備故障的機會，對這個故障我進行的分析故障的原因，研究故障的解決辦法，最終修好的這套多功能柔性加工系統，能夠實現聯機運行。

總之，多功能柔性加工系統為專業教師和電氣自動化和機電設備維修與管理的學生提供了模擬生產現場的教學環境，解決了該專業的學生不能到實際生產線上操作訓練的困難，從教學實踐中證明：應用這個這套設備，教師可以指導學生進行裝配、編程、維護和故障排除等多方面實踐教學，將電氣自動化和機電設備維修與管理專業的多學科課程綜合應用，使學生動手能力得到提高的同時，也提高了學生的自學能力，獨立思考能力，組織協調等綜合能力及團隊合作精神。

參考文獻：

[1]ModularProduetionsystemHandbook，FESTO公司，1997，10.

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