基于多功能柔性加工系统故障维修的研究

赵丽

摘要：多功能柔性加工系统由于机械手电池没电，导致数据丢失，使多功能柔性加工系统无法正常实现联机自动化运行，所以需要对设备的整体工艺做一个细致的研究，把机器人的程序重新编写，再重新给机器人调点，实现机器人和生产线的联机运行。

关键词：多功能柔性加工培训系统；机电一体化实训室；MPS小车；教学应用

多功能柔性加工系统，是一个集机、电控制技术于一体的综合性自动化控制技术的设备，使它真正能够结合現代工厂自动化生产设备的技术标准，将气动技术应用、传感器技术应用、PLC控制技术应用等控制溶于一体，使其成为一个“学习工厂”，以提高学生的实际技能及控制技术的综合运用能力，同时也可以作为科研开发工作的试验平台，它也是对企业的职工和工程技术人员进行系统的综合技能及工程管理的培训的理想设备。如图一所示是多功能柔性加工系统硬件实物图。

多功能柔性加工系统英文缩写是MultiFMS，该硬件设备主要有机械模块、电气自动化模块、通讯模块三个模块组成。如图一多功能柔性加工系统模块图所示。其中机械模块相关设备有数控车床、数控铣床、原料库、机械手；电气自动化模块相关设备项目有：供料单元项目、检测单元项目、加工单元项目、操作手单元项目、暂存单元项目、成品分装单元项目；通讯模块用的是ASI总线通讯。

一、硬件系统工作过程的介绍

（一）机械模块

多功能柔性加工系统将机床的计算机数字控制技术，即CNC技术融入到系统中。系统使用数控车床和数控铣床两台CNC设备，通过计算机的数据库支持订单管理系统可以非常容易地开始柔性生产。具体工作是在加工好的工件传送到电气自动化模块之前，由在直线轴上运动的6自由度RV1A工业机械手代替人手操作过程是，从原料库抓取要加工工件的原料放到数控车床进行加工，数控车床加工好后，机械手从数控车床中抓取工件，放到数控铣床继续加工，加工好后放到电气自动化模块进行检测分拣。系统中的CNC也可以单独使用加工工件。

（二）自动化模块

自动化模块主要有供料单元项目、检测单元项目、加工单元项目、操作手单元项目、暂存单元项目、成品分装单元项目组成。

（三）通讯模块

多功能柔性加工系统控制器电缆连接，主要有上位机和控制器及CNC通讯是通过以太网和串口进行通讯，电脑COM属性不能修改。

多功能柔性加工系统控制器电缆连接。两个分线盒与西门子300PLC相连接。分线盒RIABOX1的端口通过电缆分别与控制面板、机械手的控制器和原料站相连接，其中机械手控制器与机械手、示教盒、控制机械手伺服放大器通过电缆相连。分线盒RIABOX2的端口通过电缆分别与原料库、数控车、数控铣相连。

二、多功能柔性加工系统故障及维修

多功能柔性加工系统由于机械手电池没电，导致程序丢失，使机器人和生产线无法正常实现联机自动化运行，所以需要对设备的整体工艺做一个细致的研究，把机器人的程序重新编写，再重新给机器人调点，实现机器人和生产线的联机运行。

（一）机械手电池更换

拆掉控制器的盖板，便可取下电池（固定螺丝在控制器的后面）将旧电池拔掉，把新电池插入接口即可（更换电池尽可能在40秒钟内完成）

（二）机械手程序编写及调试

机械手的程序用的是MELFABASICIV语言，根据运行控制要求编写好的程序要输入到CIROSStudio软件中，经过软件模拟仿真调试程序合格后，下载到机械手控制器里。

（三）用示教盒调整已下载程序中的点

机械手由于电池没电，数据丢失的故障。机械手经过原始点的重新设定后，以前程序中点的位置发生了变化，这就需要我们把程序中的点进行重新定位。

根据多功能柔性加工系统的控制，编写的机械手的程序，通过示教盒调整的机械手的工作位置总共有十二个点如图三所示，这十二个点分别是：

（1）PTURN=车床夹爪位置（抓取位）

（2）PWAITT1=车床辅助位置T1（车床门外等待点）

（3）PWAITT2=车床辅助位置T2（车床门内等待点）

（4）PINIT=机器人初始位置

（5）PCON（1）=传送带1抓取位置

（6）PCON（2）=传送带2抓取位置

（7）PCON（3）=传送带3放置位置

（8）PWAITM1=铣床辅助位置M1（铣床门外等待点）

（9）PWAITM2=铣床辅助位置M2（铣床门内等待点）

（10）PMILL=铣床台钳位置

（11）PMPS=MPS供料单元料筒位置

（12）PMPSWAIT=MPS单元辅助位置

三、多功能柔性加工系统联机启动

（一）启动准备

启动系统前必须按照FESTO步骤操作。在复位时机器人不能处在危险区域，必须将机器人手动移动到初始位置附近，必须清理掉两台机床里的加工件。

（二）系统复位

复位是在FMS控制站的控制面板上操作。

（三）系统开始运行

（1）“复位”灯亮，“开始”灯闪烁→请求开始运行

（2）按开始按钮==>复位灯和开始灯常亮

（3）FMS系统自动模式激活

（4）打开主控电脑上COSIMIRCONTROL软件

（5）点击软件上Production按钮

（6）等数控机床回参考位置

（7）完成后门打开，软件界面可以操作如图十三所示。

（8）在软件上通过UP/DOWN选择加工订单

（9）点击ADDtoQueue将订单添加到加工区

（10）点击START按钮→按顺序加工加工区的订单

多功能柔性加工系统出现了故障，作为实训室的管理者，给我一个处理设备故障的机会，对这个故障我进行的分析故障的原因，研究故障的解决办法，最终修好的这套多功能柔性加工系统，能够实现联机运行。

总之，多功能柔性加工系统为专业教师和电气自动化和机电设备维修与管理的学生提供了模拟生产现场的教学环境，解决了该专业的学生不能到实际生产线上操作训练的困难，从教学实践中证明：应用这个这套设备，教师可以指导学生进行装配、编程、维护和故障排除等多方面实践教学，将电气自动化和机电设备维修与管理专业的多学科课程综合应用，使学生动手能力得到提高的同时，也提高了学生的自学能力，独立思考能力，组织协调等综合能力及团队合作精神。

参考文献：

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

[2]袁培根.基于嵌入式控制的门禁系统的设计与研究[J].实验室研究与探索，2001，20（5）：6264.

[3]王治文.面向开放管理的实验室门禁系统[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：6063.