前言模塊化并不是一個新的概念，早在20世紀(jì)初期其就被引入了機械制造業(yè)。人們將模塊與物理產(chǎn)品聯(lián)系到了一起，明確了模塊的功能和特征。20世紀(jì)60年代以來，隨著生活水平的提高和科技的發(fā)展，當(dāng)今的市場已成為買方市場，隨著市場的國際化，企業(yè)間的競爭也越加激烈。由于技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的壽命周期逐漸縮短，從而導(dǎo)致客戶的需求呈現(xiàn)多樣化和個性化，所要定制的產(chǎn)品數(shù)量變少，同時還要求較短的交貨期、較低的成本、較好的質(zhì)量等。這些因素也促使企業(yè)不斷的改變原有的生產(chǎn)模式，尋求更新更好的生產(chǎn)模式。模塊化生產(chǎn)技術(shù)的基本方法是將產(chǎn)品的制造問題通過產(chǎn)品重組和過程重組轉(zhuǎn)化為或部分轉(zhuǎn)化為批量制造問題，即提供給用戶的是全新的、定制的個性化產(chǎn)品，而實際產(chǎn)品則主要由標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成。模塊化制造的思想也來源于人們長期的生產(chǎn)實踐。在機床制造業(yè)，德國于1930年首先提出了“模塊化構(gòu)造”(MOdularConstruction)的設(shè)計方法。由于用這種方法設(shè)計制造的機床具有很好的經(jīng)濟效益，因而采用模塊化構(gòu)造在世界上得到迅速發(fā)展。日本通產(chǎn)省在1977年開始研制柔性加工單元(FMC)，明確地引進了模塊化構(gòu)造的概念。隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的模塊化設(shè)計技術(shù)發(fā)生了深刻的變化。模塊化是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的要求，是對傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化形式的發(fā)展。模塊化與成組技術(shù)、柔性生產(chǎn)技術(shù)、計算機輔助技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù)之間的關(guān)系是相輔相成、互相支持的，只有在生產(chǎn)中密切配合才能發(fā)揮最大效益。模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代制造環(huán)境下的制造哲理和方法論早就引起了人們的注意。Rogers等就針對模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)(MPS)的有關(guān)問題進行了深入的研究。通過建立模塊標(biāo)準(zhǔn)，建立有限的部件級的基本生產(chǎn)加工單元(標(biāo)準(zhǔn)模塊)。把基本模塊分為四類：加上單元、運動單元、模塊化刀具裝卡單元以及可配置的控制系統(tǒng)。通過從模塊目錄中選取適當(dāng)?shù)哪K就能建立適應(yīng)范圍寬的自動化、集成化的生產(chǎn)系統(tǒng)。Rogers等針對中、低檔消費品的生產(chǎn)，如兒童玩具、廚房用具等，研究了實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)(MPS)的合理性。把MPS作為產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)并行設(shè)計的一種技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計和制造系統(tǒng)設(shè)計之間建立了聯(lián)系，通過制造特定的產(chǎn)品對制造系統(tǒng)進行再設(shè)計。同時還提出了模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個基本工作原理，分析了建立設(shè)備模塊標(biāo)準(zhǔn)和面向并行工程的MPS設(shè)計支持工具的重要性。并把MPS總體設(shè)計過程分為三個階段：產(chǎn)品分析、面向MPS的產(chǎn)品建模和MPS綜合。從模塊化生產(chǎn)概念的形成可以看出，模塊化制造是符合當(dāng)今制造業(yè)發(fā)展潮流、具有廣泛實踐基礎(chǔ)、可具體執(zhí)行和操作的一種實用型先進制造模式和技術(shù)體系。模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)是根據(jù)特定模塊化產(chǎn)品的制造要求設(shè)計而成的，產(chǎn)品的性能和質(zhì)量得到了提高，生產(chǎn)的周期縮短，響應(yīng)了市場的需求；與其相適應(yīng)的生產(chǎn)系統(tǒng)易于重組，以適應(yīng)產(chǎn)品的快速變換。而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模塊化和生產(chǎn)系統(tǒng)裝備的模塊化恰恰正能滿足這樣的要求。模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)是企業(yè)和產(chǎn)品重組的基礎(chǔ)，是產(chǎn)品及其生產(chǎn)系統(tǒng)持續(xù)更新和并行開發(fā)的最佳基礎(chǔ)。隨著中國加入WTO，中國經(jīng)濟進一步融入世界經(jīng)濟，中國在世界經(jīng)濟中扮演著越來越重要的角色。在這樣的大背景下作為中國經(jīng)濟增長引擎的制造行業(yè)中蘊藏著巨大的市場機遇，但同時競爭也越來越慘烈，中國的制造業(yè)同時也會面臨巨大的挑戰(zhàn)。要想贏得未來競爭的勝利，中國的制造企業(yè)必須通過優(yōu)化整個產(chǎn)品生命周期的業(yè)務(wù)鏈來縮短產(chǎn)品上市時間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，同時還要不斷通過研發(fā)創(chuàng)新來滿足客戶的變化需求。技術(shù)的飛速進步，引起產(chǎn)品工程越來越復(fù)雜，企業(yè)必須在不斷變化的環(huán)境中應(yīng)付越來越復(fù)雜的工程技術(shù)，隨著客戶對產(chǎn)品個性化需求程度的增加，也導(dǎo)致產(chǎn)品定制化趨勢越來越明顯，企業(yè)必須創(chuàng)建數(shù)量龐大的產(chǎn)品系列來滿足客戶不斷變化的需求。而模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點是：對于新產(chǎn)品而言，由于標(biāo)準(zhǔn)的模塊化而帶來的生產(chǎn)系統(tǒng)的簡化，并和自動化相結(jié)合，將顯著縮短生產(chǎn)周期。模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)由于其建立方便、模塊的適應(yīng)范圍廣、可重構(gòu)性強等特點，可以建立一個模塊化制造系統(tǒng)的租賃市場。在這一市場中，建立一個模塊化制造系統(tǒng)租賃公司，該公司準(zhǔn)備了大量的各種不同的制造系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)模塊?？梢韵蛐枰⑿庐a(chǎn)品制造系統(tǒng)(設(shè)備、生產(chǎn)線、裝配線)的企業(yè)提供各種加工基本模塊、模塊化驅(qū)動單元、模塊化的刀具和夾具以及可重構(gòu)的控制系統(tǒng)。企業(yè)可以迅速在幾天內(nèi)建立起支持新產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)。當(dāng)該產(chǎn)品不再生產(chǎn)時，該模塊化制造系統(tǒng)可以容易地拆除，并將各模塊退回給租賃公司。由于模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計是高度自動化的，硬件是模塊的，能很快地設(shè)計和重構(gòu)低成本的生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，將企業(yè)產(chǎn)品平臺化、模塊化的管理創(chuàng)新成果與信息系統(tǒng)的建設(shè)結(jié)合起來將大大的提高企業(yè)的競爭力。這次設(shè)計的主要任務(wù)是對模塊化搬運分揀站的控制部分進行設(shè)計，主要包括：模塊化搬運分揀站的可編程控制器（PLC）程序設(shè)計；組態(tài)程序設(shè)計；說明工作原理并編寫設(shè)計說明書；利用實體模型完成組態(tài)程序和可編程控制器（PLC）程序的運行調(diào)試工作。說明書介紹了基于模塊化的搬運分揀站的工作原理、PLC程序設(shè)計與控制、以及組態(tài)程序的設(shè)計等內(nèi)容，重點是關(guān)于模塊化搬運分揀站的PLC控制程序的設(shè)計和組態(tài)實時監(jiān)控程序（動畫）的設(shè)計，并在實體模型上完成調(diào)試運行。目錄摘要.ABSTRACT.第1章緒論.11.1概述.11.2特點.21.2.1模塊化的具體特點.21.2.2模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點.31.3組成.51.4構(gòu)建模塊化生產(chǎn)系統(tǒng).51.4.1模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建前的準(zhǔn)備.61.4.2模塊化生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建的條件.6第2章模塊化搬運分揀站.82.1概述.82.2搬運分揀站結(jié)構(gòu)與功能.82.3搬運分揀站氣動控制設(shè)計.9第3章可編程序控制器（PLC）.123.1可編程控制器概述.123.1.1PLC的由來和定義.123.1.2PLC的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢.133.1.3PLC的主要功能和特點.163.1.4PLC的分類.183.2PLC的基本組成和工作原理.203.2.1PLC的基本組成和各部分的作用.203.2.2PLC的工作原理.223.3PLC程序設(shè)計.243.3.1工件與設(shè)備選擇.243.3.2PLC編程.25第4章組態(tài)編程.304.1組態(tài)概述.304.1.1