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随着社会进步和生活水平的提高,激烈的市场竞争迫使传统的大规模生产方式发生改变,市场对多品种小批量产品的需求越来越大,这使得柔性制造系统有了越来越重要的地位。柔性制造系统适应多品种小批量的加工任务,它可以提高劳动生产率,改善生产环境,增强产品的竞争力,为企业带来更大的经济效益和社会效益。但目前一些柔性制造系统平台存在系统体积大、造价高或缺乏实际加工能力的缺点,并不适用于科研和教学。本文分析了柔性制造系统的组成以及其加工特性,提出了柔性制造系统是一种连续事件和离散事件并存的混杂系统;提出了一种基于Arena和Labview的混杂柔性制造系统的仿真方法,并用此方法对一个小型柔性制造系统进行了仿真验证,为柔性制造系统平台的搭建提供了一定的理论依据。本文设计了一种面向教学与科研的小型柔性制造系统平台,它由C000026型号小型数控铣床和C000056型号小型数控车床、关节型机械手、直角坐标机械手和传输装置组成。开发了利用PC并口的机床数控程序;设计了关节型机械手及其单片机控制系统,该机械手用来完成数控车床的工件装卸;设计了采用PLC作为核心控制单元的直角坐标机械手以完成数控铣床的工件装卸;搭建了滚珠丝杠工件运输装置,利用光电编码器实现了传送装置的半闭环伺服控制,保证了传输装置运行动作准确可靠。应用OPC技术搭建了柔性制造系统的递梯式分布控制体系结构,OPC现场总线技术统一了各个自动化设备之间的通信,使计算机接口和网络分别与PLC、关节型机器人控制器、铣床控制计算机、车床控制计算机连接;使用MCGS搭建OPC服务器,而采用C#语言编写了基于自动化接口访问OPC服务器的客户端程序,从而使系统可以通过Internet实现订单远程提交和设备状况监控。并通过一个试验了柔性制造系统平台的可靠性。该柔性制造系统平台不仅具有占地面积小、使用成本低等优点,而且具有金属切削加工功能,同时结合了递阶式控制的合理层次性、数据一致性和分布式控制的自治性,使平台的总体结构具有模块性、开放性和扩展性。