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面对这个问题，各国科学家相继提出的各种制造模式的概念，从最初的组合机床生产线到70年代开始兴起的柔性制造系统（FMS），再到80年代的柔性制造工厂、计算机集成制造（CIM），和后来在日本广为流行的细胞成产模式（Cell Production System）[3]。Rogers等人提出模块化制造系统（MPS）后，因其交货速度快、创新能力强、个性化实现能力强和成本低等优势[2]，逐渐成为了各国制造行业的热门课题。
1.1.2 MPS的研究现状
1989年，德国FESTO公司在对工厂加工过程进行总结归纳的基础上，根据工业加工的各个环节，分解成各个功能模块，设计出用于教学的第一代模块化生产系统，通过对这些模块的选择集组合，模拟生产加工的各种单独加工功能或组装功能。随着生产技术和科学技术的不断发展及其他学科知识在工业中的应用，工业自动化技术不断提高，模块化加工系统从功能到技术也获得了很大的发展。
在我国高校中，模块化生产系统越来越被广泛应用到实践教学和科研工作中。通过构建模块化生产系统，模拟一个与实际生产情况十分接近的控制过程，使学生处于一个接近于实际工程应用的教学设备环境，将关于工业生产的各学科知识相互融合，实现理论与实践的结合，从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离。此外，模块化生产系统为从事科研工作的学者提供了工业控制对象，可以将最新的学科内容应用到该系统中，验证新的理论及技术的可能性，不断地对模块化生产系统进行创新性设计，推动模块化生产系统和现代工业的发展[4]
1.2 课题的研究内容
课题需要和另一个课题合作完成一个模拟生产线的编程、联调、组态监控任务。该模拟生产线包括将工件从原料库向供料系统搬运的机器人1、供料单元、提取安装单元以及将工件从提取安装单元传送带末端取走放至指定位置的机器人2。系统组成如图1.1所示：
图1.1 课题研究生产线组成图。
其中，本课题负责机器人1和供料单元的编程、联调及组态监控，具体任务有：
（1）熟悉模块化生产系统（MPS）；
（2）了解自动供料单元的各模块组成和工作原理，分析其机械结构及功能的实现
（3）理解自动供料的气动原理图，调试完善自动供料单元；
（4）学习西门子200的PLC编程，编写自动供料单元PLC控制程序，实现供料单元与机器人的联调；
（5）学习组态软件，完成供料单元与机器人的组态监控程序。
2 硬件设计
课题硬件共涉及2部分：机器人、供料单元。文章将主要介绍供料单元的结构组成以及机器人和供料单元之间的连接电路。
2.1 供料单元结构介绍
供料单元由送料与转运执行装置组成，可以根据需要将放置在料仓中的工件自动地取出，并将其传送到下个工作单元。
图2.1 供料单元实物照片
2.1.1 送料模块
（1） 料仓
堆叠工件的管状塑料直筒，竖直安装在导向底座上方。见图2.2
（2） 推料气缸
驱动推料块将料仓最底部的工件推出到导向定位块预定的位置。见图2.2
图2.2 供料单元的送料模块
2.1.2 转运模块
（1） 真空吸盘
吸取工件，吸盘内腔的负压是靠真空发生器产生。见图2.3；
（2） 真空吸盘方向保持装置
采取类似平行四边形机构，保证吸盘始终处于竖直状态。见图2.3；
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