1930 年，德国首先提出了“模块化构造”(Modular Construction)这种设计方法。由于这种方法在设计制造的机床上的运用产生了积极作用，导致其经济效益获 得了极大的提高。自此之后，世界各国开始大力发展和采用模块化构造设计方法[6]。 1977 年，日本通产省开始研究制造柔性加工单元(FMC)，明确地引进了模块化构造 的概念：按照各部分模块功能的不同以制造出相应的模块，这个设计要求各模块单 元具有很强的独立性，模块化的功能单元可以不依附于其他部件进行独立运转，而 整个控制系统便是由上述不同功能模块组成的多级系统[7]。 84802

由于先进制造技术的快速发展，加上计算机技术在现今工业生产中的广泛应用， 传统的模块化设计技术有了迅速和深入的发展。模块化与柔性生产技术、计算机辅 助技术、成组技术等现代制造技术之间有着相辅相成、互相支持的发展关系[8]。这 几者之间进行密切的配合便能够发挥出工业生产的最大效益。 

由于工业生产方式的改变和升级，具备机电一体化技术的人才需求量越来越大， 尤其是熟练掌握机电一体化，拥有从设计、组装、编程、调试到故障检测与排除的 实用经验的综合性人才更是紧缺。国内外很多高校针对这一情况，开始采用一种专 为学习设计的模拟加工生产线的模块化生产加工系统进行教学。该系统解决了学生 无法经常在实际生产线上学习和进行培训的问题，加大了学习应用力度，软硬结合， 将有助于学生更好的学习和掌握学科知识。 

1989 年，德国 FESTO 公司就了工厂的生产过程进行了总结归纳，依据工业加 工的各个环节，将加工过程分解成各个功能模块，设计出用于教学用途的第一代模 块化生产教学系统。用户可以通过对这些模块的选择及组合，模拟出生产加工过程 中的各种单独加工功能或通过组和实现的功能。 

在国内，也有几家教学设备生产商仿造国外的部分 MPS 产品，这几家生产商 生产的主要有上海英集斯自动化技术有限公司生产的“MPS/FMS”模块化生产培训 系统、浙江亚龙教仪有限公司生产的“亚龙 YL-MPS 模块化生产培训系统”[9]。由于 上述两家公司生产的 MPS 教学系统具有基础功能较为全面、操作过程简单、理解 较为容易的优点，故其在国内被广泛的学习和使用。国内也有很多学者将其作为研 究基础来对 MPS 系统进行改进和创新。

1 上料检测站的发展现状

在上料检测站的设计上，国内的学者一般通过运用不同的传感器（多为光电传 感器，磁式传感器等），对工件的颜色，金属材料或非金属材料，所用材料尺寸等

进行检测和分类。在检测完成后，他们会将合格的工件提升到待搬运位，不合格的 工件则通过滑道移除。 

例如：上海英集斯自动化技术有限公司生产的 MPS 系统，其功能是判断出工件 的颜色（黑，白）和尺寸，输出大工件，不合格的剔除掉。 

而由许艳英，包宋健所设计的上料检测站则只单独对工件的颜色（蓝，黑）进 行检测，并剔除其中不合标准的工件。 

2 上料搬运站的发展现状

在上料搬运站的设计上，一般采用机械手进行搬运，机械手由水平臂伸缩气缸， 升降气缸，机械臂旋转气缸，手爪或真空吸盘组成，用来完成将工件从上料检测站 输出位搬运到加工站的接受工件位置。 

例如：上海英集斯自动化技术有限公司生产的 MPS 系统中，就是运用带有手爪 的机械手，机械臂，水平臂及对应的气缸互相配合完成将工件从位置 A 移动到位置 B 的搬运过程。一般上料搬运站只起到将工件从一个位置搬运到另一个位置的作用。 由于目前存在的搬运站的功能比较单一，所以无论是它的搬运方式，还是搬运路径， 这个站的可开发性都很大。