汽车发动机缸盖装配检测生产线的总体流程设计与PLC控制系统设计128234.docx
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1、 汽车发动机机缸盖装配配检测生产产线的总体体流程设计与PPLC控制制系统设计计学生姓名:指导教师:所在院系:工程学院院所学专业:机械设计计制造及其其自动化研究方向:生产线自自动化 中国 哈尔滨 22016 年 5 月 OVERRALL PROCCESS OF AAUTOMMOBILLE ENNGINEE CYLLINDEER HEEAD AASSEMMBLY TESTTING LINEE DESSIGN AND DESIIGN OOF PLLC COONTROOL SYYSTEMMStudeent Namee: Superrvisoor: Deparrtmennt annd faacultty
2、: Engiineerring ColllegeMajorr: Mechhaniccal DDesiggn annd Maanufaacturre anndAutommatioonOrienntatiion: The prodductiion lline autoomatiion HarbiinChhinaMay 22016摘要摘要 随随着科技的的进步发展展、生产力力的不断提提高,手工工装配生产产线已经满满足不了市市场的需求求,PLCC的出现使使工业自动动化成为了了可能,自自动化生产产线提高了了生产效率率,减轻了了人的工作作负担。自自动化生产产线支持技技术的不断断发展,使使得自动化化程度提高高
3、,能够满满足生产装装配中更高高的工艺要要求。 本本文根据生生产线的设设计原则,设设计了发动动机缸盖组组装检查生生产线的总总体工艺布布置设计。根根据生产中中的实际情情况设计生生产线,使使得发动机机缸盖装配配生产线占占用生产面面积最小 。生产线线的布置使使装配、检检测效率最最高,成为为经得住推推敲的最优优化方案设设计。生产线采用用三菱PLLC-机控控制,同时时根据发动动机缸盖装装配、检查查生产线的的各个工位位的工艺要要要求、按按照生产节节拍每件660秒设计计PLC控控制系统。编编程所用软软件为GXX Devvelopper,编编程方法为为步进梯形形图编写。步步进梯形图图编写使程程序逻辑控控制简化、
4、程程序简单易易懂、易于于更改、程程序设计简简单、对于于初学者更更易上手。本本设计中涉涉及到的工工艺要求较较为复杂,所所以采用步步进梯形图图。在本文文设计的PPLC控制制系统中的的驱动功能能是气缸、电电动机、机机械手执行行机构,通通过这些执执行部件来来实现各个个工位的工工艺要求。关键词: 生产线;自动化;PLC;梯形图 IIAbstractOveraall PProceess OOf Autommobille Enginne Cylinnder Head Asseemblyy Testiing LLine Desiggn And Desiggn Of PLLC Contrrol SSysteem
5、Abstrract Wiith tthe pprogrress of ssciennce aand ttechnnologgy deeveloopmennt, manuual aassemmbly linee havve allreaddy caant satiisfy the demaand oof thhe maarkett, thhe apppearrancee of the PLC induustriial aautommatioon poossibble,aautommatedd prooducttion linee to imprrove prodductiion eefficci
6、enccy, rreducce thhe buurdenn on peopple.AAutommatedd prooducttion linee devveloppmentt of suppport techhnoloogy, incrreaseed auutomaationn, too meeet hiigherr tecchnollogiccal rrequiiremeents in tthe pproduuctioon annd Asssembbly. Inn thiis paaper, acccordiing tto thhe deesignn priincipple oof prro
7、ducctionn linne,deesignn of the engiine ccylinnder headd asssemblly chheck the overrall layoout ddesiggn off prooducttion linee.Acccordiing tto thhe acctuall sittuatiion oof prroducctionn dessign linee, cyylindder hhead asseemblyy linne occcupiies tthe ssmalllest areaaProdductiion lline layoout tto
8、maake tthe aassemmbly, thee dettectiion eefficcienccy iss higghestt, bee witthstoood sscruttiny of ooptimmizattion desiign. Prroducctionn linne addoptss Mittsubiishi PLC-conntroll, annd acccordding to tthe eenginnes cyliinderr heaad Asssembbly, checck thhe liine oof eaach sstatiion pproceessess to r
9、equuest, in accoordannce wwith the prodductiion ccyclee eveery 660 seecondds deesignn of PLC conttrol systtem. Proggrammming softtwaree useed foor GXX Devvelopper, comppiledd forr thee steep laadderr diaagramm proogrammmingg metthod.Stepp laddder to wwritee proogramm loggic ccontrrol ssimpllificcati
10、oon, tthe pproceeduree is simpple aand eeasy to uunderrstannd, eeasy to cchangge, ssimplle prrograamminng annd eaasierr forr begginneers. In tthe ddesiggn off thee driivingg funnctioon off PLCC conntroll sysstem is ccylinnder, mottor, mechhaniccal aactuaatorss, thhrouggh thhese operratinng coomponne
11、ntss to achiieve the techhnoloogicaal reequirremennt off eacch sttatioon.Key wwordss: Prooducttion Line;Autoomatiion;PPLC;LLaddeer Diiagraam目录目录中文摘要IAbstrractII1前言111.1自动动化生产线线发展现状状11.2研究究本课题的的目的和意意义12生产线的的总体方案案设计32.1设计计原则32.2生产产线可选方方案32.3确定定生产线方方案32.4总体体方案设计计33 PLCC控制系统统设计63.1 PPLC类型型选择63.2 II/O分配配
12、表63.3 PPLC的II/O接线线示意图73.4 PLC工工作流程图图83.5 控制梯形形图工艺要要求93.5.11一工位工工艺要求及及梯形图93.5.22二工位工工艺要求及及梯形图123.5.33三工位工工艺要求及及梯形图143.5.44四工位工工艺要求及及梯形图204 PLLC仿真与与调试245 结论论38附录 PLLC梯形图图及指令表表39参考文献51致谢522I 汽车发动机缸盖装配检测生产线总体流程设计与PLC控制系统设计1 前言言 可可编程控制制器(PLLC)的产产生,为生生产线的自自动化提供供了强有力力的技术支支持。PLLC技术不不断的发展展创新,使使得自动化化生产线飞飞速发展,
13、并并且得到了了广泛的应应用,它提提高了我们们的生产过过程中装配配、检查、加加工的质量量,改善了了人们的工工作环境,节节约了成本本。自动化化生产线综综合了多方方面的技术术如驱动技技术、传感感技术、计计算机技术术等。自动动化生产线线不仅要求求在生产线线上能够准准确的驱动动机械装置置自动的完完成指定的的加工工序序,生产出出合格的产产品,达到到相应的加加工工艺,因因此在加工工中我们经经常采用一一些辅助加加工装置,通通过这些装装置和其它它电气制动动系统相结结合,使生生产线能够够自动的完完成加工工工序。不仅仅PLC的的设计能够够提高生产产中装配、检检查、加工工效率,而而且生产线线的布置方方式也能够够实现同
14、样样的效果。生生产线的布布置方式需需要根据生生产中的实实际情况和和生产线的的布置原则则来设计,尽尽量的满足足加工工序序中的加工工工艺,提提高生产效效率。 1.1 自动化生生产线发展展现状 自自动化生产产线是能够够实现产品品的生产、加加工、组装装、检查、运运输、拆卸卸等过程的的自动化机机械系统,这这个自动化化机械系统统能够完全全实现自动动化即不需需人的参与与。实现自自动化可以以提高生产产加工效率率、降低成成本、提高高加工质量量、最大程程度的减轻轻人类工作作负担同时时自动化生生产线生产产量大可以以提高使用用者行业的的竞争力和和发展基础础。自动化生产产线是综合合了多种技技术和学科科发展起来来的,这是
15、是一个独立立而完整的的自动化机机械系统。自自动化生产产线是在生生产线的基基础上发展展而来的,它它要求能在在各个工序序上完成指指定的动作作并达到一一定的质量量标准,为为了实现这这个目的,生生产线常采采用自动化化运输装置置和辅助加加工装置,根根据工艺要要求和顺序序把机械加加工装置组组成一个完完整的机械械加工体系系,各个装装置之间通通过机械连连接和电气气制动系统统相互配合合起来,使使它能够按按规定的顺顺序和程序序自动工作作,这种自自动的按照照人的意愿愿进行工作作的机械加加工系统我我们称为自自动化生产产线。技术的发展展和科学的的进步在一一定程度上上为自动化化生产线提提供了技术术的支持,使使生产线的的自
16、动化飞飞速发展进进步。生产产线的飞速速发展可以以使生产线线实现更加加复杂的生生产操作和和装配工艺艺同时也使使自动化程程度提高生生产效率降降低成本。目目前国内的的自动化生生产线技术术在近几年年内虽有大大幅度提升升,但相对对于日本和和欧美国家家仍然落后后上世纪770年代日日本和欧美美国家就开开始采用柔柔性工作系系统。柔性性生产线是是与多台能能够调整机机床,并配配合自动化化组装生产产线,这种种生产线有有着很高的的信息化和和自动化水水平,能通通过计算机机进行操作作管理,还还能配合其其他的生产产模式同时时进行工作作,大大的的节约生产产成本提高高生产效率率。但是我我国国内对对于汽车装装配制造的的生产线仍仍
17、然多数为为刚性生产产线,柔性性装配制造造生产线较较少。对于于我国来说说柔性自动动化生产线线仍处于起起步阶段,对对于我国未未来生产线线应该趋向向于发展柔柔性化生产产线。 1.2 研究本课课题的目的的和意义 可编程控控制器以其其抗干扰能能力强、可可靠性高、性性能强、价价格低、编编程简单、易易与计算机机接口而在在自动化生生产线中普普遍使用,并并且充当生生产线的大大脑微处理理单元。现现在的大多多数装配生生产流水线线的PLCC控制系统统当中,依依然存在一一些不完善善的地方。换换个说法就就是可编程程控制器功功能没有完完全的开发发利用。因因此,只有有更好的应应用和改进进装配流水水线的工艺艺流程,充充分挥其自
18、自动、连续续、高效率率等优势,我我们企业的的生产效率率才能提升升,才能增增强我们企企业的产品品竞争力,才才能更好的的造福社会会。本课题题将对发动动机缸盖装装配检测生生产线的自自动化进行行设计,从从而设计出出通用于其其它生产线线的通用设设计方案。2生产线的的总体方案案设计 2.1 设计原则 流流水线的设设计应该保保证零件在在运输线路路上运输尽尽量的短,同同时还要考考虑其它流流水生产线线的安放位位置。如果果不是全自自动生产线线有人参与与的生产线线,应当使使技术人员员操作方便便,当有多多个工位不不仅有工艺艺顺序关系系而且有一一定反馈关关系时,我我们应该还还考虑到工工作区间是是否合理。除除了考虑人人的
19、因素,我我们还应该该考虑生产产效率的问问题,并且且最有效的的利用生产产面积使流流水线更加加的紧凑、简简单、零件件输送顺畅畅、维修设设备更加方方便等。因因此我们应应该充分的的考虑流水水线的输送送形式,布布置方式及及辅助设备备的安装位位置。 2.2 生产线可可选方案 (1)直直通式 生生产流水线线布置成为为直线形式式即直通式式,按照生生产工艺依依次将设备备安装在流流水线上。 (2)封封闭式 生生产流水线线为环形并并且封闭,加加工设备按按照一定的的安全距离离和工艺安安装在生产产线上,工工作人员位位于生产线线外侧。 (3)半半封闭式 主要要生产线为为直通式辅辅助工序采采取封闭式式,加工设设备按照一一定
20、工艺和和安全距离离安装在生生产线上,工工作人员位位于生产线线外侧。 2.3 确定生产产线方案 经过过我们对上上述三种方方案的分析析论证,我我们认为方方案一:直直通式方案案省去了工工件托盘换换向的困扰扰,但是根根据工作环环节中第二二工位为第第一工位的的检查环节节,如果第第二工位不不合格将会会把工件运运送回第一一工位重新新进行操作作,因此采采取直通式式方案并不不能够充分分考虑到工工作中的实实际情况。方方案二:如如果采用封封闭式流水水线可以解解决方案一一中的不足足,使第一一工位和第第二工位之之间的关系系顺畅,但但是采取封封闭流水线线致使流水水线占地面面积过大不不符合最有有效利用生生产面积的的原则同时
21、时采用全封封闭式流水水线安装和和维修都比比较困难。方方案三:流流水线按照照工艺顺序序安排成直直线形式优优点是减少少了托盘换换向的困扰扰并且节约约了换向的的时间,设设备占用面面积小,零零件运送较较为顺畅,在在处理第一一工位和第第二工位之之间的关系系时采用封封闭式流水水线即封闭闭式流水和和直通式流流水线部分分相结合解解决了全封封闭式流水水线占地面面 积过大的的问题,所所以我们选选择了第三三个方案。 2.4总总体方案设设计 图1 工工序操作程程序框图输送滚筒输输送生产线线共有4个个工位,工工件从一号号位进入依依次进入下下几个工位位,其中一一工位为气气门吹气即即将气门周周边灰尘等等杂物吹干干净。二工工
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