【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 共 33 頁 1 緒論 自動裝配系統(tǒng)的發(fā)展概況 在 裝配 過程中 ,基礎(chǔ)件和裝配件的傳送、給料和裝配作業(yè)可部分地或全部地實現(xiàn)半自動化或自動化。裝配自動化的主要目的是：保證產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。裝配自動化的一般要求是：產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較大；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的自動裝配工藝性好，如裝配工作有良好的可分性，零件容易定向、定位，零件間聯(lián)接多用 膠接 和 焊接 代替 螺紋聯(lián)接 ，避免使用墊片等調(diào)整件；采用自動化裝配后應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)效果。裝配作業(yè)的自動化程度往往需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來 確定。 原始的手工裝配方式一直延續(xù)很久。直到 19世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)小零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和互換性開始用于小型武器和鐘表的生產(chǎn)，隨后又應(yīng)用于汽車工業(yè)。 20 世紀(jì)初，美國福特汽車公司首先建立了采用運輸帶的移動式汽車裝配線 ,將工序分細(xì) ,在各工序上實行專業(yè)化裝配操作，使裝配周期縮短了約 90％，降低了生產(chǎn)成本?；Q性生產(chǎn)和移動式裝配線的出現(xiàn)和發(fā)展，為大批量生產(chǎn)中采用自動化裝配開辟了道路。 這對提高生產(chǎn)率帶來了革命性的變化 ， 起到了很大作用 。 互換性生產(chǎn)和移動式裝配線的出現(xiàn)與發(fā)展 ， 為大批量生產(chǎn)中采用自動化裝配開辟了道路。但這種方式并沒 改變操作者的勞動強(qiáng)度，大量單調(diào)重復(fù)的工作仍然是手工勞動。此后，陸續(xù)出現(xiàn)了料斗式自動給料器和螺釘、螺母自動擰緊機(jī)等簡單的自動化裝置。大批量生產(chǎn)的軸承、離合器和中小型電機(jī)等零件、裝配工藝簡單的機(jī)電產(chǎn)品，以及汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、儀器儀表等產(chǎn)品小的部分簡單部件，也采用了自動或半自動裝配機(jī) (線 )。 可是由于對適合自動化裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有很大限制，自動化裝配機(jī)投資多而對產(chǎn)品改型的適應(yīng)性小，所以當(dāng)時機(jī)械制造中的裝配自動化僅用于大批量生產(chǎn)。 目前在 機(jī)械制造 行業(yè) 中 都要使用到自動裝配系統(tǒng)，例如電視機(jī)、計算機(jī)的自動裝配流水線；制鞋、印 染等輕工和化工行業(yè)的生產(chǎn)流水線都要使用到自動裝配系統(tǒng) 。 機(jī)械裝配自動化主要包括自動傳送、自動給料、自動裝配和自動控制幾個方面。 傳送 ： 按照基礎(chǔ)件在裝配工位間的傳送方式不同，裝配機(jī)（線）的結(jié)構(gòu)可分 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 共 33 頁 為回轉(zhuǎn)式和直進(jìn)式兩大類。 ① 回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)較簡單，定位精 度易于保證，裝配工位少，適用于裝配零件數(shù)量少的中小型部件和產(chǎn)品 。 基礎(chǔ)件可 連續(xù)傳送或間歇傳送，間歇傳送時，在基礎(chǔ)件停止傳送時進(jìn)行裝配作業(yè) ， 間歇傳送應(yīng)用廣泛。 ② 直進(jìn)式的結(jié)構(gòu)比回轉(zhuǎn)式復(fù)雜，裝配工位數(shù)不受限制，調(diào)整較靈活，占地面積大，基礎(chǔ)件一般間歇傳送。按照間歇傳送的節(jié)拍又分為 同步式和非同步式。同步式適用于批量大、零件少、節(jié)拍短的場合 ； 非同步式適用于自由節(jié)拍、裝配工序復(fù)雜、手工裝配與自動裝配相組合的裝配線上。傳送裝置主要有 回轉(zhuǎn)工作臺 、鏈?zhǔn)絺魉脱b置和非同步的夾具式鏈傳送裝置等。各種傳送裝置可供基礎(chǔ)件直接定位或用隨行夾具定位。 PLC概況及在 自動裝配系統(tǒng) 中的應(yīng)用 可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況 可編程序控制器（ programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為 PLC（ programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。以其顯著的優(yōu)點在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。 在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。但是控制裝置體積大、動作速 度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差 。 PLC 的應(yīng)用概況 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并在迅速擴(kuò)大，對于而今的 PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要 PLC，尤其近幾年來 PLC的性價比不斷提高已被廣泛應(yīng)用在冶金、機(jī)械、石油、化工、輕功、電力等各行業(yè)。 按 PLC 的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面： （ 1） 用于邏輯控制 這是 PLC 最基本，也是最廣泛的應(yīng)用方面。用 PLC取代繼電器控制和順序控制器控制。例如機(jī)床的電氣控制、包裝機(jī)械的控制、自動電梯控制等。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 共 33 頁 （ 2） 用于模擬量控制 PLC 通過模擬量 I/O 模塊，可實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間轉(zhuǎn)換，并對模擬量控制。 （ 3） 用于機(jī)械加工中的數(shù)字控制 現(xiàn)代 PLC 具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，它可以與機(jī)械加工中的數(shù)字控制（ NC）及計算機(jī)控制（ CNC）緊密結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)字控制。 （ 4） 用于工業(yè)機(jī)器人控制 （ 5） 用于多層分布式控制系統(tǒng) 高功能的 PLC 具有較強(qiáng)的通信聯(lián)通能力，可實現(xiàn) PLC 與 PLC 之間、 PLC與遠(yuǎn)程 I/O 之間、 PLC與上位機(jī)之間的通信。從而形 成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。 PLC 的特點 PLC 之所以越來越受到控制界人士的重視 ， 是和它的優(yōu)點分不開的 ： （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能 。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工 業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 共 33 頁 （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯 代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要