基于PLC的汽车发动机智能装配系统设计

基于PLC的汽车发动机智能装配系统设计

摘要：高端装备制造业的七大战略性新兴产业的国家“第十二五”规划，智能组件是一个高端制造业的重点方向，是转化为中国的传统粗放的生产模式集约化生产模式，与中国的装备制造业，提高技术水平，装备制造业对大型规模大、效率高、精度高的方向。目前，中国智能装备制造业的政策支持的不断增高，将来有可能达到万亿市场蛋糕。有专家认为，智能设备制造业年均增涨幅度达25%。以这种速度，到2020智能设备制造业产值将达到10兆的目标，其发展前景。2025，在中国智能装备制造业已经成为一个主导产业培育的国际力量，对智能设备的改进工业体系的建立，产业销售收入超过40000元，占国内市场份额七成以上，未来有不可估量的发展前景。智能自动化和制造工艺设备的出现，作为装备制造业的皮拉米德尖端智能装备，提升装备制造业整体水平起着举足轻重的作用。智能装备产业是战略性新兴产业的重要组成部分，属于高端装备制造产业范畴的领域，是一个较新的概念，是市场上唯一尚未充分认识到“金矿在高端装备制造业”。有专家分析认为，智能设备制造业的发展蓝图将越来越清晰，其巨大的市场前景充满诱惑，能否把握住未来市场这块蛋糕就成为重中之重。

该系统可完成以下功能：以PLC为核心的计算机控制系统，独立站控制系统通过网络实现数据信息、资源共享。装配线是整个生产过程中的关键环节，生产线在每个工位之间，所以各个环节的控制必须具有较高的可靠性和灵敏性，以保证生产的连续性和稳定性。

关键词：智能装配;现代化工业技术; 逻辑控制；可编程序控制器；机械手

第一章引言4

1.1课题背景4

1.2本课题研究的主要内容4

1.3本课题研究的意义5

第三章智能装配系统总体设计5

2.1汽车发动机构造概述6

2.2系统总体方案概述6

2.3系统控制要求7

2.4发动机装配的基本要求7

2.5控制流程图设计8

第三章智能装配的硬件设计9

3.1步进电机的应用分析10

3.2可编程控制器的应用分析11

3.3元件明细表15

3.4PLCI/O分配表16

3.5PLC输入输出接口电路图17

3.6PLC外部接线图19

第四章智能装配的软件设计20

4.1公共控制程序子程序20

4.2手动控制程序子程序21

4.3自动控制程序子程序23

第五章总结24

致谢26

参考文献27

附录28

第一章引言

1.1课题背景

在今年两会期间，社会各界专家、领导齐聚行业，对发展现状、发展前景等问题进行了激烈的讨论。作为中国的七大战略新兴产业，高端装备制造业得到了举足轻重的关注。“智能装备制造业是高端装备制造业还没有被黄金市场的完全认可”。中国工程院卢秉恒分析师认为，我们更应该抓住机遇，发展智能装备制造业，将成为推动中国装备制造业朝着高精尖的最扎实的力量。高端装备制造业是我国高端装备制造业的重点方向之一，是第十二个“五年计划”的七大战略性新兴产业之一。伴随着我国制造业向规模化、大型化、高精度、高效率的目标发展，传统的粗旷型生产方式正在向集成化生产方式转变。将来的装备制造需要软件和硬件的结合，没有软件的支持，那就是“没有大脑”的装备。“我们需要改变软硬的在我们心里的观念，提供更加全面的解决方案的能力。”有专家分析，我国的智能装备行业目前仍处于初级阶段的自动化向智能化发展，对于各行各业的智能设备的发展，有的甚至没有完全的自动化。智能装备产业水平已成为权衡一个国家工业化水平高低的重要标志。智能设备是传统产业的旧物换新，是实现生产过程的智能化、自动化的基本工具，精密和绿色，是培育和发展战略性新兴产业的重要手段，是生产过程和产品实现过程用于节能减排。有迹象表明，中国政府充分认识到发展智能装备产业的重要性和紧迫性。专家展望未来说，可以肯定的是，未来5到10年，是为中国的智能装备制造业发展的重要战略机遇期。

1.2本课题研究的主要内容

本课题主要是通过使用可编程逻辑控制器PLC通过控制机械手来自动装配汽车发动机的过程，从汽车发动机的进入、组装、出去三步骤来操作，通过机械手来组装发动机底部零件部分，主要用到了机械手和传送带两部分。

1.3本课题研究的意义

在现代生产中，生产过程的自动化、智能化已成为醒目的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但是除了切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，还需要更进一步的机械化。机械手的出现并得到应用，为这些工业操作的自动化奠定了优良的基础。

我国智能装备制造业规模已超过2万亿美元，位居世界第一。美国和日本分别为1.5万亿美元和1.2万亿美元。然而，作为高端装备制造领域的重要产业，智能装备制造在国内却有些“养在深闺人未知”的感觉，还没有被投资市场所认识到它的巨大的潜力。

假如我们不能及时抢占智能装备制造业的战略高地，就会进一步被固定在全球产业价值链的中低端环节，丧失发展的自主权。所以，处在历史的新的关键点上，我国必须大力培育和发展智能装备制造业，以此提升我国产业核心竞争力，带动产业升级转型和战略新兴产业发展，加快推动“中国制造”向“中国智造”转变。所以大力发展高端装备制造业刻不容缓，未来10年，是我们智能装备重要的发力期、战略期，一定要把握好这10年。

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