基于iFix的动车轮装制动盘自动装配线的设计与开发

摘要

本课题来源于企业的实际需求，针对目前动车轮对人工装配方式，存在效率低、工作强度高等弊端。在充分分析和研究动车车轮与制动盘的装配特点、技术条件和工艺要求的基础上，设计出一条满足生产要求、自动化程度高的动车轮装制动盘自动装配线，实现了动车车轮、制动盘、制动销的自动上料、装配和出料工作。
　　首先，对硬件及通信系统进行设计。将机械系统划分成5个独立的功能单元，分别负责实现不同的装配功能，并采用库卡、东芝机械手分担部分工序，降低了系统复杂程度并且提高了系统稳定性。对每个功能单元的运行工艺进行设计，并制定单步工序的详细动作，对工序动作时间进行了精确划分，提高了装配效率。利用以太网、串口、总线等方式，实现了功能单元之间的通信和与机械手的集成。
　　其次，对软件系统进行设计。对软件系统总体方案、基于iFix的监控系统、PLC系统、伺服系统、检测系统进行设计，并进行了 iFix、PLC、机械手的程序编写。制定了以iFix作为上位机进行集中式管理，以4个模块式PLC作为下位机对现场设备进行分布式控制的控制方案。基于iFix软件平台开发人机交互界面，对检测系统传感器收集的系统运行状态信号进行显示，实现了控制系统的实时监控功能，并开发了条形码上传、错误处理等辅助功能。
　　再次，对系统的关键逻辑算法进行了研究与开发。主要包括：轮对不平衡量检测与装配算法；车轮轮型选择过程参数化编程逻辑；条形码上传方式与组合逻辑；东芝机械手抓销位置人工校正方法。这些是自动装配线研制成功的重要技术支撑。
　　最后，进行运行调试试验。在完成现场设备与电气控制柜的安装、接线和软件系统设计工作基础上，依次进行了空载单步调试、负载状态单步调试、负载状态自动运行调试工作。运行结果表明自动生产线的软、硬件系统设计方案具有设计合理、方案可靠、运行高效等特点，可以满足生产任务要求，极大的提高了轮对装配效率。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究目的与意义

1.2 国内外自动装配技术发展现状

1.3 本文的主要研究内容及结构安排

第2章 轮装制动盘自动装配线系统硬件与通信设计

2.1 硬件系统总体方案设计

2.2 硬件系统组成

2.3 通信系统设计

2.4 本章小结

第3章 自动装配线的工艺设计与时序规划

3.1 总体工艺方案设计

3.2 工艺流程设计

3.3 时序分析与优化

3.4 本章小结

第4章 控制系统软件设计

4.1 控制系统总体方案设计

4.2 装配过程监控系统设计

4.3 PLC系统设计

4.4 伺服系统设计

4.5 检测系统设计

4.6 本章小结

第5章 控制系统关键算法与逻辑

5.1 轮对不平衡量检测算法

5.2 轮型选择参数化编程逻辑

5.3 条形码上传方式与组合逻辑

5.4 抓销位人工校正逻辑

5.5 本章小结

第6章 自动装配线的构建与调试

6.1 系统构建

6.2 调试运行

6.3 本章小结

结论

参考文献

致谢