气门导管自动浸油生产线控制系统研制

摘要

气门导管是内燃机气门中一个重要的零件。在整个气门工作中，气门导管不仅有导向作用，同时还承受着冲击性交变载荷和排气门25％的热量传出。现在随着粉末冶金技术的发展，铁基粉末冶金技术被广泛的应用于气门导管制造，新技术使整个制造过程方便自动化批量生产，材料利用率高，生产效率高，可以有效的降低生产成本和生产过程中对能源和资源的消耗。现阶段国内企业气门导管的整个制造过程的自动化水平低，整条生产线的物料搬运，机床操控都是人工完成，没有相应的物料传送和自动操作设备，同时现场噪声污染和空气污染严重。因此，针对气门导管的浸油封装研发出一条自动化、柔性化生产线来减少工人的劳动强度同时提升企业竞争力是具有很重要的现实价值的。
　　具体分析了现有生产线的工作要求，认真研究了原有设备、工艺以及工人的操作习惯，确定生产线机械方案，设计生产线自动控制流程。整个生产线由导管上料机、浸油翻转机、分装输送机、电子秤等一系列设备组成。
　　针对确定的控制系统方案，进行了硬件方案的设计和选型。尤其针对核心元件PLC、触摸屏、伺服电机和气动元件进行了多方面的考量、仔细认真地分析和计算，最终确定了合适的型号。进行了电气控制回路的设计:主回路和继电器控制回路、PLC控制回路、交流伺服伺服系统电路、气动回路的设计等，完成了控制柜的制作。
　　基于硬件方案，设计了控制系统的软件结构，研究并实现了单一触摸屏和三个PLC的通讯。基于模块化编程的思想，对PLC程序进行了设计和编写。设计了与PLC程序相互配合的触摸屏程序。
　　在设备总体设计组装完成后进行了原理验证性调试和现场调试，纠正了一系列组装和设计上的问题。针对导管端面打痕问题，进行了方案的升级和改进。针对现场不同的上料需求调整了设备各个部分的工作时序，满足了生产节拍。进行了后期维护，解决了长时间生产中出现的问题，制订了后期维护的规范。目前，导管上料机运行良好，获得好评，企业准备大面积推广，已经获得后续订单。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外气门导管自动浸油生产线的发展状况

1．3 论文研究的来源及主要内容

第二章 气门导管自动浸油生产线机械结构简介

2．1 气门导管自动浸油生产线的机械结构简介

2．1．1 生产线的工作流程

2．2 生产线设备结构和工作流程

2．2．1 导管上料机机械结构

2．2．2 导管上料机工作流程

2．2．3 浸油翻转机工作流程

2．2．4 分装输送机工作流程

2．3 本章小结

第三章 控制系统硬件设计

3．1 控制系统总体方案设计

3．2 控制系统硬件选型

3．2．1 PLC选型及应用

3．2．2 执行电机选型

3．2．3 触摸屏选型

3．2．4 气动元件选型

3．2．5 其他硬件选型

3．3 电气控制回路设计

3．3．1 主回路和继电器控制回路设计

3．3．2 PLC控制回路设计

3．3．3 交流伺服系统电路设计

3．3．4 气动回路设计

3．4 控制柜的设计与制作

3．5 本章小结

第四章 控制系统软件设计

4．1 控制系统软件结构

4．2 控制器与触摸屏之间的通讯

4．3 PLC程序设计

4．3．1 PLC程序模块化设计

4．3．2 PLC程序编写

4．4 触摸屏程序设计

4．5 本章小结

第五章 设备调试、改进和后期维护

5．1 设备调试

5．1．1 设备的初步组装

5．1．2 设备原理验证调试

5．1．3 设备现场调试

5．2 方案升级和改进

5．3 设备后期维护和相应流程规范的制定

5．3．1 设备后期维护

5．3．2 维护流程规范的制定

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况