装配线锁片压装机自动压装改造
基于PLC的气门压装机在线压装改造研究
Ｒ ＡＮ ｈ ｎ ｙ Ｚ ｅ ． ａ ．ＨＵＡＮＧ ａ ． ｕ Ｘｉｏ ｈ ａ ’
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上的瓶 颈 ．０７年 ２月该 厂 采用 Ｐ Ｃ技 术 对 Ｇ系 ２０ Ｌ
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ １ ０ ２ （Ｏｒ ｏ —０ ３ —０ １７ — ９４ ２Ｏ ）７ ０ ８ ３ ７
中图分 类号 ：Ｐ ７ Ｔ２ １
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３ ９
配套齐全 ， 功能完善 ， 适用性强 ； 易学易用 ， ③ 深受
工程 技术人 员欢 迎 ； 系统 的设 计 、 作 量小 ， ④ 工 维
个机电一体化项 目． 械设计 的部分包括 Ｇ系列 机 气门压装机的固定架 以及升降 台 Ｓ 和停止器 ｓ １ ２
的机械部 分 ， 采用 Ｃ Ｄ ０４ 计 图纸 ． Ａ ２０ 设
０ 引 言
重庆江陵发动机厂是生产长安系列汽车发动 机的一家大型企业 ， 在其汽车发动机 生产线 上采
列 气 门压装 机 进 行 了 在 线 自动 化 改 造 ， 入 运 行 投
机械装配工艺流程的自动化改进
机械装配工艺流程的自动化改进随着科技的不断进步和发展，自动化技术在各个行业中的应用也日益广泛，其中包括机械装配行业。
机械装配工艺流程的自动化改进可以大大提高生产效率、降低生产成本，并且保证产品的质量和稳定性。
本文将探讨机械装配工艺流程的自动化改进，以及它所带来的益处。
一、自动化装配设备的引进与应用为了改进机械装配工艺流程，企业可以引进自动化装配设备。
自动化装配设备可以根据设定好的程序自主完成装配任务，例如，可以使用机器人来替代人工进行重复性操作，极大地提高了装配的效率和准确性。
同时，自动化设备还能够进行数据监控和分析，及时发现问题并进行修正，减少因人为操作而导致的错误和缺陷。
二、工艺流程优化与自动化集成除了引进自动化装配设备，还可以对工艺流程进行优化，并将自动化技术与工艺流程紧密集成。
通过对工艺流程的优化，可以减少不必要的操作环节，提高装配的效率和质量。
同时，将自动化技术与工艺流程集成，可以实现装配过程的自动控制和监控，提升生产的自动化水平。
三、自动化装配设备的性能和功能改进在改进机械装配工艺流程的过程中，还可以对自动化装配设备的性能和功能进行改进。
例如，可以提高设备的装配速度和精度，增加设备的可靠性和稳定性。
此外，还可以增加设备的自诊断和故障排除功能，提高设备的智能化水平，减少生产停机和维修时间，提高生产效率。
四、标准化与信息化管理为了更好地实施机械装配工艺流程的自动化改进，对生产过程进行标准化与信息化管理也是必要的。
通过标准化管理，可以确保装配工艺的一致性和可复制性，提高产品的质量稳定性。
同时，通过信息化管理，可以实现对装配过程的实时监控和数据分析，及时发现问题并采取措施，提高生产的精细化管理水平。
五、自动化改进带来的益处机械装配工艺流程的自动化改进可以带来许多益处。
首先，它可以大大提高生产效率，降低生产成本，提高企业的竞争力。
其次，自动化改进可以减少人工操作，降低了人力资源的需求，并且减少了由人为操作引起的错误和缺陷，提高了产品的质量和稳定性。
面向智能制造的自动化装配生产线优化设计
面向智能制造的自动化装配生产线优化设计自动化装配生产线是智能制造的重要组成部分，在提高生产效率和产品质量的同时，也能节约人力资源和降低成本。
为了实现自动化装配生产线的优化设计，需要综合考虑生产线布局、工艺流程、设备选择和控制系统等因素，以下是针对这些方面的优化设计建议。
一、生产线布局优化1. 空间利用率：通过合理规划生产线布局，优化设备和工作站之间的空间配置，最大程度地利用有限的场地资源，并确保员工流线的顺畅。
2. 物料流动路径：优化物料的流动路径，减少物料搬运和等待时间，提高物料进出效率，并避免物料的交叉污染。
3. 人机协作：合理安排人与机器的工作区域，提高人机协作效率，避免工人对机器的干预，减少工人工作强度。
二、工艺流程优化1. 工序优化：分析每个工序的时间和资源消耗，通过合理的任务分配和工艺改进，减少工序的时间和资源消耗，提高生产效率。
2. 并行工艺：根据产品特点和工艺要求，合理设计并行工艺，将原本串行的工序拆分成多个并行的工序，以减少产品制造周期。
3. 自动化程度：推广使用自动化设备和机器人，在工艺流程中减少人工干预，提高产品可靠性和稳定性。
三、设备选择优化1. 设备可靠性：选择具有高可靠性和稳定性的设备，减少设备故障和停机时间。
同时，考虑设备的适应性和灵活性，能够适应多种产品的装配需求。
2. 智能设备：选用具备智能化和自动化控制功能的设备，可以实现自动化的物料搬运、装配和检测，提高生产线的智能化程度。
3. 节能环保：选择节能环保型设备，减少能源和资源消耗，降低生产线的碳排放和环境污染。
四、控制系统优化1. 实时监控：建立实时监控系统，对生产线的各个环节进行全面监控和数据采集，及时发现异常情况，并进行预警和处理。
2. 数据分析和优化：对采集到的生产数据进行分析，找出生产线中的瓶颈和优化点，提出相应的改进方案，并根据实际情况进行调整。
3. 故障预测和维护：结合物联网技术，实现设备故障的预测和预防性维护，减少设备故障对生产线的影响，提高设备的稳定性和可靠性。
如何进行生产线的自动化改造
如何进行生产线的自动化改造随着科技的发展和智能制造的兴起，生产线的自动化改造变得越来越重要。
自动化改造可以提高生产效率，降低成本，并且在一定程度上减少了人力资源的需求。
本文将对如何进行生产线的自动化改造进行探讨，并提出一些建议和方法。
一、自动化改造的必要性传统的生产线存在以下问题：生产效率低下、产品质量无法保证、生产周期长、人力成本高等。
而自动化改造可以解决这些问题，提高生产效率，减少人力成本，并且能够保证产品质量的稳定性。
因此，进行生产线的自动化改造具有重要的意义。
二、自动化设备的选择在进行生产线的自动化改造时，首先需要选择合适的自动化设备。
根据不同行业和生产线的需求，可以选择的自动化设备包括：机器人、自动装配线、自动化传送带等。
选择合适的自动化设备是进行自动化改造的基础。
三、自动化工艺流程的设计在自动化改造中，需要对整个生产线的工艺流程进行重新设计。
根据产品的特点和生产需求，可以采用分批加工、流水线作业、并行加工等工艺流程。
通过合理的工艺流程设计，能够提高生产效率和产品质量。
四、自动化控制系统的建设自动化控制系统是实现生产线自动化的核心。
在进行自动化改造时，需要建设相应的控制系统，包括硬件设备和软件编程。
硬件设备包括传感器、执行机构等，软件编程则是编写控制逻辑和算法。
通过完善的控制系统，可以实现对生产过程的精确控制和监测。
五、人机协作与培训生产线的自动化改造并不意味着完全取代人的角色，而是实现人机协作。
因此，在自动化改造完成后，需要对员工进行培训，使他们能够掌握新的操作技能和运维知识。
人机协作将进一步提高生产效率和产品质量。
六、自动化改造的挑战虽然生产线的自动化改造有诸多优势，但也面临一些挑战。
首先是成本问题，自动化设备和控制系统的投入相对较高，需要对ROI进行评估。
其次是技术问题，自动化设备的选型和控制系统的建设要求专业知识和技能。
最后是人员培训和适应问题，员工需要适应新的工作方式和技术要求。
自动装配线操作流程
自动装配线操作流程1. 概述自动装配线是一种高效、精确的装配系统，采用机械化设备和自动操控，能够提高生产效率和质量。
本文将介绍自动装配线的操作流程。
2. 原料准备在开始操作自动装配线之前，需要准备好所需的原料和零部件。
原料应符合相关规定和标准，以确保最终产品的质量。
零部件应清洁、无损坏，并按照规定的数量和种类进行分类和储存。
3. 操作流程3.1. 上料准备在自动装配线上，需要准备好所有装配所需的零部件和工具。
操作人员应按照工艺流程和指示书的要求，将零部件和工具摆放在操作台或者储物柜中，以方便操作。
3.2. 开机启动在上料准备完成后，操作人员需要按照操作规程和安全要求，对自动装配线进行开机启动。
通常需要先检查设备的电源和气源是否正常，再按照设备的操作流程进行开机操作。
3.3. 装配操作自动装配线通常包括多个装配工位，操作人员需要按照工艺流程，将零部件按照规定的顺序和方法进行装配。
在装配过程中，需要注意避免零部件的损坏和误装，确保装配质量。
3.4. 质量检验完成装配后，操作人员需要对产品进行质量检验。
检验可以采用各种方法，如目测检查、尺寸测量、功能测试等，以确保产品符合质量要求。
3.5. 故障处理在操作自动装配线过程中，可能会遇到设备故障或者人为操作失误等问题。
操作人员需要及时发现并处理故障，可以通过调整设备参数、更换零部件、重新装配等方式解决问题。
3.6. 下料出库经过质量检验合格的产品，可以进行下料出库。
操作人员需要按照规定的方法将产品从自动装配线上取下，并进行分类和包装。
包装应符合相关标准和要求，以确保产品在运输和储存过程中不受损。
4. 安全措施在操作自动装配线时，需要注意安全事项，以避免事故的发生。
操作人员应穿戴好防护用具，遵守操作规程，熟悉设备的紧急停机按钮位置，能够正确应对突发情况。
5. 结束操作当所有产品装配完成并下料出库后，操作人员需要按照规定的程序对自动装配线进行停机和清洁。
设备应断开电源，进行必要的维护和保养工作，以确保在下次操作前设备的正常运行。
基于PLC的装配线空压控制系统的改造设计
空压机组选择
变频工频转换 报警解除按钮 空压机组1转子测速器输入 空压机组2转子测速器输入 急停 压力传感器输入1 压力传感器输入2 空压机组1轴温度传感器输入 空压机组1定温度传感器输入
SB4
SB5 SB6 SB7 SB8 SB9
I0．3
I0．4 I0．5 I0．6 I0．7 I1．0 AIW0 AIW2 AIW4 AIW6
空压机组2轴温度传感器输入
空压机组2定温度传感器输入
AIW8
AIW10
手动指示灯
自动指示灯 压力模拟量输出
L10
L11
Q1．6
Q1．7 QW0
本设计采用西门子公司的S7-200 PLC和 MM440变频器组合实现空压机的各项控制 。
～220V Q
压力传感器1 压力传感器2
EM235模拟 量输入输出 模块
QW0+ QW0-
AIN1+ 3 AIN4
M 3～
程序流程图
PLC主程序 初始化 手动控制 自动控制 报警电路 数据转换 压力中断 压力采集1 温度状态采集 PID运算 压力采集2
扫描结束
结论
采用PLC和变频器改变电动机电源频率，达到 了调节空压机转速改变空压机出口压力，比靠调 节阀门的控制空压机出口压力的方式，具有降低 管道阻力大大减少截流损失的效能。 与继电器或硬件逻辑电路控制系统相比，PLC 控制系统具有更大的灵活性和通用性。
空压力下限指示灯
空压机组1运行指示灯 空压机组2运行指示灯 空压机组1温度上限指示灯 空压机组2温度上限指示灯 蜂鸣器1 急停指示灯 空压机组错选指示灯 空压机组1机械故障指示 空压机组2机械故障指示
L1
L2 L3 L4 L5 Speaker L6 L7 L8 L9
基于PLC的装配线空压控制系统的改造设计
下载之后可以联系QQ1074765680索取图纸，PPT，翻译=文档摘要在现代生产力不断提高的情况下，建设无人值守的空压站，是一个社会发展过程中的必然选择。
本文主要论述了一种基于PLC的装配线空压机控制系统的改造设计方案，采用PLC对空压机进行自动控制改造，实现空压机的远程控制和生产设备的集中控制。
在改造原有系统的基础上，将空压机电机的直接启动控制方式改为变频控制，减小对系统电网的冲击和节约能源，同时制定了具体实施的控制方式、设备启停步骤、软件功能、功能扩充、报警系统。
并利用相应的控制算法，实现供气的恒定，提高供气质量和效率，保证各项工作的安全生产。
关键词：PLC，变频控制，自动控制The design of Air assembly line based on PLC controlsystemAbstractIn a situation that modern productivity is improving constantly,it is an important project of assisting to pigeonhole while being empty and stand and build.Produce all place empty to press capital equipment allocated to stand for centrifugal air compressor,desiccator in a lot of freezing type air,make up the air supply system of the compressed air through gas tank,joining pipe.The main content of this text is to describe transforming the design plan of a kind of air compressor control system of assembly line based on PLC．Key words：PLC,frequency conversion,Auto – control目录1绪论 (1)2系统构成及工作原理 (1)2.1设计方案的确定 (1)2.2系统构成 (2)2.3工作原理 (3)2.4控制过程 (3)2.4.1恒压控制 (3)2.4.2节能控制 (4)3硬件电路设计 (4)3.1PLC可编程控制器部分 (5)3.1.1 PLC概述 (5)3.1.2 PLC选型和性能指标 (7)3.1.3 PLC内部分配 (7)3.1.4输入输出外部接线 (7)3.2模数转换模块 (9)3.3传感器部分 (11)3.4变频器部分 (12)3.5监控对象空压机 (13)3.6系统的保护及故障警报的发出 (14)4系统的软件设计 (14)4.1系统的总体框图设计 (14)4.2程序的结构及程序功能的实现 (16)4.2.1系统的初始化程序 (16)4.2.2系统的主控制程序 (16)4.2.3系统的中断程序 (17)5结束语 (17)致谢 (17)参考文献 (19)附录 (20)1 绪论在现在工业生产中，空压机在冶金机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等行业都有广泛的应用。
工厂生产线自动化改造方案
工厂生产线自动化改造方案第1章项目背景与目标 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)1.3 项目意义 (4)第2章现有生产线分析 (4)2.1 生产线现状 (4)2.2 现有问题 (5)2.3 改造需求 (5)第3章自动化技术概述 (5)3.1 自动化技术发展历程 (5)3.2 自动化技术分类 (6)3.3 自动化技术在生产线中的应用 (6)第四章自动化设备选型 (7)4.1 设备选型原则 (7)4.1.1 适用性原则：设备应满足生产线工艺要求，适应生产规模，并具有良好的可扩展性。
(7)4.1.2 先进性原则：设备应选用国内外先进、成熟的技术，保证生产线的先进性。
(7)4.1.3 可靠性原则：设备应具有较高的稳定性和可靠性，保证生产过程的顺利进行。
74.1.4 经济性原则：在满足技术要求的前提下，设备选型应充分考虑投资预算，力求实现投资回报最大化。
(7)4.1.5 安全性原则：设备应具备完善的安全防护措施，保证生产过程中的人身安全和设备安全。
(7)4.1.6 易维护原则：设备应便于维护和维修，降低维修成本和停机时间。
(7)4.2 常用自动化设备介绍 (7)4.2.1 ：用于搬运、装配、焊接、喷涂等工序，提高生产效率，降低劳动强度。
(7)4.2.2 自动化输送设备：如皮带输送机、链板输送机、滚筒输送机等，用于实现物料的输送和搬运。
(7)4.2.3 自动化仓储设备：如立体仓库、自动化货架、堆垛机等，提高仓储效率，降低仓储成本。
(7)4.2.4 自动化检测设备：如视觉检测系统、传感器等，用于实时监测产品质量，保证产品质量稳定。
(7)4.2.5 自动化控制系统：如PLC、DCS等，实现对生产过程的实时监控和自动化控制。
74.3 设备选型与配置 (7)4.3.1 根据生产线的工艺要求，分析各工序所需设备类型和数量。
(7)4.3.2 结合设备选型原则，进行设备选型，保证设备满足生产需求。
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装配线锁片压装机自动压装改造
作者：上汽通用五菱汽车股份有限公司陆贤辉王印
摘要：基于气门锁夹压装机在发动机装配线的应用，通过锁片压装过程原理的分析，对比锁片的压装方式，结合现有锁片压装机的现状，设计出一种高合格率的锁片压装机构并进行改造应用。
关键词: 发动机；气门锁片；压装机
一、改造内容
（一）、压装工艺的调整：
（二）、设备零部件改造：
1、压装单元
改造前压装单元的压装头主要由外压头、内导轨、夹爪、弹簧组成。
内导轨通过柱销安装在外压头内，两个夹爪通过两个销子固定在外压头上并处于内导轨的两侧，同时在夹爪与外压头间安装一弹簧用于调整夹爪的张合度；锁片在内导轨和夹爪的导向下落入弹簧座中。
内外导轨长达在230mm , 锁片在进入内外导轨间隙后作自由落体，通过调节内外导轨的间隙，使自由落体的两个锁片在沿着外导轨的滑行后在同一时刻到达待压装位置。
内外导轨及压装头部件如下图所示：
改造后压装头由外压头，内压头，弹簧，圆柱环组成，安装时按照内压头，弹簧，圆柱环的顺序装入外压头内。
滑台下降时，外压头将弹簧座压下，气门锁夹在内压头和弹簧的作用下被柔性地推入弹簧座内；滑台上升时，在弹簧力作用下保证使锁片进入正确的位置。
内压头与外压头为间隙配合，内压头与气门亦为间隙配合。
新压装头部件如下图所示：
为了保证压装的尺寸与合格率，设计尺寸为：外压头∮10.20+0.00-0.02，内压头
∮7.02+0.02-0.00，同时因为考虑锁片必须保证不能带磁性，耐压强度高，耐磨性好的特点，所有压装部件的材质选用高硬度的Cr12MoV。
2、落料单元
改造前设备通过震料机选取锁片并自动装入锁片工装，由员工手持工装将锁片放入压装机落料口，用手拉动送料把手使锁片掉入弹簧座中，锁片在自由下落过程中存在很多不确定因素导致压装不合格。
改造后取消落料单元，采用锁片震料机和弹簧座震料机自动将锁片放进弹簧座内，实现了自动上料，并在压装机前一工位将锁片和弹簧座预装到气门上，彻底消除了锁片下落过程产生的一系列不稳定问题。
3、移位单元
改造前设备只有四个压装头而排气和进气门各有八个，所以在进行气门锁片压装时需变换一次位置。
依靠员工用手来拨动把手来实现压装板的移位；
改造后设备在滑台上加装一气缸连接到压装板上，通过控制阀岛来控制气缸伸缩，带动压装板移动，从而实现压装单元的自动移位。
4、定位单元
改造前设备压装板的定位是靠板下方的轮子和V型槽来定位，这种定位方式不稳定、易产生偏差，造成压装头与气门不同轴导致锁片压装不合格甚至压坏压装头。
改造后设备采用4个液压缓冲器安装在压装板两侧进行硬定位，不仅能保证压装头与气门的同轴度，还缓和了气缸带动压装板移位而产生的冲击。
5、控制单元
改造后修改PLC逻辑控制程序，采集传感器信号，控制阀岛阀片的通断来控制气缸的运动，最终实现整个压装设备的全自动化。
6、改造前后设备状态对比
改造前设备如上图所示：半自动压装，手动上料，每班次需要2名操作工，一次压装合格率90 %。
改造前设备如下图所示：全自动压装，自动上料，不需要操作工，一次压装合格率99%。
二、技术要点：
（一）、压装单元的结构设计
压装锁片压装合格与否最重要的环节。
新压装头由外压头，内压头，弹簧，圆柱环组成，安装时按照内压头，弹簧，圆柱环的顺序装入外压头内。
通过螺纹与压装头联接、拆装方便。
为了不让弹簧座滑出气门，在外压头前部设计一凹槽，内径依两锁片在气门上时的最大尺寸确定；内压头与外压头设计间隙配合，内压头与气门亦为间隙配合。
（二）、压装部件的精度与材质
锁片在弹簧座内间隙为0.02mm ,锁片在安装入弹簧座后与气门杆间隙最大为
为:±0.02mm ，因此在压装机构部件的加工过程中要有严格的表面粗糙度要求及公差要求，
要考虑锁片不能带磁性，耐压强度高，耐磨性好的特点，所有压装部件的材质选用高硬度的Cr12MoV。
（三）、压装机构的运动控制
原设备依靠员工用手来拨动把手来实现压装板的移位，现在滑台上加装一气缸连接到压装板上，通过控制阀岛来控制气缸伸缩，带动压装板移动，从而实现压装单元的移位。
同时取消落料单元，在压装机前一工位将锁片和弹簧座预装到气门上，这样便消除了锁片下落过程产生的一系列问题。
采用液压缓冲器进行定位，最大程度地保证压装头与气门的同轴度。
修改控制程序，采集传感器信号，控制阀岛阀片的通断来控制气缸的运动，最终实现整个压装过程的全自动化。
（四）、压装的工艺设计
编制新的压装工艺以适应改造后设备的运行。
三、技术难点：
（一）、压装合格率会受很多因素的影响
在压装过程中中，压装零件的尺寸，零件的安装位置，设备的安装位置，设备的压装部件尺寸等，在设计所有压装部件前，需要考虑所有零部件在压装过程中的状态并进行精确测量,为设计提供数据。
（二）、控制各部件在安装过程中的位置状态
压装过程的反作用力易弹出弹簧座或移位锁片等，要控制16个气门弹簧在压装过程中始终保持在准确的设计位置，同时考虑定位板位置和压装深度。
四、改造前后效果对比
改造前气门锁片压装合格率（平均90%）:
改造后气门锁片压装合格率（平均99%）:
五、经济效益
（一）、通过改造设备及设计新的压装工艺，将手动操作改造成为全自动化设备。
共计节省6名操作人员。
依每人每月1500元计算，每年节省人工成本约108000元。
（二）、大幅度提高压装合格率。
改造后设备的一次压装合格率为98 %（改造前为90%）,依返修一台成3元,年产35万台计算,每年节省为：(98%-90%)*3*350000 = 84000 元。
（三）、节省故障维修时间降低维修难度
改造前设备平均故障间隔时间为4小时，改造后平均故障时间为30天。
改造前每次平均维修时间为30分钟，改造后每次平均维修时间为5分钟。
（四）、节省备件成本
改造前一套压装单元使用时间平均为1个月，一套压装单元成本37500元。
改造后一套压装单元的使用时间为3个月，一套压装单元成本为200元。
则每年备件节省成本为：（37500*12）-（200*（12/3））=449200元。
总计每年节省成本：
总节省: (108000+84000+449200）-3000(改造费用)=638200元/年。
六、推广价值
（一）、适用于SGMW青岛分公司发动机工厂两台锁片压装机的改造
（二）、广泛适用于各种汽车发动机气门锁片的安装
参考文献
[1] 杨连升主编. 内燃机设计. 北京:中国农业机械出版社,1981 年8 月北京第1 版
[2] 程瑞龙编著.DA462 微型汽车发动机.哈尔滨:黑龙江科学出版社,1987 年5月哈尔滨第1版
[3] 美国克莱斯勒汽车公司。
1984 款式汽车维修手册，底盘与车身分册. 1983 年美国第1 版(end)。