摘 要

步入当代社会，汽车已经成为人们出行的主要交通工具，需求量日益增加。作为人车沟通桥梁，汽车转向器的生产对于汽车制造而言至关重要，而转向器的生产中装配过程极其关键。因而，为提高汽车转向器装配效率，降低工人劳动强度，降低成本，亟需研制出一条高效、自动、性价比高的装配流水线。

本系统为响应汽车转向器装配需求，通过移载机构、双列并行输送线、工作台的协同运作，实现工装板的循环利用以及工人的顺序装配。同时增设辅助机构，顺应工作环境需求，可以实现照明、降温的目的。并开发基于三菱PLC的装配流水线控制系统，综合利用三菱FX系列PLC、CC-Link远程模块、变频器等，实现装配流水线的自动化控制，降低生产成本。此外保证装配流水线的安全工作、协调管理，保障工人的人身安全。

关键词：汽车转向器；装配流水线；可编程控制器；倍速链

Abstract

With increasing demand，the automobile has become the main vehicle for people when our society step into contemporary society. As a communication bridge between people and vehicles, the production of automobile steering gear is very important for automobile manufacturing. Therefore, in order to improve the assembly efficiency of automobile steering gear, reduce the labor intensity of workers and reduce the cost, it is urgent to develop an efficient, automatic and cost-effective assembly line.

In response to the assembly demand of automobile steering gear, this system realizes the recycling of tooling board and the sequential assembly of workers through the coordinated operation of load shifting mechanism, double-row parallel double speed chain and workbench. At the same time, auxiliary institutions should be added to adapt it to the needs of the working environment, which can achieve the purpose of lighting and cooling. The assembly line control system based on mitsubishi PLC was developed. Mitsubishi FX series PLC, cc-link remote module and frequency converter were integrated to realize automatic control of assembly line and reduce production cost. In addition, ensure the safety of assembly line, coordinate and manage to ensure the safety of workers.

Keywords: automobile steering gear; Assembly line; Programmable controller; speed chain

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 论文研究的目的和意义 2

1.3 论文的主要研究内容 2

第2章 汽车转向器装配流水线机械结构 3

2.1 转向器装配流水线整体机械结构 3

2.2 转向器装配流水线局部机械结构 3

2.2.1 移载机 3

2.2.2 装配线 4

2.2.3 工作台 5

2.2.4 辅助机构 6

第3章 汽车转向器装配流水线原理设计 8

3.1 汽车转向器装配流水线控制系统的需求分析 8

3.2 控制系统整体工序设计 8

3.2.1 移载机运动控制分析 9

3.2.2 装配线运动控制分析 10

3.3 汽车转向器装配流水线控制系统硬件设计 11

3.3.1 汽车转向器装配流水线控制系统主要硬件选型 11

3.3.2 装配流水线控制系统详细硬件表 12

3.3.3 控制系统电路图 13

第4章 汽车转向器装配流水线按控制系统的软件开发 19

4.1 汽车转向器装配流水线控制系统程序框架介绍 19

4.2 汽车转向器装配流水线控制系统子程序详解 20

4.2.1 CC-Link通信程序详解 20

4.2.2 初始化程序 21

4.2.3 移载机运作程序 23

4.2.4 装配线工装板工位进位程序 24

4.2.5 急停/停止程序 25

4.3 上位机监控开发 25

第5章 总结 27

5.1 联机调试结果 27

5.2 展望 28

5.3 结语 28

参考文献 30

致 谢 31

第1章 绪 论

传统的机械转向系统内，重要的结构包括了转向操纵机构、转向器和转向传动机构。其中转向操纵机构是行车人员操纵转向器的重要工具；转向器则起着将方向盘传来的转矩以特定传动比放大并输出的作用；而转向传动机构指的是将转向器输出的力矩传达到转向车轮的机构中^[1]。即汽车转向器是转向系统中的核心部分，其生产影响着整个转向系统甚至整辆汽车的生产。在本研究项目中，需要进行转向器的装配，而转向器的装配较为繁杂，装配过程难免会出现缺漏或重复加工的情况。因此，构建自动化装配流水线，将工序安排好，顺序装配。而线体的测试可以帮助客户快速找出问题、解决问题，提高生产效率和保障安全。

1.1 论文的研究背景

最近几年，我国汽车行业蓬勃发展，汽车转向器作为转向系统中最重要的部分，无论是传统车辆或者目前正兴起无人驾驶车辆而言都不可或缺。随着汽车需求量的日益增加，汽车转向器的生产装配效率及成本时刻受人们关注。未来几年，顺应国内经济高速发展趋势，汽车需求量必然继续增长，汽车转向器将迎来更加广阔的市场。汽车转向器的装配需要经过多道工序，加工较为频繁，为避免漏缺或重复加工，需要将各道工序按照一定顺序安放，而采用可以在一定线路能够连续搬运货物的流水线可以较好的解决这一问题^[2]，本文主要针对汽车转向器装配系统进行流水线输送设计。

总所周知，汽车生产线是汽车生产的必须^[3]，对现代汽车生产作用极其强大。20世纪初，由福特公司创建世界上第一条汽车装配流水线，大幅度提高了汽车的装配效率。与此同时，转向器的装配流水线也相伴而生，把纯手工的装配工艺转变成自动化程度较高的加工工艺。其后，福特公司将该技术不断发展，并传授于世界各国。目前，国外专门生产汽车转向器的公司已经拥有具备自动化程度很高的流水线，并不断向智能化发展，比如捷泰格特公司、博世公司以及昭和公司等等。国内汽车装配流水线兴起较晚，在80年代中期开始，汽车行业通过合资引进，才开始流水线生产的道路。同样的，汽车转向系统装配流水线技术也较落后，在国内的大型汽车企业如东风日产、上海汽车等等，们拥有独立的转向器装配流水线，自动化程度非常高，并具有一定的智能程度，装配与输送工艺相配合，生产效率很高。然而，大部分转向器的生产是由专门企业进行生产的，这些企业规模一般不大，从而要求他们提高生产效率，节省成本。故而大多数采用半自动化装配的技术，即流水线搬运而人力加工。一方面，国内全自动化装配流水线价格较为昂贵，中小企业需要考虑成本；另一方面，国内劳动力较为廉价，相比之下半自动化装配更适用。但是，在国内外的激烈竞争局势下，自动化生产取代手工生产已经成为趋势，全自动化装配的效率远远高于手工，这些都彰显着汽车转向器流水线需要不断的发展。