simatic的自动涂油系统设计【字数：14040】
百余年来汽车工业发生了天翻地覆的变化，汽车的外观、速度、安全性都有了全面的提升，其中汽车换挡杆是汽车用来实现倒车及中断动力传递等功能的，如果换挡杆在组装过程中出现问题，就会出现很大的安全隐患，因此实现换挡杆的部分组装涂油的自动化就很有必要。本文以换挡杆的下壳体滑槽涂油压装工位为控制对象，设计了一种基于PLC的控制系统。该系统的结构为上下位机结构，上下位机之间通讯使用TCP/IP协议，下位机使用的控制器为西门子1200系列的PLC控制器，以此来实现夹具的前后运动、涂油机构的左右移动等运动控制以及对于信号输入及信号输出的逻辑控制。上位机采用易于操作的触摸屏，可以实现对于系统的手动控制、参数配置以及过程报警等功能。由设备的实际运行效果可知，该设备可以满足生产要求并且提高了生产效率。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究目的与意义 1
1.2课题研究的现状与发展 1
1.3课题研究的主要内容 2
2.下壳体涂油压装工位控制系统方案设计 4
2.1系统概述 4
2.2系统控制要求分析 5
2.3系统的总体方案设计 7
3.下壳体涂油压装工位控制系统硬件设计 8
3.1PLC控制模块 8
3.2触摸屏人机交互模块 11
3.3执行驱动模块 12
4.下壳体涂油压装工位控制系统软件设计 15
4.1系统软件概述 15
4.2主要程序的编写 15
4.2.1初始化模块（FB11） 16
4.2.2执行驱动模块（FB1&FB2&FB7&FB10） 16
4.2.3自动模块（FB4） 20
4.3人机界面设计 21
5.下壳体涂油压装工位控制系统调试 27
5.1设备的现场调试过程 27
5.2 系统调试与运行过程中遇到的问题及解决方法 29
6. 总结与展望 30
6.1系统总结 30
6.2 展望 31
6.3 本系统对环境及社会可持续发展的影响 31
参考文献 32
致谢 33< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 附录 34
1.绪论
随着社会经济的不断发展与人们生活水平的改善提高，家用汽车已经越来越普及，在汽车的使用过程中，换挡杆的使用频率仅次于方向盘，而在开车时，换挡时候的操作感觉也会很大程度上的影响驾驶体验，因此，换挡杆的生产与检查就显得尤为重要。
1.1课题研究目的与意义
百余年来汽车工业经历了翻天覆地的变化，汽车的外观、速度、安全性都有了全面提升，汽车作为一个复杂的整体，包含具有不同功能的多个部分，其中用在汽车变速器上用来支持汽车换挡变速的是换挡杆。换挡杆有以下功能：
（1）改变传动比。根据汽车在不同行驶条件下对于牵引力的要求，改变传动比，从而使发动机工作在最有利的工况下，以此满足汽车行驶过程中所有可能的行驶速度要求。由于汽车行驶过程中会遇到多种不同情况，因此汽车行驶速度和驱动扭矩需要在很大范围内变化，以适应不同行驶条件。
（2）实现倒车行驶。发动机曲轴一般只能定向转动，而汽车行驶过程中有时需倒车，此时发动机曲轴需反向转动。一般在变速箱中设置倒档来实现汽车倒车。
(3)中断动力传递。在某些情况下需中断向驱动轮的动力传递，例如起动，发动机怠速运转，换档或停车。
(4)实现空档。在离合器接合情况下变速箱不输出动力。例如，驾驶员在发动机不熄火情况下离开驾驶员座位，松开离合器踏板。
汽车的换挡杆在生产的时候，其中的下壳体部分需要进行档位滑槽涂油及档位滑槽和下壳体的压装作业，在使用时才能使用户有更好的体验。
本课题是基于西门子PLC的换挡杆自动涂油系统设计，具有模块化工装、 装配防错、自动化程度高、人机界面良好、便于操作等特点。本设计在博途V14环境下开发，使用分布式I/O接口接收外部传感器的数字量和模拟量信号，PLC接收产品的位置信息等数据并控制各个气缸的顶升以及电机到指定位置对产品进行涂油操作。
1.2课题研究的现状与发展
进入21世纪后，自动化技术飞速发展，基本实现了机械设备控制过程的自动化，自动化生产过程避免了人工操作的误差，并且提高了产品准确率。近十几年来,科技不断发展,PLC控制技术的科技水平也随之越来越高，同时，PLC控制技术由于技术性强、应用面广等特点,在工业中的应用变得越来越广。本设计中的涂油等操作就需要精准均匀。
在国内，近年来在这方面的研究也取得了很大进步。比如黄伟在《电温控涂油装置的设计与应用》一文中，考虑到防锈油(工业油)的黏性，特别是在冬季温度较低时流动性差, 会影响喷涂油效果, 为此设计了加热系统, 通过对防锈油的加热来提高喷 涂油效果。在油箱加热电温控系统中, 用两个2kW的管式加热器加热, 一个热电阻测量油温, 一个电接点温度计限制油温。油箱 加热油温可以设定(下限50℃,上限60℃),当油温低于下限时, 加热器自动加热, 超过上限时, 自动切断加热系统。这样可以使油 温保持一个恒定值, 使涂油装置的油路系统顺畅, 增强喷涂油效果。[14]同时，黄伟在2018年6月申请了《曲轴自动涂油装置》 的专利，公开了一种曲轴自动涂油装置,包括架体、曲轴和油箱,其中的设计结构简单,可对曲轴进行油的涂抹,并且节约用油。[4]
王琪在《发动机装配中自动涂油装置设计》一文中，针对目前国内及国外发动机装配线中涂油方式的低效、污染及浪费严重的缺点，为发动机生产厂商提供了一种高效节约的零件涂油解决方案。他利用从气源压缩空气，经过气源处理三联件调整成适当的工作压力，通过手动换向阀经过减压阀，到达工作罐。此时，定量阀的柱塞在其弹簧的作用下缩回，工作罐内的润滑液在罐内压力和定量阀的柱塞缩回所产生的真空作用下，经单向阀进入柱塞腔。当工件放入涂油头并触动发信阀，压缩空气通过发信阀驱动通断阀和换向阀换向，同时压缩空气通过快速排气阀，向可调气容充气。定量阀动作，将润滑液挤入涂油头与通断阀之间的管道。当工件从涂油头拿出的瞬间，发信阀断开，通断阀和换向阀复位，定量阀重复吸油过程，与此同时气容中的压缩空气通过排气阀排气口进入涂油头与通断阀之间的管道，压缩空气混合挤入涂油头与通断阀之间的管道内的润滑液一起从涂油头喷出，并喷涂到工件上。[8]
目录
1.绪论 1
1.1课题研究目的与意义 1
1.2课题研究的现状与发展 1
1.3课题研究的主要内容 2
2.下壳体涂油压装工位控制系统方案设计 4
2.1系统概述 4
2.2系统控制要求分析 5
2.3系统的总体方案设计 7
3.下壳体涂油压装工位控制系统硬件设计 8
3.1PLC控制模块 8
3.2触摸屏人机交互模块 11
3.3执行驱动模块 12
4.下壳体涂油压装工位控制系统软件设计 15
4.1系统软件概述 15
4.2主要程序的编写 15
4.2.1初始化模块（FB11） 16
4.2.2执行驱动模块（FB1&FB2&FB7&FB10） 16
4.2.3自动模块（FB4） 20
4.3人机界面设计 21
5.下壳体涂油压装工位控制系统调试 27
5.1设备的现场调试过程 27
5.2 系统调试与运行过程中遇到的问题及解决方法 29
6. 总结与展望 30
6.1系统总结 30
6.2 展望 31
6.3 本系统对环境及社会可持续发展的影响 31
参考文献 32
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1.绪论
随着社会经济的不断发展与人们生活水平的改善提高，家用汽车已经越来越普及，在汽车的使用过程中，换挡杆的使用频率仅次于方向盘，而在开车时，换挡时候的操作感觉也会很大程度上的影响驾驶体验，因此，换挡杆的生产与检查就显得尤为重要。
1.1课题研究目的与意义
百余年来汽车工业经历了翻天覆地的变化，汽车的外观、速度、安全性都有了全面提升，汽车作为一个复杂的整体，包含具有不同功能的多个部分，其中用在汽车变速器上用来支持汽车换挡变速的是换挡杆。换挡杆有以下功能：
（1）改变传动比。根据汽车在不同行驶条件下对于牵引力的要求，改变传动比，从而使发动机工作在最有利的工况下，以此满足汽车行驶过程中所有可能的行驶速度要求。由于汽车行驶过程中会遇到多种不同情况，因此汽车行驶速度和驱动扭矩需要在很大范围内变化，以适应不同行驶条件。
（2）实现倒车行驶。发动机曲轴一般只能定向转动，而汽车行驶过程中有时需倒车，此时发动机曲轴需反向转动。一般在变速箱中设置倒档来实现汽车倒车。
(3)中断动力传递。在某些情况下需中断向驱动轮的动力传递，例如起动，发动机怠速运转，换档或停车。
(4)实现空档。在离合器接合情况下变速箱不输出动力。例如，驾驶员在发动机不熄火情况下离开驾驶员座位，松开离合器踏板。
汽车的换挡杆在生产的时候，其中的下壳体部分需要进行档位滑槽涂油及档位滑槽和下壳体的压装作业，在使用时才能使用户有更好的体验。
本课题是基于西门子PLC的换挡杆自动涂油系统设计，具有模块化工装、 装配防错、自动化程度高、人机界面良好、便于操作等特点。本设计在博途V14环境下开发，使用分布式I/O接口接收外部传感器的数字量和模拟量信号，PLC接收产品的位置信息等数据并控制各个气缸的顶升以及电机到指定位置对产品进行涂油操作。
1.2课题研究的现状与发展
进入21世纪后，自动化技术飞速发展，基本实现了机械设备控制过程的自动化，自动化生产过程避免了人工操作的误差，并且提高了产品准确率。近十几年来,科技不断发展,PLC控制技术的科技水平也随之越来越高，同时，PLC控制技术由于技术性强、应用面广等特点,在工业中的应用变得越来越广。本设计中的涂油等操作就需要精准均匀。
在国内，近年来在这方面的研究也取得了很大进步。比如黄伟在《电温控涂油装置的设计与应用》一文中，考虑到防锈油(工业油)的黏性，特别是在冬季温度较低时流动性差, 会影响喷涂油效果, 为此设计了加热系统, 通过对防锈油的加热来提高喷 涂油效果。在油箱加热电温控系统中, 用两个2kW的管式加热器加热, 一个热电阻测量油温, 一个电接点温度计限制油温。油箱 加热油温可以设定(下限50℃,上限60℃),当油温低于下限时, 加热器自动加热, 超过上限时, 自动切断加热系统。这样可以使油 温保持一个恒定值, 使涂油装置的油路系统顺畅, 增强喷涂油效果。[14]同时，黄伟在2018年6月申请了《曲轴自动涂油装置》 的专利，公开了一种曲轴自动涂油装置,包括架体、曲轴和油箱,其中的设计结构简单,可对曲轴进行油的涂抹,并且节约用油。[4]
王琪在《发动机装配中自动涂油装置设计》一文中，针对目前国内及国外发动机装配线中涂油方式的低效、污染及浪费严重的缺点，为发动机生产厂商提供了一种高效节约的零件涂油解决方案。他利用从气源压缩空气，经过气源处理三联件调整成适当的工作压力，通过手动换向阀经过减压阀，到达工作罐。此时，定量阀的柱塞在其弹簧的作用下缩回，工作罐内的润滑液在罐内压力和定量阀的柱塞缩回所产生的真空作用下，经单向阀进入柱塞腔。当工件放入涂油头并触动发信阀，压缩空气通过发信阀驱动通断阀和换向阀换向，同时压缩空气通过快速排气阀，向可调气容充气。定量阀动作，将润滑液挤入涂油头与通断阀之间的管道。当工件从涂油头拿出的瞬间，发信阀断开，通断阀和换向阀复位，定量阀重复吸油过程，与此同时气容中的压缩空气通过排气阀排气口进入涂油头与通断阀之间的管道，压缩空气混合挤入涂油头与通断阀之间的管道内的润滑液一起从涂油头喷出，并喷涂到工件上。[8]
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